Fraunhofer-Gesellschaft

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Silizium-Mikroventil mit definiertem Einsatzschwelldruck

 
: Richter, M.; Woias, P.; Schaber, U.; Lohr, T.

Gens, W. ; TU Ilmenau:
Wandel im Maschinenbau durch Feinwerktechnik und Mikrosystemtechnik. Entwicklung, Konstruktion und Fertigung. Bd. 1
Ilmenau: TU, 1996
ISSN: 0943-7207
Internationales Wissenschaftliches Kolloquium <41, 1996, Ilmenau>
Deutsch
Konferenzbeitrag
Fraunhofer IFT; 2000 dem IZM eingegliedert
Flüssigkeit; full-wafer level; gas; mechanische Vorspannung; Messung; Parameteranpassung; Schwelldruck; Silizium-Klappenventil; Ventildurchströmung

Abstract
Gegenstand dieses Artikels ist der technologische Aufbau, die meßtechnische Charakterisierung und die theoretische Beschreibung von passiven Rückschlagventilen aus Silizium, deren Ventilklappe vorgespannt ist. Diese Vorspannung bewirkt, daß das Ventil erst ab einem bestimmten Schwelldruck öffnet. Die Vorspannung wird durch eine Siliziumcarbidschicht auf der Ventilklappe realisiert, die gleichzeitig als Maskierungsschicht für einen anisotropen Ätzschritt dient. Durch geeignete Wahl der Prozeßparameter kann diese Vorspannung in einem weiten Bereich sowohl auf Zug als auch auf Druck eingestellt werden. Während der Schwelldruck durch die Ausheiztemperatur eingestellt werden kann, hängt die Steigung der Ventilkennlinie vor allem von der Dicke der Siliziumklappe ab. Beide Parameter können einfach angepaßt werden, so daß eine Vielzahl von Ventilcharakteristiken hergestellt werden kann. Es wird ein analytisches Modell vorgestellt, daß die Vorspannung der Ventilklappen, die Elastomechanik der K lappenbiegung und strömungsmechanische Grenzfälle der Ventildurchströmung beschreibt.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/PX-33534.html