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JP3388991B2 - Piezo-driven small valve - Google Patents

Piezo-driven small valve

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JP3388991B2
JP3388991B2 JP09185796A JP9185796A JP3388991B2 JP 3388991 B2 JP3388991 B2 JP 3388991B2 JP 09185796 A JP09185796 A JP 09185796A JP 9185796 A JP9185796 A JP 9185796A JP 3388991 B2 JP3388991 B2 JP 3388991B2
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piezoelectric
flow path
small
piezoelectric film
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敏雄 渡辺
博喜 桑野
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電圧印加により圧
電膜を変形して流路を変化させる圧電駆動型の小形弁に
係り、特に各種半導体デバイスの製造行程で用いられる
反応ガスの微小流量制御に好適な小形弁に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric-actuated small valve that deforms a piezoelectric film by applying a voltage to change the flow path, and in particular, minute flow rate control of a reaction gas used in the manufacturing process of various semiconductor devices. The present invention relates to a small valve suitable for.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスの製造行程において、C
VD(化学的気相堆積)法は、各種薄膜の作成プロセス
として重要な役割を果しており、さらにその反応ガスの
流量制御に用いられる小形弁には、高い性能が要求され
る。従来の電磁力を用いた小形弁では、製作精度などの
問題から、流量が最小100μl(マイクロリットル)
/min(分)程度までしか制御できないなど、微小流
量を安定に制御させることが困難であった。
2. Description of the Related Art In the manufacturing process of semiconductor devices, C
The VD (Chemical Vapor Deposition) method plays an important role as a process for forming various thin films, and high performance is required for the small valve used for controlling the flow rate of the reaction gas. With a conventional small valve that uses electromagnetic force, the flow rate is a minimum of 100 μl (microliter) due to problems such as manufacturing accuracy.
It has been difficult to control the minute flow rate stably, such that it can be controlled only up to about / min (minutes).

【0003】そこで、本発明者らは、図6に示すような
電磁駆動型の小形弁Bを提案した。これは、弁機構のみ
を小形化し、電磁力による力を外付けのコイルにより付
与するようにしたものである。図6において、弁機構は
スプリングを兼ねた弁蓋51と流路孔52を設けた弁座
53から成っている。スプリングはNiFe合金軟鉄磁
性材料であり、形状は卍型である。弁機構取付用のステ
ンレスパイプ54の外側のコイル55で発生する磁場勾
配によって弁蓋51が駆動され、図6において上下方向
に弁蓋51が変位することにより弁座53上での流路孔
52が開閉し、流量制御が可能となる。この小形弁Bで
は、10μl/min以下の極微小流量を高い精度で制
御できる。56は基板、57はOリングである。
Therefore, the present inventors have proposed an electromagnetically driven small valve B as shown in FIG. This is one in which only the valve mechanism is miniaturized and the force by the electromagnetic force is applied by an external coil. In FIG. 6, the valve mechanism includes a valve lid 51 also serving as a spring and a valve seat 53 having a flow passage hole 52. The spring is a NiFe alloy soft iron magnetic material and has a swastika shape. The valve lid 51 is driven by the magnetic field gradient generated by the coil 55 outside the stainless pipe 54 for mounting the valve mechanism, and the valve lid 51 is displaced in the vertical direction in FIG. The flow rate can be controlled by opening and closing. With this small valve B, an extremely small flow rate of 10 μl / min or less can be controlled with high accuracy. 56 is a substrate and 57 is an O-ring.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単独の
小形弁Bでは全体としては非常に小さな流量しか流すこ
とができず、複数個を並列に用いようとしても、駆動の
ためのコイル55の小形化の限界により、全体としての
大きさを小さくできず、その結果、これらの小形弁Bを
集積して配置することが困難であった。
However, the single small valve B can flow only a very small flow rate as a whole, and even if a plurality of valves are used in parallel, the coil 55 for driving is downsized. Due to the limitation of 1, the overall size cannot be reduced, and as a result, it is difficult to arrange these small valves B in an integrated manner.

【0005】本発明の目的は、上記した問題を解決し、
極微小流量を安定に制御可能で、かつ広範囲の流量を高
精度に制御できるようにした小形弁を提供せんとするも
のである。
The object of the present invention is to solve the above problems,
It is intended to provide a small valve capable of stably controlling an extremely small flow rate and highly accurately controlling a wide range of flow rate.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、中央部に
流路孔が設けられ厚み方向に分極した圧電材料からな
周囲が固定された圧電膜と、該圧電膜の該周囲と一端が
一体化した支持梁の他端により支持されて前記流路孔を
塞ぐことが可能な弁蓋と、前記圧電膜の上下両面に形成
された電極とを具備し、該電極間に電圧を印加すること
により前記圧電膜の流路孔を変形させて前記弁蓋と前記
流路孔との間の流路を変化させることを特徴とする圧電
駆動型小形弁として構成した。
SUMMARY OF THE INVENTION The first aspect of the present invention, Ri Do a piezoelectric material polarized in the thickness direction the passage hole is provided in the central portion
The piezoelectric film whose periphery is fixed , and the periphery and one end of the piezoelectric film
A valve lid, which is supported by the other end of the integrated support beam and is capable of closing the flow path hole, and electrodes formed on both upper and lower surfaces of the piezoelectric film are provided, and a voltage is applied between the electrodes. Thus, the flow path hole of the piezoelectric film is deformed to change the flow path between the valve lid and the flow path hole.

【0007】第2の発明は、第1の発明において、前記
流路孔の形状又は前記電極を、前記流路孔の中心に対し
て方向性を持たせて形成したことを特徴とする圧電駆動
型小形弁として構成した。
A second invention according to the first invention, the shape Jomata of the passage hole, characterized in that the electrode was formed to have a directionality with respect to the center of the passage hole It was configured as a piezoelectrically driven small valve.

【0008】第3の発明は、基板上に多数の第1又は第
2の発明の圧電駆動型小形弁を平面的に集積配置したこ
とを特徴とする集積タイプの圧電駆動型小形弁として構
成した。
A third aspect of the invention is to provide a large number of first or first substrates on a substrate .
The piezoelectric drive type small valve according to the second aspect of the invention is integrated and arranged in a plane to form an integrated type piezoelectric drive type small valve.

【0009】第4の発明は、多数の第1又は第2の発明
の圧電駆動型小形弁をマトリクス状に平面的に集積配置
すると共に、各々にスイッチング素子を具備させたこと
を特徴とする集積タイプの圧電駆動型小形弁として構成
した。
The fourth invention is a large number of first or second inventions.
The piezoelectric drive type small valves of (1) are arranged in a matrix in a planar manner and each of them is provided with a switching element, thereby forming an integrated type piezoelectric drive type small valve.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[第1の実施の形態]図1は本発明の第1の実施の形態
の圧電駆動型小形弁Aを示す図で、(a)は平面図、
(b)は(a)のb−b線断面図である。1は中央に流
路孔2が形成された弁座としての圧電膜であり、その上
下両面に電極3、4が設けられている。この圧電膜1
は、厚み方向に分極した圧電材料からなる。5はその圧
電膜1の上面に流路孔(貫通孔)2を覆うように形成さ
れた弁蓋であって、一体化した支持梁6により支持され
ている。7はシリコン基板である。8は支持梁4の残留
応力の働く方向を示す。なお、ここでは弁蓋5を4本の
支持梁6で支持しているが、1本あるいは又は2本でも
良い。
[First Embodiment] FIG. 1 is a diagram showing a piezoelectric drive type small valve A according to a first embodiment of the present invention. FIG.
(B) is the bb sectional view taken on the line of (a). Reference numeral 1 is a piezoelectric film as a valve seat having a flow path hole 2 formed in the center thereof, and electrodes 3 and 4 are provided on both upper and lower surfaces thereof. This piezoelectric film 1
Is made of a piezoelectric material polarized in the thickness direction. Reference numeral 5 denotes a valve lid formed on the upper surface of the piezoelectric film 1 so as to cover the flow path hole (through hole) 2 and is supported by an integrated support beam 6. 7 is a silicon substrate. Reference numeral 8 indicates the direction in which the residual stress of the support beam 4 acts. Although the valve lid 5 is supported by the four support beams 6 here, it may be one or two.

【0011】圧電膜1はPZT(ジルコンチタン酸鉛)
で形成されており、その厚さは数μmである。一体化さ
れている弁蓋5と支持梁6は、化学的に安定なパーマロ
イ(ニッケル鉄合金)もしくはSiN(窒化シリコン)
からなり、厚さは2〜3μmである。また、電極3、4
には金もしくは白金を用い、圧電膜1との接着性を高め
るために、圧電膜1と電極3、4との間に0.01μm
ほどのチタンの膜を設けてある。電極3、4の厚さは金
の場合は0.5μm、白金の場合は0.2〜0.3μm
である。上部からみた小形弁Aの全体の大きさは、数百
μm〜1、2mm四方である。
The piezoelectric film 1 is PZT (lead zirconate titanate).
Is formed, and its thickness is several μm. The integrated valve lid 5 and support beam 6 are chemically stable permalloy (nickel iron alloy) or SiN (silicon nitride).
And has a thickness of 2 to 3 μm. Also, the electrodes 3, 4
Gold or platinum is used as the material, and in order to enhance the adhesiveness with the piezoelectric film 1, the piezoelectric film 1 and the electrodes 3 and 4 have a thickness of 0.01 μm.
It has a titanium film. The thickness of the electrodes 3 and 4 is 0.5 μm for gold and 0.2 to 0.3 μm for platinum.
Is. The overall size of the small valve A when viewed from above is several hundreds μm to 1 and 2 mm square.

【0012】次に図2に参照してこの小形弁Aの動作を
説明する。通常の状態では、図2の(a)に示すよう
に、矢印8で示す支持梁6の残留応力によって弁蓋5は
流路孔2に押し付けられてその流路孔2を塞いでいる。
なお、支持梁6に孔は形成されていない[図1の(a)
参照]が、気体の流通路を判り易くするため便宜上この
ように表した。
Next, the operation of the small valve A will be described with reference to FIG. In a normal state, as shown in FIG. 2A, the valve lid 5 is pressed against the flow path hole 2 by the residual stress of the support beam 6 shown by the arrow 8 to close the flow path hole 2.
No holes are formed in the support beam 6 [(a) of FIG. 1]
[Reference] has been expressed in this way for the sake of convenience in order to make the gas flow passage easier to understand.

【0013】この状態で、電極3、4の間に電圧を印加
すると、圧電膜1が厚み方向に延びようとするので、そ
の分だけ他の部分が縮み、とくに面方向については周囲
が固定されているので、図2の(b)に示すように、流
路孔2が矢印9の方向に広がる。この結果、生じた隙間
を矢印10方向に気体が流れ得るようになる。この変形
の大きさは、圧電膜1の大きさを300μm×300μ
m、流路孔2の半径を30μm、圧電膜1に印加する電
界の大きさを1V/μm程度とした場合に、10nmの
オーダとなる。圧電膜1の厚さを1〜5μmとすれば、
印加電圧は1〜5Vとなり、同じシリコン基板上に作成
した制御回路で充分制御することができる。また、小形
弁Aの開閉の速度は、圧電膜1の伸縮動作速度により決
まるので相当高くすることができる。
When a voltage is applied between the electrodes 3 and 4 in this state, the piezoelectric film 1 tends to extend in the thickness direction, so that the other portions shrink by that amount, and the periphery is fixed particularly in the plane direction. Therefore, as shown in FIG. 2B, the flow path hole 2 expands in the direction of arrow 9. As a result, the gas can flow through the generated gap in the direction of arrow 10. The size of this deformation is 300 μm × 300 μ when the size of the piezoelectric film 1 is changed.
m, the radius of the flow path hole 2 is 30 μm, and the magnitude of the electric field applied to the piezoelectric film 1 is about 1 V / μm, the order is 10 nm. If the thickness of the piezoelectric film 1 is 1 to 5 μm,
The applied voltage is 1 to 5 V, which can be sufficiently controlled by the control circuit formed on the same silicon substrate. Further, the opening / closing speed of the small valve A is determined by the expansion / contraction operation speed of the piezoelectric film 1, and therefore can be considerably increased.

【0014】図3は圧電膜1の流路孔2の形状、電極
3、4の配列例を示したものである。図3の(a)、
(c)に示す場合は、電極3、4となる金属は圧電膜1
の全体に形成されているものとする(図示せず)。圧電
膜1への電圧の印加により流路孔2が元の形状と相似形
に変形する場合には、支持梁6の残留応力によって弁蓋
5がより深く押えつけられるだけとなるが、通常の場合
は流路孔2の変形は元の形状と相似形とはならないた
め、弁蓋5が押し付けられた状態のままでも部分的に流
路孔2と弁蓋5との間に隙間が生じ、気体がそこを流れ
る。
FIG. 3 shows an example of the shape of the flow path holes 2 of the piezoelectric film 1 and the arrangement of the electrodes 3 and 4. (A) of FIG.
In the case shown in (c), the metal to be the electrodes 3 and 4 is the piezoelectric film 1.
(Not shown). When the flow path hole 2 is deformed into a shape similar to the original shape by applying a voltage to the piezoelectric film 1, the residual stress of the support beam 6 only presses the valve lid 5 deeper. In this case, since the deformation of the flow path hole 2 is not similar to the original shape, a gap is partially generated between the flow path hole 2 and the valve cover 5 even when the valve cover 5 is pressed. Gas flows there.

【0015】例えば、図3の(a)に示すように、正方
形の圧電膜1の中心に円形の流路孔2が形成されている
場合でも、対角線方向により大きく変形し、変形後の流
路孔2の形状は円形ではなくなる。さらに、図3の
(b)に示すように、電極3、4を圧電膜1に部分的に
配置したり、図3の(c)に示すように、流路孔2の形
状を楕円にするなど、流路孔の形状や電極を流路孔の中
心に対して方向性を持たせて形成することにより、流路
孔2の変形量に方向性が生じ、その結果、変形後の隙間
をより大きくすることができる。このような隙間の絶対
的な大きさは小さいため、弁を開放した場合でも、隙間
を流れる気体の量は微小である。すなわち、圧電膜の変
形による弁の開閉により微量の気体の流れを制御するこ
とが可能となる。
For example, as shown in FIG. 3A, even when a circular flow path hole 2 is formed at the center of a square piezoelectric film 1, the flow path after the deformation is greatly deformed in the diagonal direction. The shape of the hole 2 is no longer circular. Further, as shown in FIG. 3B, the electrodes 3 and 4 are partially arranged on the piezoelectric film 1, or as shown in FIG. 3C, the flow path hole 2 has an elliptical shape. By forming the shape of the flow path hole and the electrode so as to have directivity with respect to the center of the flow path hole, the deformation amount of the flow path hole 2 becomes directional, and as a result, the gap after the deformation is formed. Can be larger. Since the absolute size of such a gap is small, the amount of gas flowing through the gap is minute even when the valve is opened. That is, it becomes possible to control the flow of a small amount of gas by opening and closing the valve due to the deformation of the piezoelectric film.

【0016】[第2の実施の形態]図4は本発明の第2
の実施の形態を示す図である。図4の(a)は図1に示
した小形弁Aを複数個一列にシリコン基板上に平面的に
集積化した場合、(b)は小数の小形弁Aをマトリクス
状にシリコン基板上に平面的に集積化した場合である。
11は各小形弁Aの開閉を制御するための制御回路であ
り、同じシリコン基板上に形成される。12は同じシリ
コン基板上に形成される信号線である。
[Second Embodiment] FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the embodiment of. 4A shows a case where a plurality of small valves A shown in FIG. 1 are planarly integrated in a row on a silicon substrate, and FIG. 4B shows a small number of small valves A arranged in a matrix on a silicon substrate. This is the case when they are integrated.
Reference numeral 11 denotes a control circuit for controlling opening / closing of each small valve A, which is formed on the same silicon substrate. Reference numeral 12 is a signal line formed on the same silicon substrate.

【0017】ここでは、圧電膜1の電極3、4の一方は
接地され、他方が信号線12により制御回路11と接続
されている。各小形弁Aへの制御信号は、オン/オフの
2値信号であり、圧電膜1の駆動電圧として信号線12
を通して伝えられ、弁の開放/閉鎖の状態を決定する。
Here, one of the electrodes 3 and 4 of the piezoelectric film 1 is grounded, and the other is connected to the control circuit 11 by the signal line 12. The control signal to each small valve A is an ON / OFF binary signal, and the signal line 12 is used as a drive voltage for the piezoelectric film 1.
Through which the open / closed state of the valve is determined.

【0018】ここでも、各小形弁Aの単体で扱える流量
は微小なものである。したがって、各弁の制御が開放/
閉鎖のオン/オフのデジタル制御であっても、集積化し
た複数の弁全体においては、制御回路11により開放状
態の弁の数を調節することにより、単体の弁の扱う流量
を最小単位として、全部を閉鎖した流量0から全部を開
放した最大流量までの範囲で、精密な流量制御を行なう
ことが可能となる。また、制御回路11も、デジタル制
御であるので、これを簡単な構成にすることができる。
Also in this case, the flow rate that can be handled by each small valve A alone is very small. Therefore, the control of each valve is opened /
Even in the case of digital control of on / off of closing, the flow rate handled by a single valve is set as the minimum unit by adjusting the number of valves in the opened state by the control circuit 11 in the integrated plurality of valves as a whole. Precise flow rate control can be performed in the range from the fully closed flow rate 0 to the fully open flow rate. Further, since the control circuit 11 is also digitally controlled, it can have a simple structure.

【0019】[第3の実施の形態]図5は本発明の第3
の実施の形態を示す図である。ここでは、図4の(b)
に示した場合に比べて、図5の(a)に示すように、多
数の小形弁Aをマトリクス状に集積化した場合である。
12a、12bは信号線である。信号線12aは制御
線、信号線12bは駆動線として働く。このように集積
化された小形弁Aの数が多いとき、個々の小形弁Aを直
接制御する方法では配線方法に問題が生じるので、図5
の(b)に示すよう、各小形弁Aにスイッチング素子1
3と圧電膜変形動作信号蓄積用の補助コンデンサ14を
設け、信号線を減らすことにより問題を解決している。
スイッチング素子13としてはTFT(薄膜トランジス
タ)を用いる。
[Third Embodiment] FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention.
It is a figure which shows the embodiment of. Here, (b) of FIG.
Compared with the case shown in FIG. 5, this is a case where a large number of small valves A are integrated in a matrix as shown in FIG.
12a and 12b are signal lines. The signal line 12a serves as a control line and the signal line 12b serves as a drive line. When the number of small valves A integrated in this way is large, the method of directly controlling the individual small valves A causes a problem in the wiring method.
As shown in (b) of FIG.
3 and the auxiliary capacitor 14 for accumulating the piezoelectric film deformation operation signal, the number of signal lines is reduced to solve the problem.
A TFT (thin film transistor) is used as the switching element 13.

【0020】次に動作を説明する。信号線12aがアク
ティブの状態では、スイッチング素子13はソース・ド
レイン間で導通状態となり、圧電膜1および補助コンデ
ンサ14に信号線12bと同じ電圧が加わる。したがっ
て、信号線12aによって小形弁Aの開閉状態を制御す
ることができる。信号線12aを非アクティブにする
と、スイッチング素子13のソース・ドレイン間を電荷
が移動することができなくなるが、補助コンデンサ14
には信号線12bの電荷が保持されたままとなり、圧電
膜1は所定時間駆動され続ける。
Next, the operation will be described. When the signal line 12a is in the active state, the switching element 13 becomes conductive between the source and the drain, and the same voltage as that of the signal line 12b is applied to the piezoelectric film 1 and the auxiliary capacitor 14. Therefore, the open / close state of the small valve A can be controlled by the signal line 12a. When the signal line 12a is made inactive, charges cannot move between the source and drain of the switching element 13, but the auxiliary capacitor 14
, The electric charge of the signal line 12b is kept held, and the piezoelectric film 1 is continuously driven for a predetermined time.

【0021】信号線12aはディスプレイの走査線に相
当し、時分割でアクティブ状態を発生させれば時分割の
分だけ各列の小形弁Aの動作タイミングがずれるもの
の、前記補助コンデンサ14によりそのずれは補償され
る。また、縦横1本つづの信号線により各小形弁Aの開
放/閉鎖の状態を決定することができるため、集積化し
た複数の小形弁Aにおいて任意の数に開放状態の弁を調
節することができる。したがって、全部を閉鎖した流量
0のから全部を開放した最大流量の状態まで、精密な流
量制御を行なうことが可能となる。
The signal line 12a corresponds to the scanning line of the display, and when the active state is generated in time division, the operation timing of the small valves A in each column is shifted by the time division, but the shift is caused by the auxiliary capacitor 14. Is compensated. Further, since the open / closed state of each small valve A can be determined by the signal lines extending vertically and horizontally, it is possible to adjust the number of opened valves to an arbitrary number in the plurality of integrated small valves A. it can. Therefore, it is possible to perform precise flow rate control from a completely closed flow rate of 0 to a fully opened flow rate.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上から第1の発明によれば単体として
気体を微量且つ一定量づつ安定供給する高精度で高速な
小形弁を実現できる。第2の発明によれば電圧印加によ
り流路孔の形状を元の形状と非相似に変形することがで
き、弁の開放時の隙間を大きくすることができる。第3
の発明によれば小形弁が集積化されるので気体を高精度
・広範囲に流量制御することが可能となる。第4の発明
によれば広範囲な制御範囲を実現するとき、それを制御
する信号線を少なくすることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to realize a highly precise and high-speed small valve that stably supplies a small amount and a fixed amount of gas as a simple substance. According to the second aspect of the invention, the shape of the flow path hole can be deformed to be dissimilar to the original shape by applying a voltage, and the gap when the valve is opened can be increased. Third
According to the invention, since the small valves are integrated, it becomes possible to control the flow rate of gas in a wide range with high accuracy. According to the fourth aspect, when realizing a wide control range, it is possible to reduce the number of signal lines that control the control range.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の第1の実施の形態の圧電駆動型小形
弁を示す図で、(a)は平面図、(b)は(a)のb−
b線断面図である。
FIG. 1 is a diagram showing a piezoelectrically driven small valve according to a first embodiment of the present invention, in which (a) is a plan view and (b) is b- of (a).
It is a b line sectional view.

【図2】 (a)、(b)は図1に示した小形弁の動作
説明図である。
2 (a) and 2 (b) are operation explanatory views of the small valve shown in FIG.

【図3】 (a)は図1に示した小形弁の流路孔の形状
を示す図、(b)は電極を一部に配置した例を示す図、
(c)は流路孔の形状を楕円に変形した場合を示す図で
ある。
3 (a) is a diagram showing the shape of a flow passage hole of the small valve shown in FIG. 1, and FIG. 3 (b) is a diagram showing an example in which electrodes are partially arranged,
(C) is a figure which shows the case where the shape of a flow path hole was deformed into an ellipse.

【図4】 本発明の第2の実施の形態の圧電駆動型小形
弁を示す図で、(a)は複数の小形弁を一列配置で集積
化して制御する場合を示す図、(b)は小数のマトリク
ス状の配置で集積化して制御する場合を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a piezoelectrically driven small valve according to a second embodiment of the present invention, FIG. 4A is a diagram showing a case where a plurality of small valves are integrated and controlled in a single row arrangement, and FIG. It is a figure which shows the case where it integrates and is controlled by a small matrix arrangement.

【図5】 本発明の第3の実施の形態の圧電駆動型小形
弁を示す図で、(a)は複数の小形弁をマトリクス状の
配置で集積化して制御する場合を、(b)は各小形弁の
駆動回路を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a piezoelectrically driven small valve according to a third embodiment of the present invention, where (a) shows a case where a plurality of small valves are integrated and controlled in a matrix arrangement, and (b) shows It is a figure which shows the drive circuit of each small valve.

【図6】 従来の電磁駆動型小形弁の概略を示す断面図
である。
FIG. 6 is a sectional view schematically showing a conventional electromagnetically driven small valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:圧電膜(弁座)、2:流路孔(貫通孔)、3、4:
電極、5:弁蓋、6:支持梁、7:シリコン基板、8:
支持梁6の残留応力の働く向き、9:流路孔の変形の方
向、10:気体の流路、11:制御回路、12、12
a、12b:信号線、13:スイッチング素子(TF
T)、14:圧電膜変形動作信号蓄積用の補助コンデン
サ。
1: Piezoelectric film (valve seat) 2: Flow path hole (through hole) 3, 4:
Electrodes, 5: valve lid, 6: supporting beam, 7: silicon substrate, 8:
Direction in which residual stress of support beam 6 works, 9: direction of deformation of flow path hole, 10: flow path of gas, 11: control circuit, 12, 12
a, 12b: signal line, 13: switching element (TF
T), 14: Auxiliary capacitor for storing piezoelectric film deformation operation signal.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−136577(JP,A) 特開 昭62−204078(JP,A) 特公 平7−29414(JP,B2) 特表 平5−506706(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16K 31/00 - 31/05 Continuation of the front page (56) Reference JP-A 4-136577 (JP, A) JP-A 62-204078 (JP, A) JP-B 7-29414 (JP, B2) JP-A 5-506706 (JP , A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F16K 31/00-31/05

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】中央部に流路孔が設けられ厚み方向に分極
した圧電材料からなり周囲が固定された圧電膜と、該圧
電膜の該周囲と一端が一体化した支持梁の他端により支
持されて前記流路孔を塞ぐことが可能な弁蓋と、前記圧
電膜の上下両面に形成された電極とを具備し、該電極間
に電圧を印加することにより前記圧電膜の流路孔を変形
させて前記弁蓋と前記流路孔との間の流路を変化させる
ことを特徴とする圧電駆動型小形弁。
1. A piezoelectric film surrounding fixed Ri Do a piezoelectric material polarized in the thickness direction the passage hole is provided in the central portion, piezoelectric
A valve lid that is supported by the other end of a support beam , one end of which is integrated with the periphery of the electrolyte film, and that can close the flow path hole; and electrodes formed on both upper and lower surfaces of the piezoelectric film, A piezoelectric actuated small valve characterized in that a flow path between the valve lid and the flow path hole is changed by deforming the flow path hole of the piezoelectric film by applying a voltage between the electrodes.
【請求項2】前記流路孔の形状又は前記電極を、前記流
路孔の中心に対して方向性を持たせて形成したことを特
徴とする請求項1に記載の圧電駆動型小形弁。
Wherein the shape Jomata is the electrode of the flow path hole, a piezoelectric-driven compact according to claim 1, characterized in that formed to have a directionality with respect to the center of the passage hole valve.
【請求項3】基板上に多数の請求項1又は2に記載の圧
電駆動型小形弁を平面的に集積配置したことを特徴とす
集積タイプの圧電駆動型小形弁。
3. A plurality of pressures according to claim 1 or 2 on a substrate.
An integrated type piezoelectric actuated small valve in which electrically actuated small valves are arranged in a plane.
【請求項4】多数の請求項1又は2に記載の圧電駆動型
小形弁をマトリクス状に平面的に集積配置すると共に、
各々にスイッチング素子を具備させたことを特徴とする
集積タイプの圧電駆動型小形弁。
4. A plurality of piezoelectric drive types according to claim 1 or 2.
While arranging small valves in a matrix in a plane ,
Each is equipped with a switching element
Integrated type piezoelectric drive type small valve.
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