DE10144579C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Fein- bis Mikrostrukturen und/oder komplexen Mikrosystemen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Fein- bis Mikrostrukturen und/oder komplexen Mikrosystemen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fein­ - bis Mikrostrukturen und/oder komplexen Mikrosystemen durch schichtweisen Aufbau in und aus einer photoaushärtbaren Flüs­ sigkeit zwischen zwei Begrenzungsflächen, wobei die einzelnen Schichten durch Belichtung der Flüssigkeit durch eine der Schicht-Topographie entsprechende Maske hindurch gebildet wer­ den und der Abstand zwischen den Begrenzungsflächen sukzessive um die jeweilige Schichtdicke vergrößert wird, sowie eine Vor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens.
Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung ist aus der DB 44 20 999 C2 bekannt. Hilfe der dort offenbarten Technik ist es möglich, die obengenannten Mikrostrukturen durch feinste Schichtbildung in ausgezeichneter Auflösung herzustel­ len.
Darüber hinaus ist es aus der US 5 143 817 A bekannt, integrale 3-dimensionale Objekte aus photoaushärtbaren Schichten herzustellen, wobei die Schichten durch einen abnehmbaren fle­ xiblen transparenten Film hindurch entwickelt werden, wobei eine Seite des Films in Kontakt mit der aushärtbaren Flüssig­ keit ist und die andere Seite mit einer festen transparenten Platte, welche den Film führt und hält.
Mit Hilfe der vorbekannten Technik ist es jedoch nicht möglich, derartige Mikrostrukturen in größerer Stückzahl herzustellen, da in jeder Vorrichtung jeweils nur eine Mikrostruktur gene­ riert werden kann.
Daher hat der Erfinder in DE 195 39 039 C2 eine Lösung vorgeschlagen, wie eine Vielzahl von Strukturen gleichzeitig generiert werden kann. Ausgehend von einer Vorrichtung nach DE 44 20 996 C2 ist hier der Strahlungsquelle eine Strahlteileinrichtung nachgeordnet, wodurch die Teilstrahlen nebeneinander auf eine der Platten gerichtet auf die mit dieser Platte parallele Flüssigkeitsoberfläche fokussiert sind.
Somit können parallel nebeneinander gleichartige Mikrostrukturen zeitgleich generiert werden, wobei jedoch die Anzahl der zu generierenden Strukturen immer noch begrenzt ist.
Es ist aus dem Stand der Technik (DE 197 21 170 A1) bekannt, mit Hilfe des "Rotationsdruckverfahrens" strukturierte Folien bzw. Filme aus thermoplastischen, strahlungshärtbaren Kunststoffen auf einer Trägerfolie zu erzeugen.
Schließlich ist es aus der WO 96/22874 A1 bekannt, mit Hilfe eines Walzenteilpaares, bei dem eine Walze lichtdurchlässig ist und in ihrem inneren eine Lichtquelle aufweist, die Poren der Oberfläche einer thermoplastischen porösen Folie, die zwischen den Walzen hindurchgeführt wird, zu schließen, wobei die Oberfläche des porösen Materials aufgeheizt wird, und zwar durch die aus der Walze kommende Lichtstrahlung.
Somit handelt es sich bei diesen Verfahren nicht um den schichtweisen Aufbau von Mikrostrukturen, sondern um die thermische Behandlung von Oberflächen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit dem/der beliebig viele Mikrostrukturen in Serie hergestellt werden können.
Die Erfindung löst dieses Aufgabe mit den Merkmalen des des Patentanspruchs 1.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren sind im Extremfall genau so viele Walzenpaare in Reihe hintereinander angeordnet wie Schichten in der Strukturen generiert werden sollen. Alternativ kann aber auch ein Walzenpaar, bei dem bei jedem Durchlauf der Abstand um die Schichtdicke erhöht wird, vorgesehen sein. Der Aufbau der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens äh­ nelt dabei bekannten Vorrichtungen der aus der Drucktechnik. Genau wie auf dem Gebiet der Drucktechnik ermöglicht das erfin­ dungsgemäße Verfahren beliebig große "Auflagen".
Die photoaushärtbare Flüssigkeit kann sich dabei ähnlich wie im obengenannten Stand der Technik lediglich auf den Bereich zwi­ schen den beiden Grenzflächen (im Walzenspalt) beschränken. Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch auch in einem mit der photoaushärtbaren Flüssigkeit gefüllten Becken durchführbar.
Anders als beim Verfahren gemäß Stand der Technik müssen die Strukturen auf Substratträgerfolie aufgebaut werden, die mit dem Bauteil eine größere Haftung eingeht als mit der in der Re­ gel antihaftend beschichteten Walze, durch die die Belichtung der Flüssigkeitsoberfläche erfolgt. Diese Walze wird im folgenden Belichtungswalze genannt.
Die Belichtungswalze besteht aus einem für elektromagnetische Wellen (UV-Licht, Laser, etc) durchlässigen Material wie z. B. Quarzglas. Die Generierung der jeweiligen Schicht in ihrer ge­ wünschten Topographie geschieht dabei durch eine Maske, die das Negativ dieser Topographie darstellt. Diese Maske kann entweder auf der Belichtungswalze selbst aufgebracht, beispielsweise aufgedampft sein. Hier zu bietet sich die aus der Mikroelektro­ nik bekannte Chrom-Glas-Maske an, die auch in Graukeilform vor­ liegen kann, wodurch durch einen definierten Lichtdurchlässig­ keitsgradienten beispielsweise auch optische Linsen generiert werden können.
Eine Alternative hierzu wird darin gesehen, daß in der Belich­ tungswalze zwischen Lichtquelle und Walzenoberfläche ein sta­ tionärer Belichtungsschlitz angeordnet ist und die Maske als unterhalb des Schlitzes an der Oberfläche der Belichtungswalze vorbeigeführtes Folienband ausgebildet ist. Diese Belichtungs­ folie mit für elektromagnetische Wellen durchlässigen und un­ durchlässigen Bereichen gemäß der zu generierenden Schichttopo­ graphie wird synchron mit der Substratträgerfolie zwischen Be­ lichtungswalze und Belichtungsschlitz geführt.
Der Belichtungsschlitz hängt dabei in seiner Breite vom Walzen­ durchmesser, vom zu belichtenden Material und von der Umfangs­ geschwindigkeit der Walze ab.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können durch den Einsatz verschiedener aushärtbarer Flüssigkeiten zwischen den jeweiligen Walzenpaaren Strukturen erzeugt werden, die genau definierte physikalische, d. h. z. B elektrische bzw. optische Eigenschaften aufweisen.
Um bei der Erzeugung von Strukturen mit unterschiedlichsten Ei­ genschaften noch freier zu sein, schlägt das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass zusätzliche Folien mit physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften, die von denen der ausgehär­ teten Schichten abweichen, parallel zwischen die Walzen zuge­ führt und mit der oberen Schicht und der folgenden Schicht ver­ klebt werden; so können z. B. zwischen den Schichten auch elek­ trisch leitende Schichten aufgebaut werden. Die mit elektrisch leitenden Materialien strukturiert beschichteten Folien werden dabei ebenfalls mittels mit elektromagnetischen Wellen polyme­ risierbarem Kunststoff strukturiert verklebt. Dabei wird die Verklebung wieder durch eine auf der Belichtungswalze ange­ brachte Maske oder alternativ mit der oben beschriebenen Be­ lichtungsfolie realisiert.
Die Verklebung mit der Struktur kann aber auch mit anderen Kle­ betechniken realisiert werden. Beispielsweise durch eine Folie, die mit einem Kleber beschichtet ist, wobei dieser Kleber eben­ falls strukturiert aufgebracht werden kann, indem man die Be­ schichtungstechniken des Offset-Drucks übernimmt.
Die auf- oder eingebrachten Folien können auch andere Funktio­ nen realisieren. So ist es denkbar, die Elastizität der ein- bzw. aufgebrachten Folie bezüglich ihrer Federwirkung auszunut­ zen. Weiterhin ist es denkbar, Folien mit besonderen magneti­ schen oder chemischen Eigenschaften (basisch, neutral, sauer, hydrophil oder hydrophob) gezielt einzusetzen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die zwischen einem Walzenpaar generierte Schicht in einem nachfolgenden Schritt zum Entfernen der nicht ausgehärteten Substanz gespült wird und in einem nachfolgenden Walzenpaar eine Auffüllung der von der nicht ausgehärteten Sub­ stanz befreiten Bereiche durch Materialien oder fertige Bau­ teile mit abweichenden physikalischen, chemischen und/oder bio­ logischen Eigenschaften durchgeführt wird.
Werden die von der nicht ausgehärteten Substanz befreiten Be­ reiche durch eine andere Substanz gefüllt, kann diese Substanz auch durch andere Aushärtungsmechanismen ausgehärtet werden, z. B. durch Sauerstoffentzug, Verdunstung von Lösungsmitteln oder Wärme.
Hierbei ist es mitunter erforderlich, daß nach dem Reinigungs­ vorgang (Spülvorgang) ein Trocknungsvorgang angeschlossen wird. Werden Bauteile zugeführt, so kann dies dadurch geschehen, daß sie auf einer Folie haftend ähnlich wie bereits oben beschrie­ ben einem Walzenpaar zugeführt werden. Die Bauteile werden in die wie oben beschrieben erzeugte Kavitäten eingelegt, mittels strukturierter Verklebung befestigt und an einer sogenannten Schälwalze durch Schälung von ihrem ursprünglichen Träger be­ freit.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß die in Massen produzierten Mikrostrukturen oder Systeme in einfacher Weise weiterverarbeitet werden können, da die Strukturen auf der Substratfolie in hoher Ordnung, Ausrich­ tung der Lage und Abstand der Bauteile vorliegen, wodurch diese Ordnung bei der Weiterverarbeitung z. B durch Zuführung gegurte­ ter Bauteile ausgenutzt werden kann.
Mit Hilfe des erfindungsgenmäßen Verfahrens ist es jedoch nicht nur möglich, auf der Substratfolie diskrete Strukturen bzw. Bauteile zu generieren, es können darüber hinaus auch mi­ krostrukturierte Folien selbst erzeugt werden, wobei entweder auf der Folie eine strukturierte Oberfläche erzeugt werden kann (Lotosblumeneffekt, Haifischhaut, oder Folien für Flachbild­ schirme) oder aber in sich mikrostrukturierte Folien, wobei nach dem Auftrag dieser Mikrostruktur auf der Trägerfolie an­ schließend diese Trägerfolie wieder entfernt wird.
Im letzten Walzenpaar können beispielsweise die Strukturen mit einer adhäsiven Folie überzogen werden, die beim Transport und vor der Weiterverarbeitung als Verpackung zum Schutz gegen äu­ ßere Einflüsse ausgelegt sein soll.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen darge­ stellt und näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 Walzenpaar bei der Erzeugung einer ersten Substrat­ schicht,
Fig. 2 Walzenpaar gemäß Fig. 1 mit Maskenfolie,
Fig. 3 Walzenpaar bei der Erzeugung der zweiten Schicht,
Fig. 4 Walzenpaar und Zuführvorrichtung von einzulegenden Bauteilen,
Fig. 5 Walzenpaar mit Zuführung einer Folie.
In den Fig. 1 bis 5 ist jeweils ein Walzenpaar dargestellt und allgemein mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Für die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung muß man sich n dieser Walzenpaare in Reihe zueinander geschaltet vorstellen, wobei n abhängig ist von der Strukturhöhe bzw. von den Eigenschaften, die eine der­ artige Struktur haben soll. Alternativ kann aber auch ein Wal­ zenpaar vorgesehen sein, bei dem bei jedem Durchlauf der Ab­ stand der Walzen um die Schichtdicke erhöht wird.
In der Fig. 1 ist das erste Walzenpaar 1 innerhalb der Vorrich­ tung dargestellt. Es besteht (wie im Prinzip die anderen Wal­ zenpaare auch) aus einer aus für elektromagnetische Wellen durchlässigem Material bestehenden Belichtungswalze 2 und einer Gegenwalze 3, die zwischen sich einen Walzenspalt 4 lassen. In der Belichtungswalze 2 ist eine elektromagnetische Wellen aus­ sendende Quelle 5 (UV-Quelle, Laser etc.) angeordnet. Zwischen Lichtquelle 5 und dem Walzenspalt 4 befindet sich in der Walze 2 ein stationärer Belichtungsschlitz 6. Durch den Walzenspalt hindurchgeführt wird eine Substratträgerfolie 7, zwischen wel­ cher und der Belichtungswalze 2 eine durch Adhäsionskräfte ge­ haltene photoaushärtbare Flüssigkeit 8 vorgesehen ist. Auf der Oberfläche der Belichtungswalze 2 ist eine Maske (beispielsweise Chrom-Glas-Maske) aufgetragen, die ein Negativ zur Schicht-Topographie der zu erzeugenden ersten Schicht dar­ stellt.
Die Flüssigkeit 8 wird mit Hilfe der Lichtquelle 5 durch den Belichtungsschlitz 6 belichtet. Dort wo das Licht in die Flüs­ sigkeit eindringen kann (d. h. von der Maske nicht ausgeblendet wird), polymerisiert die Flüssigkeit und wird fest. Hierdurch entsteht die erste Schicht 9 der zu generierenden Struktur.
In der Fig. 2 ist eine an sich gleiche Vorrichtung dargestellt. Hier ist die Maske aber nicht auf der Oberfläche der Belichtungswalze 2 aufgetragen, sondern wird in Form einer Belichtungsfolie 10 zwischen Belichtungsschlitz und Flüssig­ keitsoberfläche hindurchgeführt.
In der Fig. 3 ist ein dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Walzenpaar 1 nachgeordnetes Walzenpaar 1' dargestellt, durch welches die zweite Schicht 9' auf der ersten Schicht 9 in gleicher Weise generiert wird wie diesbezüglich in Fig. 1 und 2 be­ schrieben. Die Substanz zur Erzeugung der zweiten Schicht 9' kann dabei gleich sein wie die Substanz der ersten Schicht 9, kann aber auch aus anderem Material mit abweichenden Eigen­ schaften bestehen.
In der Fig. 4 ist wiederum ein Walzenpaar 1" dargestellt, an dem bereits mit einer Mulde versehene zuvor generierte Struktu­ ren 11 ankommen und dort mit von einer Spule 12 zugeführten (beispielsweise) Bauteilen 13 bestückt werden. Die Bauteile 13 haften auf einer Folie 14. Nach dem Einlegen der Bauteile 13 in die Mulden der Struktur 11 werden diese mittels eines Schälmes­ ser 16 von der Folie 14 abgeschält. Zum Befestigen der Teile 13 in den Mulden können Klebetechniken angewandt werden, bei denen ebenfalls mit photoaushärtbaren Substanzen gearbeitet wird, und zwar in der Art und Weise wie oben beschrieben.
Schließlich ist in Fig. 5 ein abschließendes Walzenpaar 1''' dargestellt, in dem die fertigen Strukturen 11 zum Schutz und zum Transport mit einer Deckfolie 15 abgedeckt werden. Auch hierbei kann mittels des obengenannten Verfahrens eine Verkle­ bung der Folie mit den Strukturen 11 erfolgen.
Abhängig von chemikalischen, physikalischen und biologischen Eigenschaften können ähnlich wie in Fig. 5 dargestellt auch bei der Produktion, d. h. bei der Generierung der Strukturen 11 Fo­ lien zugeführt werden, die dann einzelne Schichten der Struktur bilden.

Claims (17)

1. Verfahren zur Herstellung von Fein- bis Mikrostrukturen und/oder komplexen Mikrosystemen durch schichtweisen Auf­ bau in und aus einer photoaushärtbaren Flüssigkeit zwi­ schen zwei Begrenzungsflächen, wobei die einzelnen Schich­ ten durch Belichtung der Flüssigkeit durch eine der Schicht-Topographie entsprechende Maske hindurch gebildet werden und der Abstand zwischen den Begrenzungsflächen sukzessive um die jeweilige Schichtdicke vergrößert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Schichten (9, 9') der aufzubauenden Struktur (11) zwischen jeweils zwei sich gegenüberste­ henden gegenläufigen, die Begrenzungsflächen bildenden Walzen (2, 3) eines Walzenpaares (1, 1', 1", 1''') generiert werden und der Walzenabstand (4) der Walzen (2, 3) des jeweili­ gen Walzenpaares (1, 1', 1", 1''') durch die Dicke der zu bil­ denden Schicht (9, 9') und der Dicke der bereits vor­ handenen Schichten gegeben ist, wobei die erste Schicht (9) auf einer zwischen den Walzen (2, 3) hindurchfahrenden Substratträgerfolie (7) aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen einem Walzenpaar (1, 1', 1", 1''') generierte Schicht (9, 9') in einem nachfolgenden Schritt zum Entfer­ nen der nicht ausgehärteten Substanz gespült wird und in einem nachfolgenden Walzenpaar eine Auffüllung der von der nicht ausgehärteten Substanz befreiten Bereiche durch lichtaushärtbare Materialien mit abweichenden physikalischen, chemischen und/oder biologischen Eigenschaften durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Substratfolie (7) diskrete Strukturen bzw. Komplex-Systeme in großer Stückzahl erzeugt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mikrostrukturierte Endlos-Folien erzeugt werden, wobei Folien mit einer mikrostrukturierten Oberfläche und/oder Folien gebildet werden, bei denen nach Erzeugung der mi­ krostrukturierten Oberfläche die Substratfolie (7) wieder entfernt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der Schicht-Topographie entsprechende Maske auf der Belichtungswalze (2) aufgetragen ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die der Schicht-Topographie entsprechende Maske auf einer synchron mit der Substratfolie (7) vor der Belichtungswalze (2) vorbeigeführten Folie (10) mit für elektromagnetische Wellen durchlässigen und undurchlässi­ gen Bereichen vorgesehen ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit (8) auf den Spalt (4) zwischen den Walzen (2, 3) begrenzt ist und durch ihre Oberflächenspan­ nung gehalten wird.
8. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem zusätzliche Folien (15) mit physikalischen und/oder chemischen Eigenschaften, die von denen der ausgehärteten Schichten (9, 9') abweichen, parallel zwischen die Walzen (2, 3) geführt und mit der darunter liegenden und der darüber folgenden Schicht verklebt werden.
9. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die zwischen einem Walzenpaar (1, 1', 1") gene­ rierte Schicht (9, 9') in einem nachfolgenden Schritt zum Entfernen der nicht ausgehärteten Substanz gespült wird und in einem nachfolgenden Walzenpaar eine Auffüllung der von der nicht ausgehärteten Substanz befreiten Bereiche durch Bauteile (13) mit abweichenden physikalischen, che­ mischen und/oder biologischen Eigenschaften durchgeführt wird.
10. Verwendung nach Anspruch 9, bei der die Bauteile (13) auf einer Folie (14) haftend zugeführt werden und nach ihrer Positionierung mittels Abschälung von der Folie (14) be­ freit werden.
11. Vorrichtung zur Herstellung von Fein- bis Mikrostrukturen und/oder komplexen Mikrosystemen durch schichtweisen Aufbau in und aus einer photoaushärtbaren Flüssigkeit zwischen zwei Begrenzungsflächen, wobei die einzelnen Schichten durch Belichtung der Flüssigkeit durch eine der Schicht-Topographie entsprechende Maske hindurch gebildet werden und der Abstand zwischen den Begrenzungsflächen sukzessive um die jeweilige Schichtdicke vergößert wird, nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch
mindestens ein Walzenpaar (1, 1', 1", 1'''), bei dem der Abstand zwischen den Walzen (2, 3) veränderbar ist und sich in dem Spalt (4) zwischen den Walzen (2, 3) die photoaushärtbare Flüssigkeit befindet, wobei jeweils eine Walze (2) des Walzenpaares (1, 1', 1", 1''') (Belichtungswalze) aus einem für elektromagnetische Wellen durchlässigen Material besteht, wobei in dieser Walze (2) eine elektromagnetische Wellen aussendende Quelle (5) (Lichtquelle) angeordnet ist, und wobei die Oberfläche der Belichtungswalze (2) nicht haftend ausgebildet ist,
eine jeder Belichtungswalze (2) zugeordneten Maske (10) mit für elektromagnetische Wellen durchlässigen und undurchlässigen Bereichen, sowie
durch eine durch das mindestens eine Walzenpaar (1, 1', 1", 1''') hindurchgeführte Substrat-Trägerfolie (7) als Basis für die zu generierenden Strukturen (11).
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske auf der Oberfläche der Belichtungswalze (2) aufgebracht ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Belichtungswalze (2) zwischen Lichtquelle (5) und Walzenoberfläche ein stationärer Belichtungsschlitz (6) angeordnet ist und die Maske als unterhalb des Schlit­ zes (6) an der Oberfläche der Belichtungswalze (2) vorbei­ geführtes Folienband (10) ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Walzenpaare in Reihe hintereinander angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einzelnen Walzenpaaren (1, 1', 1''') Spülvor­ richtungen angeordnet sind.
16. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei der zwischen den Walzenpaaren (1, 1', 1", 1''') Folienwic­ kel (12, 15) angeordnet sind, deren Folien als Träger für eine Klebstoffschicht und/oder elektronische und/oder mechanische und/oder optische und/oder biologische Bau­ teile (13) ausgebildet sind.
17. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei der zwischen den Walzenpaaren (1, 1', 1", 1''') Folienwickel angeordnet sind, wobei die Folien definierte physikalische bzw. chemische Eigenschaften aufweisen.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4335555A1 (de) 2022-09-07 2024-03-13 JFL-Materials GmbH Verfahren und vorrichtung zum härten von uv-lack

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10145071B4 (de) * 2001-09-13 2008-07-24 microTec Gesellschaft für Mikrotechnologie mbH Verfahren zur Herstellung eines Miniaturschalters
DE10394193D2 (de) 2003-01-17 2005-12-01 Agnes Goetzen Verfahren zur Herstellung von Mikrosystemen
DE102004013161B4 (de) 2004-03-17 2008-04-10 microTec Gesellschaft für Mikrotechnologie mbH Mikrofluidik-Chip
US20070202442A1 (en) * 2006-02-24 2007-08-30 Eastman Kodak Company Method and apparatus for merging a mask and a printing plate
CN104875403A (zh) * 2015-06-17 2015-09-02 侯兴福 片或膜材料生产线、表面加硬设备及其表面加硬装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5143817A (en) * 1989-12-22 1992-09-01 E. I. Du Pont De Nemours And Company Solid imaging system
WO1996022874A1 (en) * 1995-01-24 1996-08-01 Humal Leo Henn A method for the selective closing of the pores of the surface of thermo-plastic porous material
DE4420996C2 (de) * 1994-06-16 1998-04-09 Reiner Dipl Ing Goetzen Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von mikromechanischen und mikrooptischen Bauelementen
DE19721170A1 (de) * 1997-05-21 1998-11-26 Emtec Magnetics Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Films oder einer Schicht mit beidseitiger Oberflächenstruktur
DE19539039C2 (de) * 1994-06-16 1999-11-11 Reiner Goetzen Vorrichtung zur Herstellung von mikromechanischen und mikrooptischen Bauelementen sowie komplexen Mikrosystemen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5143817A (en) * 1989-12-22 1992-09-01 E. I. Du Pont De Nemours And Company Solid imaging system
DE4420996C2 (de) * 1994-06-16 1998-04-09 Reiner Dipl Ing Goetzen Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von mikromechanischen und mikrooptischen Bauelementen
DE19539039C2 (de) * 1994-06-16 1999-11-11 Reiner Goetzen Vorrichtung zur Herstellung von mikromechanischen und mikrooptischen Bauelementen sowie komplexen Mikrosystemen
WO1996022874A1 (en) * 1995-01-24 1996-08-01 Humal Leo Henn A method for the selective closing of the pores of the surface of thermo-plastic porous material
DE19721170A1 (de) * 1997-05-21 1998-11-26 Emtec Magnetics Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Films oder einer Schicht mit beidseitiger Oberflächenstruktur

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4335555A1 (de) 2022-09-07 2024-03-13 JFL-Materials GmbH Verfahren und vorrichtung zum härten von uv-lack
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