流體驅(qū)動器和使用該流體驅(qū)動器的發(fā)熱裝置以及分析裝置的制作方法

文檔序號：6123706閱讀：424來源：國知局

專利名稱：流體驅(qū)動器和使用該流體驅(qū)動器的發(fā)熱裝置以及分析裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及利用彈性表面波(SAW: Surface Acoustic Wave)使液體
產(chǎn)生一定的流動或循環(huán)流的流體驅(qū)動器。另外，本發(fā)明還涉及使用了上述流體驅(qū)動器的發(fā)熱裝置以及分析裝置。
背景技術：
近年來微處理器(MPU)的高速化發(fā)展顯著。目前，達到了數(shù)GHz 以上的工作頻率，而且還繼續(xù)向進一步高速化發(fā)展。由于MPU的高速化是通過提高集成密度來實現(xiàn)，所以發(fā)熱密度的增加不可避免。在目前最高速度的MPU中，總發(fā)熱量達到100W以上、發(fā)熱密度達到400W/mm2以上，并且，隨著進一步的高速化，發(fā)熱量也繼續(xù)增加。
為了冷卻MPU，一般采用在MPU封裝外殼上面安裝風扇或水冷裝置的方法。但是，MPU的發(fā)熱部是形成在硅基板上的電路部。由于是隔著封裝外殼進行冷卻，所以存在著冷卻效率低的問題。
因此，提出了一種在MPU的硅基板上形成流體通路且使流體在流體通路中循環(huán)的構(gòu)造。該構(gòu)造能夠在最接近作為發(fā)熱部的半導體基板的附近進行冷卻，從而可應對隨著MPU的高速化的發(fā)熱增加。但是，該MPU水冷系統(tǒng)中，作為泵而使用了電滲透流泵。因此，由于形成在MPU的硅基板上的細的流體通路中，增大了流體通路的阻抗，所以存在著需要400V 左右的高驅(qū)動電壓的問題。
另外，在微分析系統(tǒng)(yTAS)中，為了使包含分析試樣的溶劑流動，使用電滲透流，為了使溶劑中的樣品顆粒移動，使用電泳動或感應泳動等，但由于向溶劑直接施加電場，所以存在著不適用于被施加電場后發(fā)生變質(zhì) 的試樣的問題。
鑒于以上的情況，可見使用彈性表面波振動來驅(qū)動液體的液體驅(qū)動器是適合的。在專利文獻l、非專利文獻2、專利文獻2中，公開了一種使
用了彈性表面波的流體驅(qū)動器。
專利文獻l所公開的是，配置了表面波裝置的微型泵，該彈性表面波裝置在構(gòu)成流體通路的一部分的壓電元件設置了梳狀電極。
非專利文獻l所公開的是，在壓電薄膜上形成梳狀電極，通過對梳狀
電極施加交流電壓而激勵蘭姆波(Lamb wave)來驅(qū)動基板上的流體。
專利文獻2所公開的是一種噴墨頭，其把具有彈性表面波的波長左右厚度的壓電體基板兩片以夾著肋的方式重疊，形成噴嘴，并且在壓電體基板的噴嘴反對側(cè)的面上分別配置UDT(單向性梳型交叉齒狀電極)，通過向UDT以錯開相位順序輸入1個脈沖波形，進行驅(qū)動，在壓電體的形成噴嘴的壁面上產(chǎn)生彈性表面波的背面波，利用該背面波使噴嘴壁面的凸狀變形向噴嘴的前端方向移動，噴嘴內(nèi)的流體被該凸狀變形吸引而運動且向前端部方向移動，從噴嘴前端以液滴的形式噴出。專利文獻l:實開平3-116782號公報專利文獻2:特開2002-178507號公報
非專利文獻1: R. M. Moroney et. al. "Lamb波勵起7^f夕口卜，y 7求一卜(Lamb波激勵^散輸送)""Mirotransport induced by ultrasonic Lamb waves" , Appl. Phys. Lett.,59(7), E-E774-776, 1991
但是，在以往的流體驅(qū)動器中，存在著以下的問題。
使用了專利文獻l的彈性表面波的微型泵，由于其中使用的電極是通過把一對梳狀電極嚙合而構(gòu)成的間距一定的電極，所以即使從該電極產(chǎn)生彈性表面波，也難以使流體的流向朝向一個方向。
非專利文獻1的使用了蘭姆波的流體驅(qū)動器由于在厚度為數(shù)U m的薄膜上形成驅(qū)動器，所以強度低，不能產(chǎn)生高壓力。
專利文獻2的使用了達到彈性表面波的基板背面的波(背面波)的流體驅(qū)動器，只有基板表面振幅的1/10左右，振幅小，不能有效地驅(qū)動流體。另外，雖然希望著肋的高度、即流體通路的高度具有與背面波的振幅同程度的高度，但如果對UDT電極只施加數(shù)10伏程度的電壓，則背面波的振幅成為1 u m程度以下，利用這種高度的肋來制作噴嘴是非常困難的技術。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠以比較低的電壓進行高輸出的驅(qū)動且可實現(xiàn)小型、輕量化的流體驅(qū)動器。
另外，本發(fā)明的目的是，提供一種通過與流體驅(qū)動器一體集成而不需要外部的泵且通過批量加工可同時制作的發(fā)熱裝置和分析裝置。
本發(fā)明的流體驅(qū)動器，具有壓電體；流體通路，其在內(nèi)壁的一部分上具有上述壓電體，并能夠使流體在內(nèi)部移動；和彈性表面波發(fā)生部，其利用在上述壓電體的面向上述流體通路的面上形成有梳狀電極所產(chǎn)生的彈性表面波，驅(qū)動上述流體通路內(nèi)的上述流體，并且，上述彈性表面波發(fā) 生部，通過對位于彈性表面波的傳播的一方側(cè)的上述流體通路內(nèi)的上述流體，施加比對位于另一側(cè)的上述流體通路內(nèi)的上述流體的更強的驅(qū)動力，使上述流體向一方向移動。
根據(jù)此結(jié)構(gòu)的流體驅(qū)動器，當向彈性表面波發(fā)生部的梳狀電極施加交流電壓時，在壓電體的表面產(chǎn)生彈性表面波(SAW: Surface Acoustic Wave)，從梳狀電極在流體通路內(nèi)向兩方向傳播。此時，向兩方向傳播的彈性表面波中的向一方向傳播的彈性表面波對存在于該方向的流體施加強的流體驅(qū)動力。因此，利用這樣被激振的彈性表面波，能夠使流體通路內(nèi)的流體向一方向流動。
在本發(fā)明的一個方面中，如在圖1中具體表示的那樣，當把沿著從上述彈性表面波發(fā)生部101產(chǎn)生的彈性表面波的兩個傳播方向延伸的直線分別與流體通路2的壁面或上述流體通路的出入口相交的2點設為C、D時，上述彈性表面波發(fā)生部被配置在從由上述C、 D夾住的流體通路的中心位置沿著上述彈性表面波的任意傳播方向錯開后的位置。
因此，從彈性表面波發(fā)生部101被左右均等激勵的彈性表面波中的向一方向(例如D方向)傳播的波對流體產(chǎn)生向一方向流動的驅(qū)動力，向另一方(C方向)傳播的波對流體產(chǎn)生向另一方的驅(qū)動力，但由于從俯視觀察，向一方的流體傳導驅(qū)動力的部分的面積S2比向另一方的流體傳導驅(qū) 動力的部分的面積Sl大，所以一方側(cè)的流體的驅(qū)動力大，就整體而言，流體如圖所示，向一方向(D方向)流動。
因此，能夠以低驅(qū)動電壓和簡單的電極構(gòu)造，使流體向一方向流動。另外，所謂"上述彈性表面波發(fā)生部被配置在從上述C、 D的中心位
置沿著彈性表面波的任意傳播方向錯開后的位置"，如圖1所示，與從上述彈性表面波發(fā)生部101的一端A到上述流體通路的壁面C的距離d,、
和從上述彈性表面波發(fā)生部的另一端B到上述流體通路的壁面D的距離
d2，所具有的一方(例如距離d2)大而另一方(例如距離d》小的關系相同。
只要上述小的一方的距離在20mm以下，在一般的微型分析系統(tǒng)(P TAS)裝置中，可充分達到產(chǎn)生向一方向流動的要求。
如果接近上述彈性表面波發(fā)生部的一方的上述流體通路的壁面是相對上述彈性表面波的傳播方向大致正交的平面，則從A點向C點傳播來的彈性表面波在C點有一部分被反射，與從B點向D點傳播的彈性表面波沿相同方向重疊而行進，使流體的流動從B點向D點強勢流動。
根據(jù)本發(fā)明的其他方面，其特征是，流體驅(qū)動器的上述彈性表面波發(fā) 生部產(chǎn)生具有上述一方向的指向性的彈性表面波。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，當向彈性表面波發(fā)生部的梳狀電極施加交流電壓時，在壓電體的表面產(chǎn)生具有向上述一方向的指向性的彈性表面波，換言之，產(chǎn)生向上述一方向更強傳播的彈性表面波，并沿著基體向上述一方向傳播。利用這樣激振的彈性表面波，能夠使流體通路內(nèi)部的流體向上述一方向流動。
上述彈性表面波發(fā)生部為了產(chǎn)生具有向上述一方向的指向性的彈性表面波，希望具有懸浮電極，該懸浮電極位于上述梳狀電極的相鄰電極指之間，并且按照與這些電極指平行的方式被配置在從這些電極指之間的中央向任意電極指的方向偏移后的位置。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于基于懸浮電極的彈性表面波的反射成為非對稱，所以使彈性表面波的傳播方向具有指向性。通過向上述梳狀電極施加交流電壓，產(chǎn)生具有向上述一方向的指向性的彈性表面波，因此，能夠使流路內(nèi)的液體向上述一方向流動。
另外，也可以采用上述彈性表面波發(fā)生部具有反射器電極的構(gòu)造，該反射器電極被配置得與上述梳狀電極的一側(cè)相鄰，并且把上述梳狀電極所產(chǎn)生并傳播來的彈性表面波向相反方向反射。根據(jù)該構(gòu)造，從梳狀電極以左右同等強度傳播的彈性表面波中的向一方傳播的彈性表面波被反射器電極反射，與向另一方傳播的彈性表面波重疊傳播，因此，就整體而言，能夠使彈性表面波向上述一方向傳播，從而能夠使流路內(nèi)的液體向規(guī)定的
方向流動。
另外，根據(jù)本發(fā)明的又一其他方面的流體驅(qū)動器，其特征是，上述彈性表面波發(fā)生部具有按照使分別為同一間距的電極指嚙合的方式配置的至少3種梳狀電極，通過向上述至少3種梳狀電極施加相位順次變化后的交流電壓，產(chǎn)生具有向上述一方向的指向性的彈性表面波。根據(jù)此結(jié)構(gòu)的流體驅(qū)動器，當向上述彈性表面波發(fā)生部的至少3種梳狀電極施加順序改變了相位的交流電壓時，在壓電體的表面產(chǎn)生具有向上述一方向的指向性的彈性表面波，并沿著基體向上述一方向傳播。利用這樣激振的彈性表面波，能夠使流體通路內(nèi)部的流體向上述一方向流動。另外，通過控制向上述彈性表面波發(fā)生部的上述梳狀電極施加的三相交流電壓的相位的變化順序，還能夠使流路內(nèi)的液體反向流動。
另外，根據(jù)本發(fā)明的又一其他方面的流體驅(qū)動器，其特征是，上述彈性表面波發(fā)生部具有按照使分別為同一間距的電極指嚙合的方式配置的 2種梳狀電極、和被配置在上述梳狀電極的相鄰的電極指之間的接地電極，上述相鄰的電極指以比1個間距的一半更小的間隔或更大的間隔配置，通過向各個梳狀電極施加具有與上述相鄰的電極指的間隔對應的相位差的2 個交流電壓，產(chǎn)生具有向上述一方向的指向性的彈性表面波。該結(jié)構(gòu)的流
體驅(qū)動器的不同之處是，取代上述3種梳狀電極，而具有2種梳狀電極和
接地電極。而且，向各個梳狀電極施加具有與上述相鄰的電極指的間隔對
應的相位差的2個交流電壓。由此，能夠產(chǎn)生具有向上述一方向的指向性
的彈性表面波，使流路內(nèi)的液體向上述一方向流動。另外，通過使向上述
2種梳狀電極施加的交流電壓的相位變化方向反轉(zhuǎn)，還可以使流路內(nèi)的液體反向流動。
另外，在上述相鄰的電極指以1個間距的一半的間隔配置的情況下，電極指的排列成為對稱，所施加的交流電壓的相位差正好成為18(TC (反轉(zhuǎn)相位)。因此，由于空間性的方向性消失，不能使流路內(nèi)的液體向上述一方向流動，所以，必須把相鄰的電極指以比l個間距的一半更小的間隔或更大的間隔配置。
另外，作為本發(fā)明的良好的實施方式，還可列舉出以下的結(jié)構(gòu)。如果是還具有構(gòu)成上述流體通路的內(nèi)壁的其他一部分的基體、上述壓
電體被嵌入上述基體的一部分中的構(gòu)造，則能夠把壓電體設置在產(chǎn)生彈性表面波的部分，使傳播彈性表面波的介質(zhì)構(gòu)成上述基體。由此，由于可減小壓電體，所以可降低流體驅(qū)動器整體的成本。
本發(fā)明的流體驅(qū)動器的上述梳狀電極，如果具有與電極指的一端連接的共用電極，且上述共用電極被配置在上述流體通路的外側(cè)，則由于不直接產(chǎn)生彈性表面波的共用電極位于流路的外側(cè)，能夠把直接產(chǎn)生彈性表面波的梳狀電極形成在流路整體上，所以具有可增大對流體的驅(qū)動力的優(yōu) 點。
另外，如果采用上述彈性表面波發(fā)生部沿著上述流體通路設置有2個以上且任意彈性表面波發(fā)生部可被選擇性驅(qū)動的結(jié)構(gòu)，則通過驅(qū)動2個以上的彈性表面波發(fā)生部的任意一個，可以控制流體向任意方向流動。
特別是，如果采用設置有2個上述彈性表面波發(fā)生部，上述2個彈性表面波發(fā)生部被配置在從由上述C、 D夾住的流體通路的中心位置分別沿著彈性表面波的兩個傳播方向偏移后的位置，任意彈性表面波發(fā)生部可被選擇性驅(qū)動的結(jié)構(gòu)，則通過驅(qū)動2個彈性表面波發(fā)生部的任意一個，可以控制流體向任意方向流動。
另外，如果構(gòu)成為在流體驅(qū)動器的上述壓電基板上設有覆蓋上述梳狀電極以防止與上述流體的接觸的保護構(gòu)造，并且在上述保護構(gòu)造與上述梳狀電極之間形成空隙的構(gòu)造，則由于彈性表面波發(fā)生部的振動不會受到流體的妨礙，所以可獲得更大的驅(qū)動力。另外，還可以避免彈性表面波的指向性受到損害。
如果上述保護構(gòu)造是具有圍繞上述空隙的側(cè)壁部，上述側(cè)壁部在來自上述彈性表面波發(fā)生部的彈性表面波進行傳播的上述規(guī)定方向側(cè)的厚度，比與該規(guī)定方向的相反側(cè)的厚度薄的構(gòu)造，則由于側(cè)壁部厚的部分的一方比薄的部分不容易使彈性表面波透過，所以使彈性表面波具有向壁部薄的方向的指向性，從而可容易使流路內(nèi)的液體向上述一方向流動。
另外，如果是還具有利用超聲波使上述流體通路的內(nèi)壁振動的振動施加裝置的結(jié)構(gòu)，則具有使流體通路內(nèi)的流體與流體通路壁面分離的效果，從而可降低流體通路阻抗，使流體順暢地流動。
在上述流體通路能夠使流體循環(huán)的情況下，通過在該流體通路中設置熱交換器或散熱器，可進行裝置的冷卻或加熱。
另外，本發(fā)明的又一其他方面的流體驅(qū)動器，具有壓電體；流體通路，其在內(nèi)壁的一部分上具有上述壓電體，并能夠使流體在內(nèi)部移動；和
彈性表面波發(fā)生部，其利用在上述壓電體的面向上述流體通路的面上形成有梳狀電極所產(chǎn)生的彈性表面波，驅(qū)動上述流體通路內(nèi)的上述流體，并且，上述彈性表面波發(fā)生部具有懸浮電極，該懸浮電極位于上述梳狀電極的相鄰電極指之間，并且按照與這些電極指平行的方式被配置在從這些電極指之間的中央向任意電極指的方向偏移后的位置。該結(jié)構(gòu)的流體驅(qū)動器由于基于懸浮電極的彈性表面波的反射成為非對稱，所以彈性表面波的傳播方向具有指向性。通過向上述梳狀電極施加交流電壓，能夠產(chǎn)生具有向上述一方向的指向性的彈性表面波，因此，能夠使流路內(nèi)的液體向上述一方向流動。
本發(fā)明的發(fā)熱裝置是把上述流體驅(qū)動器作為冷卻裝置使用的發(fā)熱裝置，其中具有安裝了該發(fā)熱裝置的基板，上述流體通路被設置在上述基板上。這樣的結(jié)構(gòu)，上述流體通路可作為通過上述發(fā)熱裝置附近的散熱路來利用，可通過使從安裝了該發(fā)熱裝置的基板產(chǎn)生的熱移動到流體中，來冷卻該發(fā)熱裝置，可期待高的冷卻效率。
本發(fā)明的分析裝置的特征是，具有供給流體狀試樣的試樣供給部和分析上述試樣的試樣分析部，上述流體通路被設置成能夠從上述試樣供給部向上述試樣分析部輸送上述流體狀的試樣。以往的分析裝置中，由于使用電泳等原理來輸送試樣，所以被分析的試樣只限于在電泳下可運動、被施加高電場的情況下也不會被破壞的試樣，而在本發(fā)明的分析裝置中，由于利用彈性表面波來移動試樣，所以具有試樣種類不受局限的優(yōu)點。
為了進一步理解關于本發(fā)明的上述以及其他的優(yōu)點、特征以及效果，下面，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式進行說明。

圖1是用于說明本發(fā)明的使流體向一個方向流動的原理的示意俯視圖。
圖2(a)是示意表示本發(fā)明的流體驅(qū)動器的實施方式的一例的剖面圖。
圖2 (b)是圖2 (a)的流體驅(qū)動器的透視俯視圖。圖3 (a)是表示把壓電體貼付在基體的接合面上的狀態(tài)的流體驅(qū)動器的剖面圖。
圖3 (b)是利用壓電體形成了基體本身的流體驅(qū)動器的剖面圖。
圖4 (a)是示意表示彈性表面波發(fā)生部附近的流體驅(qū)動器的構(gòu)造的壓
電基板的放大俯視圖。
圖4 (b)是圖4 (a)的壓電基板的剖面圖。
圖4 (c)是圖4 (a)的壓電基板的剖面圖。
圖5是表示流體驅(qū)動器的流體通路的其他形狀的俯視圖。
圖6是表示從流體通路突出設置的梳狀電極的俯視圖。
圖7是表示從流體通路突出設置的梳狀電極的俯視圖。
圖8 (a)是示意表示流體通路中的2個彈性表面波發(fā)生部的配置例的
俯視圖。
圖8 (b)是表示圖8 (a)的配置例的剖面圖。
圖9 (a)是示意表示把電極從彈性表面波發(fā)生部取出到外部的構(gòu)造例的放大俯視圖。
圖9 (b)是圖9 (a)的構(gòu)造例的剖面圖。
圖10 (a)是示意表示覆蓋梳狀電極的保護構(gòu)造的正剖面圖。
圖10 (b)是表示圖10 (a)的保護構(gòu)造的側(cè)剖面圖。
圖11 (a)是示意表示安裝了壓電振動體的本發(fā)明的流體驅(qū)動器構(gòu)造例的俯視圖。
圖11 (b)是表示圖11 (a)的構(gòu)造的剖面圖。
圖11 (c)是表示圖11 (a)的構(gòu)造的剖面圖。
圖12 (a)是示意表示本發(fā)明的其他實施方式的流體驅(qū)動器的一例的剖面圖。
圖12 (b)是表示圖12 (a)的流體驅(qū)動器的透視俯視圖。圖13 (a)是示意表示彈性表面波發(fā)生部附近的流體驅(qū)動器的構(gòu)造的放大俯視圖。
圖13 (b)是表示圖13 (a)的流體驅(qū)動器的剖面圖。圖13 (c)是表示圖13 (a)的流體驅(qū)動器的剖面圖。
圖14是表示彈性表面波發(fā)生部附近的其他構(gòu)造的放大俯視圖。
圖15是表示包含反射器電極的彈性表面波發(fā)生部的構(gòu)造的放大俯視圖。
圖16是表示彈性表面波發(fā)生部附近的另一其他構(gòu)造的放大俯視圖。圖17 (a)是示意表示流體通路中的2個彈性表面波發(fā)生部的配置例的俯視圖。
圖17 (b)是圖17 (a)的配置例的剖面圖。
圖18 (a)是示意表示覆蓋流體驅(qū)動器的梳狀電極的保護構(gòu)造的正剖面圖。
圖18 (b)是表示圖18 (a)的保護構(gòu)造的側(cè)剖面圖。
圖19 (a)是表示保護構(gòu)造的側(cè)壁部在彈性表面波傳播方向側(cè)的厚度比該方向相反側(cè)的厚度薄之例的俯視剖面圖。
圖19 (b)是圖19 (b)的保護構(gòu)造的側(cè)剖面圖。
圖20 (a)是示意表示本發(fā)明的另一其他實施方式的流體驅(qū)動器的一例的剖面圖。
圖20 (b)是表示圖20 (a)的流體驅(qū)動器的透視俯視圖。 '圖21 (a)是示意表示彈性表面波發(fā)生部附近的流體驅(qū)動器的構(gòu)造的放大俯視圖。
圖21 (b)是圖21 (a)的I-I剖面圖。圖21 (c)是圖21 (a)的J-J剖面圖。圖21 (d)是圖21 (a)的H-H剖面圖。
圖22是表示彈性表面波發(fā)生部附近的另一其他構(gòu)造的放大俯視圖。圖23是表示向梳狀電極施加的2相電壓波形的曲線圖。圖24是表示梳狀電極的變形構(gòu)造的放大俯視圖。圖25 (a)是示意表示從彈性表面波發(fā)生部向外部取出電極的構(gòu)造的俯視圖。
圖25 (b)是圖25 (a)的剖面圖。
圖26 (a)是示意表示具備了本發(fā)明的流體驅(qū)動器的發(fā)熱裝置的構(gòu)造例的俯視圖。
圖26 (b)是圖26 (a)的剖面圖。
圖27 (a)是示意表示具備了本發(fā)明的流體驅(qū)動器的分析裝置的構(gòu)造例的俯視圖。
圖27 (b)是圖27 (a)的剖面圖。
圖28 (a)是圖27 (a)的放大圖，表示通過上述分析裝置中的橫向流體通路流動有試樣流體S的狀態(tài)。
圖28 (b)是圖27 (a)的放大圖，是表示通過縱向流體通路2a流動有試樣流體S的狀態(tài)。
圖29 (a)是示意表示具備了本發(fā)明的流體驅(qū)動器的發(fā)熱裝置的構(gòu)造例的俯視圖。
圖29 (b)是圖29 (a)的剖面圖。
圖中101、 102、 103-彈性表面波發(fā)生部；2-流體通路；3-基體； 4-蓋體；5-電源；6-容器；8-絕緣膜；13-接地電極；14a、 14b、 14c-母線電極；15a、 15b、 15c-梳狀電極；15d、 15e-懸浮電極；16a、 16b、 16c-導通電極連接部；17a、 17b、 17c-導通電極；18a、 18b、 18c -外部電極；20a、 20b、 20c-引出電極；21-反射器電極；32-發(fā)熱部；
40-分析裝置；43-分析部；51-保護構(gòu)造；52-空洞部；61-壓電振動體。
具體實施例方式
下面，參照附圖，對本發(fā)明的流體驅(qū)動器以及使用了該流體驅(qū)動器的發(fā)熱裝置以及分析裝置進行詳細說明。
圖2 (a)、圖2 (b)表示本發(fā)明的流體驅(qū)動器的實施方式的一例的剖面圖和透視俯視圖。圖2 (a)是圖2 (b)的E-E剖面圖。
該流體驅(qū)動器中，上下2張平板4、 3被相互接合。把平板4、 3相互接合的面稱為"接合面"。在上側(cè)的平板4 (以下稱為"蓋體4")的接合面上，形成有在俯視觀察時呈U字型的剖面矩形形狀的槽。該U字狀的槽在把上下2張平板4、 3貼合時，形成成為能夠使流體在內(nèi)部移動的流體通路2的空洞部。
另外，流體通路2的剖面形狀不限于圖2 (a)所示那樣的矩形形狀，也可以是剖面半圓狀、剖面三角狀等。另外，流體通路2的平面形狀也不
限于圖2 (b)所示的U字狀，也可以是圓弧狀、也可以是彎曲成直角的形狀。
并且，在下側(cè)的平板3 (以下稱為"基體3")的接合面的一部分上，以面臨上述流體通路2的狀態(tài)嵌入壓電體31。該壓電體31成為流體通路 2的內(nèi)壁面的一部分。
壓電體31雖然只要是壓電陶瓷和壓電單晶質(zhì)等具有壓電性的基板，
可以使用任意的材料，但優(yōu)選使用壓電性高的鈦酸鋯酸鉛、鈮酸鋰、鉭酸鋰等的單晶質(zhì)。
另外，也可以不把壓電體31嵌入基體3的一部分中，而如圖3 (a) 所示那樣，把壓電體31貼合在基體3的接合面的全體面上。另外，也可以如圖3 (b)所示那樣，用壓電體31形成基體3。
在把壓電體31嵌入基體3的一部分中的情況下，優(yōu)選使用在其表面上使彈性表面波能夠無衰減傳播的材質(zhì)形成基體3。特別是，為了減輕基體3與壓電體31的接合面的彈性表面波的反射，理想的是選擇使基體3 中的彈性表面波的傳播速度與壓電體31中的傳播速度大致一致的彈性率接近的基體3的材質(zhì)。作為這樣的基體3的材質(zhì)，例如可列舉出與壓電體 31相同材質(zhì)的材料和鈦酸鋯酸鉛等。
另外，在把壓電體31嵌入基體3的一部分中的情況下，優(yōu)選在彈性表面波的傳播方向(x方向)上的壓電體31與基體3的界面3 la不通過用于粘接的樹脂層等而相互直接接觸。另外，在除彈性表面波的傳播方向以外的方向上的壓電體31與基體3的界面，為了減少由壓電體31與基體3 的界面所產(chǎn)生的彈性表面波的反射的不良影響，優(yōu)選加入樹脂等的表面波吸收構(gòu)造。
另外，在如圖3 (a)那樣在基體3全體上貼合壓電體31的情況下，不需要如上述那樣考慮基體3的材質(zhì)。也可以如圖3 (b)那樣使用壓電體 31構(gòu)成基體3。在這些情況下，為了獲得更大的驅(qū)動力，可以把壓電體31 做成矩形形狀，并使流體的驅(qū)動方向(x方向)與壓電體31的長度方向一致。另外，為了減少由被貼合的壓電體31與基體3的界面所產(chǎn)生的彈性表面波的反射的不良影響，優(yōu)選在壓電體31與基體3的界面上加入表面波吸收構(gòu)造。作為該表面波吸收構(gòu)造，可使用一般的樹脂層。在壓電體31的面臨流體通路2的主面上，形成有相互嚙合的一組梳
狀電極(也稱為IDT: Inter Digital Transducer電極)15a、 15b。把該壓電體31上形成了梳狀電極15a、 15b的部分稱為彈性表面波發(fā)生部101。
而且，如后述的圖4 (b)所示，使用絕緣膜8覆蓋壓電基板31上的梳狀電極15a、 15b。通過使用絕緣膜8進行覆蓋，可防止電極因遷移等的劣化、和流體由電場引起的變質(zhì)，因而是理想的。
在該圖2 (b)的構(gòu)造中，沿彈性表面波的傳播方向即x方向以及-x 方向，通過上述壓電體31的表面，畫出通過上述彈性表面波發(fā)生部101 的大致中心部的假設線M。然后，如圖2 (b)所示那樣，從與上述壓電體31正交的方向(z方向)俯視觀察上述流體通路2和上述彈性表面波發(fā) 生部IOI。于是，上述假設線M從上述彈性表面波發(fā)生部101的兩端A、 B延伸，與上述流體通路2的壁面，分別在C、 D點相交。
在本實施方式中，AC間的距離d,與BD間的距離d2為不相同的關系，具體是在圖2的情況下，成為山<(12的關系。關于采用這樣的配置的理由，將在后面說明。
圖4 (a) (c)是表示彈性表面波發(fā)生部101附近的放大示意圖，圖 4 (a)是壓電基板的俯視圖、圖4 (b) 、 (c)是剖面圖。
在壓電體31中，共用電極(母線電極)14a、 14b相互平行地形成，梳狀電極15a、 15b從各個母線電極14a、 14b呈直角延伸，形成為相互嚙合。另外，在母線電極14a的外側(cè)，形成有導通電極連接部16a，在母線電極14b的外側(cè)，形成有導通電極連接部16b。
導通電極連接部16a介由貫通壓電體31和基體3的導通電極17a，與形成在基體3的背面的外部電極18a連接；導通電極連接部16b介由貫通壓電體31和基體3的導通電極17b，與形成在基體3的背面的外部電極 18b連接。
從交流電源5向外部電極18a、 18b供給交流電壓。交流電壓被施加到各個梳狀電極15a、 15b。其結(jié)果，從彈性表面波發(fā)生部101沿著流體通路2的壁面(基體3的接合面)，向x方向以及-x方向，傳播如圖4 (c) 所示那樣的具有x方向和z方向的變位成分的彈性表面波的行進波。
通過該彈性表面波的行進波使得與流體通路2的壁面接觸的流體向彈
性表面波的行進方向(X方向、-X方向)驅(qū)動(關于該原理，參照專利文獻l、 2、和非專利文獻l)。
此時，如果在把彈性表面波的傳播速度設為v、把梳狀電極15a、 15b 的構(gòu)造周期設為p時，將滿足 v二f"p
的頻率f的交流電壓施加于梳狀電極15a、 15b ，則梳狀電極15a、 15b 的構(gòu)造周期p與產(chǎn)生的彈性表面波的波長成為一致，由于可獲得大振幅的彈性表面波振動，從而可提高流體的驅(qū)動效率，因而是理想的。
另外，如果彈性表面波發(fā)生部101具有相對流體通路2成為對稱構(gòu)造、即距離d尸距離d2的構(gòu)造，則從梳狀電極15a、 15b向x方向和-x方向傳播的彈性表面波大致以相同的強度傳播，所以，以彈性表面波發(fā)生部101 為中心向x方向、-x方向流動相同流量的流體。因此，就整體而言成為流體不移動的情況。
因此，在本實施方式中，如上所述，使距離d,與距離d2成為不相同的關系，具體是如圖2 (b)所示那樣，把彈性表面波發(fā)生部101配置在流體通路2的直線部的一端附近?；谶@樣的配置，設定為滿足d^d2的關系。
在圖2 (b)中，在比彈性表面波發(fā)生部101更靠右側(cè)的流體通路2 中存在的流體，由流體通路壁面的向右的彈性表面波所驅(qū)動；就比彈性表面波發(fā)生部101更靠左側(cè)的部分而言，流體通路2彎曲，向左的彈性表面波向流體通路2外部泄漏傳播，使向左的流體驅(qū)動效率下降。因此，使得向右的流量大于向左的流量，從而整體上流體被向右驅(qū)動。
為了充分衰減向左的流量，希望上述距離d2在20mm以下。
這樣，從梳狀電極15a、 15b產(chǎn)生向右、向左不平衡的彈性表面波，就整體而言，能夠使流體通路2內(nèi)的流體向一方向流動。
另外，本發(fā)明的流體驅(qū)動器不限于上述的形態(tài)。例如，流體通路2的形狀不限于圖2 (b)所示的U字狀，也可以是圖5所示那樣的彎曲成直角的形狀。由于接近上述彈性表面波發(fā)生部101 —側(cè)的上述流體通路2的壁面200是相對上述彈性表面波的傳播方向大致正交的平面，所以，從A 點到C點的彈性表面波，在C點有一部分被反射，沿與從B點向D點的
彈性表面波相同的方向重疊行進，使得流體的流動也從B點向D點更強勢地流動。
另外，如圖6所示，也可以把母線電極14a、 14b形成在流體通路2 的外側(cè)。由此，由于作為不直接產(chǎn)生彈性表面波的共用電極的母線電極 14a、 14b位于流體通路2的外側(cè)，能夠把直接產(chǎn)生彈性表面波的梳狀電極 15a、 15b形成在流體通路2的整體上，所以具有可增大流體的驅(qū)動力的優(yōu)點。
另一方面，如圖7所示，可以考慮把梳狀電極15a、 15b相互嚙合的部分K擴展到流體通路2的外部的情況。在這種情況下，壓電基板31與蓋體4的接合部300存在于梳狀電極15a、 15b相互嚙合的部分K中。在這種情況下，該接合部300可能會阻礙彈性表面波的振動，并且彈性表面波的振動會使接合部300受到損傷或使其錯位，因此，希望使梳狀電極15a、 15b的相互嚙合的部分K位于流體通路2中。
另外，由于基于壓電基板的各向異性使彈性表面波存在向一方向傳播的角度，所以，在使用這樣的壓電基板的情況下，希望構(gòu)成為使壓電基板的彈性表面波的傳播方向與配置有彈性表面波發(fā)生部101的流體通路2的方向一致。
如上所述，雖然該流體驅(qū)動器能夠使流體向所希望的方向流動，但在分析裝置等中，要求能夠開關式控制流體的流動。
在這種情況下，只要如圖8 (a)、圖8 (b)所示那樣，設置2個以上彈性表面波發(fā)生部即可。在圖8 (a)、圖8 (b)的情況下，分別在流體通路2的直線部的左右兩端附近的位置，各設置1個彈性表面波發(fā)生部 101a、 101b。在向右驅(qū)動流體時，只需通過開關SW，只向左側(cè)的彈性表面波發(fā)生部101a供給交流電壓即可；在向左驅(qū)動流體時，只需通過開關 SW，只向右側(cè)的彈性表面波發(fā)生部01b供給交流電壓即可。
圖9 (a)、圖9 (b)是示意表示從彈性表面波發(fā)生部101中把電極取出到基體3的外部的構(gòu)造的其他一例的圖。
在圖9 (a)、圖9 (b)所示的流體驅(qū)動器中，在基體3上，形成有從梳狀電極15a、 15b延伸到基體3的側(cè)端面的引出電極20a、 20b。
在制造該流體驅(qū)動器時，在制作梳狀電極15a、 15b的工序中，在基
體3上預先同時形成從梳狀電極15a、 15b延伸到基體3的側(cè)端面的引出電極20a、 20b。然后，在基體3的側(cè)端面，形成與引出電極20a、 20b連接的側(cè)面電極18a、 18b。然后，把形成了流體通路2的蓋體4和基體3介由例如硅橡膠的一種的PDMS (polydimethylsiloxane)進行接合，將流體通路2氣閉密封，完成流體驅(qū)動器的制造。
在該圖9 (a)、圖9 (b)的例中，不需要如圖4 (b)那樣在基體3 上設置貫通壓電體31的通孔(貫通孔)。在設置貫通孔時，在壓電體31 中有時會產(chǎn)生龜裂和破裂，但如果采用圖9的構(gòu)造，由于不需要設置貫通孔，所以可防止壓電體的龜裂和破裂。
圖10 (a)、圖10 (b)是表示本發(fā)明的流體驅(qū)動器的其他實施方式的圖。在彈性表面波發(fā)生部101設置有保護構(gòu)造51，以使一組梳狀電極 15a、 15b與流體通路2內(nèi)流體不直接接觸。在該保護構(gòu)造51與梳狀電極 15a、 15b之間形成有空隙52。因此，流體不會與彈性表面波發(fā)生部101 接觸，使從彈性表面波發(fā)生部101產(chǎn)生的振動不會被流體妨礙，從而可獲得更大的驅(qū)動力。
這樣的構(gòu)造，在梳狀電極15a、 15b的上面，制作作為之后成為中空構(gòu)造的犧牲層例如由非晶硅構(gòu)成的圖形。在其上面，制造作為保護構(gòu)造的氮化硅膜。在氮化硅膜的一部分上形成孔穴，利用犧牲層蝕刻技術，使用例如氟化氙除去非晶硅，最后封住氮化硅膜上的開孔。也可以取代上述氮化硅膜而使用氧化硅膜。在空隙52中，填充空氣或氮氣。
另外，作為保護構(gòu)造的材質(zhì)，可以是金屬材料、有機材料、無機材料。上述的保護構(gòu)造的制造方法只是一例，除了上述的方法以外，也可以使用有機材料，例如耐用光致抗蝕膜等制作保護構(gòu)造。
圖11 (a) ~ (c)是表示本發(fā)明的流體驅(qū)動器的另一其他實施方式的圖。
在本實施方式中，在彈性表面波發(fā)生部IOI的基礎上，按照利用超聲波使流體通路2的內(nèi)壁產(chǎn)生振動的方式，在流體通路2的外壁面上設置壓電振動體61作為振動施加裝置的一例。該壓電振動體61通過未圖示的電
極和未圖示的交流電源發(fā)生振動。
由此，流體通路2壁面的內(nèi)壁發(fā)生超聲波振動。這樣，流體通路2內(nèi)
的流體不容易附著在流體通路2的壁面上，從而可減少流體通路2的通過阻抗。
圖12 (a)、圖12 (b)是表示本發(fā)明的流體驅(qū)動器的又一個其他實施方式的一例的剖面圖和透視俯視圖。圖12 (a)是圖12 (b)的F-F線剖面圖。
與利用圖2 (a)、圖2 (b)所說明的同樣，通過蓋體4與基體3的接合，形成U字狀流體通路2;在基體3的接合面的一部分上，以面向流體通路2的狀態(tài)嵌入有壓電體31。另外，在本實施方式的情況下，流體通路2的平面形狀可以是U字狀、也可以是圓弧狀，也可以是彎曲成直角的形狀，但也可以是直線狀。也可以是直線狀的理由是，如后述那樣，彈性表面波發(fā)生部101本身具有把流體向一方向驅(qū)動的能力。
另外，與利用圖3 (a)、圖3 (b)說明的同樣，也可以不把壓電體 31嵌入基體3的一部分中，而把壓電體31帖付在基體3整體上，也可以利用壓電體31形成基體3。
圖13 (a) ~圖13 (c)示意表示本實施方式的流體驅(qū)動器的彈性表面波發(fā)生部102的一例的構(gòu)造的放大圖。圖13 (a)是壓電基板的俯視圖，圖13 (b) 、 (c)是剖面圖。
在圖13 (a)所示的例中，在壓電體31上形成一組相互嚙合的梳狀電極15a、 15b，并且，作為特征性的結(jié)構(gòu)，設有懸浮電極15d。把該壓電體 31上形成了梳狀電極15a、 15b和懸浮電極15d的部分，稱為彈性表面波發(fā)生部102。
另外，如圖13 (b)所示，利用絕緣膜8覆蓋壓電基板31上的梳狀電極15a、 15b和懸浮電極15d。利用絕緣膜8進行覆蓋的優(yōu)點，與前面結(jié)合圖4 (b)所說明的相同。
在構(gòu)成流體通路2的壁面的一部分的壓電體31上，相互平行地形成共用電極(母線電極)14a、 14b，梳狀電極15a、 15b形成為從各個母線電極14a、 14b直角引出，并相互嚙合。在相鄰的母線電極14a、 14b之間，形成有無任何電連接的懸浮電極15d。
另外，在母線電極14a的外側(cè)，形成有導通電極連接部16a，在母線電極14b的外側(cè)，形成有導通電極連接部16b。
導通電極連接部16a介由貫通壓電體31和基體3的導通電極17a，與形成在基體3背面的外部電極18a連接；導通電極連接部16b介由貫通壓電體31和基體3的導通電極17b，與形成在基體3背面的外部電極18b 連接。
如圖13 (a)所示，上述懸浮電極15d被配置成，使懸浮電極15d的中心線位于，從通過相鄰的梳狀電極15a的中心線x,和梳狀電極15b的中心線x2之中心的線(Xl+x2) /2、向任意規(guī)定的方向錯開了 Xo的位置。把該x。稱為"偏移"。這里，Xl、 x2假設是距某個基準點的距離。
從交流電源5向外部電極18a、 18b供給交流電壓。交流電壓被分別施加到各個梳狀電極15a、 15b，從彈性表面波發(fā)生部102沿著流體通路2 的壁面(基體3的接合面)向x方向或-x方向傳播具有圖13 (c)所示的 x方向和z方向的變位成分的彈性表面波的行進波。
由該彈性表面波行進波，把與流體通路2的壁面接觸的流體向彈性表面波的行進方向驅(qū)動。
另外，彈性表面波發(fā)生部102如果具有相對流體通路2對稱的構(gòu)造即懸浮電極15d的偏移x『0的構(gòu)造，則由于從梳狀電極15a、 15b向x方向和-x方向傳播的彈性表面波以大致相同的強度傳播，所以形成了以彈性表面波發(fā)生部102為中心向x方向、-x方向流動相同流量的流體的情況。因此，就整體而言沒有流體移動。
但是，本實施方式，如上述那樣，把懸浮電極15d配置在從通過相鄰的梳狀電極15a的中心線x,和梳狀電極15b的中心線x2之中心的線(x,+x2) /2向任意規(guī)定的方向錯開了 xo的位置。這里，通過懸浮電極15d距梳狀電極15a、 15b的中心的偏移xq的符號(正或負)，彈性表面波強勢傳播的方向就為x方向或為-x方向。其理由是，由于懸浮電極被配置在空間非對稱的位置，所以基于懸浮電極的彈性表面波的發(fā)射也為非對稱，從而使彈性表面波的傳播方向或朝向x方向、或朝向-x方向。
這樣，從梳狀電極15a、 15b產(chǎn)生規(guī)定方向的彈性表面波，就整體而言，能夠使流體通路2內(nèi)的流體向一方向流動。
另外，圖13表示了作為懸浮電極而采用無任何電連接的開放型懸浮電極，但也可以取代幵放型懸浮電極，而使用相鄰的懸浮電極連接后的短
路型懸浮電極?；蛘?，也可以采用具有開放型懸浮電極和短路型懸浮電極的雙方的構(gòu)造。
圖14是表示具有開放形懸浮電極15d和短路型懸浮電極15e的雙方的懸浮電極構(gòu)造的放大圖。在壓電體31上，形成一組相互嚙合的梳狀電極15a、 15b，并設有開放型懸浮電極15d和短路型懸浮電極15e。
開放型懸浮電極15d與上述的同樣，被配置在從通過相鄰的梳狀電極 15a、 15b的中心線x,、 X2之中心的線(Xl+x2) /2向任意規(guī)定的方向(在此情況下是+x方向)錯開的位置。即具有正的偏移。
短路型懸浮電極15e被配置在從通過相鄰的梳狀電極15a、 15b的中心線x，、 X2之中心的線(Xl+x2) /2向相反方向(在此情況下是-x方向) 錯開的位置。即偏移的符號是負。
因此，成為在梳狀電極15a、 15b之間，插入了短路型懸浮電極15e、開放型懸浮電極15d的狀態(tài)。而且，短路型懸浮電極15e彼此之間跨過梳狀電極15b且通過輔助電極15f相互連接。這樣，按照梳狀電極15a、短路型懸浮電極15e、開放型懸浮電極15d、梳狀電極15b、短路型懸浮電極 15e、開放型懸浮電極15d的順序以大致相等的間隔配置各個電極。艮P，以相對梳狀電極15a、 15b的構(gòu)造周期p成為p/6的間隔，配置各個電極。
該電極構(gòu)造的特征是，由于基于開放型懸浮電極15d的彈性表面波的反射和基于短路型懸浮電極15e的彈性表面波的反射相互組合，所以，比在分別單獨使用的情況下，其使流體向一方向流動的驅(qū)動力變強。
例如，在分別把短路型懸浮電極15e和開放型懸浮電極15d單獨形成在相同的位置的情況下，各個懸浮電極的反射舉動的不同，使彈性表面波的傳播方向正好相反。為了使彈性表面波的傳播方向一致，希望如圖14 所示那樣，在接近梳狀電極15a的位置形成短路型懸浮電極15e，并且把開放形懸浮電極15d接近梳狀電極15b而配置。即，就偏移的符號而言，把一方設為正，把另一方設為負。由此，能夠使基于開放型懸浮電極15d 的彈性表面波的反射和基于短路型懸浮電極15e的彈性表面波的反射同步，從而可獲得強勢的流體驅(qū)動力。
圖15是表示本發(fā)明的流體驅(qū)動器的彈性表面波發(fā)生部102的其他例的放大俯視圖。這樣，不使用懸浮電極，而使用反射器電極也能夠產(chǎn)生規(guī)
定方向的彈性表面波。
艮P，如圖15所示，按照沿著流體通路2且與梳狀電極15a、 15b (統(tǒng) 稱梳狀電極15)相鄰的方式配置把在上述梳狀電極15產(chǎn)生并傳播來的彈性表面波向相反方向反射的反射器21。
梳狀電極15a雖然被配置成使具有電極指的梳狀電極的彼此的電極指相互嚙合，但在該圖15的構(gòu)造中，梳狀電極15不具有懸浮電極。
但是，由于設有反射器電極21，所以在向梳狀電極施加交流電壓使其產(chǎn)生彈性表面波時，該反射器電極21把在上述梳狀電極15產(chǎn)生并向反射器電極21方向(圖15的左側(cè)方向)傳播來的彈性表面波向相反方向(圖 15的右側(cè)方向)反射。由此，能夠把彈性表面波的傳播方向集中到一個方向，就整體而言，能夠使流體通路2內(nèi)的流體向一方向流動。另外，作為反射器電極21，使用格柵型的反射器電極進行了說明，但不限于此，也可以使用梳狀反射器電極。
另外，本實施方式的流體驅(qū)動器不限于上述的構(gòu)造。例如，也可以如圖16所示那樣，把母線電極14a、 14b形成在流體通路2的外側(cè)。由此，由于使不直接產(chǎn)生彈性表面波的作為共用電極的母線電極14a、 14b位于流體通路2的外側(cè)，并能夠把直接產(chǎn)生彈性表面波的梳狀電極15a、 15b 形成在流體通路2的整體上，所以具有增大流體的驅(qū)動力的優(yōu)點。
另外，如結(jié)合圖7所說明的那樣，希望把梳狀電極15a、 15b的相互嚙合的部分設置在流體通路2內(nèi)。
另外，如上述那樣，希望構(gòu)成為使壓電基板的彈性表面波傳播方向與配置有彈性表面波發(fā)生部102的流體通路2的方向一致。
如上所述，該流體驅(qū)動器雖然能夠使流體向所希望的方向流動，但在分析裝置中，要求能夠開關控制流體的流動。
在這種情況下，只要如圖17 (a) 、 (b)所示那樣，設置2個彈性表面波發(fā)生部即可。在圖17 (a) 、 (b)的情況下，在流體通路2中，各設置1個彈性表面波發(fā)生部102a、 102b。彈性表面波發(fā)生部102a、 102b分別具有懸浮電極或反射器電極?；诟鱾€懸浮電極或反射器電極的不同配置，把從彈性表面波發(fā)生部102a產(chǎn)生的彈性表面波的傳播方向、和從彈性表面波發(fā)生部102b產(chǎn)生的彈性表面波的傳播方向，設定為相反。
例如，在假設從彈性表面波發(fā)生部102a產(chǎn)生的彈性表面波的傳播方向是圖17的右方向，從彈性表面波發(fā)生部102b產(chǎn)生的彈性表面波的傳播方向是圖17的左方向，且向右驅(qū)動流體的情況下，只需通過開關SW，只向左側(cè)的彈性表面波發(fā)生部102a供給交流電壓即可；在向左驅(qū)動流體的情況下，只需通過開關SW，只向右側(cè)的彈性表面波發(fā)生部102b供給交流電壓即可。
另外，作為把電極取出到基體3的外部的構(gòu)造，也可以采用把在圖9 (a)、圖9 (b)中說明的彈性表面波發(fā)生部101置換為本實施方式的彈性表面波發(fā)生部102的構(gòu)造，并可獲得完全相同的效果。
圖18 (a) 、 (b)是表示本發(fā)明的流體驅(qū)動器的其他實施方式的圖。在彈性表面波發(fā)生部102設置有保護構(gòu)造51，其使一組梳狀電極15a、 15b 不與流體通路2內(nèi)的流體直接接觸，在保護構(gòu)造與梳狀電極15a、 15b之間形成有空隙52。因此，彈性表面波發(fā)生部的振動不會受到流體的妨礙，從而可獲得更大的驅(qū)動力。
圖19 (a) 、 (b)是表示保護構(gòu)造51的側(cè)壁部在彈性表面波傳播方向側(cè)的厚度比該方向的相反側(cè)的厚度薄的例。
在該圖10 (a) 、 (b)中，保護構(gòu)造51的側(cè)壁部，在彈性表面波傳播方向側(cè)的厚度S1比該方向相反側(cè)的厚度S2薄。通過采用此構(gòu)造，能夠減小保護構(gòu)造51對箭頭U所示的彈性表面波的傳播產(chǎn)生的影響。
關于上述保護構(gòu)造51的制作方法，由于與前面結(jié)合圖10 (a) 、 (b)
說明的相同，所以省略說明。
另外，如果利用超聲波使本實施方式的流體驅(qū)動器的流體通路2的內(nèi) 壁振動，則流體通路2內(nèi)的流體不容易附著在流體通路2的壁面上，從而可減少流體通路2的通過阻抗。這一點與前面結(jié)合圖11 (a) ~ (c)說明的相同。
圖20 (a) 、 (b)是表示本發(fā)明的流體驅(qū)動器的另一個其他實施方式的一例的剖面圖和透視俯視圖。另外，圖20 (a)是圖20 (b)的G-G線
剖面圖。
與結(jié)合圖2 (a)、圖2 (b)說明的相同，通過蓋體4與基體3的接合來形成U字狀流體通路，在基體3的接合面的一部分中以面向流體通路
2的狀態(tài)嵌入壓電體31。
另外，也和結(jié)合圖3 (a)、圖3 (b)說明的同樣，也可以不把壓電體31嵌入基體3的一部分中，而把壓電體31貼付在基體3整體上，也可以用壓電體31形成基體3。
圖21 (a) (d)是示意表示本實施方式的流體驅(qū)動器的彈性表面波發(fā)生部103的一例的構(gòu)造的放大圖，圖21 (a)是壓電基板的俯視圖，圖 21 (b)是I-I剖面圖，圖21 (c)是J-J剖面圖，圖21 (d)是H-H剖面圖。
如圖21 (a)所示，在構(gòu)成流體通路2的壁面的一部分的壓電體31上，形成相互嚙合的3種梳狀電極15a、 15b、 15c。把該壓電體31上形成了梳狀電極15a、 15b、 15c的部分稱為彈性表面波發(fā)生部103。
梳狀電極15a按照間距p配置。梳狀電極15b也按照相同的間距p配置。梳狀電極15c也按照相同的間距p配置。梳狀電極15a與15b的間隔、梳狀電極15b與15c的間隔、梳狀電極15c與15a的間隔分別相同。如果用x表示這些間隔，則具有x=p/3的關系。因此，如果把1個間距p用360 'C表示，則梳狀電極15a、 15b、 15c被配置成各自相位錯開120'C。
另外，電極指彼此之間的偏移x沒必要是嚴格的12(TC。只要使電極指彼此之間的偏移x與12(TC之差在規(guī)定的范圍內(nèi)即可。或者，只要使電極指彼此之間的偏移x與120。C之比在規(guī)定的范圍內(nèi)即可。對于上述"規(guī) 定的范圍"，只要以流體是否向規(guī)定的方向流動為基準，通過實驗來決定即可。
符號8表示覆蓋壓電基板31上的梳狀電極15a、 15b、 15c的絕緣膜。在壓電體31上的接近流體通路2的一方的壁的位置，形成有相互平行的共用電極(母線電極)14a、 14b，梳狀電極15a、 15b從各個母線電極14a、 14b直角延伸形成。在母線電極14a、與梳狀電極15b之間設有使兩者不相互短路的絕緣層19。另外，在壓電體31上的接近流體通路2的另一方的壁的位置，形成有母線電極14c，梳狀電極15c從母線電極14c 直角延伸形成。
另外，在母線電極14a的外側(cè)形成有導通電極連接部16a，在母線電極14b的外側(cè)形成有導通電極連接部16b，在母線電極14c的外側(cè)形成有導通電極連接部16c。
如圖21 (b)所示，導通電極連接部16a介由貫通壓電體31和基體3 的導通電極17a，與形成在基體3背面的外部電極18a連接。導通電極連接部16b介由貫通壓電體31和基體3的導通電極17b，與形成在基體3 背面的外部電極18b連接。導通電極連接部16c介由貫通壓電體31和基體3的導通電極17c,與形成在基體3背面的外部電極18c連接。
從交流電源5按照相位的順序向外部電極18a、 18b、 18c供給不同的交流電壓。由此，各個梳狀電極15a、 15b、 15c按照相位順序被施加不同的交流電壓。
如果用算式表現(xiàn)，把交流電壓的電壓振幅設為V (伏特)、把頻率設為f(l/秒)、把時間設為t(秒)，則向梳狀電極15a施加Vsin (2兀ft)、向梳狀電極15b施加Vsin (2兀ft-2兀/3)、向梳狀電極15c施加Vsin (2 兀ft-4n/3)的交流電壓。由此，從彈性表面波發(fā)生部103沿著流體通路 2的壁面(基體3的接合面)向x方向傳播具有x方向和z方向的變位成分的彈性表面波的行進波。
另外，向外部電極18a、 18b、 18c施加的交流電壓的相位差也沒有必要是嚴格的120°C。只要使交流電壓的相位差與120'C之差在規(guī)定的范圍內(nèi)即可?；蛘?，只要使交流電壓的電位差與12(TC之比在規(guī)定的范圍內(nèi)即可。對于上述"規(guī)定的范圍"，只要以流體是否向規(guī)定的方向流動為基準，通過實驗來決定即可。
通過該彈性表面波的行進波把與流體通路2的壁面接觸的流體向彈性
表面波的行進方向驅(qū)動。
此時，如果向梳狀電極15a、 15b、 15c施加以下頻率f的交流電壓、即按照把彈性表面波的傳播速度設為v時使梳狀電極15a、 15b、 15c的構(gòu) 造周期p與產(chǎn)生的彈性表面波的波長入一致的方式頻率f滿足下式
v = f p
則可獲得大振幅的彈性表面波振動，提高流體的驅(qū)動效率，因而是理想的。另外，在上述的例中，通過向梳狀電極15a施加Vsin (2兀ft)、向梳狀電極15b施加Vsin (2nft-2兀/3)、向梳狀電極15c施加Vsin (2兀ft-4^/3)的交流電壓，而產(chǎn)生了向x方向傳播的彈性表面波。如果替換其相位的變化順序，向梳狀電極15b施加Vsin (2兀ft+2兀/3)、向梳狀電極15c施加Vsin (2兀ft + 4n/3)的交流電壓，則能夠產(chǎn)生向-x方向傳播的彈性表面波。
這樣，從彈性表面波發(fā)生部103產(chǎn)生規(guī)定方向的彈性表面波，就整體而言，能夠使流體通路2內(nèi)的流體向一方向流動。
下面，說明本發(fā)明的其他實施方式。在上述圖21中，在彈性表面波發(fā)生部103中設置3種梳狀電極15a、 15b、 15c，并施加三相交流電壓，但如果使用2種梳狀電極15a、 15b和接地電極，分別施加相位錯開的單相交流電壓，則可以產(chǎn)生向規(guī)定方向的彈性表面波。
圖22是表示具有使電極指相互嚙合配置的2種梳狀電極和被配置在相鄰的電極指之間的接地電極的彈性表面波發(fā)生部103的放大圖。
在壓電體3上形成有一組梳狀電極15a、 15b，并且在梳狀電極15a、 15b之間，與梳狀電極15a、 15b平行地形成接地電極13。從而，形成在梳狀電極15a、 15b之間插入接地電極13的結(jié)構(gòu)。
在這樣的構(gòu)造中，梳狀電極15a按照間距p配置，梳狀電極15b也按照相同間距配置。如果把梳狀電極15a、與15b的間隔設為x，則具有x=p/4 的關系。即，被配置成相互嚙合的一組梳狀電極15a、 15b的電極指的中心錯開90。C。
圖23表示向梳狀電極15a、 15b施加的電壓Va、 Vb的波形。電壓Va、 Vb的相位，對應上述梳狀電極15a、 15b的偏差，均偏差卯。C。
如果用算式表示，則在把交流電壓的電壓振幅設為V (伏特)、把頻率設為f (1/秒)、把時間設為t (秒)時，向梳狀電極15a施加Vsin (2 丌ft)、向梳狀電極15b施加Vsin (2兀ft - Jt/2)的交流電壓。由此，從彈性表面波發(fā)生部103沿著流體通路2的壁面(基體3的接合面)向x方向傳播具有x方向和z方向的變位成分的彈性表面波的行迸波。
另外，如果替換其相位的變化順序，向梳狀電極15a施加Vsin (2n ft)、向梳狀電極15b施加Vsin (2"ft+兀/2)的交流電壓，則能夠產(chǎn)生向-x方向傳播的彈性表面波。
這樣地把梳狀電極15a、 15b的空間配置偏差、與施加的電壓Va、 Vb 的相位差相互對應。因此，通過向梳狀電極15a、 15b施加交流電壓Va、 Vb，能夠從彈性表面波發(fā)生部103沿著流體通路2的壁面向規(guī)定方向傳播
彈性表面波。
另外雖然希望施加的交流電壓的相位差與電極指的中心的偏差一致，但不需要嚴格的一致，只要其差或其比在規(guī)定的范圍內(nèi)即可。對于上述"規(guī) 定的范圍"，只要以流體是否向規(guī)定的方向流動為基準，通過實驗來決定即可。
另夕卜，相互嚙合的電極指的中心位置偏差不限于9(TC，也可以是120 X:或其他相位差(但為了避免在空間中的對向配置，除去180'C)。
另外，本發(fā)明的流體驅(qū)動器不限于上述的構(gòu)造。例如，如圖24所示那樣，也可以把母線電極14a、 14b形成在流體通路2的外側(cè)。由此，由于使作為不直接產(chǎn)生彈性表面波的共用電極的母線電極14a、 14b位于流體通路2的外側(cè)，把直接產(chǎn)生彈性表面波的梳狀電極15a、 15b形成在流體通路2的整體上，所以具有可增大流體的驅(qū)動力的優(yōu)點。
希望梳狀電極15a、 15b、 15c的嚙合部分位于流體通路2內(nèi)。因為假設在梳狀電極15a、 15b、 15c嚙合的部分存在壓電基板31與蓋體4的接合部的情況下，該接合部會阻礙彈性表面波的振動，并且彈性表面波的振動會導致接合部的損傷或分離。這一點與結(jié)合圖7所說明的相同。
另外，如上所述，希望構(gòu)成為壓電基板的彈性表面波的傳播方向與配置有彈性表面波發(fā)生部103的流體通路2的方向一致。
圖25 (a) 、 (b)是示意表示從彈性表面波發(fā)生部103把電極取出到基體3的外部的構(gòu)造的其他一例的圖。
在圖25 (a) 、 (b)所示的流體驅(qū)動器中，在基體3的上面，形成有從梳狀電極15a、 15b、 15c延伸到基體3的側(cè)端面的引出電極20a、 20b、 20c。
在制造該流體驅(qū)動器時，在制作梳狀電極15a、 15b、 15c的工序中，在基體3上預先同時形成從梳狀電極15a、 15b、 15c延伸到基體3的側(cè)端面的引出電極20a、 20b、 20c。然后，在基體3的側(cè)端面，形成與引出電極20a、 20b、 20c連接的側(cè)面電極18a、 18b、 18c。然后，把形成了流體通路2的蓋體4和基體3介由例如硅橡膠的一種的PDMS (poly dimethylsiloxane)進行接合，將流體通路2氣閉密封，完成流體驅(qū)動器的制造。在該圖25 (a) 、 (b)的例中，不需要如圖21 (b)那樣，在基體3 上設置貫通壓電體31的通孔(貫通孔)。在設置貫通孔時，在壓電體31 中會產(chǎn)生龜裂和破裂，但如果采用圖25的構(gòu)造，由于不需要設置貫通孔，所以可防止壓電體31的龜裂和破裂。
另外，如結(jié)合圖9、圖18所說明的那樣，在本發(fā)明的流體驅(qū)動器中，也可以對彈性表面波發(fā)生部103，在與梳狀電極之間隔著間隙設置保護構(gòu) 造，以使梳狀電極15a、 15b、 15c不與流體通路2內(nèi)的流體直接接觸。由此，彈性表面波發(fā)生部的振動不會受流體妨礙，從而可獲得更大的驅(qū)動力。另外，如在圖19中說明的那樣，保護構(gòu)造的側(cè)壁部的彈性表面波傳播方向一側(cè)的厚度也可以比該方向的相反側(cè)的厚度薄。由此可減小保護構(gòu)造對彈性表面波的傳播的影響。
另外，如果利用超聲波使本實施方式的流體驅(qū)動器的流體通路2的內(nèi) 壁振動，則流體通路2內(nèi)流體不容易附著在流體通路2內(nèi)的壁面上，從而可減少流體通路2的通過阻抗。這一點與前面的結(jié)合圖11 (a) (c)所說明的相同。
<應用例>
圖26 (a)、圖26 (b)是表示在集成電路、外部存儲裝置、發(fā)光元件、冷陰極管等發(fā)熱的裝置(以下統(tǒng)稱為"發(fā)熱裝置")中，應用了本發(fā) 明的流體驅(qū)動器的示例的俯視圖、和Q-Q線剖面圖。
在圖26 (a)、圖26 (b)中，作為流體驅(qū)動器的蓋體4，使用了半導體基板的一部分。關于半導體基板，例如使用在硅層之間夾入了 Si02作為絕緣層的SOI (Silicon on Insulator )基板。
在半導體基板的下側(cè)之硅層23上形成半導體電路32。在夾著絕緣層 24的上側(cè)之硅層25上，如上述那樣，把鋁膜作為掩模采用ICP-RIE進行蝕刻，形成曲折狀流體通路2。然后，把半導體基板的形成了流體通路2 的一側(cè)，與安裝了彈性表面波發(fā)生部101a、 101b的基體3接合。
流體通路2的兩端口 26、 27通過配管與貯存流體的容器6連接。容器6中的流體在上述配管和流體通路2中循環(huán)，然后返回容器6。在該循環(huán)途中，設有散熱扇等熱交換器28，利用該熱交換器28能夠把半導體電路產(chǎn)生的熱散發(fā)到外部。
作為冷卻用流體，可以使用混合了 72%的純水/24%的丙二醇 (propylene glycol)/4。/。的金屬防腐劑等的液體、或混合了 75%的純水/25% 的乙二醇(ethyleneglycol)的液體、或輕改質(zhì)油等。
在基體3的流體通路2的2個位置上，分別配置有本發(fā)明的實施方式的彈性表面波發(fā)生部101a、 101b。另外，彈性表面波發(fā)生部的數(shù)量不限于 2個，也可以是1個，也可以是3個以上。
在該圖26 (a)、圖26 (b)的構(gòu)造中，針對彈性表面波發(fā)生部101a 進行說明。向彈性表面波的傳播方向即x方向和-x方向畫一條通過彈性表面波發(fā)生部101的大致中心的虛線Ml，把從上述彈性表面波發(fā)生部101 的一端A延伸且與上述流體通路2的壁面的交點設為C，把從上述彈性表面波發(fā)生部101的另一端B延伸且與流體通路2的一端口 26的交點設為 D。
在該構(gòu)造中，AC之間的距離d3、與BD之間的距離d4，滿足山<山
的關系。因此，彈性表面波發(fā)生部101a與流體通路2配合動作，能夠使向位于該彈性表面波發(fā)生部101a兩側(cè)的流體施加的驅(qū)動力不平衡，從而就整體而言，能夠使流體通路2內(nèi)的流體向一方向流動。
另外，對于彈性表面波發(fā)生部101b，通過進行與彈性表面波發(fā)生部 101a同樣的配置，也可以使流體通路2內(nèi)的流體向一方向流動。這樣，由于能夠使用彈性表面波發(fā)生部101a和彈性表面波發(fā)生部101b雙方使流體流動，所以可增大對流體的驅(qū)動力。
圖27 (a) 、 (b)是表示利用了本發(fā)明的流體驅(qū)動器的分析裝置的實
施方式的俯視圖和R-R剖面圖。
圖27 (a)是表示本發(fā)明的分析裝置40的蓋體4的俯視圖，在蓋體4 上形成有大致十字狀槽。通過把該蓋體4與基體3接合，形成橫向流體通路2a和縱向流體通路2b。
在把蓋體4與基體3接合的狀態(tài)下，橫向流體通路2a的兩端與設在基體3上的流體通路2c、 2d連通，縱向流體通路2b的兩端與設在基體3 上的流體通路2e、 2f連通。
在基體3上的與流體通路2a、 2b對應的位置上，分別配置有彈性表面波發(fā)生部101c、 101d。彈性表面波發(fā)生部101c、 101d通過開關(雖然
未圖示，但是等同于圖8中的開關)，其任意一個被驅(qū)動。符號43是測
定試樣流體的測定部。對于測定部的測定原理沒有限定，例如可通過測定吸光度頻譜，進行試樣流體的分析。
在流體通路2c、 2a、 2d中流過試樣流體S，在流體通路2e、 2b、 2f 中，流過用于把試樣流體S運送到測定部43的測定點的載流體。
作為試樣流體S，可以使用血液、含有細胞和DNA的試樣溶液、和緩沖液等。
在驅(qū)動彈性表面波發(fā)生部101c時，如圖28 (a)所示，試樣流體S經(jīng) 過流體通路2c、 2a、 2d流動。
當在該狀態(tài)下切換開關來驅(qū)動彈性表面波發(fā)生部101d時，如圖28(b) 所示，載流體經(jīng)過流體通路2e、 2b、 2f流動。此時，載流體能夠把存在于十字連接部中的試樣流體S通過流體通路2b運送到測定部43的測定點。從而，能夠利用測定部測定試樣流體。
這樣，由于能夠把試樣流體S的任意部分提取出，用于測定，所以可測定試樣流體S的特性的經(jīng)時變化等。
圖29 (a) 、 (b)是表示把本發(fā)明的流體驅(qū)動器應用在發(fā)熱裝置中的其他例的俯視圖、和T-T線剖面圖。
圖29 (a) 、 (b)的構(gòu)造與圖26 (a)、圖26 (b)的構(gòu)造大致相同，其不同點是，在圖26 (a) 、 (b)的構(gòu)造中，AC之間的距離d3、與BD 之間的距離cU，滿足d^d4的關系，從彈性表面波發(fā)生部101a產(chǎn)生向右、向左不平衡的彈性表面波，相對于此，而圖29 (a) 、 (b)的構(gòu)造是，各個彈性表面波發(fā)生部102a、 102b具有各自固有的彈性表面波的傳播方向。即，彈性表面波發(fā)生部102a、 102b的設置位置只要不妨礙測定，可以是流體通路2中的任意位置。
關于傳播方向，分別對彈性表面波發(fā)生部102a、 102b例如設定為-x 方向。從而，從彈性表面波發(fā)生部102a、 102b產(chǎn)生向左的彈性表面波，就整體而言，使流體通路2內(nèi)的流體向一方向流動。
在圖29 (a) 、 (b)的例中，使用了彈性表面波發(fā)生部102a、 102b，但也可以取代彈性表面波發(fā)生部102a、 102b而使用彈性表面波發(fā)生部 103a、 103b。另外，也可以把本實施方式的流體驅(qū)動器應用在圖27 (a) 、 (b)所示的分析裝置中。
在這種情況下，取代彈性表面波發(fā)生部101c、 101d，而使用具有固有傳播方向的彈性表面波發(fā)生部102c、 102d、或103a、 103d。由于彈性表面波發(fā)生部102c、 102d或103c、 103d具有固有的傳播方向，所以具有對于其設置位置只要在流體通路2中不妨礙測定的任意位置之優(yōu)點。
<實施例>
下面，對于本發(fā)明的流體驅(qū)動器，在沒有特別的限定的情況下，以圖 2 (a) 圖2 (b)、圖4 (a) ~圖4 (c)所示的構(gòu)造為例，說明其制造方法。
對基體3使用整體由壓電基板31構(gòu)成的基體3 (參照圖3 (b))。作為壓電基板31，雖然也可以使用壓電陶瓷和壓電單結(jié)晶等具有壓電性的任意基板，但如果使用壓電性高的鈦酸鋯酸鉛、鈮酸鋰、鈮酸鉀的單結(jié)晶，則可降低驅(qū)動電壓，因而是理想的。例如，可以使用128度Y旋轉(zhuǎn)X方向傳播鈮酸鋰(LiNb03)單結(jié)晶。
在該壓電基板31上，例如采用旋涂法涂敷光致抗蝕膜(以下簡稱抗蝕膜)。然后，使用光掩模進行光刻，形成抗蝕圖形，該抗蝕圖形在形成梳狀電極15a、 15b、母線電極14a、 14b、導通電極連接部16a、 16b的部
分具有開口。
另外，在如圖13 (a)那樣設置懸浮電極的情況下，還形成懸浮電極 15d的圖形。在如圖21 (a)那樣利用3相進行驅(qū)動的情況下，還形成梳狀電極15c、母線電極14c、和導通電極連接部16c的圖形。
進一步，在壓電基板31的全體面上，采用電阻加熱式真空蒸鍍法堆積電極材料，采用提離法除去上述電極以外的部分的電極材料。這里，作為電極材料，使用厚度約為500A的鉻上堆積了厚度約為5000A的金的材料，但也可以使用鋁、鎳、銀、銅、鈦、白金、鈀、以及其他導電性材料。
另外，堆積電極材料的方法，除了電阻加熱式真空蒸鍍法以外，也可以使用電子束蒸鍍法或濺射法等。另外，也可以取代上述的提離法工序，而在基體3上堆積了電極材料后，涂敷抗蝕膜，通過光刻，形成在電極部分以外開口的抗蝕圖形，通過蝕刻電極材料，來制作電極。
圖4 (a)所示的梳狀電極15a、 15b的形狀是，電極寬度為20 Um，構(gòu)造周期p為80um，電極對數(shù)為40，彈性表面波發(fā)生部101的長度L 為3.2mm，梳狀電極15a、 15b的交叉部的長度K為2mm。另外，母線電極14a、 14b的寬度為300wm，導通電極連接部16a、 16b為500 u mX500 y m。
在圖13 (a)所示的梳狀電極15a、 15b的情況下，其形狀是，電極寬度為10 um，構(gòu)造周期p為80um，電極對數(shù)為40，彈性表面波發(fā)生部 102的長度L為3.2mm，梳狀電極15a、 15b的交叉部的長度K為2mm。懸浮電極15d的形狀是，電極寬度為10um，長度為2mm。懸浮電極15d 的偏移x0例如為20um。另外，母線電極14a、 14b的寬度為300n m，導通電極連接部16a、 16b為500umX500y m。
在圖21 (a)所示的梳狀電極15a、 15b、 15c的情況下，其形狀是，電極寬度為lOixm，構(gòu)造周期p為80ym，電極對數(shù)為40，彈性表面波發(fā) 生部103的長度L為3.2mm，梳狀電極15a、 15b、 15c的交叉部的長度K 為2mm。另外，母線電極14a、 14b、 14c的寬度為300y m，導通電極連接部16a、 16b、 16c的大小為500umX500um。
然后，例如通過噴沙，在基體3上開出直徑為lOOym的貫通孔，在貫通孔中例如通過電鍍埋入電極材料。也可以使用飛秒激光形成貫通孔。電極材料使用鎳、銅、以及其他導電性材料。另外，在基體3的背面，通過與上述梳狀電極15a、 15b同樣的制作工序或采用絲網(wǎng)印刷法等制作外部電極18a、 18b。
然后，在彈性表面波發(fā)生部101的電極上面，作為絕緣膜8，采用例如使用了 TEOS (四甲氧基鍺)的CVD (化學氣相堆積)法，形成Si02 膜。
作為蓋體4，例如使用硅基板。在硅基板上，采用蒸鍍法和旋涂法堆積厚度lPm的鋁膜，以在與流體通路2對應的部分形成開口部的方式進行光刻，制作成抗蝕圖形。
然后，利用鋁蝕刻液(例如佐佐木化學SEA-G)，在鋁膜的與流體通路2對應的部分開口，把該鋁膜作為掩模，使用ICP-RIE (感應耦合等離子反應性離子蝕刻)裝置，進行基于反復利用SF6氣體的蝕刻和利用C4F8
的保護膜制作的各向異性蝕刻，形成寬度為4mm、深度為500ym的流體通路2。另外，對于作為掩模使用的鋁膜，通過酸處理等來除去。
另外，蓋體4除了硅以外，也可以使用石英、塑料、橡膠、金屬、陶瓷、以及其他材料。例如，也可以使用上述PDMS。流體通路2也可以通過基于KOH等的濕式蝕刻形成，也可以通過鑄模、機械加工、模制等制作。流體通路2的剖面形狀也不限于圖2那樣的矩形形狀，也可以是剖面半圓狀、剖面三角狀。
最后，例如利用PDMS把基體3與蓋體4接合，完成流體驅(qū)動器的制作。
權(quán)利要求
1.一種流體驅(qū)動器，具有壓電體；流體通路，其在內(nèi)壁的一部分上具有上述壓電體，并能夠使流體在內(nèi)部移動；和彈性表面波發(fā)生部，其利用在上述壓電體的面向上述流體通路的面上形成有梳狀電極所產(chǎn)生的彈性表面波，驅(qū)動上述流體通路內(nèi)的上述流體，上述彈性表面波發(fā)生部，通過對位于彈性表面波的傳播的一方側(cè)的上述流體通路內(nèi)的上述流體，比對位于另一側(cè)的上述流體通路內(nèi)的上述流體施加更強的驅(qū)動力，使上述流體向一方向移動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體驅(qū)動器，其中，當把沿著從上述彈性表面波發(fā)生部產(chǎn)生的彈性表面波的兩個傳播方向延伸的直線分別與上述流體通路的壁面或上述流體通路的出入口相交的2點設為C、 D時，上述彈性表面波發(fā)生部被配置在從上述C、 D的中心位置沿著彈性表面波的任意傳播方向錯開后的位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體驅(qū)動器，其中，從上述彈性表面波發(fā)生部的一端(A)到上述流體通路的壁面(C)的距離(山)、和從上述彈性表面波發(fā)生部的另一端(B)到上述流體通路的壁面(D)的距離(d2)，成為一方大而另一方小的關系。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的流體驅(qū)動器，其中，上述小的一方的距離，在20mm以下。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體驅(qū)動器，其中，接近上述彈性表面波發(fā) 生部的一方的上述流體通路的壁面是相對上述彈性表面波的傳播方向大致正交的平面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體驅(qū)動器，其中，上述彈性表面波發(fā)生部產(chǎn)生具有向上述一方向的指向性的彈性表面波。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體驅(qū)動器，其中，上述彈性表面波發(fā)生部具有懸浮電極，該懸浮電極位于上述梳狀電極的相鄰電極指之間，并且按照與這些電極指平行的方式被配置在從這些電極指之間的中央向任意電極指的方向偏移后的位置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體驅(qū)動器，其中，上述彈性表面波發(fā)生部具有反射器電極，該反射器電極被配置得與上述梳狀電極的一側(cè)相鄰，并且把上述梳狀電極所產(chǎn)生且傳播來的彈性表面波向相反方向反射。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體驅(qū)動器，其中，上述彈性表面波發(fā)生部具有按照使分別為同一間距的電極指嚙合的方式配置的至少3種梳狀電極，通過向上述至少3種梳狀電極施加相位順次變化后的交流電壓，產(chǎn)生具有向上述一方向的指向性的彈性表面波。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體驅(qū)動器，其中，上述彈性表面波發(fā)生部具有:按照使分別為同一間距的電極指嚙合的方式配置的2種梳狀電極、和被配置在上述梳狀電極的相鄰的電極指之間的接地電極，上述相鄰的電極指以比1個間距的一半更小的間隔或更大的間隔配置，通過向各個梳狀電極施加具有與上述相鄰的電極指的間隔對應的相位差的2個交流電壓，產(chǎn)生具有向上述一方向的指向性的彈性表面波。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體驅(qū)動器，其中，還具有構(gòu)成上述流體通路的內(nèi)壁的其他一部分的基體，上述壓電體被嵌入上述基體的一部分中。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體驅(qū)動器，其中，與形成上述梳狀電極的電極指的一端連接的共用電極，被配置在上述流體通路的外側(cè)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體驅(qū)動器，其中，上述彈性表面波發(fā)生部沿著上述流體通路設置有2個以上，任意彈性表面波發(fā)生部可被選擇性驅(qū)動。
14. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體驅(qū)動器，其中，上述彈性表面波發(fā)生部設置有2個，上述2個彈性表面波發(fā)生部被配置在從由上述C、 D夾住的流體通路的中心位置分別沿彈性表面波的兩個傳播方向偏移后的位置，任意彈性表面波發(fā)生部可被選擇性驅(qū)動。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體驅(qū)動器，其中，在上述壓電體上設有覆蓋上述梳狀電極且防止與上述流體的接觸的保護構(gòu)造，在上述保護構(gòu)造與上述梳狀電極之間形成有空隙。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的流體驅(qū)動器，其中，上述保護構(gòu)造具有圍繞上述空隙的側(cè)壁部，上述側(cè)壁部在來自上述彈性表面波發(fā)生部的彈性表面波進行傳播的上述規(guī)定方向側(cè)的厚度，比與該規(guī)定方向的相反側(cè)的厚度薄。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體驅(qū)動器，其中，還具有利用超聲波使上述流體通路的內(nèi)壁振動的振動施加裝置。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體驅(qū)動器，其中，上述流體通路能夠使流體循環(huán)。
19. 一種流體驅(qū)動器，具有壓電體；流體通路，其在內(nèi)壁的一部分上具有上述壓電體，并能夠使流體在內(nèi) 部移動；和彈性表面波發(fā)生部，其利用在上述壓電體的面向上述流體通路的面上形成有梳狀電極所產(chǎn)生的彈性表面波，驅(qū)動上述流體通路內(nèi)的上述流體，上述彈性表面波發(fā)生部具有懸浮電極，該懸浮電極位于上述梳狀電極的相鄰電極指之間，并且按照與這些電極指平行的方式被配置在從這些電極指之間的中央向任意電極指的方向偏移后的位置。
20. —種發(fā)熱裝置，其把權(quán)利要求1所述的流體驅(qū)動器作為冷卻裝置使用，其中具有安裝了該發(fā)熱裝置的基板，上述流體通路被設置在上述基板上。
21. —種分析裝置，具有權(quán)利要求1所述的流體驅(qū)動器，設置有供給流體狀試樣的試樣供給部、和分析上述試樣的試樣分析部，上述流體通路被設置成能夠從上述試樣供給部向上述試樣分析部輸送上述流體狀的試樣。
全文摘要
一種流體驅(qū)動器，具有壓電體(31)；流體通路(2)，其在內(nèi)壁的一部分上具有壓電體(31)，并能夠使流體在內(nèi)部移動；和彈性表面波發(fā)生部(101)，其利用在上述壓電體(31)的面向上述流體通路(2)的面上形成的梳狀電極所產(chǎn)生的彈性表面波，驅(qū)動上述流體通路內(nèi)的上述流體。該彈性表面波發(fā)生部(101)被配置在從流體通路(2)的中心偏移的位置。從而能夠以低電壓進行驅(qū)動，使流體在狹窄的流體通路內(nèi)沿一方向流動。
文檔編號G01N37/00GK101360679SQ20068005122
公開日2009年2月4日申請日期2006年12月8日優(yōu)先權(quán)日2005年12月9日
發(fā)明者杉山進, 津吉宏卓申請人:京瓷株式會社;學校法人立命館

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