DE19909069A1

DE19909069A1 - Microvalue assembly with micromechanically mfd. microvalve chip for 2/2 and 3/2 fluid flow control

Info

Publication number: DE19909069A1
Application number: DE1999109069
Authority: DE
Inventors: Joerg Ringwald; Heidi Ashauer; Stephan Messner; Josef Vollmer; Jochen Schaible
Original assignee: Hygrama AG; Hann-Schickard-Gesellschaft fuer Angewandte Forschung eV; Schmidt Feintechnik GmbH; Speidel and Keller GmbH and Co KG
Current assignee: Hygrama AG; Hann-Schickard-Gesellschaft fuer Angewandte Forschung eV; Gebrueder Schmidt Fabrik fuer Feinmechanik GmbH and Co KG; Speidel and Keller GmbH and Co KG
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2000-09-21
Anticipated expiration: 2019-03-03
Also published as: DE19909069C2

Abstract

The microvalve chip (181) is located in a housing section (194) with a fluid flow ports (182,186,196) such that the fluid flow through the ports is controllable by the microvalve. An isotropic electrically conductive elastomer seal (198) provides fluid tightness at the peripheral contact line between the housing section and the microwave chip. The seal is in electric contact with the microwave chip so as to enable application of actuating voltage to the microvalve.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mikroven tilanordnung und insbesondere auf eine Mikroventilanordnung, die einen mikromechanisch gefertigten Mikroventilchip in einem Gehäuse aufweist.The present invention relates to a microven valve arrangement and in particular to a microvalve arrangement, which has a micromechanically manufactured micro valve chip in has a housing.

Ein Beispiel für eine bekannte gehäuste Mikroventilanordnung ist in Fig. 10 gezeigt. Bei der bekannten Mikroventilanord nung ist ein mikromechanisch gefertigtes Mikroventil aus ei nem Ventilgrundkörper 2, der aufgrund der mikromechanischen Herstellung desselben als Grundkörperchip bezeichnet werden kann, und einer Chipplatte 4, die ebenfalls als Ventilplat tenchip bezeichnet werden kann, gebildet. Der Ventilgrund körperchip 2 und der Ventilplattenchip 4 sind voneinander isoliert, um einen Kurzschluß zwischen denselben zu verhin dern. Der Ventilgrundkörperchip 2 und der Ventilplattenchip 4 sind umfangsmäßig über eine Abstandsschicht 8 verbunden. In dem Ventilplattenchip 4 ist eine bewegliche Ventilplatte 4 gebildet. Ferner sind in den Aufwendungsbereichen der Ven tilplatte Luftdurchführungen 10 in dem Ventilplattenchip 4 gebildet. In dem Ventilgrundkörperchip ist eine Ventilöff nung 12 strukturiert.An example of a known housed microvalve arrangement is shown in FIG. 10. In the known Mikroventilanord voltage a micromechanically manufactured microvalve from egg nem base body 2 , which can be referred to as the base body chip due to the micromechanical manufacture thereof, and a chip plate 4 , which can also be referred to as a valve plate chip, is formed. The valve base body chip 2 and the valve plate chip 4 are isolated from each other to prevent a short circuit between the same. The valve base body chip 2 and the valve plate chip 4 are connected circumferentially via a spacer layer 8 . In the valve plate 4, a chip movable valve plate 4 is formed. Furthermore, air bushings 10 are formed in the valve plate chip 4 in the expenditure areas of the valve plate Ven. In the valve body chip, a Ventilöff opening 12 is structured.

Das derart ausgebildete Mikroventil, das aufgrund seines Aufbaus aus zwei Chips als Mikroventilchip bezeichnet werden kann, ist in ein Gehäuse eingebracht, das einen Gehäuseboden 16, der üblicherweise ein Keramikträger ist, und einen Ge häusedeckel 18 aufweist. Der Ventilgrundkörperchip 2 ist flächig auf den Gehäuseboden 16 aufgebracht, derart, daß die Ventilöffnung 12 in dem Ventilgrundkörperchip 2 in fluidi scher Verbindung mit einer Fluidauslaßöffnung 20, die durch den Gehäuseboden 16 gebildet ist, ist. In dem Gehäusedeckel 18 ist ein Fluideinlaß 22 auf die dargestellte Art und Weise gebildet. Der Gehäuseboden 16 und der Gehäusedeckel 18 sind an Bereichen 24 derart miteinander verbunden, daß eine fluidfeste Dichtung zwischen denselben bewirkt wird.The microvalve formed in this way, which can be referred to as a microvalve chip due to its construction from two chips, is introduced into a housing which has a housing base 16 , which is usually a ceramic carrier, and a housing cover 18 . The valve base body chip 2 is applied flat to the housing base 16 such that the valve opening 12 in the valve base body chip 2 is in fluidic connection with a fluid outlet opening 20 which is formed by the housing base 16 . A fluid inlet 22 is formed in the housing cover 18 in the manner shown. The housing base 16 and the housing cover 18 are connected to one another at regions 24 in such a way that a fluid-tight seal is brought about between them.

Zwei Kontaktstifte 26 (es ist nur einer dargestellt), die den Gehäuseboden 16 und/oder den Gehäusedeckel 18 durchdrin gen, wobei dazwischen jeweils eine Dichtung 28 angeordnet ist, sind vorgesehen, um eine elektrische Betätigung des Mi kroventils zu ermöglichen. Zu diesem Zweck sind auf dem Ge häuseboden 16 Kontaktelektroden vorgesehen, von denen eine elektrisch-leitfähig mit dem Gehäusegrundkörperchip 2 ver bunden ist, während eine zweite über einen Drahtbond 30 mit dem Ventilplattenchip verbunden ist. Die beiden Kontaktstif te sind mit den Elektroden verbunden.Two contact pins 26 (only one is shown) which penetrate the housing base 16 and / or the housing cover 18 , with a seal 28 being arranged between each, are provided in order to enable electrical actuation of the micro valve. For this purpose, 16 contact electrodes are provided on the housing bottom Ge, one of which is electrically conductive with the housing base body chip 2 connected, while a second is connected via a wire bond 30 to the valve plate chip. The two contact pins are connected to the electrodes.

Wird nun eine elektrische Spannung zwischen dem Ventilgrund körperchip 2 und dem Ventilplattenchip 4 angelegt, bewegt sich infolge elektrostatischer Kräfte die Ventilplatte zu der Ventilöffnung 12 hin und verschließt dieselbe. Wird die elektrische Spannung entfernt, bewegt sich die Ventilplatte aufgrund der Rückstellkraft, die aufgrund der elastischen Aufhängung vorliegt, in die in Fig. 10 dargestellte Stellung zurück.If an electrical voltage is now applied between the valve base body chip 2 and the valve plate chip 4 , the valve plate moves to the valve opening 12 due to electrostatic forces and closes the same. If the electrical voltage is removed, the valve plate moves back into the position shown in FIG. 10 due to the restoring force which is present due to the elastic suspension.

Bei dem in Fig. 10 dargestellten gehäusten Mikroventil sind auf dem Gehäuseboden zwei Elektroden angebracht. Das Mikro ventil wird auf eine Elektrode mit Leitkleber aufgeklebt. Der zweite Kontakt ist über einen Drahtbond zwischen Ventil plattenchip und der zweiten Elektrode auf dem Gehäuseboden realisiert. Ferner sind zwei Kontaktstifte, wobei in Fig. 10 nur einer gezeigt ist, vorzugsweise durch den Gehäusedeckel nach außen geführt. Der Druckanschluß des Ventils, d. h. der Einlaß desselben, ist in den Gehäusedeckel integriert. Der Eingangsdruck liegt an der Ventilplattenseite des Ventils an, während der Auslaß in den Keramikträger integriert ist.In the case of the housed microvalve shown in FIG. 10, two electrodes are attached to the housing base. The micro valve is glued to an electrode with conductive adhesive. The second contact is realized via a wire bond between the valve plate chip and the second electrode on the housing base. Furthermore, two contact pins, only one being shown in FIG. 10, are preferably guided outwards through the housing cover. The pressure connection of the valve, ie the inlet of the same, is integrated in the housing cover. The inlet pressure is on the valve plate side of the valve, while the outlet is integrated in the ceramic carrier.

Das in Fig. 10 dargestellte Mikroventil stellt ein sogenann tes 2/2-Wegeventil dar, da durch dasselbe ein Einlaß und ein Auslaß fluidmäßig verbunden oder getrennt werden können. Ein Ausführungsbeispiel für ein sogenanntes 3/2-Wegeventil ist in Fig. 11 gezeigt. Hierbei sind in Fig. 11 lediglich der Mikroventilchip, der aus drei Teilchips gebildet ist, und ein Teil des Gehäusebodens dargestellt.The microvalve shown in Fig. 10 represents a so-called 2/2-way valve, since an inlet and an outlet can be fluidly connected or separated by the same. An exemplary embodiment for a so-called 3/2-way valve is shown in FIG. 11. In this case, only the microvalve chip, which is formed from three subchips, and part of the housing base are shown in FIG. 11.

Das elektrostatische 3/2-Wegeventil besteht aus drei Sili ziumlagen, einem ersten Ventilgrundkörperchip 32, einem Ven tilplattenchip 34 und einem zweiten Ventilgrundkörperchip 36. Der erste Ventilgrundkörperchip 32 ist mittels eines elektrisch-leitfähigen Klebers flächig auf den Gehäuseboden 38 aufgebracht, derart, daß eine Ventilöffnung 40 in dem er sten Ventilgrundkörperchip 32 mit einer Fluidauslaßöffnung 42 in dem Gehäuseboden 38 fluidmäßig verbunden ist. Die Ven tilöffnung 40 kann durch eine in dem Ventilplattenchip 34 strukturierte Ventilplatte 44 verschlossen werden. In dem ersten Ventilgrundkörperchip 32 ist ferner eine Fluiddurch laßöffnung 46 gebildet, die mit einer zweiten Fluidauslaß öffnung 48 in dem Gehäuseboden 38 kommuniziert.The electrostatic 3/2-way valve consists of three silicon layers, a first valve body chip 32 , a Ven valve plate chip 34 and a second valve body chip 36 . The first valve body chip 32 is applied flatly to the housing base 38 by means of an electrically conductive adhesive, such that a valve opening 40 in which it is the valve base body chip 32 is fluidly connected to a fluid outlet opening 42 in the housing base 38 . The Ven valve opening 40 can be closed by a structured in the valve plate chip 34 valve plate 44 . In the first valve body chip 32 , a fluid passage opening 46 is also formed, which communicates with a second fluid outlet opening 48 in the housing base 38 .

Auf der dem ersten Ventilgrundkörper 32 gegenüberliegenden Seite des Ventilplattenchips 34 ist eine weitere struktu rierte Siliziumschicht angeordnet, die als zweiter Ventil grundkörperchip 36 bezeichnet werden kann. In diesem zweiten Ventilgrundkörperchip 36 ist ebenfalls eine Ventilöffnung 50 gegenüberliegend zu der Ventilöffnung 40 in dem ersten Ven tilgrundkörperchip vorgesehen, derart, daß die Ventilöffnun gen 40 und 50 durch die Ventilplatte 44 des Ventilplatten chips 34 abwechselnd verschlossen und offengelassen werden können.On the side of the valve plate chip 34 opposite the first valve base body 32 , a further structured silicon layer is arranged, which can be referred to as the second valve base body chip 36 . In this second valve body chip 36 , a valve opening 50 is also provided opposite the valve opening 40 in the first Ven tilgrundkörperchip, such that the Ventilöffnun gene 40 and 50 through the valve plate 44 of the valve plate chips 34 can be alternately closed and left open.

Wie in Fig. 11 zu sehen ist, ist bei der dargestellten Strukturierung des Ventilplattenchips 34 keine Abstands schicht erforderlich, wobei die Siliziumlagen 32 und 34 elektrisch voneinander isoliert 54 sind. Zwischen dem Ven tilplattenchip 34 und dem Ventilgrundkörperchip 32 kann je doch auch eine Abstandsschicht vorhanden sein.As can be seen in FIG. 11, no spacer layer is required in the illustrated structuring of the valve plate chip 34 , the silicon layers 32 and 34 being electrically insulated 54 from one another. Between the Ven tilplattenchip 34 and the valve body body chip 32 but a spacer layer may be present.

Eine Betätigung des in Fig. 11 dargestellten 3/2-Wegeventils erfolgt, wie schematisch dargestellt ist, durch das Anlegen einer Spannung zwischen dem ersten Ventilgrundkörperchip 32 und dem Ventilplattenchip 34.The 3/2-way valve shown in FIG. 11 is actuated, as shown schematically, by applying a voltage between the first valve body chip 32 and the valve plate chip 34 .

Das in Fig. 11 dargestellte 3/2-Wegeventil besitzt drei Flu idanschlüsse, wobei in Fig. 11 lediglich zwei Fluidanschlüs se 42 und 48 gezeigt sind, während der dritte Anschluß, der vorzugsweise durch den Gehäusedeckel verläuft und in fluid mäßiger Verbindung mit der Ventilöffnung 50, die in dem zweiten Ventilgrundkörperchip 36 gebildet ist, ist, nicht dargestellt ist. Durch das Betätigen des in Fig. 11 darge stellten Ventils kann beispielsweise ein Arbeitsvolumen, das an dem Anschluß 48 angeschlossen ist, be- bzw. entlüftet werden. Das in Fig. 11 dargestellte Ventil ist üblicherweise in ein Gehäuse eingebracht, das dem in Fig. 10 für ein 2/2- Wegeventil dargestellten entspricht. Wiederum erfolgt die elektrische Kontaktierung mittels elektrisch-leitfähigen Klebers und mittels Drahtbonden, um einen elektrischen An schluß für den Ventilplattenchip zu realisieren.The 3/2-way valve shown in FIG. 11 has three fluid connections, only two fluid connections 42 and 48 being shown in FIG. 11, while the third connection, which preferably runs through the housing cover and is in fluid communication with the valve opening 50 , which is formed in the second valve body chip 36 , is not shown. By operating the valve shown in Fig. 11 Darge, for example, a working volume that is connected to the port 48 can be vented. The valve shown in FIG. 11 is usually placed in a housing which corresponds to that shown in FIG. 10 for a 2/2-way valve. Again, the electrical contact is made by means of electrically conductive adhesive and by means of wire bonding in order to realize an electrical connection for the valve plate chip.

Der oben beschriebene Aufbau bekannter gehäuster Mikroven tile ist zum einen aufwendig hinsichtlich der elektrischen Kontaktierung des jeweiligen Ventilplattenchips, die über Drahtbonds erfolgen muß. Zum anderen erfordert die beschrie bene Häusung jeweils eine abdichtende Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen sowie eine Dichtung für die jewei ligen herausgeführten Kontaktstifte.The structure of known housed microves described above On the one hand, tile is complex in terms of electrical Contacting the respective valve plate chips, which via Wire bonds must be made. On the other hand, the described requires bene housing each a sealing connection between the two housing parts and a seal for each led out contact pins.

Aus der EP-A-0497534 ist die Häusung eines piezoresistiven Drucksensors mit Hilfe elastomerer Dichtungen bekannt. Der Drucksensor besteht aus einem Halbleiterchip, in dem eine Membran gebildet ist, und einer Trägerglasplatte, auf der der Halbleiterchip angebracht ist. Dieser Drucksensor ist zwischengelegt zwischen zwei elastomere Dichtungen in einem Gehäuse angebracht. Eine der elastomeren Dichtungen weist elektrisch leitfähige Bereiche auf, um eine Stromversorgung einer auf der Membran angeordneten Widerstandsbrückenschal tung zur Druckerfassung zu ermöglichen.EP-A-0497534 describes the housing of a piezoresistive Pressure sensor known with the help of elastomeric seals. The Pressure sensor consists of a semiconductor chip in which a Membrane is formed, and a support glass plate on which the semiconductor chip is attached. This pressure sensor is interposed between two elastomer seals in one Housing attached. One of the elastomer seals faces electrically conductive areas to provide a power supply a resistance bridge scarf arranged on the membrane enable pressure detection.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine kostengünstige Mikroventilanordnung mit einem einfachen Auf bau zu schaffen.The object of the present invention is a Inexpensive microvalve arrangement with a simple open to create construction.

Diese Aufgabe wird durch eine Mikroventilanordnung gemäß An spruch 1 gelöst.This task is accomplished by a micro valve arrangement according to An spell 1 solved.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Mikroventilanordnung mit einem ein Mikroventil definierenden Mikroventilchip, der in einem Gehäuseabschnitt mit einer Fluiddurchlaßöffnung derart angeordnet ist, daß ein Fluidfluß durch die Fluid durchlaßöffnung durch das Mikroventil steuerbar ist. Eine isotrop elektrisch leitfähige Elastomerdichtung ist an einer umfangsmäßigen Berührungslinie zwischen dem Gehäuseabschnitt und dem Mikroventilabschnitt vorgesehen, um eine fluidfeste Abdichtung zu liefern. Die isotrop elektrisch leitfähige Dichtung ist ferner in elektrischem Kontakt mit dem Mikro ventilchip, derart, daß über dieselbe eine Betätigungsspan nung an das Mikroventil anlegbar ist.The present invention provides a micro valve assembly with a microvalve chip defining a microvalve, the in a housing section with a fluid passage opening is arranged such that fluid flow through the fluid passage opening is controllable by the microvalve. A Isotropically electrically conductive elastomer seal is on one circumferential line of contact between the housing section and the microvalve section provided to be fluid resistant To provide sealing. The isotropically electrically conductive Seal is also in electrical contact with the micro valve chip, such that an actuating chip over the same can be applied to the microvalve.

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Er findung sind zwei Gehäusehälften vorgesehen, in denen das Mikroventil gehäust ist, wobei jeweils an den umfangsmäßigen Berührungslinien zwischen den beiden Gehäusehälften und dem Mikroventilchip eine isotrop elektrisch leitfähige Elasto merdichtung angeordnet ist, wobei jede der isotrop elek trisch-leitfähigen Dichtungen mit einem unterschiedlichen Bereich des Mikroventils elektrisch-leitfähig verbunden ist, so daß die Betätigungsspannung für das Mikroventil lediglich über die elektrisch-leitfähigen Elastomerdichtungen anlegbar ist.In preferred embodiments of the present Er invention, two housing halves are provided, in which the Microvalve is housed, each on the circumferential Lines of contact between the two housing halves and the Micro valve chip an isotropically electrically conductive elasto Merdichtung is arranged, each of the isotropic elek tric-conductive seals with a different Area of the microvalve is electrically conductively connected, so that the actuation voltage for the microvalve only Can be applied using the electrically conductive elastomer seals is.

Durch die Verwendung von isotrop elektrisch-leitfähigen Ela stomerdichtungen, um zum einen einen elektrischen Kontakt zu schaffen und zum anderen eine pneumatische Abdichtung zu realisieren, ermöglicht die vorliegende Erfindung eine ein fache Montage gehäuster Mikroventile, wobei kostengünstige Gehäuseteile verwendet werden können. Das erfindungsgemäße Konzept eignet sich sowohl für 2/2-Wegeventile als auch für 3/2-Wegeventile.Through the use of isotropically electrically conductive Ela stomer seals, on the one hand to make electrical contact create and on the other hand a pneumatic seal realize, the present invention enables a Easy assembly of housed micro valves, being inexpensive Housing parts can be used. The invention Concept is suitable for 2/2-way valves as well as for 3/2-way valves.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung wird der Ventilchip zwischen zwei elektrisch-leitfä hige elastomere Dichtungen geklemmt, wobei die Dichtungen zum einen das Abdichten der Einlaßseite und der Auslaßseite übernehmen und zum anderen zur Realisierung der elektrischen Kontaktierung des Ventils dienen. Die Dichtungen werden zu sammen mit dem Ventil in ein Gehäuse montiert, in dem elek trisch-leitfähige Kontaktplättchen mit Durchführungen nach außen integriert sind. Diese Durchführungen nach außen kön nen beispielsweise als Anlötösen für Kabel ausgeführt wer den.In the preferred embodiment of the present Er is the valve chip between two electrically conductive hige elastomeric seals clamped, the seals on the one hand the sealing of the inlet side and the outlet side take over and on the other hand to realize the electrical Contact the valve. The seals become too mounted together with the valve in a housing in which elec tric-conductive contact plate with bushings after are integrated on the outside. These bushings can go outside NEN, for example, as soldering eyes for cables the.

Weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.Further embodiments of the present invention are set out in the dependent claims.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich nungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the present invention are referred to below with reference to the attached drawing nations explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine schematische Ansicht zweier Gehäusehälften für eine Mikroventilanordnung gemäß einem bevor zugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung; Figure 1 is a schematic view of two housing halves for a microvalve assembly according to a preferred embodiment of the present inven tion.

Fig. 2 eine schematische Darstellung zweier Dichtungen und eines Mikroventilchips für eine Mikroventilanord nung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der.vorliegenden Erfindung; Fig. 2 is a schematic representation of two seals and a micro valve chip for a Mikroventilanord voltage according to a preferred embodiment of the present invention;

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform ei ner Gehäusehälfte für eine erfindungsgemäße Mikro ventilanordnung; Fig. 3 is a schematic view of an embodiment egg ner housing half for a micro valve assembly according to the invention;

Fig. 4 ein elektrisch-leitfähiges Kontaktplättchen für ei ne erfindungsgemäße Mikroventilanordnung; Figure 4 is an electrically conductive contact plate for egg ne microvalve assembly according to the invention.

Fig. 5a eine schematische perspektivische Ansicht einer Dichtung für eine erfindungsgemäße Mikroventilan ordnung; Fig. 5a is a schematic perspective view of a seal for a Mikroventilan arrangement according to the invention;

Fig. 5b eine schematische Querschnittansicht der Dichtung; FIG. 5b is a schematic cross-sectional view of the seal;

Fig. 6 eine schematische Querschnittansicht eines alter nativen Ausführungsbeispiels einer erfindungsge mäßen Mikroventilanordnung; Fig. 6 is a schematic cross-sectional view of an alternative alternative embodiment of a microvalve arrangement according to the invention;

Fig. 7 eine schematische Querschnittansicht zur Veran schaulichung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Mikroventilanordnung; FIG. 7 is a schematic cross-sectional view to illustrate a further exemplary embodiment of a microvalve arrangement according to the invention;

Fig. 8 und 9 schematische Querschnittansichten zur Veran schaulichung der vorteilhaften erfindungsgemäße Verwendung von Elastomerdichtungen; Fig. 8 and 9 are schematic sectional views for Veran schaulichung the advantageous use of elastomer seals present invention;

Fig. 10 eine schematische Querschnittansicht einer bekann ten Mikroventilanordnung; und Fig. 10 is a schematic cross-sectional view of a known micro valve assembly; and

Fig. 11 eine schematische Darstellung einer weiteren be kannten Mikroventilanordnung. Fig. 11 is a schematic representation of another be known microvalve assembly.

Zunächst wird bezugnehmend auf die Fig. 1 bis 5 ein bevor zugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert.First, a preferred embodiment of the present invention is explained in more detail with reference to FIGS . 1 to 5.

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei vorzugsweise iden tische Gehäusehälften 100, 102 vorgesehen, die beispiels weise durch Spritzguß kostengünstig hergestellt werden kön nen. Jede Gehäusehälfte besitzt einen Fluidanschluß 104, um beispielsweise einen flexiblen Schlauch oder dergleichen an denselben anzuschließen. Der Fluidanschluß 104 ist über eine Durchlaßöffnung durch die Gehäusewand mit dem Gehäuseinneren in fluidischer Verbindung. Das Gehäuseinnere ist struktu riert, um eine Auflage für ein Kontaktteil 106 zu bilden, das in Fig. 4 dargestellt ist. Das Kontaktteil weist vor zugsweise einen vorstehenden Abschnitt 108 auf, der durch eine Kontaktdurchführung in der Gehäusewand nach außen ge führt ist. Dieser vorstehende Abschnitt 108 kann vorzugs weise eine Anlötöse 110 für ein Kabel aufweisen, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Wie am besten in Fig. 4 zu sehen ist, besitzt das plättchenartige Kontaktteil eine Ummantelungs fläche 112, die auf der in dem Gehäuseinneren vorgesehenen Auflagefläche aufliegt. Diese Ummantelungsfläche 112 umgibt eine Öffnung 114, die einen Fluidfluß ermöglicht. Ein sol ches Kontaktteil 106 ist in beiden Gehäusehälften 100 und 102 vorgesehen, wobei dieses Kontaktteil vorzugsweise wäh rend der Spritzgußherstellung der Gehäuseteile integriert, d. h. umspritzt wird. Alternativ kann das Kontaktteil 106 nach dem Herstellen der Gehäusehälften eingelegt werden.In this embodiment, two preferably identical table halves 100 , 102 are provided, for example, can be produced inexpensively by injection molding. Each housing half has a fluid connection 104 , for example to connect a flexible hose or the like to the same. The fluid connection 104 is in fluid communication with the interior of the housing via a passage opening through the housing wall. The housing interior is structured to form a support for a contact part 106 , which is shown in FIG. 4. The contact part preferably has a protruding section 108 which leads through a contact bushing in the housing wall to the outside. This projecting section 108 may preferably have a soldering eyelet 110 for a cable, as shown in FIG. 1. As best seen in Fig. 4, the plate-like contact part has a sheathing surface 112 which rests on the bearing surface provided in the housing interior. This sheathing surface 112 surrounds an opening 114 which enables fluid flow. A sol contact part 106 is provided in both housing halves 100 and 102 , this contact part preferably being integrated during the injection molding of the housing parts, that is to say overmolding. Alternatively, the contact part 106 can be inserted after the housing halves have been produced.

Auf diesem Kontaktteil 106 wird nun eine isotrop elek trisch-leitfähige Elastomerdichtung 116, Fig. 2, angeordnet. Dadurch entsteht ein elektrisch-leitfähiger Kontakt zwischen der Elastomerdichtung 116 und der oberseitigen Kontaktfläche 118 des Kontaktteils 106. Der äußere Umfang der Elastomer dichtung 116 ist an den inneren Umfang der Gehäusehälfte 102 angepaßt. Die Elastomerdichtung 116 besitzt einen ausgenom menen mittleren Bereich 120, um einen Fluidfluß zu ermög lichen. Auf der Elastomerdichtung wird nachfolgend der Ven tilchip 122 angeordnet, der beispielsweise identisch zu dem Ventilchip sein kann, der bezugnehmend auf Fig. 10 beschrie ben wurde. Auf diesem Ventilchip 122 wird dann eine zweite isotrop elektrisch leitfähige Elastomerdichtung 124 ange ordnet, die wiederum einen ausgenommenen mittleren Bereich besitzt. Nachfolgend wird die obere Gehäusehälfte 100 mit der unteren Gehäusehälfte 102 verbunden, um die Anordnung aus Dichtungen und Ventilchip zu häusen. Die Gehäusehälften 100 und 102 werden vorzugsweise derart verbunden, daß ein Druck auf die Elastomerdichtungen 116 und 124 ausgeübt wird. Dadurch werden die äußeren Umrandungen der Elastomerdich tungen, die an die inneren Gehäusewände anliegen, nach außen gegen die Gehäusewände gedrückt, um eine sichere Fluiddich tung zu gewährleisten. Dies wird nachfolgend bezugnehmend auf die Fig. 8 und 9 näher erläutert.On this contact part 106 , an isotropically elec trically-conductive elastomer seal 116 , Fig. 2, is arranged. This creates an electrically conductive contact between the elastomer seal 116 and the top contact surface 118 of the contact part 106 . The outer circumference of the elastomer seal 116 is adapted to the inner circumference of the housing half 102 . The elastomer seal 116 has a central region 120 except to allow fluid flow. On the elastomer seal, the Ven tilchip 122 is subsequently arranged, which may, for example, be identical to the valve chip, which has been described with reference to FIG. 10 ben. In this valve chip 122 then a second isotropic electrically conductive elastomer seal 124 is disposed, which in turn has a recessed central region. The upper housing half 100 is subsequently connected to the lower housing half 102 in order to house the arrangement of seals and valve chip. The housing halves 100 and 102 are preferably connected such that pressure is exerted on the elastomer seals 116 and 124 . As a result, the outer borders of the elastomer seals, which bear against the inner housing walls, are pressed outwards against the housing walls in order to ensure a reliable fluid-sealing device. This is explained in more detail below with reference to FIGS. 8 and 9.

Bei dem oben beschriebenen Aufbau stellt eine der Elasto merdichtungen eine elektrisch leitfähige Verbindung zu dem Ventilgrundkörperchip her, während die andere Elastomerdich tung eine elektrisch leitfähige Verbindung zu dem Ventil plattenchip herstellt. Die Elastomerdichtungen sind durch den zwischen denselben angeordneten Ventilchip voneinander elektrisch isoliert. Somit kann über die Kontaktteile 106 eine geeignete Betätigungsspannung zwischen dem Ventilgrund körperchip und dem Ventilplattenchip angelegt werden, um das Ventil zu betätigen.In the structure described above, one of the elastomer seals creates an electrically conductive connection to the valve base body chip, while the other elastomer seal creates an electrically conductive connection to the valve plate chip. The elastomer seals are electrically insulated from one another by the valve chip arranged between them. Thus, an appropriate operating voltage between the main valve body may chip through the contact parts 106 and the valve plate chip are applied to actuate the valve.

Fig. 3 zeigt detaillierter eine weitere mögliche Ausfüh rungsform für eine Gehäusehälfte für eine erfindungsgemäße Mikroventilanordnung. Im Gegensatz zu den in Fig. 1 darge stellten Gehäusehälften, bei denen die Fluidanschlüsse 104 seitlich herausgeführt sind, ist bei der in Fig. 3 darge stellten Gehäusehälfte ein Fluidanschluß 128 auf der Unter seite herausgeführt, d. h. senkrecht zu der Mikroventilchip ebene. In Fig. 3 sind die Auflageflächen 130 als Auflageflä che für ein Kontaktteil 106 dargestellt, das nachfolgend eingebracht wird, derart, daß der vorstehende Abschnitt 108 desselben durch die Kontaktdurchführung 132 nach außen vor steht. Hierbei sei erwähnt, daß das Kontaktteil 106 wiederum während der Herstellung der Gehäusehälfte integriert werden kann. In Fig. 3 sind ferner Verbindungsabschnitte 134 der Gehäusehälfte dargestellt, die mit komplementären Verbin dungsabschnitten einer zweiten Gehäusehälfte (nicht darge stellt) zusammenpassen, um beispielsweise eine Klemmverbin dung mit der zweiten Gehäusehälfte zu realisieren. Es ist jedoch offensichtlich, daß beliebige geeignete Verbindungs einrichtungen zum Verbinden der beiden Gehäusehälften ver wendet werden können. Fig. 3 shows in more detail another possible embodiment for a housing half for a microvalve arrangement according to the invention. In contrast to the housing halves shown in FIG. 1, in which the fluid connections 104 are led out laterally, in the housing half shown in FIG. 3, a fluid connection 128 is led out on the underside, that is to say perpendicular to the microvalve chip plane. In Fig. 3, the bearing surfaces 130 are shown as a bearing surface for a contact part 106 , which is subsequently introduced, such that the projecting section 108 of the same protrudes outward through the contact bushing 132 . It should be mentioned here that the contact part 106 can in turn be integrated during the manufacture of the housing half. In Fig. 3, connecting portions 134 of the housing half are also shown, which match with complementary connec tion sections of a second housing half (not shown), for example, to realize a clamping connection with the second housing half. However, it is obvious that any suitable connecting means for connecting the two housing halves can be used ver.

Eine mögliche Ausführungsform für eine Profil-Elastomerdich tung, die mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist in den Fig. 5a) und 5b) dargestellt. Hierbei ist anzumerken, daß bei der Ausführung der isotrop elektrisch leitfähigen Elastomerdichtungen, die vorzugsweise als Leit gummidichtungen ausgestaltet sein können, der Druckbereich zu berücksichtigen ist, bei dem das Ventil eingesetzt werden soll. Die in den Fig. 5a) und 5b) dargestellte Profildich tung eignet sich beispielsweise für einen Druckbereich bis zu 1 bar. Die Dichtung ist so ausgelegt, daß das Mikroventil nur durch den Randbereich 136 der Dichtung geklemmt wird. Innerhalb des Randbereichs weist die Dichtung eine Ausneh mung auf, um zu gewährleisten, daß die Ventilplatte durch die Dichtung nicht berührt wird und somit die Funktion des Ventils gewährleistet ist. In den Fig. 5a) und 5b) ist fer ner die Durchlaßöffnung 140 dargestellt, um einen Fluidfluß von und zu dem Mikroventil zu ermöglichen. In der in Fig. 5b) dargestellten Querschnittansicht der in Fig. 5a) per spektivisch dargestellten Dichtung ist die Unterseite 142 zur Auflage auf ein Kontaktteil bestimmt, während die Ober seite 144 im Randbereich 136 derselben einen Kontakt zu dem Mikroventilchip herstellt.A possible embodiment for a profile elastomer sealing device that can be used with the present invention is shown in FIGS. 5a) and 5b). It should be noted that in the execution of the isotropically electrically conductive elastomer seals, which can preferably be configured as conductive rubber seals, the pressure range at which the valve is to be used must be taken into account. The Profildich device shown in Fig. 5a) and 5b) is suitable for example for a pressure range up to 1 bar. The seal is designed so that the microvalve is only clamped by the edge region 136 of the seal. Within the edge region, the seal has a recess to ensure that the valve plate is not touched by the seal and thus the function of the valve is ensured. In FIGS. 5a) and 5b) is shown fer ner the passage opening 140 to allow fluid flow to and from the microvalve. In the cross-sectional view shown in FIG. 5b) of the seal shown in FIG. 5a) by means of a spotting scope, the underside 142 is intended to rest on a contact part, while the upper side 144 in the edge region 136 thereof makes contact with the microvalve chip.

Bei der Häusung von Ventilen für einen höheren Druckbereich kann es erforderlich sein, auf der Druckeinlaßseite und der Druckauslaßseite des Mikroventils unterschiedliche Dichtun gen zu verwenden. Beispielsweise kann auf der Druckeinlaß seite die in Fig. 5 gezeigte Dichtung verwendet werden, während auf der Druckauslaßseite aufgrund des hohen Drucks eine modifizierte Dichtung zur Anwendung kommt, die ein Durchbiegen des Ventilgrundkörpers, das zu einem Ausfall des Ventils führen würde, verhindert. Jedoch kann ein solches Durchbiegen des Ventilgrundkörpers alternativ durch andere Maßnahmen verhindert werden, beispielsweise durch die Ver stärkung des Ventilgrundkörpers mit einer Pyrexplatte. Fer ner kann die an der Auslaßseite angeordnete Gehäusehälfte derart ausgestaltet sein, daß dieselbe eine Abstützung für den Ventilgrundkörper liefert. When housing valves for a higher pressure range, it may be necessary to use different seals on the pressure inlet side and the pressure outlet side of the microvalve. For example, the seal shown in FIG. 5 can be used on the pressure inlet side, while a modified seal is used on the pressure outlet side due to the high pressure, which prevents deflection of the valve base body, which would lead to failure of the valve. However, such bending of the valve body can alternatively be prevented by other measures, for example by reinforcing the valve body with a pyrex plate. Fer ner, the arranged on the outlet side of the housing half can be designed such that it provides support for the valve body.

Ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Mikroventilanordnung, die mit lediglich einer isotrop elek trisch-leitfähigen Elastomerdichtung auskommt, ist in Fig. 6 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht das Ge häuse aus einem strukturierten unteren Gehäuseteil 150 und einem vorzugsweise als Platte ausgebildeten Gehäusedeckel 152. Das strukturierte untere Gehäuseteil 150 bildet ein Lager für einen Mikroventilchip 154. Eine elektrische Kon taktierung des Mikroventilchips 154 auf der Unterseite ist dabei allein durch einen Druck des Mikroventilchips 154 auf eine Metallfläche (nicht dargestellt) auf dem unteren Gehäu seteil 150 realisierbar. In dem unteren Gehäuseteil 150 ist eine Auslaßöffnung 156 vorgesehen, die in fluidmäßiger Kom munikation mit der Ventilöffnung (nicht dargestellt) des Mi kroventilchips 154 ist.An alternative embodiment of a microvalve arrangement according to the invention, which manages with only one isotropically electrically conductive elastomer seal, is shown in FIG. 6. In this exemplary embodiment, the housing consists of a structured lower housing part 150 and a housing cover 152 which is preferably designed as a plate. The structured lower housing part 150 forms a bearing for a microvalve chip 154 . An electrical con tacting of the micro valve chip 154 on the underside can be realized only by pressing the micro valve chip 154 on a metal surface (not shown) on the lower housing 150 . In the lower housing part 150 , an outlet opening 156 is provided, which is in fluid communication with the valve opening (not shown) of the micro valve chip 154 .

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das untere Ge häuseteil 150 ferner strukturiert, um ein umfangsmäßig um laufendes Auflager für eine isotrop elektrisch leitfähige Elastomerdichtung 158 zu bilden. Dabei weist dieses Dich tungslager einen parallel zu den Hauptoberflächen des Mikro ventilchips 154 verlaufenden Bereich 160 und einen senkrecht zu denselben verlaufenden Bereich 162 auf. Der parallele Be reich 160 ist vorzugsweise bündig mit der Oberseite des Mi kroventilchips 154.In the illustrated embodiment, the lower Ge housing part 150 is further structured to form a circumferential bearing for an isotropically electrically conductive elastomer seal 158 . This sealing device has a parallel to the main surfaces of the micro valve chip 154 area 160 and a perpendicular to the same area 162 . The parallel loading area 160 is preferably flush with the top of the micro valve chip 154 .

In Fig. 6 ist die Mikroventilanordnung in einem nicht voll ständig zusammengebauten Zustand dargestellt, wobei der Ge häusedeckel 152 von dem unteren Gehäuseteil 150 entfernt ist. Dieser Gehäusedeckel 152 wird dann auf das untere Ge häuseteil aufgebracht, so daß ein Druck in Richtung der Pfeile 164 (der in der Figur linke Pfeil ist etwas verdeckt) auf die Elastomerdichtung 158 ausgeübt wird, wobei dieser Druck durch die Kompression der Elastomerdichtung in einen nach außen gerichteten Druck in Richtung der Pfeile 166 umgesetzt wird. Dadurch wird die Elastomerdichtung gegen den senkrechten Bereich 162 des Dichtungslagers gedrückt. Somit kann sowohl gegen den parallelen Bereich 160 durch den nach unten gerichteten Druck 164 als auch gegen den senkrechten Bereich 162 des Dichtungslagers durch den nach außen gerich teten Druck 166 eine sichere Abdichtung erreicht werden. Ein Druck in Richtung der Pfeile 166 wird insbesondere auch durch das Anlegen eines pneumatischen Drucks an die Öffnung 168 erzeugt. Dieser Druck ist in der Regel sogar größer als der Druck, der indirekt durch die Kompression durch den Druck entlang der Pfeile 164 erzeugt wird.In Fig. 6, the microvalve arrangement is shown in a not fully assembled state, the Ge housing cover 152 is removed from the lower housing part 150 . This housing cover 152 is then applied to the lower housing part Ge, so that a pressure in the direction of arrows 164 (the left arrow in the figure is somewhat hidden) is exerted on the elastomer seal 158 , this pressure by the compression of the elastomer seal into one after external pressure is implemented in the direction of arrows 166 . As a result, the elastomer seal is pressed against the vertical region 162 of the seal bearing. Thus, a secure seal can be achieved both against the parallel region 160 by the downward pressure 164 and against the vertical region 162 of the seal bearing by the outward pressure 166 . A pressure in the direction of arrows 166 is in particular also generated by the application of a pneumatic pressure to the opening 168 . This pressure is typically even greater than the pressure that is generated indirectly by the compression by the pressure along the arrows 164 .

In dem Gehäusedeckel 152 ist eine Durchlaßöffnung 168 vorge sehen, die den Druckeinlaß darstellt. Bei der in Fig. 6 dar gestellten Mikroventilanordnung ist ein Durchbiegen des Ven tilgrundkörperchips durch die Ausgestaltung des unteren Ge häuseteils 150 verhindert. Neben der Verwendung einer Me tallfläche zur Kontaktierung der Unterseite des Mikroventil chips kann hierzu auch eine elektrisch leitfähige Elastomer schicht minimaler Dicke verwendet werden, die jedoch keiner lei Dichtwirkung besitzt.In the housing cover 152 , a passage opening 168 is provided, which represents the pressure inlet. In the micro valve arrangement shown in FIG. 6, a deflection of the Ven tilgrundkörperchips is prevented by the design of the lower Ge housing part 150 . In addition to the use of a metal surface for contacting the underside of the microvalve chip, an electrically conductive elastomer layer of minimal thickness can also be used for this purpose, but it does not have a sealing effect.

Fig. 6 zeigt ferner zwei Kontakte 169a und 169b, durch die der Mikroventilchip 154 von außen kontaktierbar ist. Die Kontakte können wieder durch elektrisch leitfähige Kontakt plättchen realisiert werden, die entweder eingelegt oder umspritzt werden, wie es beschrieben worden ist. Obwohl sich in Fig. 6 der obere Kontaktstift 169a lediglich bis zum mittigen Ende der Dichtung erstreckt, sind andere Längen ebensogut möglich, solange der Kontaktstift in elektrischem Kontakt mit der Dichtung ist. Fig. 6 zeigt also deutlich, daß keine Drahtbonds zum Kontaktieren erforderlich sind. Die beiden Kontakte sind durch eine Isolationsschicht innerhalb des Ventilchips elektrisch voneinander isoliert. Fig. 6 also shows two contacts 169 a and 169 b through which the microvalve chip 154 can be contacted from the outside. The contacts can again be realized by electrically conductive contact plates, which are either inserted or molded, as has been described. Although the upper contact pin 169a in FIG. 6 only extends to the central end of the seal, other lengths are equally possible as long as the contact pin is in electrical contact with the seal. Also fig. 6 clearly shows that no wire bonds are required for contacting. The two contacts are electrically isolated from one another by an insulation layer within the valve chip.

In Fig. 7 ist eine schematische Querschnittansicht einer er findungsgemäßen Mikroventilanordnung für ein 3/2-Wegeventil gezeigt. Der aus drei Ebenen, vorzugsweise aus drei Sili ziumschichten, bestehende Mikroventilchip 181 ist dabei gegenüber dem in Fig. 11 dargestellten Chip für die erfin dungsgemäße Mikroventilanordnung modifiziert. So weist der erste Ventilgrundkörper 180 lediglich die Ventilöffnung 182, nicht jedoch die in Fig. 11 dargestellte Auslaßöffnung 46 auf. Der Ventilplattenchip 184 ist gegenüber dem in Fig. 11 dargestellten Ventilplattenchip modifiziert, um eine latera le Auslaßöffnung 186 zwischen dem ersten Ventilgrundkörper chip 180 und dem Ventilplattenchip 184 zu definieren. Der zweite Ventilgrundkörperchip 188 entspricht dem in Fig. 11 dargestellten zweiten Ventilgrundkörperchip 36. Im übrigen entspricht die Ausgestaltung des Mikroventilchips hinsicht lich der Ventilplatte 190, der Aufhängungen derselben, der Isolationsschicht mit Ausnahme des Bereichs an der lateralen Auslaßöffnung 186 sowie der Betätigung der Ventilplatte dem bezugnehmend auf Fig. 11 beschriebenen Mikroventilchip.In Fig. 7 is a schematic cross-sectional view of an inventive microvalve arrangement for a 3/2-way valve is shown. The microvalve chip 181 consisting of three levels, preferably three silicon layers, is modified compared to the chip shown in FIG. 11 for the microvalve arrangement according to the invention. For example, the first valve body 180 has only the valve opening 182 , but not the outlet opening 46 shown in FIG. 11. The valve plate chip 184 is modified compared to the valve plate chip shown in FIG. 11 in order to define a latera le outlet opening 186 between the first valve body chip 180 and the valve plate chip 184 . The second valve body chip 188 corresponds to the second valve body chip 36 shown in FIG. 11. Otherwise, the configuration of the microvalve chip corresponds to the valve plate 190 , the suspensions thereof, the insulation layer with the exception of the area at the lateral outlet opening 186 and the actuation of the valve plate to the microvalve chip described with reference to FIG. 11.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten 3/2-Wegeventil müssen drei Fluidanschlüsse, ein mit der Ventilöffnung 182 verbundener Fluidanschluß 182a, ein mit der lateralen Auslaßöffnung 186 fluidmäßig verbundener Fluidanschluß, in Fig. 7 lediglich schematisch als Durchlaßöffnung in einer Gehäusewand 194 als 192 gezeigt, und ein mit der Ventilöffnung 196 in dem zweiten Ventilgrundkörperchip verbundener Fluidanschluß 196a gegeneinander abgedichtet werden. Dazu werden erfindungsge mäß zwei umfangsmäßig umlaufende isotrop elektrisch-leitfä hige Elastomerdichtungen 198 verwendet, zwischen die, ähn lich wie bei dem bezugnehmend auf die Fig. 1 und 2 beschrie benen Ausführungsbeispiel, das Mikroventil geklemmt wird. In Fig. 7 sind zur Vereinfachung der Darstellung lediglich schematisch äußere Gehäusewände 194 dargestellt. Wie bereits oben erwähnt wurde, besitzt die äußere Gehäusewand 194 eine Öffnung 192, an der ein Fluidanschluß für die Auslaßöffnung 186 angeordnet sein kann.In the 3/2-way valve shown in FIG. 7, three fluid connections, a fluid connection 182 a connected to the valve opening 182 , a fluid connection fluidically connected to the lateral outlet opening 186 , only have to be shown schematically in FIG. 7 as a passage opening in a housing wall 194 as 192 shown, and a fluid connection 196 a connected to the valve opening 196 in the second valve base body chip are sealed off from one another. For this purpose, two circumferential circumferential isotropically electrically conductive elastomer seals 198 are used, between which, similarly to the exemplary embodiment described with reference to FIGS . 1 and 2, the microvalve is clamped. To simplify the illustration, FIG. 7 only schematically shows outer housing walls 194 . As already mentioned above, the outer housing wall 194 has an opening 192 at which a fluid connection for the outlet opening 186 can be arranged.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten Mikroventil können während des Betriebs an der Auslaßöffnung 186, bzw. an dem in flui discher Verbindung mit derselben angeordneten Fluidanschluß Drücke auftreten, die maximal gleich groß sind wie der Ein gangsdruck an der Ventilöffnung 196. Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, die entsprechend der Darstellung in Fig. 7 untere Dichtung zur Innenseite hin durch einen Anschlag 200 abzustützen. Dieser Anschlag kann vorzugsweise durch eine entsprechende Strukturierung der unteren Gehäusehälfte rea lisiert sein, beispielsweise durch einen umfangsmäßig umlau fenden Vorsprung auf dem Gehäuseboden der unteren Gehäuse hälfte.In the microvalve shown in FIG. 7, pressures can occur during operation at the outlet opening 186 , or at the fluid connection arranged in fluidic connection therewith, which are at most the same size as the input pressure at the valve opening 196 . For this reason, it is advantageous to support the lower seal towards the inside by a stop 200, as shown in FIG. 7. This stop can preferably be realized by appropriate structuring of the lower housing half, for example by a circumferentially circumferential projection on the housing bottom of the lower housing half.

In Fig. 7 sind ferner zwei Kontakte 183a und 183b gezeigt, durch die der obere Ventilgrundkörperchip 188 und der Ven tilplattenchip 184 einerseits und der Ventilgrundkörperchip 180 andererseits von außen kontaktierbar sind. In der Figur erstrecken sich die Kontakte bis zur Öffnung 196. Dies ist jedoch optional. Nötig ist nur, daß die Kontakte die Dich tungen elektrisch kontaktieren. Die Kontakte selbst können wieder Plättchen sein, die entweder eingelegt oder umspritzt werden.In Fig. 7, two contacts 183 a and 183 b are also shown through which the upper valve body chip 188 and the Ven tilplattenchip 184 on the one hand and the valve base body chip 180 are contactable from the outside. In the figure, the contacts extend to opening 196 . However, this is optional. It is only necessary that the contacts electrically contact the lines. The contacts themselves can again be platelets, which are either inserted or molded.

Alternativ von dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel könnte die seitliche Auslaßöffnung auch neben der unteren Auslaßöffnung 182, z. B. links bezüglich derselben, angeord net sein. In diesem Falle wäre das Gehäuse seitlich ge schlossen, die Auslaßöffnung 186 bzw. die Durchlaßöffnung in der Gehäusewand wären dann nicht mehr vorhanden. Die zweite Öffnung ist in diesem Falle dann etwa so angeordnet, wie es in Fig. 11 bei 48 gezeigt ist.As an alternative to the exemplary embodiment shown in FIG. 7, the lateral outlet opening could also be located next to the lower outlet opening 182 , e.g. B. left with respect to the same, angeord net. In this case, the housing would be closed laterally, the outlet opening 186 or the passage opening in the housing wall would then no longer exist. In this case, the second opening is then arranged approximately as shown at 48 in FIG. 11.

Bezugnehmend auf die Fig. 8 und 9 wird nunmehr die mit der erfindungsgemäßen Mikroventilanordnung erreichte zuverläs sige Abdichtung zwischen Einlaß und Auslaßöffnung eines Mi kroventils näher erläutert. In Fig. 8 sind schematisch ein Mikroventilchip 154 und äußere Gehäuseseitenwände 202 dar gestellt. Ferner sind schematisch eine untere isotrop elek trisch-leitfähige Elastomerdichtung 116 und eine obere iso trop elektrisch leitfähige Elastomerdichtung 124 gezeigt. Wie bereits oben erläutert wurde, werden eine obere und eine untere Gehäusehälfte vorzugsweise derart zusammengefügt, daß auf die obere Elastomerdichtung 124 ein Druck in der Rich tung der Pfeile 164 wirkt, während auf die untere Elastomer dichtung ein Druck in Richtung der Pfeile 204 wirkt. Diese Drücke, die durch die Vorpressung der Elastomerdichtungen durch die parallel zu dem Mikroventilchip 154 verlaufenden Abschnitte des Gehäuses erreicht werden, werden durch die Kompression der Elastomerdichtungen in einen Druck nach außen, der in Richtung der Pfeile 166 wirkt, umgesetzt. Fer ner kann ein über den Fluidanschluß 196a anliegender pneuma tischer Druck die Dichtungen nach außen drücken. Durch diese Drücke kann zum einen eine gute elektrische Kontaktierung zwischen jeweiligen Bereichen der Mikroventilchips 154 und den elektrisch-leitfähigen Elastomerdichtungen und zum ande ren eine zuverlässige Abdichtung zwischen Gehäusewand und Elastomerdichtung und zwischen Mikroventilchip und Elasto merdichtung erreicht werden. Die Umsetzung des Drucks in Richtung der Pfeile 166 kann durch eine geeignete Formgebung der Elastomerdichtungen unterstützt werden, beispielsweise durch eine schräg verlaufende Innenkante der Elastomerdich tungen, wie sie in Fig. 8 gezeigt ist, derart, daß die Brei te der Elastomerdichtung auf der dem Mikroventilchip 154 zu gewandten Seite geringer ist als auf der von demselben abge wandten Seite.Referring to Fig. 8 and 9, the achieved with the inventive micro-valve arrangement reliabil SiGe seal will now be described between the inlet and outlet of a Mi kroventils detail. In Fig. 8, a micro valve chip 154 and outer housing side walls 202 are shown schematically. Furthermore, a lower isotropically electrically conductive elastomer seal 116 and an upper isotropically electrically conductive elastomer seal 124 are shown. As already explained above, an upper and a lower housing half are preferably joined such that a pressure acts in the direction of the arrows 164 on the upper elastomer seal 124 , while a pressure acts in the direction of the arrows 204 on the lower elastomer seal. These pressures, which are achieved by the pre-compression of the elastomer seals through the sections of the housing running parallel to the microvalve chip 154 , are converted by the compression of the elastomer seals into an outward pressure which acts in the direction of the arrows 166 . Fer ner a pressurized via the fluid port 196 a pneumatic pressure push the seals outwards. Through these pressures, good electrical contact between the respective areas of the microvalve chips 154 and the electrically conductive elastomer seals and, on the other hand, a reliable seal between the housing wall and the elastomer seal and between the microvalve chip and the elastomeric seal can be achieved. The implementation of the pressure in the direction of arrows 166 can be supported by a suitable shape of the elastomer seals, for example by an oblique inner edge of the elastomer seals, as shown in Fig. 8, such that the width of the elastomer seal on the microvalve chip 154 to the side facing is less than on the side facing away from the same.

Eine gleichartige schematische Darstellung zur Veranschauli chung der Drücke bei einem 3/2-Wege-Mikroventil ist in Fig. 9 gezeigt. Die in Fig. 9 auf der Oberseite eines Mikroven tilchips 206, der den in Fig. 7 dargestellten Aufbau aufwei sen kann, angeordnete Elastomerdichtung 124 kann dabei iden tisch zu den bezugnehmend auf Fig. 8 beschriebenen Dichtun gen sein. Jedoch ist auf der Unterseite, wie oben bezugneh mend auf Fig. 7 beschrieben wurde, ein Anschlag 200 vorgese hen, gegen den die Innenseite der unteren Elastomerdichtung 198 anliegt. Wenn an der Auslaßöffnung 192 wie oben be schrieben ein hoher Druck anliegt, wirkt dieser Druck auf die untere Dichtung 198 in der Richtung des Pfeils 208, so daß diese gegen den Anschlag 200 gedrückt wird, so daß hier eine innen gestützte Dichtung erfolgt. Daneben kann die un tere Dichtung 198 mit einer Vorpressung zwischen die äußere Gehäusewand 194, den Anschlag 200 und die untere Gehäusewand (nicht gezeigt) eingebracht sein, so daß neben der in Fig. 9 gezeigten innen gestützten Dichtung durch die Vorpressung überdies eine außen gestützte Dichtung erfolgt.A similar schematic representation to illustrate the pressures in a 3/2-way microvalve is shown in FIG. 9. The in Fig. 9 on the top of a Mikroven tilchips 206 , which can have the structure shown in Fig. 7 sen, elastomer seal 124 may be identical to the seals described with reference to FIG. 8 gene. However, on the underside, as described above with reference to FIG. 7, a stop 200 is provided, against which the inside of the lower elastomer seal 198 rests. If there is a high pressure at the outlet opening 192 as described above, this pressure acts on the lower seal 198 in the direction of the arrow 208 , so that it is pressed against the stop 200 , so that here an internally supported seal takes place. In addition, the lower seal 198 can be introduced with a pre-compression between the outer housing wall 194 , the stopper 200 and the lower housing wall (not shown), so that in addition to the internally supported seal shown in FIG. 9, the pre-compression also provides an externally supported seal he follows.

Der bezugnehmend auf die Fig. 7 und 9 beschriebene Anschlag 200, der zur Innenstützung der Dichtung 198 dient, kann fer ner ausgestaltet sein, um eine Durchbiegung des ersten Ven tilgrundkörperchips 180 (Fig. 7) zu verhindern. Überdies kann, wie oben beschrieben wurde, eine Durchbiegung des Ven tilgrundkörperchips verhindert werden, indem derselbe mit einer Pyrexverstärkung versehen wird. Um eine Vorpressung der Elastomerdichtungen und eine definierte, nach unten ge richtete Kraft auf den Mikroventilchip zu erzeugen, können entweder unterschiedliche Elastomergeometrien für die untere und die obere Dichtung bei gleichem Einbauraum, unterschied liche Einbauraum-Geometrien bei gleicher Elastomergeometrie oder unterschiedliche Elastomerhärten bei gleichen Geometri en der Dichtungen und der Einbauräume verwendet werden. Überdies ist es möglich, gemischte Varianten der oben ge nannten Alternativen zu verwenden.The stop 200 described with reference to FIGS. 7 and 9, which serves to internally support the seal 198 , can also be designed to prevent deflection of the first valve base body chip 180 ( FIG. 7). Moreover, as described above, deflection of the valve body die can be prevented by providing it with a Pyrex reinforcement. To create a pre-compression of the elastomer seals and a defined, downward force on the microvalve chip, either different elastomer geometries for the lower and the upper seal with the same installation space, different installation space geometries with the same elastomer geometry or different elastomer hardnesses with the same geometries the seals and the installation spaces are used. Furthermore, it is possible to use mixed variants of the alternatives mentioned above.

Die vorliegende Erfindung schafft somit durch die Verwendung von isotrop elektrisch-leitfähigen Elastomerdichtungen Mi kroventilanordnungen, die einfach montierbar sind und einen einfachen Aufbau aufweisen. Somit sind die erfindungsgemäßen Mikroventilanordnungen kostengünstig und materialsparend herzustellen. Ferner kann die vorliegende Erfindung sowohl auf 2/2-Wege-Mikroventile als auch auf 3/2-Wege-Mikroventile angewendet werden. Obwohl oben bezugnehmend auf bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung lediglich elektrostatische Mikroventile beschrieben wurden, ist es offensichtlich, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch andere Arten elektrisch betätigter Mikroventile, bei spielsweise solche mit einem piezoelektrischen oder thermi schen Antrieb, verwendet werden können. Ferner eignen sich die beschriebenen Mikroventilanordnungen insbesondere auch für einen Aufbau, bei dem mehrere Ventile angeordnet sind, um seriell bzw. parallel betrieben zu werden.The present invention thus provides through use of isotropically electrically conductive elastomer seals Mi Crovalve arrangements that are easy to assemble and one have a simple structure. Thus, the invention Micro valve arrangements inexpensive and material-saving to manufacture. Furthermore, the present invention can both on 2/2-way micro valves as well as on 3/2-way micro valves be applied. Although referring to preferred above Embodiments of the present invention only electrostatic micro valves have been described, it is obvious that within the scope of the present invention also other types of electrically operated micro valves, at for example, those with a piezoelectric or thermi drive, can be used. Are also suitable the microvalve arrangements described in particular also for a structure in which several valves are arranged, to be operated in series or in parallel.

Claims

1. Micro valve arrangement with
a microvalve chip ( 122 , 154 , 181 , 206 ) defining a microvalve;
a housing section ( 100 , 102 , 150 , 194 ) with at least one fluid passage opening ( 104 , 156 , 182 , 186 , 196 ), in which the microvalve chip ( 122 , 154 , 206 ) is arranged such that a fluid flow through the at least one Fluid passage opening ( 104 , 156 , 182 , 186 , 196 ) is controllable by the microvalve; and
an isotropically electrically-conductive elastomer seal ( 116 , 158 , 198 ) for delivering a fluid-resistant seal on a circumferential line of contact between the housing section ( 100 , 102 , 150 ) and the microvalve chip ( 122 , 154 , 181 , 206 ), the isotropic Electrical-conductive seal ( 116 , 158 , 198 ) in electrical contact with the microvalve chip ( 122 , 154 , 181 , 206 ) is such that an actuating voltage can be applied to the microvalve via the same.

2. Microvalve arrangement according to claim 1, wherein the Ge housing section is a first housing half ( 102 ) with a first passage opening ( 104 ), wherein the Mikroven tilchip ( 122 ) through the first housing half ( 102 ) and a second housing half ( 100 ), the has a second passage opening ( 104 ), is housed in such a way that a fluid flow through the first and the second passage opening can be controlled by the microvalve.

3. Microvalve arrangement according to claim 2, wherein a second isotropically electrically conductive elastomer seal ( 124 ) for providing a fluid-tight seal on a circumferential line of contact between the second Ge half of the housing ( 100 ) and the microvalve chip ( 122 ) is provided, which with the microvalve chip in electrical contact, such that an actuation voltage can be applied to the microvalve via the first and the second isotropically electrically conductive seal ( 116 , 124 ).

4. Microvalve arrangement according to claim 3, wherein the Ge halves ( 100 , 102 ) each have parallel to the micro valve chip ( 122 , 206 ) and vertical sections, the isotropically electrically conductive seals ( 116 , 124 , 198 ) between the parallel sections and the microvalve chip ( 122 , 206 ) are arranged adjacent to the vertical sections, and in which the housing halves ( 100 , 102 ) are connected in such a way that the parallel sections of the housing halves ( 100 , 102 ) exert pressure on the seals ( 116 , 124 , 198 ), by which and / or by an applied pneumatic pressure, the seals ( 116 , 124 , 198 ) are pressed against the vertical sections.

5. Microvalve arrangement according to claim 4, wherein at least one housing half has a circumferential inner stop ( 200 ) against which the side of the seal ( 198 ) facing away from the vertical sections of the housing half rests.

6. Microvalve arrangement according to claim 1, in which the Ge housing section ( 150 ) has a housing base in which the fluid passage opening ( 156 ) is formed, and a section running circumferentially around the housing base, such that the housing base and the wall section are a valve bearing Define in which the microvalve chip ( 154 ) is arranged, a housing cover ( 152 ) with a fluid passage opening ( 168 ) being applied through the same to the wall section such that the microvalve chip ( 154 ) is housed, where the isotropically electrically conductive Seal ( 158 ) is provided on the side of the microvalve chip ( 154 ) facing the housing cover ( 152 ) in such a way that the same seals the interface between the housing section ( 150 ) and the housing cover ( 152 ) in a fluid-tight manner.

7. Microvalve arrangement according to claim 6, in which the iso trop electrically conductive seal ( 158 ) abuts against the circumferential wall section and in which the Ge housing cover ( 152 ) is applied such that the same pressure on the isotropically electrically conductive seal device ( 158 ) which causes the seal ( 158 ) to be pressed against the wall portion.

8. The microvalve assembly according to claim 6 or claim 7, wherein the wall portion has a circumferentially circumferential seal bearing with a plane parallel to the housing bottom (160) and a direction perpendicular to the housing bottom (162) portion, the parallel portion (160) is flush with that of is the side of the microvalve chip ( 154 ) facing away from the housing bottom.

9. Micro valve arrangement according to one of claims 6 to 8, where the microvalve chip is a valve body chip and in which the valve bearing is configured in this way is that a deflection of the at least one valve main body chips is prevented.

10. Microvalve arrangement according to one of claims 2 to 5, wherein the microvalve chip ( 181 ) defines a microvalve, which is structured by a valve plate chip ( 184 ) in which a valve plate ( 190 ) is structured, and a first and a second valve body chip ( 180 , 188 ), through which a valve passage ( 182 , 196 ) is formed and which are arranged on both sides of the valve plate chip chips ( 184 ), the valve plate ( 190 ) in each of two end positions each having a valve passage ( 182 , 196 ) closes and leaves one open, a third passage opening ( 192 ) being provided in the housing formed by the first and second housing halves, which penetrates a lateral wall of the housing, such that, depending on the position of the valve plate ( 190 ) either the first or the second passage opening ( 182 , 196 ) with the third passage opening ( 192 ) is in fluid connection.

11. Microvalve arrangement according to one of claims 2 to 5, wherein the microvalve chip ( 181 ) defines a microvalve, which is structured by a valve plate chip ( 184 ) in which a valve plate ( 190 ) is structured, and a first and a second valve base body chip ( 180 , 188 ), through which a valve passage ( 182 , 196 ) is formed and which are arranged on both sides of the valve plate chip chips ( 184 ), the valve plate ( 190 ) in each of two end positions each having a valve passage ( 182 , 196 ) closes and leaves one open, a third passage opening being provided in the housing formed by the first and the second housing half, which wall has a wall which is essentially parallel with respect to the valve plate ( 190 ) next to, but separated from, the same Valve passages ( 182 , 186 ) penetrates such that, depending on the position of the valve plate ( 190 ), either the first or the second D passage opening ( 182 , 196 ) with the third passage opening ( 192 ) is in fluid communication.

12. Microvalve arrangement according to one of claims 1 to 11, wherein the microvalve chip has at least one valve base body chip ( 2 , 180 ) which has a reinforcing layer to prevent sagging of the same.

13. Micro valve arrangement according to one of claims 2 to 5 or according to claim 10, in which the micro valve chip has at least one valve base body chip, and in which at least one housing half has a support device against which the valve base body chip ( 2 , 180 ) facing this housing half rests, to prevent the valve chip from bending.

14. Micro valve arrangement according to one of claims 1 to 13, where the microvalve is electrostatically actuated res microvalve.

15. The microvalve arrangement according to one of claims 10 to 14, wherein the elastomer seal ( 116 , 158 , 198 ) has two partial seals, the first partial seal ( 198 ) being arranged between the first valve body chip ( 180 ) and the housing section ( 194 ), wherein the second partial seal ( 198 ) is arranged between the second valve body chip ( 188 ) and the housing section ( 194 ), and wherein the geometries of the partial seals are essentially identical, and the two partial seals have different hardnesses, such that a defined force is generated on the valve chip ( 181 ).