DE19522806C2

DE19522806C2 - Method of manufacturing a micro diaphragm valve

Info

Publication number: DE19522806C2
Application number: DE19522806A
Authority: DE
Inventors: Claudia Goll; Burkhard Buestgens; Werner Dr Schomburg
Original assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Priority date: 1995-06-23
Filing date: 1995-06-23
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2015-06-24
Also published as: EP0834031B1; EP0834031A1; DE19522806A1; WO1997001054A1; DE59602809D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Mikromembranventils nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for producing a Micromembrane valve according to the preamble of the claim 1.

Chemische Analyseautomaten für kleine Flüssigkeits- oder Gas mengen müssen mit aktiven Ventilen ausgestattet sein, die nur sehr geringe Totvolumina aufweisen und mit verhältnismäßig ge ringem Aufwand hergestellt werden können. Aus dem US-Patent 4,824,073 ist ein Ventil bekannt, bei dem eine Membran eine Öffnung im Ventilsitz verschließt bzw. freigibt. Die Membran wird dabei durch den Druckanstieg bewegt, der beim Verdampfen einer Flüssigkeit entsteht.Chemical analyzers for small liquid or gas quantities must be equipped with active valves that only have very small dead volumes and with relatively ge can be produced with little effort. From the U.S. patent 4,824,073 a valve is known in which a membrane is a Closes or releases the opening in the valve seat. The membrane is moved by the pressure increase that occurs during evaporation a liquid arises.

Nachteilig bei diesem Ventil ist, daß die Temperatur in der Antriebskammer ständig aufrecht erhalten werden muß, damit das Ventil geschlossen bleibt.The disadvantage of this valve is that the temperature in the Drive chamber must be maintained constantly so that Valve remains closed.

In dem Beitrag "A New Bistable Microvalve Using an SiO₂ Beam as the Movable Part" von J.H. Babaei, R.-S. Huang und Ch.Y. Kwok in den Proceedings der 4^th International Conference on New Actuators, Actuator ′94, die vom 15. bis 17.6.1994 in Bre men stattfand, ist auf den Seiten 34 bis 37 ein Mikroventil beschrieben, das von einem Balken aus Siliziumdioxid gebildet wird, der eine Öffnung freigibt bzw. verschließt. Der Balken steht fertigungsbedingt unter einer Druckspannung, so daß er sich entweder nach oben oder nach unten ausbeult. Auf diese Weise wird erreicht, daß weder für das Offenhalten noch für das Geschlossenhalten des Ventils gegen einen Druck an seinem Eingang Energie aufgewandt werden muß. Der Balken wird durch das Anlegen von elektrischen Spannungen zwischen dem Balken und dem Ventilsitz von einer Schaltposition in die andere be wegt. In the article "A New Bistable Microvalve Using an SiO₂ Beam as the Movable Part" by JH Babaei, R.-S. Huang and Ch.Y. Kwok in the Proceedings of the 4 ^th International Conference on New Actuators, Actuator '94, held men from 15 to 06/17/1994 in Bre, is described on pages 34 to 37 of a microvalve, which is formed from a bar of silicon dioxide, that opens or closes an opening. The bar is under pressure due to the manufacturing process, so that it bulges either upwards or downwards. In this way it is achieved that no energy has to be expended neither for keeping the valve open nor for keeping it closed against a pressure at its inlet. The bar is moved from one switching position to the other by the application of electrical voltages between the bar and the valve seat.

Nachteilig bei diesem Ventiltyp ist, daß der Balken mit Hilfe von elektrostatischen Kräften bewegt wird, die nur einen rela tiv geringen Abstand zwischen Ventilsitz und Ventilkörper überbrücken können. Deshalb ist die maximal erreichbare Öff nung des Ventils eingeschränkt und der Strömungswiderstand des geöffneten Ventils läßt sich nicht ohne weiteres vermindern.A disadvantage of this type of valve is that the bar with the help is moved by electrostatic forces that only a rela tiv small distance between valve seat and valve body can bridge. Therefore the maximum achievable public transport the valve is restricted and the flow resistance of the open valve can not be easily reduced.

Nachteilig bei beiden oben beschriebenen Ventiltypen ist, daß sie aus einkristallinem Silizium hergestellt werden müssen, dessen Herstellungsaufwand relativ hoch ist.A disadvantage of both types of valve described above is that they have to be made of single-crystal silicon whose manufacturing costs are relatively high.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren der gattungsge mäßen Art derart auszugestalten, daß Mikroventile einfach erzeugt werden können und daß größere Schaltwege für die Ven tilmembran möglich werden.The invention has for its object a method of the genus moderate manner in such a way that microvalves are simple can be generated and that larger switching paths for the Ven film membrane become possible.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 2 gelöst. Der Unteranspruch beschreibt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.This object is achieved by the features of patent claims 1 and 2 solved. The sub-claim describes an advantageous Embodiment of the invention.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von den Fig. 1 bis 4 und von 2 Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen die Figuren schematisch einzelne Verfahrensschritte bzw. ein fertiges Mikromembranventil im geschlossenen und im geöffneten Zustand.The invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 4 and two exemplary embodiments. The figures schematically show individual process steps or a finished micro-membrane valve in the closed and in the open state.

Das erste Anwendungsbeispiel beschreibt ein Mikroventil und dessen Herstellung durch die Verklebung des Ventilgehäuses und einer Membran.The first application example describes a micro valve and its manufacture by gluing the valve housing and a membrane.

Ein durch Warmumformung gefertigtes Ventilgehäuse 1 aus Poly methylmetacrylat (PMMA) mit Öffnungen für den Einlaß 3 und den Auslaß 4 des Ventils wurde auf eine Schicht 2 aus Polyimid (PI) aufgeklebt, so daß eine vom Gehäuse 1 gehaltene Membran 2 und eine zwischen Gehäuse 1 und Membran 2 liegende Ventilkam mer 10 entstand (vgl. Fig. 1). Vor der Verklebung wurde auf der Polyimidschicht 2 ein kreisförmiges Siliconscheibchen 11 mit einer Dicke von 30 µm und einem Durchmesser von 1,5 mm aufgebracht, das später für eine verbesserte Dichtung des Ven tils sorgte. Das Ventilgehäuse 1 war kreisförmig mit einem Durchmesser der Ventilkammer von 3,3 mm und einer Tiefe der Ventilkammer von 125 µm. Die Gesamthöhe des Ventilgehäuses be trug 1 mm, während die Dicke der Polyimidmembran 2 ca. 25 µm betrug. Die Verklebung der beiden Teile 1 und 2 erfolgte bei einer Temperatur von 90°C. Bei der anschließenden Abkühlung auf Raumtemperatur schrumpften Ventilgehäuse 1 und Polyimid membran 2 unterschiedlich stark, weil die thermische Dehnung des PMMA etwa 70 · 10^-6/K und diejenige des PI nur ca. 50 · 10^-6/K beträgt. Dieser Unterschied in der thermischen Dehnung führte zu einer Druckspannung in der Polyimidmembran 2 und zu einer Auswölbung aus der Mittellage (vgl. Fig. 1). Die hier beschriebene Auswölbung der Polyimidmembran 2 wurde noch we sentlich verstärkt durch den Schrumpf, den das Ventilgehäuse 1 aufgrund des Abbaus von inneren Spannungen ausführte, die wäh rend der Warmumformung aufgetreten waren. Teile, die durch Ab formverfahren wie Warmumformung oder Spritzguß gefertigt wer den, weisen im allgemeinen mechanische Spannungen auf, die sich bei einer Erwärmung bis in die Nähe ihrer Glasübergangs temperatur wieder abbauen. Der Abbau dieser Spannungen führt zu einer nachträglichen Schrumpfung der Werkstücke. Weil bei der Verklebung Temperaturen in der Nähe der Glasübergangstem peratur des PMMA von ca. 106°C auftraten, schrumpfte das Ven tilgehäuse 1 und erhöhte damit die Druckspannung und die Aus wölbung der Polyimidmembran 2. Die Druckspannung in der Polyi midmembran und deren Auswölbung wurden darüber hinaus ver stärkt durch einen Anpreßdruck, der während der Verklebung auf die beiden Teile aufgebracht wurde. Dieser Anpreßdruck dehnte und vergrößerte damit das Gehäuse 1, indem er eine mechanische Spannung in ihm erzeugte. Nach der Verklebung wurde der An preßdruck von den Teilen genommen, so daß sich die mecha nischen Spannungen im Gehäuse 1 abbauten, wobei die durch den Anpreßdruck erzeugte Verformung teilweise wieder zurückging und in der Polyimidmembran 2 die Druckspannung und Auswölbung verstärkte.A valve body 1 made of poly methyl methacrylate (PMMA) with openings for the inlet 3 and the outlet 4 of the valve was glued onto a layer 2 of polyimide (PI), so that a membrane 2 held by the housing 1 and one between the housing 1 and membrane 2 lying Ventilkam mer 10 was formed (see. Fig. 1). Before bonding, a circular silicon wafer 11 with a thickness of 30 μm and a diameter of 1.5 mm was applied to the polyimide layer 2 , which later provided for an improved seal of the valve. The valve housing 1 was circular with a diameter of the valve chamber of 3.3 mm and a depth of the valve chamber of 125 μm. The total height of the valve housing was 1 mm, while the thickness of the polyimide membrane 2 was approximately 25 μm. The two parts 1 and 2 were bonded at a temperature of 90.degree. During the subsequent cooling to room temperature, the valve housing 1 and the polyimide membrane 2 shrank to different extents, because the thermal expansion of the PMMA is about 70 · 10 ^-6 / K and that of the PI is only about 50 · 10 ^-6 / K. This difference in the thermal expansion led to a compressive stress in the polyimide membrane 2 and to a bulging out of the middle layer (cf. FIG. 1). The curvature of the polyimide membrane 2 described here was further strengthened by the shrinkage that the valve housing 1 carried out due to the reduction of internal stresses that had occurred during the hot forming. Parts that are manufactured by molding processes such as hot forming or injection molding generally have mechanical stresses that degrade when heated up to near their glass transition temperature. The reduction of these tensions leads to a subsequent shrinkage of the work pieces. Because temperatures in the vicinity of the glass transition temperature of the PMMA of approx. 106 ° C occurred during the bonding, the valve housing 1 shrank and thus increased the compressive stress and the bulging of the polyimide membrane 2 . The compressive stress in the polyimide membrane and its bulge were also increased by a contact pressure which was applied to the two parts during the bonding. This contact pressure thus expanded and enlarged the housing 1 by generating a mechanical stress in it. After the bonding, the pressure was removed from the parts, so that the mechanical stresses in the housing 1 were reduced, the deformation generated by the contact pressure partially decreasing again and the compression stress and bulge in the polyimide membrane 2 being increased.

Im hier beschriebenen Anwendungsbeispiel wurden drei Effekte zur Erzeugung einer Druckspannung und einer damit verbundenen Auswölbung der Membran 2 gleichzeitig genutzt. Für das Errei chen einer Druckspannung und Auswölbung reicht aber im Prinzip die Nutzung eines der drei Effekte, unterschiedliche thermi sche Dehnung von Gehäuse 1 und Membran 2, Schrumpf des Gehäu ses 1 durch eine Temperaturbehandlung und Erzeugen einer me chanischen Verspannung durch einen Anpreßdruck, aus. Durch die gleichzeitige Anwendung mehrerer Effekte wird allerdings die erreichte Druckspannung und Auswölbung der Membran 2 erhöht. Die mechanische Verspannung kann statt durch einen geeignet aufgebrachten Anpreßdruck auch auf andere Weise erreicht wer den. Im Prinzip ist jedes Verfahren geeignet, das dazu führt, daß die Breite der Öffnung im Gehäuse 1, über der die Membran 2 angebracht wird, nach Abschluß des Herstellungsverfahrens kleiner ist als die kürzeste Verbindungslinie auf der Oberflä che der Membran 2, die diese Breite überspannt.In the application example described here, three effects for generating a compressive stress and an associated bulging of the membrane 2 were used simultaneously. For the achievement of a compressive stress and bulge, however, in principle the use of one of the three effects, different thermal expansion of the housing 1 and membrane 2 , shrinkage of the housing 1 by a temperature treatment and generation of a mechanical tension by a contact pressure is sufficient. The simultaneous use of several effects increases the compressive stress and bulging of the membrane 2 . The mechanical bracing can also be achieved in another way instead of by a suitably applied contact pressure. In principle, any method is suitable, which leads to the fact that the width of the opening in the housing 1 , over which the membrane 2 is attached, is smaller after the completion of the manufacturing process than the shortest connecting line on the surface of the membrane 2 , which spans this width .

Das Siliconscheibchen 11 sorgte nicht nur für eine bessere Ab dichtung des Ventileinlasses sondern versteifte darüber hinaus die Membran 2. Durch diese Versteifung wurde die beim Herstel lungsprozeß in der Membran 2 erzeugte Druckspannung noch wei ter erhöht, weil die vom Gehäuse 1 ausgeführte Schrumpfung auf einen kleineren Teil der Membran 2 konzentriert wurde. Dies hat den Vorteil, daß die Membran 2 und die Versteifung 11 mit einer größeren Kraft gegen den Ventileinlaß 3 gedrückt werden. Dieser Effekt läßt sich dadurch weiter verstärken, daß die Versteifung 11 aus einem Material mit einem möglichst großen Elastizitätsmodul gefertigt wird.The silicon wafer 11 not only ensured a better seal from the valve inlet but also stiffened the membrane 2 . By this stiffening, the compressive stress generated in the manufacturing process in the membrane 2 was further increased because the shrinkage carried out by the housing 1 was concentrated on a smaller part of the membrane 2 . This has the advantage that the membrane 2 and the stiffening 11 are pressed against the valve inlet 3 with a greater force. This effect can be further enhanced by the fact that the stiffening 11 is made from a material with the greatest possible modulus of elasticity.

Um eine Dichtung zum Einlaß 3 zu erhalten, ist es auch mög lich, anstelle oder zusätzlich zum Siliconscheibchen 11 eine Dichtung am Gehäuse 1 anzubringen. Diese Dichtung kann bei spielsweise von einem Ring gebildet werden, der den Einlaß 3 umgibt und an dem die Membran 2 im geschlossenen Zustand des Ventils anliegt.In order to obtain a seal for the inlet 3 , it is also possible to attach a seal to the housing 1 instead of or in addition to the silicon wafer 11 . This seal can be formed, for example, by a ring which surrounds the inlet 3 and on which the membrane 2 abuts when the valve is closed.

Wie in Fig. 2 dargestellt, wurde ein weiteres Teil 5 aus PMMA auf die Polyimidmembran 2 aufgeklebt, das eine Öffnung 6 auf wies, so daß über der Polyimidmembran 2 eine Antriebskammer 9 gebildet wurde. Dem Einlaß 3 des Ventils wurde über eine Druckflasche Stickstoff mit einem Druck von 470 hPa zugeführt. Die Stellung der Polyimidmembran 2 veränderte sich dabei nicht und hielt das Ventil gegen diesen Druck geschlossen. Ein Un terdruck von 130 hPa, der an der Öffnung 6 angelegt wurde, brachte die Polyimidmembran 2 in die in Fig. 3 dargestellte Lage und öffnete damit das Ventil, so daß der Stickstoff am Auslaß 4 ausströmte. Wenn der Unterdruck an der Öffnung 6 wie der aufgehoben wurde, änderte sich nichts an der Lage der Po lyimidmembran 2 und das Ventil blieb weiterhin geöffnet. Durch das Anlegen eines Überdrucks von 250 hPa an Öffnung 6 wurde das Ventil gegen den Druck am Einlaß 3 von 470 hPa wieder ge schlossen und die Polyimidmembran 2 nahm wieder die in Fig. 2 dargestellte Lage ein. Das Ventil blieb auch nach Entfernen des Überdruckes an der Öffnung 6 geschlossen.As shown in Fig. 2, another part 5 made of PMMA was glued to the polyimide membrane 2 , which had an opening 6 , so that a drive chamber 9 was formed over the polyimide membrane 2 . The inlet 3 of the valve was supplied with nitrogen at a pressure of 470 hPa via a pressure bottle. The position of the polyimide membrane 2 did not change and kept the valve closed against this pressure. A negative pressure of 130 hPa, which was applied to the opening 6 , brought the polyimide membrane 2 into the position shown in Fig. 3 and thus opened the valve so that the nitrogen flowed out at the outlet 4 . When the vacuum at the opening 6 was released as that, nothing changed in the position of the polyimide membrane 2 and the valve remained open. By applying an overpressure of 250 hPa at opening 6 , the valve was closed against the pressure at inlet 3 of 470 hPa again and the polyimide membrane 2 again assumed the position shown in FIG. 2. The valve remained closed even after removing the excess pressure at the opening 6 .

Das Ventil konnte mit einem Überdruck an der Öffnung 6 gegen den größeren Druck am Einlaß 3 geschlossen werden, weil der Überdruck in der Antriebskammer 9 auf die gesamte Membranflä che wirkt, während der Druck am Einlaß 3 über eine relativ schmale Öffnung zugeführt und über den Auslaß 4 abgebaut wurde. Die durch den Druck in der Antriebskammer 9 auf die Membran 2 wirkende Kraft ist deshalb größer als die über den Einlaß 3 eingebrachte Kraft. Die in der Membran 2 wirkende me chanische Druckspannung hält das Ventil auch gegen einen Ge gendruck geschlossen. Der Druck in der Ventilkammer 10 kann dadurch gering gehalten werden, daß der Ventilauslaß 4 einen größeren Querschnitt aufweist als der Einlaß 3. The valve could be closed with an overpressure at the opening 6 against the greater pressure at the inlet 3 , because the overpressure in the drive chamber 9 acts on the entire membrane surface, while the pressure at the inlet 3 is supplied via a relatively narrow opening and via the outlet 4 was dismantled. The force acting on the diaphragm 2 by the pressure in the drive chamber 9 is therefore greater than the force introduced via the inlet 3 . The mechanical pressure acting in the membrane 2 keeps the valve closed even against a back pressure. The pressure in the valve chamber 10 can be kept low in that the valve outlet 4 has a larger cross section than the inlet 3rd

Damit das hier beschriebene Ventil gegen einen Druck am Einlaß 3 geschlossen bleibt, muß die Membran 2 mit einem genügend großen Andruck gegen den Einlaß 3 gedrückt werden. Beim hier beschriebenen Beispiel betrug die Auslenkung der unbelasteten Membran 120 µm, wenn sie nicht durch den Boden des Hohlraums 10 eingeschränkt wurde. Durch den Boden des Hohlraumes 10 wurde die Auslenkung der Membran auf 95 µm beschränkt und da durch ein Anpreßdruck auf den Einlaß 3 erreicht. Die Dicke der Membran 2 muß für ein funktionierendes Ventil im Verhältnis zum Durchmesser, Elastizitätsmodul und zur Druckspannung in der Membran geeignet gewählt werden. Eine zu dicke Membran würde dazu führen, daß die Biegemomente die Auswölbung und da mit den Anpreßdruck gegen den Einlaß 3 vermindern. Eine zu dünne Membran würde von dem am Einlaß 3 anliegenden Druck ver formt und den Einlaß deshalb mindestens teilweise freigeben. Im vorliegenden Beispiel wurde eine 25 µm dicke Polyimidmem bran mit einem Elastizitätsmodul von ca. 2,5 GPa und einem Durchmesser von 3,3 mm verwendet. Bei der Verwendung anderer Materialien und Membranwölbungen können andere Membrandicken und Durchmesser günstiger geeignet sein.So that the valve described here remains closed against a pressure at the inlet 3 , the membrane 2 must be pressed against the inlet 3 with a sufficiently large pressure. In the example described here, the deflection of the unloaded membrane was 120 μm if it was not restricted by the bottom of the cavity 10 . Through the bottom of the cavity 10 , the deflection of the membrane was limited to 95 microns and reached there by a contact pressure on the inlet 3 . The thickness of the membrane 2 must be selected appropriately for a functioning valve in relation to the diameter, elastic modulus and compressive stress in the membrane. A membrane that is too thick would result in the bending moments reducing the bulging and, as a result, the contact pressure against the inlet 3 . A membrane that is too thin would be deformed by the pressure at inlet 3 and would therefore at least partially release the inlet. In the present example, a 25 µm thick polyimide membrane with an elastic modulus of approximately 2.5 GPa and a diameter of 3.3 mm was used. When using other materials and diaphragm curvatures, other diaphragm thicknesses and diameters may be more suitable.

Im nächsten Anwendungsbeispiel wird beschrieben, wie das Ven til mit einem integrierten Antrieb versehen werden kann.The next application example describes how the Ven til can be provided with an integrated drive.

Auf einer Polyimidmembran 2 werden mit bekannten Methoden der Dünnfilmtechnik und Fotolithografie Leiterbahnen 7 aus Gold angebracht und Öffnungen 8 in die Membran eingebracht. Mit Ab formverfahren gefertigte Antriebsgehäuse 5 aus PMMA werden re lativ zu den Leiterbahnen 7 und Öffnungen 8 justiert mit der Membran verklebt und einer Temperaturbehandlung unterzogen, die zum Schrumpfen des Antriebsgehäuses 5 und zur Erzeugung einer mechanischen Druckspannung in der Membran 2 und zu deren Ausbeulung führen. Auf der Polyimidmembran 2 wird ein Ventil gehäuse 1 mit Öffnungen für den Einlaß 3 und für den Auslaß 4 aufgeklebt. Das fertige Ventil ist in Fig. 4 schematisch dar gestellt.Gold conductor tracks 7 are applied to a polyimide membrane 2 using known methods of thin-film technology and photolithography, and openings 8 are made in the membrane. With molding process from drive housing 5 made of PMMA are re relative to the conductor tracks 7 and openings 8 adjusted glued to the membrane and subjected to a temperature treatment that lead to the shrinking of the drive housing 5 and the generation of a mechanical compressive stress in the membrane 2 and its bulge. On the polyimide membrane 2 , a valve housing 1 with openings for the inlet 3 and for the outlet 4 is glued. The finished valve is shown schematically in Fig. 4.

Durch einen elektrischen Strom, der über Kontaktflächen 7a durch die Leiterbahn 7 geleitet wird, wird die Leiterbahn auf Temperaturen von ca. 300°C und mit ihr die Luft in der An triebskammer 9 erwärmt. Über die Öffnungen 8 wird dabei sichergestellt, daß auf beiden Seiten der Membran 2 der glei che Druck herrscht. Zum Öffnen des Ventils wird dann der elek trische Strom durch die Leiterbahn 7 abgestellt. Das kleine Luftvolumen in der Antriebskammer 9 kühlt schnell ab und durch die damit verbundene Kontraktion der Luft entsteht ein Unter druck in der Antriebskammer 9. Die Größe der Öffnung 8 wird so gewählt, daß nur ein allmählicher Druckausgleich stattfindet und die Membran 2 durch den Unterdruck in die Antriebskammer 9 hinein gezogen und das Ventil geöffnet wird. Nach dem Öffnen des Ventils stellt sich über die Öffnungen 8 ein allmählicher Druckausgleich zwischen der Ventilkammer 10 und der Antriebs kammer 9 des Ventils ein.By an electrical current, which is passed through contact surfaces 7 a through the conductor 7 , the conductor is heated to temperatures of approximately 300 ° C. and with it the air in the drive chamber 9 . Through the openings 8 it is ensured that the same surface pressure prevails on both sides of the membrane 2 . To open the valve, the elec trical current through the conductor 7 is turned off. The small volume of air in the drive chamber 9 cools down quickly and the associated contraction of the air creates an underpressure in the drive chamber 9 . The size of the opening 8 is chosen so that only a gradual pressure equalization takes place and the membrane 2 is drawn into the drive chamber 9 by the negative pressure and the valve is opened. After opening the valve, a gradual pressure equalization between the valve chamber 10 and the drive chamber 9 of the valve is established via the openings 8 .

Zum Schließen des Ventils wird ein Strom durch die Leiterbahn 7 eingeschaltet, so daß sich die Temperatur des Mediums in der Antriebskammer 9 schlagartig erhöht. Der schnelle Druckanstieg in der Antriebskammer 9 führt zur Auslenkung der Membran 2 aus der Antriebskammer 9 heraus und in die Ventilkammer 10 hinein. Dadurch wird der Ventileinlaß 3 verschlossen. Nach dem Schließen des Ventils wird der Strom durch die Leiterbahn 7 allmählich wieder reduziert, so daß es zu einem langsamen Tem peraturrückgang in der Antriebskammer 9 kommt. Der Strom wird so langsam reduziert, daß sich die Druckdifferenz zwischen Ventilkammer 10 und Antriebskammer 9 über die Öffnungen 8 ab baut und so ein Unterdruck in der Antriebskammer 9 im Verhält nis zur Ventilkammer 10 vermieden wird, der zum Abheben der Membran 2 von der Öffnung 3 führen würde. To close the valve, a current is switched on through the conductor track 7 , so that the temperature of the medium in the drive chamber 9 increases suddenly. The rapid rise in pressure in the drive chamber 9 leads to the deflection of the membrane 2 out of the drive chamber 9 and into the valve chamber 10 . This closes the valve inlet 3 . After closing the valve, the current through the conductor track 7 is gradually reduced again, so that there is a slow temperature drop in temperature in the drive chamber 9 . The current is then reduced slowly, that the pressure difference between the valve chamber 10 and drive chamber 9 builds up via the openings 8, and thus a negative pressure in the driving chamber 9 in behaves nis to the valve chamber 10 is avoided, which for lifting the diaphragm 2 from the opening 3 would lead.

Statt über die Öffnungen 8 kann auch auf eine andere Art für einen allmählichen Druckausgleich zwischen Ventilkammer 10 und Antriebskammer 9 gesorgt werden. So wäre es z. B. möglich, einen Kanal über die Teile 1 und 5 auszubilden. Für viele Anwendungen ist es auch möglich, so wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, eine Öffnung 6 nach außen vorzusehen. Ein Druckaus gleich zwischen der Antriebskammer 9 und der Ventilkammer 10 hat jedoch den Vorteil, daß sich das Ventil auch dann noch schließen läßt, wenn am Ventilausgang 4 ein Gegendruck an liegt.Instead of via the openings 8 , gradual pressure equalization between the valve chamber 10 and the drive chamber 9 can also be ensured in another way. So it would be z. B. possible to form a channel through parts 1 and 5 . For many applications, it is also possible, as shown in FIGS. 2 and 3, to provide an opening 6 to the outside. A Druckaus equal between the drive chamber 9 and the valve chamber 10 has the advantage that the valve can still be closed even when there is a back pressure at the valve outlet 4 .

Statt durch eine Leiterbahn 7, die direkt auf der Membran 2 angebracht ist, kann das Medium in der Antriebskammer 9 auch auf andere Weise erwärmt werden. Eine Erwärmung, die von einer anderen Stelle in der Antriebskammer 9 ausgeht, hätte den Vor teil, daß eine Erwärmung des Mediums in der Ventilkammer 10 vermieden wird.Instead of through a conductor track 7 , which is attached directly to the membrane 2 , the medium in the drive chamber 9 can also be heated in another way. A warming that starts from another location in the drive chamber 9 would have the part before that heating of the medium in the valve chamber 10 is avoided.

In den Fig. 1 bis 4 wurde der Übersichtlichkeit halber im mer nur ein Ventil gezeigt. Es ist aber möglich, auf einem Werkstück viele Ventile nebeneinander herzustellen. Dabei kön nen die Ventile nach ihrer Fertigstellung entweder vereinzelt werden, damit sie einzeln eingesetzt werden können, oder es werden Verbindungskanäle vorgesehen, so daß ein ganzes System von Ventilen entsteht, mit dem sich Medien oder Drücke von mehreren Eingängen auf mehrere Ausgänge schalten lassen.In Figs. 1 to 4 for reasons of clarity has been shown only one valve in the mer. However, it is possible to manufacture many valves side by side on one workpiece. After completion, the valves can either be separated so that they can be used individually, or connecting channels are provided, so that a whole system of valves is created with which media or pressures can be switched from multiple inputs to multiple outputs.

Claims

1. A method for producing a micro diaphragm valve consisting of a valve chamber and a drive chamber, the valve chamber consisting of a valve housing with inlet and outlet and a membrane which is sealingly connected to the valve housing along its edge, and wherein the drive chamber on the Valve chamber is attached to the opposite side of the membrane, characterized in that

a) the valve body ( 1 ) and the membrane ( 2 ) ge separately from Ma materials with different thermal expansion and
b) valve body ( 1 ) and membrane ( 2 ) are connected to one another at elevated temperature.

2. A method for producing a micro diaphragm valve consisting of a valve chamber and a drive chamber, the valve chamber consisting of a valve housing with inlet and outlet and a membrane which is sealingly connected to the valve housing along its edge, and wherein the drive chamber on the Valve chamber is attached to the opposite side of the membrane, characterized in that

a) the valve body ( 1 ) and the membrane ( 2 ) are made separately, the valve body being made of a material which, after heating and subsequent cooling, has a shrinkage compared to the initial state,
b) valve body ( 1 ) and membrane ( 2 ) are connected to each other, and
c) a shrinkage of the valve body ( 1 ) is triggered by a temperature treatment, which leads to the generation of a mechanical compressive stress in the membrane ( 2 ).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that during the connection of the valve body ( 1 ) and membrane ( 2 ), at least one of the two parts is mechanically clamped ver that the valve body ( 1 ) is stretched or the membrane ( 2 ) is compressed.