Beschreibung

Titel

"Verfahren zur Herstellung von Bauteilen zur Steuerung eines Fluidflusses sowie Bauteile, hergestellt nach diesem Verfahren"

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein mikromechanisches Bauteil zur Steuerung eines Fluidflusses sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Aus der DE 10 2005 042 648.4 ist ein Verfahren zur Herstellung von kommunizierenden Hohlräumen bekannt. Dazu wird die Strukturierung eines Siliziumsubstrats von nur einer Waferseite her vorgeschlagen, was gegenüber Herstellungsverfahren, bei denen der Wafer von beiden Seiten her bearbeitet wird, deutliche Zeit- und somit Kostenvorteile mit sich bringt. Zur Ausbildung der kommunzierenden Hohlräume lehrt diese Druckschrift die Aufbringung und Strukturierung weiterer sogenannter Funktionsschichten in der Form von epitaktisch aufgewachsenen Silizium-Zusatzschichten, die mittels Epitaxie Oxidschichten, Lackmasken und entsprechenden Atzverfahren hergestellt werden. Den Abschluss dieser mehrschichtigen Struktur bildet eine abdeckende Glasschicht mit darin ausgebildeten Zugangsoffnungen für die sogenannten "fluidischen Strukturen".

Die Basis dieser kommunizierenden Hohlräume bildet eine elektrochemisch hergestellte Kavitat, die von einer Membran in der Form einer Siliziumschicht an der Oberflache des Silizium-

Substrats überdeckt wird. Die Form und Lage der Membran wird durch Umlagern des porösen Siliziums gestaltet und bildet als bewegliches Element zusammen mit Elementen der anderen Funktionsschichten ein dichtendes Element zur Steuerung eines Mikrofluides aus.

Als nachteilig wird hierbei die große Zahl an erforderlichen Verfahrensschritten zur Herstellung dieser kommunizierenden Hohlräume mit Ventil- bzw. Pumpfunktionen für mikrofluidische Anwendungen angesehen.

Aufgabe und Vorteile der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den eingangs dargelegten Stand der Technik zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 13 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßig Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Demnach betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines mikromechanischen Bauteiles zur Steuerung eines Fluidflusses, umfassend die Schritte: - herstellen einer schwingungsfähigen Membrane an einer Oberfläche einer Trägerschicht durch ausbilden einer darunter liegenden Kavität von der gleichen Oberflächenseite her, überdecken der Trägerschicht mit einer Zwischenschicht, - strukturieren der Zwischenschicht und überdecken der Zwischenschicht mit einer das mikromechanische Bauteil abschließenden Deckschicht.

Sie zeichnet sich dadurch aus, dass die Strukturierung der Zwischenschicht derart erfolgt, dass an der Membrane ein

Dichtelement eines Fluidventils entsteht, welches eine in der Deckschicht ausgebildete Ventilöffnung verschließt und/oder umschließt .

Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass zur Herstellung eines mikromechanischen Ventils lediglich zwei Schichten mittels eines oberflächenmikromechanischen Bearbeitungsverfahrens ohne die Notwendigkeit von

Sonderprozessschritten zu bearbeiten sind. Die dritte Schicht, die sogenannten Deckschicht kann in einem separaten Bearbeitungsprozess vorbereitet und zur Komplettierung des Ventils auf die so vorbereitete Grund- und Zwischenschicht aufgebracht und mit diesen entsprechend ausgerichtet fest verbunden werden. Gegenüber dem bisher bekannten Stand der Technik kann somit eine Vielzahl an Prozessschritten, insbesondere Nicht-Standard-Prozessschritten eingespart werden, die zur Ausbildung bisher zusätzlich wegen von den Standards der Halbleitertechnik notwendiger weiterer Zwischenschichten erforderlich sind.

Die Strukturierung der Zwischenschicht kann dabei derart erfolgen, dass um das Dichtelement herum ein Hohlraum entsteht. Hierdurch kann einerseits ein Innenraum für das Ventil geschaffen werden und andererseits das Dichtelement selbst funktional strukturiert bzw. konturiert werden.

Weiter vorteilhaft wird vorgeschlagen, dass bei der Strukturierung der Zwischenschicht auch eine fluidleitende Durchgangsöffnung durch die Membran zur darunterliegenden Kavität erzeugt wird. Hierdurch ist z.B. ein Druckausgleich zwischen der vorzugsweise durch Umlagern von porösem Silizium unter der Membran erzeugten Kavität und dem darüberliegenden Hohlraum in der Zwischenschicht möglich. Dadurch kann die Membran einerseits frei schwingen, andererseits erweitert diese Verbindung das insgesamt vorhandene Innenvolumen des Ventils, was z.B. bei der Herstellung eines Einlassventils vorteilhaft sein kann.

Zur Herstellung eines Auslassventils kann es demgegenüber vorteilhaft sein, dass die Durchgangsöffnung in der Membrane so strukturiert wird, dass sie die unter der Membrane liegende

Kavitat mit der Ventiloffnung verbindet.

Damit ist ein Druckausgleich zwischen dem das mikromechanische Bauteil im Ventiloffnungsbereich umgebenden Außendruck und dem in der Kavitat vorherrschenden Innendruck möglich.

Hierbei ist zu beachten, dass auch diese Kavitat im Inneren des mikromechanischen Bauteils ausgebildet ist und die daruberliegende Membran durch änderung des Außendrucks und der damit einhergehenden Krafteinwirkung auf deren Unterseite in ihrer Lage beeinflussbar ist.

Eine weitere Möglichkeit, die Membran in ihrer Lage zu verandern, besteht durch eine entsprechende Druckanderung an der gegenüberliegenden Membranseite, also der der

Zwischenschicht und der Deckschicht zugewandten Seite. Hierzu ist eine Veränderung des Innendrucks im Hohlraum um das betreffende Dichtelement herum erforderlich, welcher durch die Membran fluiddichtend von der darunterliegenden Kavitat getrennt ist. Eine solche Druckanderung kann beispielsweise durch eine Druckerhohung in dem das Dichtelement umgebenden Hohlraum hervorgerufen werden. Bei ausreichend hoher Druckdifferenz zwischen dem Druck im Hohlraum um das Dichtelement und dem Außendruck, welcher auch im Inneren der unter der Membran ausgebildeten Kavitat vorherrscht, kann die Membran soweit in den Innenraum der Kavitat verdrangt werden, dass der Dichtsitz zwischen dem Dichtelement und einer Ventilausgangsoffnung fluidleitend geöffnet werden kann. Dadurch ist ein Ausstromen des im Hohlraum um das Dichtelement unter überdruck stehenden Fluides möglich.

Um ein Anhaften eines Dichtelementes eines so aufgebauten Ventiles an der Unterseite der Deckschicht zu verhindern, welche z.B. eine vorgebohrte Glasplatte sein kann, kann zwischen dem Dichtelement und der Deckschicht eine

Antihaftschicht aufgebracht sein. Die Antihaftschicht kann auf dem Silizium oder der Glasplatte oder auf beiden aufgebracht und strukturiert sein. Anstelle und/oder zusatzlich zu einer

Haftschicht ist auch die Realisierung einer Antihaftfunktion durch eine entsprechende Oberflächenmodifikation eines oder auch beider Berührungsbereiche, Glas und/oder Silizium, möglich. Insbesondere vorteilhaft ist hierzu SiC, Si-Nitrid oder dergleichen geeignet. Dies kann sowohl bei einem Einlass- als auch bei einem Auslassventil, vorzugsweise bei beiden, vorgesehen sein. Anodisches Bonden verbindet Silizium und Glas sehr fest. Falls die Deckschicht (Glas) mit anodischem Bonden aufgebracht wird, kann beispielsweise eine die elektrische Schicht wie z.B. Nitrid oder SiC (Siliziumcarbid) zuvor aufgebracht und strukturiert werden.

Um einen höheren Fertigungsgrad bei der Herstellung eines solchen mikromechanischen Bauteils zu erreichen, kann es im weiteren vorteilhaft sein, dass bei der Herstellung der ersten schwingungsfähigen Membrane mindestens eine weitere schwingungsfähige Membrane an der Oberfläche der Trägerschicht durch ausbilden einer darunter liegenden Kavität erzeugt wird.

So können beispielsweise zwei verschiedene Ventile nebeneinander auf einem Wafersegment hergestellt werden. Dies können entweder zwei verschiedene Einlass- oder zwei verschiedene Auslassventile sein, es können aber auch in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ein Einlass- und ein Auslassventil sein.

Die Kombination eines Einlass- und eines Auslassventils bietet z.B. die Möglichkeit der Herstellung einer mikromechanischen Pumpe mittels eines derartigen oberflächenmikromechanischen (OMM) Bearbeitungsvorgangs einer Trägerschicht, z.B. in der Form eines Siliziumwafers . Hierzu wird es insbesondere als vorteilhaft angesehen, dass bei der Strukturierung der Zwischenschicht und/oder der Trägerschicht eine fluidleitende Verbindung zwischen dem um das erste Dichtelement ausgebildeten ersten Hohlraum und einem weiteren, um ein weiteres Dichtelement ausgebildeten Hohlraum erzeugt wird.

Diese fluidleitende Verbindung kann z.B. eine Pumpkammer einer

entsprechend ausgebildeten mikromechanischen Pumpe sein, die die oben beschriebenen Hohlräume um die jeweiligen Dichtelemente fluidleitend miteinander verbindet.

Die Einflussnahme auf den Innendruck dieser fluidleitenden Verbindung, z.B. in der Form einer Pumpkammer, kann z.B. dadurch erfolgen, dass eine an die fluidleitende Verbindung und/oder an einen der beiden Hohlräume angrenzende dritte schwingungsfahige Membrane ausgebildet wird. Diese Membran kann dann durch ein geeignetes Mittel in seiner Lage das Volumen der Pumpkammer verändernd beeinflusst werden.

In einer ersten Ausfuhrungsform konnte ein solches die Membran in ihrer Lage veränderndes Mittel ein Pneumatikantrieb sein. Dieser konnte sich beispielsweise dadurch auszeichnen, dass für eine von der dritten schwingungsfahigen Membrane abgeschlossene Kavitat ein separater Fluidanschluss ausgebildet wird.

Durch diesen separaten Fluidanschluss kann die Membran so mit über- oder Unterdruck beaufschlagt werden, dass die Pumpkammer in ihrem Volumen reduziert oder verringert wird. Bei einer Volumenvergroßerung entsteht ein Unterdruck in der Pumpkammer, so dass das damit verbundene Einlassventil öffnet und Fluid in die Pumpkammer einfließen kann. Bei Reduzierung des

Pumpvolumens entsteht ein überdruck, so dass ab einem bestimmten Differenzdruck zwischen diesem überdruck dem im Auslassbereich des Auslassventils vorherrschenden Außendruck dieses Auslassventil zum Ablass des in der Pumpe befindlichen Fluids öffnet.

In einer weiteren Ausfuhrungsform kann es vorgesehen sein, dass die mikromechanische Pumpe nicht durch einen Fluidantrieb betätigt wird, sondern durch ein anderes Mittel. Hierzu kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass auf die dritte schwingungsfahige Membrane ein Element aufgebracht wird oder einwirkt, welches bei seiner Betätigung auf die Membrane eine Druck- und/oder Zugwirkung ausübt. Z.B. konnte dies ein

piezoelektrischer Schwinger, ein Stößel oder ein Elektromagnet oder dergleichen sein.

Im Weiteren wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Strukturierung der gemeinsam ein Ventil bildenden Elemente, Membrane, Dichtelement, Antihaftschicht und Deckschicht, so erfolgt, dass im zusammengebauten Zustand des mikromechanischen Bauteiles, insbesondere einer mikromechanischen Pumpe, das Dichtelement unter einer Vorspannung die Ventiloffnung abdichtet. Hierdurch kann über die Vorspannung des jeweiligen Ventils direkt Einfluss auf die zur öffnung des betreffenden Ventils erforderliche Druckdifferenz auf den beiden Seiten des Ventil-Dichtsitzes bzw. der Ventilklappe genommen werden. Somit ist es möglich für verschiedene Anwendungsfalle Pumpen mit jeweils entsprechend angepassten Pumpparametern herzustellen.

Neben dem Herstellungsverfahren betrifft die vorliegende Erfindung auch ein entsprechendes mikromechanisches Bauteil zur Steuerung eines Fluidflusses, mit einer Tragerschicht, einer strukturierten Zwischenschicht, und einer das mikromechanische Bauteil abschließenden Deckschicht, wobei an der der Zwischenschicht zugewandten Oberflache der Tragerschicht eine schwingungsfahige Membrane und eine darunter liegende Kavitat durch bearbeiten von der gleichen

Seite her ausgebildet sind und zusammen mit einem Dichtelement und einer Ventiloffnung ein Ventil ausbilden. Dieses Bauteil zeichnet sich dadurch aus, dass Ventilspannmittel für ein Einlassventil und/oder für ein Auslassventil, von außen betrachtet, hinter dem Ventil-Dichtsitz im Inneren des mikromechanischen Bauteils angeordnet sind. Dieser Aufbau hat den bereits oben zum Verfahren dargelegten Vorteil, dass zusatzlich zur Tragerschicht nur eine einzige Zwischenschicht für die Herstellung erforderlich ist.

Besonders vorteilhaft kann es hierbei sein, dass die Ventilspannmittel für das Einlassventil und/oder die Ventilspannmittel für das Auslassventil zumindest Teile von

dessen Membrane umfassen. Ein solches Teil der Membran kann beispielsweise ein Membranarm und/oder ein diesen Membranarm mit einem weiteren Membranarm verbindender Membranamboss sein. Auf einem solchen Membranamboss kann beispielsweise das oben beschriebene Dichtelement durch die Befestigung an der Membran schwingfähig und damit das Ventil in seiner Funktion betätigend aufgesetzt sein.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Ventilspannmittel für das Einlassventil und/oder die Ventilspannmittel für das Auslassventil ein Dichtelement und/oder eine Antihaftschicht und/oder eine fluidleitende Verbindung zwischen der Kavität des Auslassventils und der Außenseite des mikromechanischen Bauteils umfassen. Weiterhin kann es günstig sein, dass die Ventilöffnung des Einlassventils und/oder die Ventilöffnung des Auslassventils in der Deckschicht ausgebildet ist bzw. sind. Die Vorteile derartiger Ausführungsformen wurden bereits oben bei der Beschreibung der entsprechenden Verfahrensschritte dargelegt.

Ausführungsbeispiel

Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnungen und der nachfolgend darauf bezugnehmenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Figuren 1 jeweils einen Querschnitt durch bis 4 eine Trägerschicht eines mikromechanischen Bauteils zur

Steuerung eines Fluidflusses in verschiedenen

Bearbeitungsschritten für eine erste Ausführungsform,

Figuren 3a jeweils die Draufsicht auf die und 4a Figuren 3 und 4,

Figuren 5 die Schnittdarstellung und die bis 6a Draufsicht auf eine gegenüber der

Ausfuhrung in den Figuren 3 bis 4a abgewandelte Ausfuhrungsform, wiederum in zwei unterschiedlichen Prozessschritten,

Figur 7 zwei weitere Bauelemente eines bis 8a mikromechanischen Bauteils, jeweils in Schnittansicht und Draufsicht,

Figur 9 zwei Ausfuhrungsformen und 10 mikromechanischer Bauteile in der

Form mikromechanischer Pumpen.

Im Detail zeigt die Figur 1 einen Schnitt durch eine Tragerschicht 2, insbesondere in der Form eines

Siliziumwafers, bei welchem durch Umlagern von porösem Silizium eine Kaverne 3 und darüber eine Membran 4 erzeugt wurden .

Die Figur 2 zeigt wiederum die Tragerschicht 2 entsprechend der Figur 1 mit einer darauf aufgebrachten, strukturierten Zwischenoxidschicht 5, einer daruberliegenden Zwischenschicht 6 und einer darauf, wiederum strukturiert aufgebrachten Lackschicht 7.

Die Strukturierung der Zwischenoxidschicht 5 dient als Grundlage zur reproduzierbaren Strukturierung der darunter liegenden Tragerschicht 2 bei einem nachfolgenden Atzvorgang, wie dies z.B. aus den Figuren 3 bis 6 ersichtlich ist.

Die Strukturierung der Lackschicht entspricht der üblichen Maskierung bei einer Siliziumprozessierung mittels eines nachfolgenden Atzvorgangs. Die von der Lackmaske abgedeckten

Schichtbereiche bleiben stehen, die übrigen Schichtbereiche werden durch den Atzvorgang entfernt. Der Atzvorgang kann aber auch trotz zeitlicher Fortdauer lokal in seiner Wirkung begrenzt werden, z.B. durch die atzresistente Zwischenoxidschicht 5, wie dies z.B. aus den Darstellungen der weiteren Prozessschritte in den Figuren 3, 3a, 5 und 5a ersichtlich ist.

Durch die Bearbeitung des Siliziumwafers mittels oberflachenmikromechanischer Technologie (OMM-Technologie) entsteht so schrittweise das mikromechanische Bauteil 1 zur Steuerung eines Fluidflusses . Die Darstellungen in den Figuren 3 bis 4a zeigen hierbei zwei Prozessschritte in Schnittansicht und Draufsicht zur Herstellung eines Einlassventils, und die Figuren 5 bis 6a die entsprechenden Darstellungen zur

Herstellung eines Auslassventils. Zusammen mit einem weiteren Element, wie z.B. in den Figuren 7, 7a bzw. 8, 8a dargestellt, bilden sie nach Abschluss des Herstellungsprozesses eine mikromechanische Pumpe, die nach Darstellung der Figur 9 z.B. einen pneumatischen Membranantrieb aufweist, und in der

Darstellung nach Figur 10 einen zusatzlichen Aktuator, z.B. in der Form eines Piezoelementes .

Die Figur 3 zeigt das mikromechanische Bauteil 1 in einem der Darstellung in der Figur 2 nachfolgenden Prozessschritt, nachdem sowohl die Epitaxischicht 6 als auch die Membran 4 in einem Trenchschritt geatzt worden sind. Die

Zwischenoxidschicht 5 diente dabei als selektiver Atzstopp.

Nur dort, wo diese zuvor entfernt worden ist, wurde auch die darunterliegende und die Membran ausbildende Siliziumschicht geatzt .

In der Draufsicht sind in der Figur 3a drei sektorformige Durchgangsoffnungen 9 zu erkennen, zwischen denen jeweils ein Membranarm 10 als nicht weggeatztes Membranteil erkennbar ist. In der Mitte ist das zylinderförmige Dichtelement 8 dargestellt, welches die Ventiloffnung 12 in der nachfolgend noch aufzubringenden Deckschicht 11 verschließt (Figur 4).

Um das Dichtelement 8 herum ist durch diesen Atzvorgang ein Hohlraum 15 entstanden, welcher über die Durchgangsoffnung 9 in der Membran 4 mit der unter der Membran 4 angeordneten Kaverne 3 kommunizieren kann. Die Funktionsweise dieses in der Figur 4 dargestellten Einlassventils ist vergleichbar mit der von passiven, hydrostatischen Ventilen. Sobald der Druck außen hoher ist als innen, wird die Ventilklappe in der Form des auf der schwingungsfahigen Membran 4 aufliegenden Dichtelementes 8 nach unten gedruckt und das flussige oder gasformige Medium kann in den Innenraum 15 des Ventils einströmen. Wenn der Druck außen kleiner ist als innen, oder gleich, wird die Ventilklappe wieder gegen die Deckschicht 11 gedruckt, die z.B. eine Glasplatte sein kann.

Um ein Anhaften der Ventilklappe 8 im Dichtbereich 16 zwischen dem Dichtelement 8 und der Deckschicht 11 zu verhindern, kann in diesem Bereich zusatzlich eine Antihaftschicht 13 aufgebracht werden. Die Antihaftschicht kann sowohl auf dem Glas als auch alternativ auf der Si-Oberflache aufgebracht sein, oder auf beiden und entsprechend strukturiert sein.

Durch die Schichterhohung, die aus dem Auftrag der Antihaftschicht hervorgeht, wird die Ventilklappe, wie in Figur 4 gezeigt, leicht vorgespannt. Durch Variierung der für die Vorspannung verantwortlichen Parameter, wie z.B. Geometrie bzw. Elastizität der Membran, ist der Arbeitsbereich des Einlassventils hinsichtlich des für die Freischaltung des Ventils erforderlichen Differentialdrucks beeinflussbar. Somit sind z.B. Einlassventile realisierbar, die auch bei leicht höherem Außendruck noch geschlossen halten.

Durch das hier vorgeschlagene Herstellungsverfahren kann somit ein mikromechanisches Bauteil zur Steuerung eines Fluidflusses, wie das oben beschriebene Einlassventil, allein durch Aufbringen und Strukturieren einer einzigen Zwischenschicht mit nachfolgendem Abschluss durch eine Deckplatte realisiert werden. Dies bedeutet gegenüber dem

eingangs dargelegten, bekannten Stand der Technik eine massive Reduzierung in der Zahl der für die Herstellung erforderlichen Prozessschritte und eine Beschrankung auf Standardprozesse der Mikrosystemtechnik, insbesondere der Halbleiterprozesstechnik. Hierdurch ist sowohl der zeitliche als auch der finanziell erforderliche Aufwand für die Herstellung eines solchen Elementes deutlich reduziert.

Die Figuren 5 und 6 sowie 5a und 6a zeigen analog zu den Abbildungen in den Figuren 3 bis 4a zwei Prozessschritte zur Herstellung eines mikromechanischen Auslassventils 17.

Zur Erstellung der Struktur dieses Auslassventils wurde die Lackmaske zur Vorbereitung des Atzvorgangs abweichend von der Darstellung der Figur 2 so gestaltet, dass im Dichtelement 18 zentral ein Durchlass 19 ausgebildet wird. Gleich ist die Ausbildung eines Hohlraums 21 um das Dichtelement 18 herum. Wiederum abweichend ist die Strukturierung der auf der Oberflache der Tragerschicht aufgetragenen Zwischenoxidschicht 5. Diese ist, wie in der Figur 5a ersichtlich, lediglich zentral in der Mitte unterhalb des Durchlasses 19 oberhalb der Membran 4a ausgespart. Dadurch entsteht wahrend des Atzprozesses eine Durchgangsoffnung 20 zur darunterliegenden Kaverne 3a.

Das fertige mikromechanische Auslassventil ist im Querschnitt in der Figur 6 dargestellt und in der Draufsicht in der Figur 6a. Die Schnittlinien in den verschiedenen Draufsichtsdarstellungen III/III bis VI I I /VI I I zeigen jeweils die Lage der dazugehörigen Schnittdarstellung in den betreffenden Figuren.

Die Kaverne 3a des Auslassventils 17 aus der Figur 6 kommuniziert somit fluidleitend mit der Außenumgebung des mikromechanischen Bauteils 1 über die Verbindung

Durchgangsoffnung 20, Durchlass 19 und Ventiloffnung 22. Die Ventiloffnung 22 ist hier, entsprechend der Ausfuhrungsform des Einlassventils 14 aus den Figuren 3 bis 4a, in der

abschließenden Deckschicht 11 angeordnet. Diese Ventilöffnungen 12 und 22 werden in einem vorbereiteten Arbeitsschritt in der als Deckschicht 11 fungierenden Glasplatte ausgebildet. Ein wesentlicher Vorteil derartig aufgebauter Ventile 14, 17 liegt in der Anordnung der

Ventilvorspannmittel 34, 35 im Inneren des mikromechanischen Bauteils, hinter dem Ventil-Dichtsitz 16 bzw. 16a.

Zusätzlich ist zur Haftvermeidung zwischen dem Dichtelement 18 und der Glasplatte 11 eine Antihaftschicht 23 im

Dichtungsbereich 16a aufgebracht. Diese Antihaftschicht 23 wird, wie die Antihaftschicht 13 im Dichtungsbereich 16, angebracht, entweder auf den betreffenden Si-Oberflachen oder der Glasoberfläche oder sowohl auf Si als auch auf dem Glas und entsprechend strukturiert. Durch die geometrische

Ausdehnung dieser Antihaftschicht 23 kann die Ventilklappe dieses Auslassventils 17 in Entsprechung zum Einlassventil 14 vorgespannt werden.

Zur Betätigung des Einlassventils 14 bzw. des Auslassventils 17, entsprechend der in den Figuren 9 und 10 dargestellten mikromechanischen Pumpen, ist im mikromechanischen Bauteil 1 noch eine Pumpkammer 24 erforderlich, deren Druck durch ein entsprechendes Mittel beeinflussbar ist. In den Figuren 7 und 8 sind hierzu zwei unterschiedliches Ausführungsformen dargestellt .

In der Figur 7 ist ein pneumatischer Pumpantrieb gezeigt, bei dem eine Kaverne 25 entsprechend den Kavernen 3 des Einlassventils 14 bzw. des Auslassventils 17 in der

Trägerschicht 2 bei der Herstellung des mikromechanischen Bauteils ausgebildet wird. Diese Kaverne 25 ist von der Pumpkammer 24 fluidleitend getrennt und weist einen eigenen Fluidanschluss 26 auf, wie in der Figur 7a dargestellt. Dieser Anschluss 26 dient zur Beaufschlagung der Kaverne 25, um die darüberliegende Membran 27 entsprechend der Darstellung in der Figur 7 nach oben zu drücken und damit das Volumen der Pumpkammer 24 zu verringern. Durch diese Volumenverringerung

steigt der Druck im Inneren der Pumpkammer 24 an, so dass das Auslassventil offnen kann. Die Antihaftschicht 28 verhindert wiederum, entsprechend den Ausfuhrungen zum Einlass- und Auslassventil, ein Anhaften der Membran 27 an der Deckschicht 11.

Nach Ablassen des überdrucks in der Kaverne 25 senkt sich die Membran 27 ab, so dass zwischen der Pumpkammer 24 und der Ventiloffnung 12 des Einlassventils ein Differenzialdruck entstehen kann, der das Einlassventil öffnet. Dieser Ansaugvorgang der mikromechanischen Pumpe kann durch Aufpragung eines Unterdrucks in der Kaverne 25 noch unterstutzt werden. In diesem Fall wurde sich die Membran 27 in Richtung zum Boden der Kaverne 25 hin durchbiegen und damit das Volumen der Pumpkammer 24 vergrößern. Das Pumpteil 29 ist somit das dritte Element des mikromechanischen Bauteils 1, welche gemeinsam durch die oben beschriebenen Herstellungsprozesse, aufbauend auf der Tragerschicht 2, hergestellt werden kann.

Die Figur 8 zeigt eine gegenüber der Figur 7 abgewandelte Ausfuhrungsform eines Pumpteils 30, bei dem eine Membran 31 mittels eines Stutz- und Dichtelementes 32 an der Deckschicht 11 befestigt ist. Die Pumpkammer 24 ist hierbei ebenfalls nach außen hin geschlossen, so dass durch Absenken der Membran 31 wiederum eine Reduzierung des Volumens in der Pumpkammer 24 erfolgt .

Das Absenken der Membran 31 erfolgt durch Betatigen des Aktuators 33, z.B. in der Form eines Piezoelementes oder

Piezostoßels oder eines magnetischen Ankers, der von außen auf die Membran einwirkt. Je nach Ausfuhrungsform ist auch hier ein Anheben der Membran 31 über eine vorzugsweise waagrechte Normalstellung hinaus durch Aufbringen einer Zugwirkung auf die Membran 31 möglich. Hierdurch wird in Entsprechung zum pneumatischen oder gegebenenfalls hydraulischen Ventilantrieb die Unterstützung zur Erzeugung eines Unterdrucks gegenüber dem Einlassventil bewirkt. Bevorzugt ist die Ruckstellung der

Membran 31 so wie auch der Membran 27 jedoch durch die ihnen innenwohnenden Rückstellkräfte in ihre Ruhelage vorgesehen.

Die Figuren 9 und 10 zeigen die beiden beispielhaften Ausführungsformen eines mikromechanischen Bauteils 1 in der Form einer mikromechanischen Pumpe mit den einzelnen Elementen Einlassventil 14, Auslassventil 17 und Pumpteil 29 bzw. 30 in aktiviertem Zustand bei reduziertem Pumpkammervolumen 24.