DE69104585T2 - Mikropumpe. - Google Patents
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Pumpenvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, auf ein Verfahren zum Pumpen von Fluid durch ein Umschließungsmittel und auf ein Verfahren zum Herstellen einer Pumpenvorrichtung. Eine Pumpenvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US-A-4895500 bekannt.
- Die US-A-4895500 offenbart eine Pumpenvorrichtung mit einer Umschließung zum Halten eines Fluidvolumens, einen Einwege-Einiaßventil zum Ermöglichen des Fluideinlasses in die Umschließung, einen Einwege-Abgabeventil zum Ermöglichen einer Fluidabgabe aus der Umschließung, einer Membran, um das Volumen der Unischließung unter Durchbiegung zyklisch zu vergrößern und zu verkleinern, um Fluid zyklisch in die Umschließung hineinzuziehen und daraus abzugeben, und Mitteln zum Durchbiegen der Membran.
- Es gibt zahlreiche Verfahren, bei denen eine relativ kleine Fluidmenge, entweder Gas oder Flüssigkeit, in einer abgemessenen Menge abgegeben werden muß. Ein typisches Verfahren dieser Art ist das Verfahren der Flüssigkeitschromatographie, bei dem eine präzise Flüssigkeitsmenge von z.B. 1 Mikroliter an eine Trennsäule abzugeben ist. Bei Anwendungen, bei denen so kleine Fluidmengen von einer Pumpe abzugeben sind, tritt das Problem der genauen Messung auf, wenn die Pumpenkammer relativ groß im Vergleich zur abzugebenden Fluidmenge ist. Der Bau von Pumpen mit extrem kleinen Pumpenkammern hat sich bislang als schwierig und teuer erwiesen.
- Bestimmte Mikrofabrikationstechniken zum Bau von Ventilen sind in den US-Patenten 4821997 und 4824073 (Zdeblick) und in der am 31. Juli 1990 eingereichten US-Patentanmeldung 560933 (Beatty und Beckmann) für ein "Steuerventil unter Verwendung der mechanischen Stabausknickung" beschrieben, auf die beide für das hier Beschriebene Bezug genommen wird.
- Die vorliegende Erfindung zielt auf ein Verfahren zum Bau einer Pumpenvorrichtung, bei dem Mikrofabrikationstechniken leicht eingesetzt werden können und mit dem die Vorteile erreicht werden können, die mit der Mikrofabrikation zusammenhängen, wie etwa Serienfertigung, geringe Kosten, Wiederholbarkeit usw. Die Erfindung zielt auch auf eine Pumpenvorrichtung, die ein sehr kleines Totvolumen, schnelles Ansprechen und präzise Abgabeeigenschaften aufweisen kann. Die Pumpenvorrichtung kann eine Membran verwenden, die durch oszillierendes Erwärmen und Abkühlen betätigt wird.
- Die Erfindung schafft somit eine Pumpenvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Erfindung besteht weiterhin aus einem Verfahren zum Punipen von Fluid nach Anspruch 9 und aus einem Verfahren zum Herstellen einer Pumpenvorrichtung nach Anspruch 12.
- Eine erläuternde und gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt, in denen:
- Fig. 1 eine Seitenansicht einer Pumpenvorrichtung im Querschnitt zeigt
- Fig. 2 eine Seitenansicht der Pumpenvorrichtung nach Fig. 1 im Querschnitt zeigt wobei sich die Membran beim Ansaugen der Pumpe nach außen bewegt,
- Fig. 3 eine Seitenansicht im Querschnitt der Pumpenvorrichtung nach Fig. 1 ist, wobei sich die Membran während der Abgabe der Pumpe nach innen bewegt,
- Fig. 4 ein Seitenansicht im Querschnitt einer alternativen Ausführungsform einer Pumpenanordnung zeigt,
- Fig. 5 schematisch eine Anordnung zum oszillierenden Erwärmen einer Pumpenmembran zeigt,
- Fig. 6 bis 13 Seitenansichten im Querschnitt sind, die verschiedene Stufen der Ausbildung einer Platte bei der Herstellung eines Abschnitts der in Fig. 1 gezeigten Pumpenanordnung erläutern,
- Fig. 14 eine Draufsicht von oben auf den in Fig. 13 gezeigten Substrataufbau ist,
- Fig. 15 eine Draufsicht von unten auf den in Fig. 13 gezeigten Substrataufbau ist,
- Fig. 16 bis 21 Seitenansichten im Querschnitt sind, die verschiedene Stuf en der Ausbildung einer Platte während der Herstellung eines anderen Abschnitts der in Fig. 1 gezeigten Pumpenanordnung erläutern,
- Fig. 22 eine Draufsicht von oben auf den in Fig. 21 gezeigten Substrataufbau ist,
- Fig. 23 eine Draufsicht von unten auf den in Fig. 21 gezeigten Substrataufbau ist.
- Fig. 1 erläutert eine Pumpenvorrichtung 10, die einen ersten Substrataufbau 12 und einen zweiten Substrataufbau 14 aufweist. Hierbei bedeutet "Substrataufbau", daß sowohl ein einzelnes Substratteil als auch eine aus einem einzelnen Substratteil ausgebildete Platte gemeint sein kann. Der erste Substrataufbau 12 weist ein erstes Substratteil 16 auf, welches auf einer seiner Seiten eine erste, ebene Außenfläche 18 und auf einer gegenüberliegenden Seite eine zweite, ebene Außenfläche 20 hat. Das erste Substratteil ist mit einem Hohlraum 22 darin versehen, der von einer Hohlraumseitenwand 24 und einer Bodenwand 26 festgelegt wird. Der Hohlraum hat eine öffnung 23, die in der Ebene der Fläche 20 liegt. Ein Bereich des ersten Teils, der zwischen der ersten Außenfläche 18 und der Bodenwand 26 des Hohlraums liegt, bildet eine Membran 28. Ein Widerstand 30, der an Endanschlüssen 32, 34 endet, ist in der benachbarten Fläche 18 der Membran 28 eingebettet.
- Der zweite Substrataufbau 14 besteht aus einem zweiten Substratteil 40 mit einer ersten ebenen Fläche 42 auf einer Seite und einer zweiten ebenen Fläche 44 auf einer gegenüberliegenden Seite, die parallel zur Fläche 42 ist. Ein erstes und ein zweites Loch 46, 48 verläuft durch das zweite Teil.
- Eine erste und eine zweite Klappe 52, 54 ist dem ersten und zweiten Loch im zweiten Subtratteil 40 zugeordnet. Die erste Klappe ist im wesentlichen T-förmig (s. Fig. 15) mit einem Stegabschnitt 56, der an der ersten Fläche 42 des Substratteils 40 befestigt ist, und mit einem Rumpfabschnitt 58, der in der Weise angeordnet ist, daß er das Loch 46 im Abstand dazu überdeckt. Die zweite Klappe ist im ganzen T-förmig (s. Fig. 14), wobei ein Stegabschnitt 62 an der zweiten Fläche 44 des Substratteils 40 befestigt ist und ein Rumpfabschnitt 64 so angeordnet ist, daß er das Loch 48 im Abstand dazu überdeckt.
- Wie Fig. 1 zeigt, ist die zweite Fläche 20 des ersten Substratteils 16 an der ersten Fläche 42 des zweiten Substratteils 40 befestigt wobei eine abgedichtete Umschließung 70 geschaffen wird, die von den Wänden 24, 26 des Hohlraums und der ersten Fläche 42 des zweiten Substratteils gebildet wird. Die Umschließung 70, die dazu bestimmt ist, ein Fluidvolumen 71 darin zu halten, hat nur zwei öffnungen, die von den Löchern 46 und 48 gebildet werden.
- Wie Fig. 5 schematisch zeigt, sind die Anschlüsse 32, 34 des Widerstands mit einer Stromquelle 80 verbunden, z.B. einer Batterie mit 5 Volt, die elektrische Energie zur Beheizung des Widerstands 30 bereitstellt. Die Batterie ist über einen Schwingkreis 82, z.B. einen CMOS-Chip, mit dem Widerstand verbunden, der dem Widerstand eine schwingende elektrische Energieversorgung mit einer vorbestimmten Frequenz zuführt, z.B. einen Schwingungszyklus pro Millisekunde. Während jedes Schwingungszyklus erwärmn sich der Widerstand während einer Periode, wenn Energie zugeführt wird, und kühlt dann während einer Periode ab, in der keine Energie zugeführt wird.
- Im Betrieb ist die Pumpenvorrichtung an deren Fläche 44 mit einer Fluidzufuhrleitung 84 und einer Fluidableitung 86 verbunden, wie dies bei bekannten, herkömmlichen Leitungsbefestigungseinrichtungen der Fall ist. Das erste Loch 46 im Substratteil 14 ermöglicht eine Fluidverbindung zwischen der Fluidzufuhrleitung 84 und der Umschließung 70. Das zweite Loch 48 ermöglicht eine Fluidverbindung zwischen der Fluidableitung 86 und der Umschließung 70.
- In einer Ausführungsform der Erfindung, die gegenwärtig als beste Ausführungsform angesehen wird, veranlaßt die Beheizung des Widerstands 30 eine entsprechende Aufheizung der Membran 28, wodurch sich diese ausdehnt und nach außen ausknickt, wie in Fig. 2 mit 92 angegeben. Wenn die Membran nach außen ausknickt, vergrößert sie das Volumen der Unschließung 70, wodurch Fluid in die Umschließung durch das Loch 46 eingezogen wird. Wenn das Ausknicken nach außen auftritt- drückt der Fluiddruck in der Ableitung 86 den Endabschnitt 64 der Klappe 54 in Zusammenwirken mit der zweiten Fläche 48 des Substratteils 14, wodurch das Loch 48 abgeschlossen und eine Fluid-Strömung durch dieses hindurch verhindert wird.
- Während einer Periode, in der der Widerstand 30 und die Membran 28 abkühlen, zieht sich die Membran zusammen und knickt einwärts zurück, 94 in Fig. 3, wodurch eine Verminderung des Volumens der Umschließung 70 und ein entsprechender Druckanstieg bewirkt wird, wodurch der Abschnitt 58 der Klappe 52 in Zusammenwirken mit der Fläche 28 gedrückt wird und das Loch 46 verschlossen wird. Dieser Druckanstieg in der Umschließung 70 drückt auch die Klappe 54 von der Fläche 44 weg, wodurch das Loch 48 geöffnet und eine Fluidabgabe aus der Umschließung 70 ermöglicht wird.
- In der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 3 ist somit der Abschnitt eines jeden Schwingungszyklus, in dem der Widerstand erwärmt wird, einem Pumpeneinlaß zugeordnet, und der Abkühlungsabschnitt eines jeden Schwingungszyklus entspricht einer Pumpenabgabe. Das Loch 46 und die Klappe 52 arbeiten als Einwege-Einlaßventil, und das Loch 48 und die Klappe 54 arbeiten als ein Einwege-Auslaßventil. Das Gesamtvolumen des während eines einzelnen Schwingungszyklus gepumpten Fluids kann beispielsweise ein Nanoliter betragen.
- In der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 kann die Membran bei Umgebungstemperatur, wenn keine äußere Belastung darauf wirkt, ein im ganzen flaches Profil oder ein leicht nach außen konvexes, d.h. von der Umschließung weggebogenes Profil aufweisen.
- Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 4 erläutert ist, ist die Membran bei Umgebungstemperatur im unbelasteten Zustand (ausgezogenen Linien) nach innen konvex, d.h. in Richtung zur Umschließung 70 gebogen. Bei dieser Ausführungsform veranlaßt eine Erwärmung der Membran diese zu einer Ausweitung in Richtung der Umschließung 70, wie gestrichelt angedeutet, wodurch deren Volumen verringert wird. Eine Abkühlung der Membran veranlaßt diese bei dieser Ausführungsform dazu, zu ihrer ursprünglichen Form zurückzukehren, wodurch das Volumen des Hohlraums vergrößert wird. Daher ist bei der Ausführungsform nach Fig. 4 dem Beheizungsabschnitt eines jeden Schwingungszyklus der Energie eine Pumpenabgabe und dem Abkühlungsabschnitt eines jeden Zyklus ein Pumpeneinlaß zugeordnet.
- Es können auch andere Mittel zur Beheizung der Membran vorgesehen sein, um diese zu einer Schwingungsbewegung zu veranlassen, wie z.B. die Anwendung von Lichtenergie oder Mikrowellenenergie oder auch induktive Wärme.
- Ein besonderes Verfahren zur Herstellung einer Pumpenvorrichtung 10 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 6 bis 23 beschrieben.
- Ein Substratteil 100, das dem Substratteil 14 in Fig. 1 entspricht, ist in Fig. 6 im Querschnitt gezeigt. Das Substratteil 100, das ein Siliziumsubstratteil mit einer Dicke von 400 Mikron sein kann, ist mit einer ersten Überzugsschicht 102 versehen, die 0,1 Mikron dick sein kann, was etwa durch Anwachsen einer Oxidschicht darauf geschehen kann, beispielsweise einer Siliziumdioxidschicht. Die Technik zum Anwachsen einer Oxidschicht auf einen Siliziumsubstrat ist in der Technik bekannt.
- Als nächstes wird eine zweite Überzugsschicht 104, z.B. ein Polysiliziumüberzug, mittels einer bekannten, chemischen Dampfniederschlagstechnik über den ersten Überzug abgelagert, Fig. 7. Die Überzugsschicht 104 kann 2 Mikron dick sein.
- Der nächste, in Fig. 8 erläuterte Schritt besteht darin, einen dritten Überzug 106 über den zweiten Überzug 104 anzubringen. Der dritte Überzug kann eine 0,2 Mikron dicke LPCVD (low pressure chemical vapor deposition, chemische Niederdruckdampfablagerung) Siliziumnitridschicht sein, die mit herkömmlichen, bekannten LPCVD-Techniken aufgebracht wird.
- Als nächstes werden die Löcher 110, 112, die sich durch die drei Überzugsschichten 102, 104, 106 erstrecken, markiert und auf gegenüberliegenden Seiten der Substratanordnung herausgeätzt. Die Löcher können mit Carbontetrafluorid (CF&sub4;) Fig. 9, herausgeätzt werden. Dann werden die Löcher 110, 112 durch das Substratteil 100 verlängert, beispielsweise durch Ätzen mit Kaliumhydroxid/Isopropanol/Wasser (KOH/ISO/H&sub2;O) , wie in Fig. 10 gezeigt.
- Als nächstes wird, wie in Fig. 11 gezeigt die dritte Schicht 106 etwa durch Verwendung von Phosphorsäure (H&sub3;PO&sub4;) entfernt.
- Der Bereich der Anordnung, aus dem die Klappen der Pumpenvorrichtung 10 entstehen, wird als nächstes markiert und etwa durch Verwendung von CF&sub4; geätzt. Anfangs entfernt das Ätzmaterial, wie Fig. 12 zeigt, die gesamte erste und zweite Schicht 102, 104 bis auf die T-förmigen, abgedeckten Abschnitte davon. In einer zweiten Phase dieses Ätzvorgangs läßt man die Ätzlösung in Kontakt mit der Oberfläche des Substrats 100 und der Außenfläche der Schicht 102, wodurch die Schicht 102 weiter abgeätzt wird, wie Fig. 13 bis 15 zeigen. Fig. 14 und 15 sind Draufsichten von oben und unten bezüglich Fig. 13. Durch das Ätzen der Schicht 102 von der Außenseite her wird diese von der Unterseite der darüberliegenden dritten Schicht 104 entfernt, so daß die Löcher 110, 112 freigelegt werden. Wenn dieses Ätzen der Schicht 102 von der Außenseite her bis zu dem in Fig. 13 bis 15 angegebenen Punkt fortgeschritten ist, wird es durch Entfernen der Ätzlösung beendet, wodurch eine Substratanordnung entsprechend der Substratanordnung 14 in Fig. 1 bereitgestellt wird.
- In Fig. 16 ist ein Substratteil 200 im Querschnitt gezeigt, welches dem Substratteil 12 von Fig. 1 entspricht. Das Substratteil 200 kann ein 400 Mikron dickes Siliziunsubstrat sein, welches einen 385 Mikron dicken, stark dotierten (z.B. 10¹&sup8; Atome/cm³ phosphordotiert) oberen Bereich 202 und einen 15 Mikron dicken, schwach dotierten (z.b. 10¹&sup6; Atome/cm³ phosphordotiert) unteren Bereich 204 aufweist, der durch ein herkömmliches, in der Technik bekanntes Epitaxieverfahren hergestellt sein kann.
- Wie in Fig. 17 erläutert, wird eine erste Überzugsschicht 210 auf das Substrat 200 aufgebracht, die aus einer 0,2 Mikron dicken Schicht aus LPCVD-Siliziumnitrit (Si&sub3;N&sub4;) bestehen kann.
- Wie Fig. 18 zeigt, wird ein Loch 212 markiert und in die erste Schicht 210 auf der Oberseite der Anordnung etwa durch Verwendung von CF&sub4;-Plasma hineingeätzt.
- Als nächstes wird das Loch 212, wie Fig. 19 zeigt, durch den ersten Abschnitt 202 des Substrats 200 verlängert, so daß ein Hohlraum 214 geschaffen wird, etwa durch Ätzen der freiliegenden Oberfläche mit einer 1:3:8 Lösung von Flußsäure, Salpetersäure und Essigsäure.
- Dann wird ein sich schlängelndes Muster 216, dessen Form dem elektrischen Element 30, 32, 34 in Fig. 1 entspricht, in die erste Schicht 210 auf der Unterseite der Anordnung etwa durch Verwendung von CF&sub4;, wie in Fig. 20 erläutert, hineingeätzt.
- Als nächstes werden, wie gestrichelt in Fig. 20 angedeutet, Widerstände 218, beispielsweise Phosphorwiderstände1 in den schwach dotierten Bereich 204 des Substrats in dessen Oberfläche eingesetzt, die durch das geschlängelte Muster freigelegt ist, welches in die Schicht 210 geätzt worden ist. Dieses Einsetzen der Widerstände kann unter Verwendung der Technik der Ionenimplantation erfolgen, die in der Technik bekannt ist. Das geschaffene Widerstandsmuster kann einen Widerstand von beispielsweise 1000 Ohm besitzen.
- Als nächstes wird, wie Fig. 21 zeigt, der verbleibende Abschnitt der Überzugsschicht 210 etwa durch Verwendung von H&sub3;PO&sub4; entfernt.
- Fig. 22 und 23 sind Draufsichten von oben und unten bezüglich Fig. 21 und zeigen die Anordnung von Hohlraum 14 und Widerstand 218 im Substrat 200.
- Die in Fig. 22 gezeigte Oberseite des Substrats 200 wird dann in Kontakt mit der Unterseite des in Fig. 15 gezeigten Substrats 100 angeordnet, und die beiden Substrate werden etwa durch die in der Technik bekannte Silizium-Silizium-Schmelzverbindung miteinander verbunden, um eine etwa in Fig. 1 gezeigte Pumpenaflardnung 10 zu schaffen.
Claims (15)
1. Pumpenvorrichtung, umfassend:
Umschließungsmittel (70) zum Halten eines Fluidvolumens;
Einwege-Einlaßventilmittel (46, 58), die wirkungsmäßig mit dem
besagten Umschließungsmittel verbunden sind, um einen
Fluideinlaß in das besagte Umschließungsmittel (70) zu ermöglichen;
Einwege-Abgabeventilmittel (48, 64), die wirkungsmäßig mit dem
besagte Umschließungsmittel (70) verbunden sind, um eine
Fluidabgabe aus dem besagten Umschließungsmittel zu
ermöglichen; ein Membranmittel (28), das wirkungsmäßig mit dem
besagten Umschließungsmittel (70) verbunden ist, um das besagte
Volumen des besagten Umschließungsmittels (70) unter
Durchbiegung zyklisch zu vergrößern und zu verkleinern, wodurch Fluid
zyklisch in das besagte Umschließungsmittel hineingezogen und
daraus abgegeben wird; und eine Einrichtung (30), die
wirkungsmäßig mit dem besagten Membranmittel (28) verbunden ist,
um das besagte Membranmittel ausgewählt zyklisch
durchzubiegen; dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Membranmittel
durch Mikroherstellungstechniken aus einer Platte mit einer
einzelnen Substratschicht (200) und wenigstens einer
Deckschicht (210) hergestellt ist; wobei die besagte Einrichtung
(30) zum Durchbiegen des Membranmittels eine
Beheizungseinrichtung (30) zum ausgewählt zyklischen Aufbringen von Wärme
auf das besagte Membranmittel und zum Beenden des Aufbringens
von Wärme darauf ist; und wobei die besagte
Beheizungseinrichtung ein Widerstandsmittel (218) umfaßt, das durch
Mikroherstellungstechniken integral mit dem besagten Membranmittel zum
Beheizen des besagten Membranmittels ansprechend auf einen
hindurchgeleiteten elektrischen Strom hergestellt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das besagte Membranmittel (28) aus einem Abschnitt der
besagten Substratschicht der besagten Platte besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das besagte Umschließungsmittel einen Pumpenkörper umfaßt, der
aus einem ersten Substrataufbau (12) besteht, der eine erste
Oberfläche (18) aufweist, die einen äußeren Abschnitt des
besagten Membranmittels (28) festlegt, und eine zweite
Oberfläche (20), die eine Öffnung (23) eines Pumpenkörperhohlraums
(22) festlegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das besagte Membranmittel (28) an einem inneren
Oberflächenabschnitt (26) des besagten ersten Substrataufbaus (12) eine
Zwischenfläche zu dem besagten Pumpenkörperhohlraum (22)
bildet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, weiter umfassend einen zweiten
Substrataufbau (14), der an der besagten zweiten Oberfläche
(20) des besagten ersten Substrataufbaus (12) in einer die
besagte Hohlraumöf fnung (23) überdeckenden Weise befestigt ist
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
wenigstens ein Abschnitt von wenigstens einer der besagten
Einwege-Einlaß- und Auslaßventilmittel (46, 58 und 48, 64) aus
dem besagten zweiten Substratteil (14) aufgebaut sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
der besagte zweite Substrataufbau (14) eine erste Fläche (42)
aufweist, die an der besagten zweiten Fläche (20) des besagten
ersten Substrataufbaus (12) befestigt ist, und eine zweite
Fläche (44), die parallel zur besagten ersten Fläche (42) des
besagten zweiten Substrataufbaus (14) positioniert ist; und
wobei das besagte Einwege-Einlaßventilmittel umfaßt:
ein erstes Loch (46), das zwischen der ersten und zweiten
Fläche (42, 44) des besagten zweiten Substratteils (14)
verläuft; und
eine erste Klappe (52), deren erstes Ende (56) an der
besagten ersten Fläche (42) des besagten zweiten
Substrataufbaus (14) befestigt ist und deren zweites Ende
(58) über dem besagten ersten Loch (46) in dem besagten
zweiten Substrataufbau (14) demgegenüber bewegbar
angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das besagte Einwege-Abgabeventilmittel umfaßt:
ein zweites Loch (48), das zwischen der besagten ersten
und zweiten Fläche (42, 44) des besagten zweiten
Substrataufbaus (14) verläuft; und
eine zweite Klappe (54), deren erstes Ende (62) an der
besagten zweiten Fläche (44) des besagten zweiten
Substrataufbaus (14) befestigt ist und deren zweites Ende
(64) über dem besagten zweiten Loch (48) in dem besagten,
zweiten Substrataufbau (14) demgegenüber beweglich
angeordnet ist.
9. Verfahren zum Pumpen von Fluid durch ein
Umschließungsmittel (70), das ein Einwege-Einlaßventil (46) und ein
Einwege-Auslaßventil (64) aufweist, umfassend:
a) Bereitstellen einer Substratschicht (200), die dazu
geeignet ist, eine erste Schicht einer einteiligen Platte zu
bilden;
b) Aufbringen wenigstens einer Deckschicht (210) auf das
besagte erste substratteil, um wenigstens eine zweite Schicht
auf der besagten einteiligen Platte zu schaffen;
c) Verwenden von Mikroherstellungstechniken, um
gegenüberliegende
Flächenabschnitte einer einzelnen der besagten,
wenigstens zwei Schichten der besagten einteiligen Platte so
freizulegen, daß eine Pumpenmembran mit einem darin integral
ausgebildeten Widerstandsmuster aus der besagten einzelnen der
besagten Schichten in dem Abschnitt davon erzeugt wird, der
die besagten gegenüberliegenden, freiliegenden
Oberflächenabschnitte aufweist, wobei die Membran wirkungsmäßig mit dem
besagten Umschließungsmittel (70) verbunden ist;
d) Zyklisches Beheizen der aus der besagten einzelnen Schicht
der besagten Platte durch Mikroherstellungstechniken
ausgebildeten Pumpenmenbran durch Leiten von elektrischem Strom durch
das besagte, innen ausgebildete Widerstandsmuster, um die
besagte Pumpenmembran auszudehnen und zusarnrnenzuziehen, um Fluid
durch das zugehörige Umschließungsmittel (70) zu pumpen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verbiegen der Membran (28) in der ersten Richtung (92) ein
Beheizen der Membran umfaßt und ein Verbiegen der Membran in
der zweiten Richtung (94) ein Beenden des Beheizens der
Membran umfaßt.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verbiegen der Membran in der zweiten Richtung (94) ein
Beheizen der Membran (28) umfaßt und ein Verbiegen der Membran in
der ersten Richtung (92) ein Beenden des Beheizens der Membran
umfaßt.
12. Verfahren zum Herstellen einer Pumpenvorrichtung nach
einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend die Schritte, einen
Hohlraum (22) mit einer eine Zwischenschicht bildenden Membran
(28) in einem ersten Substrataufbau (12) auszubilden;
ein Paar Einwegeventile (46, 58; 48, 64) in einem zweiten
Substrataufbau (14) auszubilden;
den besagten ersten Substrataufbau (12) an dem besagten
zweiten Substrataufbau (14) zu befestigen;
eine zyklische Wärmequelle (34) an der Membran (28) zu
befestigen, wobei der Schritt des Ausbildens eines Paars
Einwegeventile (46, 58; 48, 64) die Schritte einschließt:
ein erstes Loch durch den zweiten Substrataufbau auszubilden;
eine erste Klappe auszubilden, die ein umbiegbares, in
Ausrichtung mit dem Loch angeordnetes, freies Ende aufweist, das
flexibel abdichtend zum Loch bewegt werden kann.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die besagte Membran (28) aus einem einzigen, nicht
bimetallischen Material hergestellt ist.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die besagten Ventile Öffnungen (46, 48) und Klappen
(56, 64) umfassen, wobei die besagten Öffnungen und Klappen
aus dem gleichem Substrat (40) hergestellt sind.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Muster elektrisch leitenden Widerstandsmaterials (218)
durch Verwendung von Mikroherstellungstechniken in die besagte
Membran (28; 200) implantiert ist.
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