DE102004033440A1 - Microstructured device and method for its production - Google Patents

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Martin Dr. Stelzle
Manfried Dürr
Wilfried Dr. Nisch
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Abstract

Zur Herstellung einer mikrostrukturierten Vorrichtung wird ein mikrostrukturiertes erstes Substrat (11) mit zumindest einem erhabenen Bereich (12) bereitgestellt. Dann wird ein Klebstoff auf einen Träger aufgetragen, um dort eine Klebstoffschicht zu erzeugen. Die Klebstoffschicht wird dann auf dem Träger auf den zumindest einen erhabenen Bereich (12) des mikrostrukturierten Substrates (11) übertragen. Danach wird ein zweites, ggf. mikrostrukturiertes Substrat (15) auf dem ersten Substrat (11) positioniert, so dass es mit seiner Kontaktfläche (16) mit dem zumindest einen mit der Klebstoffschicht (14) versehenen erhabenen Bereich (12) des ersten Substrates (11) in Anlage gelangt. Danach wird die Klebstoffschicht (14) ausgehärtet (Fig. 1).To produce a microstructured device, a microstructured first substrate (11) with at least one raised region (12) is provided. An adhesive is then applied to a support to create an adhesive layer there. The adhesive layer is then transferred on the carrier to the at least one raised region (12) of the microstructured substrate (11). Thereafter, a second, optionally microstructured substrate (15) is positioned on the first substrate (11), so that with its contact surface (16) with the at least one raised region (12) of the first substrate (14) provided with the adhesive layer (14). 11) comes into contact. Thereafter, the adhesive layer (14) is cured (Fig. 1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mikrostrukturierte Vorrichtung, mit zumindest einem allseits von Wänden umgebenen Hohlraum oder Mikrokanal, wobei zumindest eine Wand über ihre Kontaktfläche mit einem erhabenen Bereich der restlichen Vorrichtung verklebt ist, sowie Verfahren zur Herstellung einer mikrostrukturierten Vorrichtung und ein Klebewerkzeug zur Durchführung des Verfahrens.The The present invention relates to a microstructured device, with at least one cavity surrounded by walls on all sides or Microchannel, wherein at least one wall over its contact surface with glued to a raised area of the rest of the device, and methods of making a microstructured device and an adhesive tool for implementation of the procedure.

Derartige mikrostrukturierte Vorrichtungen sowie Verfahren zu ihrer Herstellung sind aus dem Stand der Technik vielfach bekannt.such Microstructured devices and process for their preparation are widely known from the prior art.

Die bekannten mikrostrukturierten Vorrichtungen finden beispielsweise als Mikrofluidiksysteme Anwendung, wo sie zur Manipulation von kleinen Flüssigkeitsvolumen eingesetzt werden, wie es beispielsweise bei der chemischen oder biochemischen Analyse erforderlich ist. Die bekannten Vorrichtungen dienen beispielsweise zur Manipulation von und zur Messung an biologischen Zellen, wie es in der DE 197 12 309 beschrieben ist.The known microstructured devices are used, for example, as microfluidic systems, where they are used for the manipulation of small volumes of liquid, as required, for example, in chemical or biochemical analysis. The known devices are used for example for the manipulation of and for the measurement of biological cells, as in the DE 197 12 309 is described.

Andere Anwendungsbeispiele für derartige mikrostrukturierte Vorrichtungen sind Druckköpfe von Tintenstrahldruckern, wie es beispielsweise in der US 5,855,713 beschrieben ist.Other application examples of such microstructured devices are printheads of inkjet printers, as shown for example in US Pat US 5,855,713 is described.

Auch die DE 41 28 964 A1 beschreibt mikrostrukturierte Vorrichtungen mit Mikrohohlräumen, die auf dem Gebiet der Mikromechanik und der integrierten Sensortechnik Anwendung finden.Also the DE 41 28 964 A1 describes microstructured microvoid devices used in the field of micromechanics and integrated sensor technology.

Ein Beispiel für fluidische Mikrosysteme, die durch Strukturierung von Silicium oder von Schichten, die auf Silicium abgeschieden werden, hergestellt werden, ist aus der DE 197 39 717 A1 bekannt.An example of fluidic microsystems made by patterning silicon or layers deposited on silicon is known from US Pat DE 197 39 717 A1 known.

Auch die WO 98/45693 beschreibt Mikrokanalstrukturen für mikrofluidische Manipulationen.Also WO 98/45693 describes microchannel structures for microfluidic Manipulations.

Die bekannten Vorrichtungen haben Abmaße von wenigen Millimetern bis wenigen Zentimetern, wobei die Mikrostrukturierung selbst im Mikrometerbereich liegt. Die in den bekannten Vor richtungen vorhandenen Mikrokanäle haben beispielsweise Dicken von 5 bis 50 μm und Breiten von 50 bis 2000 μm, wobei die Länge der Mikrokanäle im Millimeterbereich liegen kann.The known devices have dimensions of a few millimeters to a few centimeters, with the microstructuring itself in the Micrometer range is. The existing in the known ago devices microchannels For example, have thicknesses of 5 to 50 microns and widths of 50 to 2000 microns, wherein the length the microchannels can be in the millimeter range.

Bei der Herstellung derartiger mikrostrukturierter Vorrichtungen ist also die Herstellung von Kanälen, Hohlräumen etc. erforderlich, was im Allgemeinen mit Methoden der Planartechnologie erfolgt. Dabei werden zwei Substrate durch Lithographie und Ätzverfahren mit Gräben strukturiert und nachfolgend miteinander verbunden, so dass eine geschlossene Hohlraum- bzw. Kanalstruktur entsteht.at the production of such microstructured devices so the production of channels, cavities etc. required, which is generally using planar technology methods he follows. There are two substrates by lithography and etching with trenches structured and subsequently interconnected, so that one closed cavity or channel structure is formed.

In Abhängigkeit von dem Material der Substrate werden die durch die beiden Substrate gebildeten Hälften der Vorrichtung durch verschiedene Verfahren miteinander verbunden. Ein gängiges Verfahren ist dabei das so genannte anodische Bonden, das jedoch nicht anwendbar ist, wenn das Substrat aus einem Polymer oder einem mit temperatursensitiver Beschichtung versehenen Glas oder Silicium besteht. Hinzu kommt, dass die erreichbare Genauigkeit beim anodischen Bonden durch die damit verbundenen Wärmeausdehnungen begrenzt ist.In dependence of the material of the substrates are the through the two substrates formed halves the device connected by various methods. A common one Process is the so-called anodic bonding, however is not applicable if the substrate is made of a polymer or a is provided with temperature-sensitive coating provided with glass or silicon. In addition, the achievable accuracy in anodic bonding by the associated thermal expansions is limited.

Daher haben sich so genannte Klebebondingverfahren durchgesetzt, wie sie beispielsweise aus der eingangs erwähnten WO 98/45693 bekannt sind. Bei dem bekannten Verfahren wird ein Klebstoff durch Stempeln, Rollen, Sprühen, Rakeln oder vergleichbare Schritte flächig auf einem Substrat aufgebracht, woraufhin dieses Substrat dann auf dem zweiten Substrat positioniert wird, auf dem erhabene Bereiche vorgesehen sind, durch die dann die Hohlräume oder Mikrokanäle gebildet werden. Die so gebildeten Hohlräume oder Mikrokanäle sind von drei Wänden aus dem Substratmaterial sowie von einer vierten Wand umgeben, die mit der Klebstoffschicht versehen ist.Therefore So-called Klebebondingverfahren have prevailed, as they For example, from the aforementioned WO 98/45693 are known. In the known method, an adhesive by stamping, rolling, spraying, Doctoring or similar steps applied flat on a substrate, whereupon this substrate is then positioned on the second substrate which is provided on the sublime areas through which then the cavities or microchannels be formed. The cavities or microchannels thus formed are of three walls surrounded by the substrate material and by a fourth wall, the is provided with the adhesive layer.

Derartige Vorrichtungen weisen jedoch eine ganze Reihe von Nachteilen auf, die Kanalwände können beispielsweise nicht vollständig chemisch funktionalisiert werden, also mit Biomolekülen oder einer proteinabweisenden Beschichtung versehen werden, denn die Oberflächenchemie in dem Hohlraum oder Mikrokanal ist über alle vier Wände gesehen nicht homogen. Darüber hinaus können die Benetzungseigenschaften der Klebstoffschicht verschieden zu den Eigenschaften der übrigen Kanaloberfläche sein, wodurch die Fluidikeigenschaften der bekannten Vorrichtung negativ beeinflusst werden.such However, devices have a number of disadvantages, the channel walls can, for example not completely chemically functionalized, ie with biomolecules or a protein-repellent coating, because the surface chemistry in the cavity or microchannel is seen over all four walls not homogeneous. About that can out the wetting properties of the adhesive layer differently the properties of the rest channel surface be, whereby the fluidic properties of the known device be negatively influenced.

Darüber hinaus ist es bei dem bekannten Verfahren nicht ausgeschlossen, dass überschüssiger Klebstoff in die Hohlräume oder Mikrokanäle hinein gelangt, so dass weitere Seiten mit einer unerwünschten Beschichtung versehen sind und ggf. sogar die lichte Weite der Hohlräume oder Mikrokanäle verringert wird, wobei im ungünstigsten Fall die Mikrokanäle sogar verstopfen können. Dies ist insbesondere dann ein Problem, wenn Vorrichtungen mit Mikrostrukturierungen im Mikrometerbereich hergestellt werden sollen.Furthermore it is not excluded in the known method that excess adhesive in the cavities or microchannels gets into it, leaving more pages with an unwanted Coating are provided and possibly even the inside width of the cavities or Microchannels reduced being, being the most unfavorable Case the microchannels even clog. This is particularly a problem when devices with microstructures in the micrometer range to be produced.

Aus der DE 41 28 964 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem zunächst eine flächige Klebstoffschicht aufgebracht wird, die fotostrukturierbar ist. Nach entsprechenden Belichtungs- und Ätzverfahren befinden sich dann nur noch auf den gewünschten erhabenen Bereichen des ersten Substrates Klebstoffbereiche, mit denen die Kontaktflächen des zweiten Substrates verklebt werden. Bei dem bekannten Verfahren ist jedoch von Nachteil, dass es viele Verfahrensschritte erfordert, wobei insbesondere die Strukturierung der Klebstoffschicht eine genaue Ausrichtung zwischen der Schattenmaske sowie dem die erhabenen Bereiche aufweisenden Substrat erfordert.From the DE 41 28 964 A1 a method is known in which initially a two-dimensional adhesive layer is applied, which is photo-patternable. After appropriate exposure and etching procedures are then only on the desired raised areas of the first substrate adhesive regions with which the contact surfaces of the second substrate are bonded. However, in the known method it is disadvantageous that it requires many method steps, wherein in particular the structuring of the adhesive layer requires a precise alignment between the shadow mask and the substrate having the raised areas.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren derart weiterzubilden, dass bei schneller und einfacher sowie reproduzierbarer Durchführung mikrostrukturierte Vorrichtungen ohne die oben erwähnten Nachteile hergestellt werden können.In front In this background, the present invention has the object underlying the known methods in such a way that at faster and easier as well as reproducible performing microstructured Devices without the above mentioned Disadvantages can be produced.

Bei dem eingangs erwähnten Verfahren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Schritte:

  • a) Bereitstellen eines mikrostrukturierten ersten Substrates mit zumindest einem erhabenen Bereich,
  • b) Auftragen eines Klebstoffs auf einem Träger, um dort eine Klebstoffschicht zu erzeugen,
  • c) Übertragen der Klebstoffschicht von dem Träger auf den zumindest einen erhabenen Bereich des mikrostrukturierten Substrates,
  • d) Positionieren eines zweiten, ggf. mikrostrukturierten Substrates auf dem ersten Substrat, so dass es mit seiner Kontaktfläche mit dem zumindest einen mit der Klebstoffschicht versehenen erhabenen Bereich des ersten Substrates in Anlage gelangt, und
  • e) Aushärten der Klebstoffschicht.
In the method mentioned in the introduction, this object is achieved according to the invention by the steps:
  • a) providing a microstructured first substrate having at least one raised area,
  • b) applying an adhesive to a carrier to produce an adhesive layer thereon,
  • c) transferring the adhesive layer from the carrier to the at least one raised region of the microstructured substrate,
  • d) positioning a second, optionally microstructured substrate on the first substrate, so that it comes into contact with its contact surface with the at least one provided with the adhesive layer raised portion of the first substrate, and
  • e) curing the adhesive layer.

Bei der bekannten mikrostrukturierten Vorrichtung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der zumindest eine erhabene Bereich vollständig mit Klebstoff beschichtet ist und die Wände an ihren freien Flächen klebstofffrei sind.at The known microstructured device is this task solved by that the at least one raised area completely coated with adhesive is and the walls on their free surfaces are adhesive-free.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.The The object underlying the invention is complete in this way solved.

Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben nämlich erkannt, dass es entgegen der Erwartung der Fachwelt und abweichend von sämtlichen im Stand der Technik beschriebenen Verfahren doch möglich ist, die erhabenen Bereiche des mikrostrukturierten ersten Substrates vollständig mit der Klebstoffschicht zu bedecken, diese Klebstoff schichten aber so auszubilden, dass beim Zusammenfügen mit dem zweiten Substrat kein Klebstoff in die Mikrokanäle oder Hohlräume fließt, aber dennoch die Kontaktflächen des zweiten Substrates vollflächig mit den erhabenen Bereichen verklebt werden. Dies führt dazu, dass die Mikrokanäle und Hohlräume in der nach dem neuen Verfahren hergestellten Vorrichtung allseits von klebstofffreien Flächen umgeben sind, dass aber andererseits die beiden Substrate sehr fest miteinander verbunden sind.The Namely, inventors of the present application have recognized that it is contrary the expectation of the professional world and deviating from all in the prior art described method possible is the raised areas of the microstructured first substrate Completely to cover with the adhesive layer, but these adhesive layers such that upon mating with the second substrate no glue in the microchannels or cavities flows, but still the contact surfaces the entire surface of the second substrate glued to the raised areas. This leads to, that the microchannels and cavities in the device produced by the new method on all sides of adhesive-free surfaces However, on the other hand, the two substrates are very strong connected to each other.

Dabei ist es bevorzugt, wenn in Schritt b) ein Klebstoff mit einer dynamischen Viskosität aufgetragen wird, die geringer als 1000 mPa s ist, vorzugsweise bei 200 bis 500 mPa s liegt, weiter vorzugsweise ca. 300 mPa s beträgt.there it is preferred if in step b) an adhesive with a dynamic viscosity is applied, which is less than 1000 mPa s, preferably at 200 to 500 mPa s, more preferably about 300 mPa s.

Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben erkannt, dass ein Klebstoff mit einer derartigen dynamischen Viskosität auf dem Träger in einer hinreichend dünnen Schicht aufgebracht werden kann, wobei beim Übertragen der Klebstoffschicht von dem Träger auf die erhabenen Bereiche sichergestellt ist, dass der Klebstoff nur auf den erhabenen Bereichen haften bleibt und weder beim Übertragen der Klebstoffschicht noch beim nachträglichen Aufdrücken des zweiten Substrates in die Kanäle und Hohlräume hineinfließt. Mit anderen Worten, der Klebstoff benetzt entweder die erhabenen Bereiche oder verbleibt auf dem Träger, der beispielsweise direkt auf das erste Substrat aufgepresst werden kann, so dass ausschließlich die erhabenen Bereiche durch Abdruck mit einer Klebstoffschicht versehen werden.The Inventors of the present application have recognized that an adhesive having such a dynamic viscosity on the carrier in one sufficiently thin Layer can be applied, wherein when transferring the adhesive layer from the carrier Ensuring that the adhesive is on the raised areas sticking only on the raised areas and neither during transfer the adhesive layer still during the subsequent pressing of the second substrate in the channels and cavities flows into it. With In other words, the adhesive either wets the raised areas or remains on the carrier, for example, be pressed directly onto the first substrate can, so only the raised areas by imprinting with an adhesive layer be provided.

Dabei ist es weiter bevorzugt, wenn in Schritt b) eine Klebstoffschicht mit einer Dicke von weniger als 10 μm, vorzugsweise weniger als 5 μm, weiter vorzugsweise weniger als 3 μm erzeugt wird.there it is further preferred if in step b) an adhesive layer with a thickness of less than 10 μm, preferably less than 5 μm, more preferably less than 3 μm is produced.

Die Erfinder haben weiter erkannt, dass bei einer derartigen Dicke der Klebstoffschicht verhindert wird, dass sich beim Übertragen der Klebstoffschicht auf die erhabenen Bereiche und/oder beim Aufpressen des zweiten Substrates Klebstoffwülste bilden, die in die Hohlräume oder Mikrokanäle hinein gelangen und diese teilweise oder vollständig verschließen.The Inventors have further recognized that with such a thickness of the Adhesive layer prevents it from transferring the adhesive layer on the raised areas and / or during pressing form the second substrate adhesive beads, which in the cavities or microchannels get in and close this partially or completely.

In einem Ausführungsbeispiel wird beispielsweise ein Klebstoff mit einer Viskosität von 300 mPa s und einer Dicke der Klebstoffschicht von 1 bis 3 μm eingesetzt. Als Klebstoff hat sich beispielsweise der unter dem Handelsnamen "Vitralit 1558" vertriebene Klebstoff der Firma Panacol-Elosol GmbH in 61440 Oberursel erwiesen.In an embodiment For example, an adhesive with a viscosity of 300 mPa s and a thickness of the adhesive layer of 1 to 3 microns used. As an adhesive, for example, under the trade name "Vitralit 1558" sold adhesive the company Panacol-Elosol GmbH in 61440 Oberursel proven.

Weiter ist es bevorzugt, wenn in Schritt e) das Aushärten des Klebstoffs durch geeignete Maßnahmen, vorzugsweise durch Druck und/oder Temperaturbehandlung und/oder UV-Bestrahlung unterstützt wird.Further it is preferred if in step e) the curing of the adhesive by suitable Activities, preferably by pressure and / or temperature treatment and / or UV irradiation supported becomes.

Bei dieser Maßnahme ist von Vorteil, dass in an sich bekannter Weise der Klebstoff definiert ausgehärtet wird, so dass eine sichere und feste Verbindung entsteht.at this measure It is advantageous that the adhesive is defined in a manner known per se hardened so that a secure and firm connection is created.

Wenn beispielsweise der oben erwähnte Klebstoff Vitralit 1558 verwendet wird, so kann er durch Bestrahlung mit UV-Licht im Spektralbereich 320-370 nm für 300 Sekunden mit einer Strahlungsleistung von 10 mW/cm2 ausgehärtet werden.For example, when the above-mentioned adhesive Vitralit 1558 is used, it can be cured by irradiation with UV light in the spectral range 320-370 nm for 300 seconds with a radiation power of 10 mW / cm 2 .

Allgemein ist es dabei bevorzugt, wenn in Schritt b) der Klebstoff auf eine planare Fläche aufgetragen wird.Generally it is preferred if in step b) the adhesive to a planar surface is applied.

Hier ist von Vorteil, dass das neue Verfahren sehr schnell und einfach durchgeführt werden kann. Die dünne Klebstoffschicht muss zunächst auf der planaren Fläche des Trägers auf gesponnen werden, wobei sie dann durch Abdruck auf das mikrostrukturierte erste Substrat übertragen wird. Aufgrund der Eigenschaften des Klebstoffes und der Dicke der Klebstoffschicht werden dabei nur die erhabenen Bereiche des ersten Substrates benetzt.Here It is an advantage that the new procedure is very quick and easy carried out can be. The thin one Adhesive layer must first on the planar surface of the carrier to be spun on, whereby they are then imprinted on the microstructured transferred first substrate becomes. Due to the properties of the adhesive and the thickness of the adhesive layer In this case, only the raised areas of the first substrate are wetted.

Alternativ kann dabei die Klebstoffschicht mit einem Zwischenstempel von dem Träger abgenommen und auf das Substrat übertragen werden.alternative can the adhesive layer with an intermediate punch of the carrier removed and transferred to the substrate become.

Andererseits ist es bevorzugt, wenn in Schritt b) der Klebstoff auf eine gewölbte Fläche aufgetragen wird.on the other hand it is preferred if in step b) the adhesive is applied to a curved surface becomes.

Bei dieser Maßnahme ist von Vorteil, dass ein großflächiger Kontakt mit der zu benetzenden Oberfläche vermieden wird, was gegenüber der vollflächigen Übertragung mit dem Zwischenstempel oder unmittelbar dem planaren Träger eine starke Adhäsion und zu hohe Kräfte beim Ablösen der Klebstoffschicht von dem mikrostrukturierten Substrat vermeidet.at this measure is an advantage that a large-scale contact with the surface to be wetted what is being avoided is what is being avoided the full-surface transmission with the intermediate punch or directly to the planar carrier one strong adhesion and too high forces when peeling off the adhesive layer avoids the microstructured substrate.

Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn der Träger flexibel ist, so dass er vorzugsweise in Schritt c) vorgewölbt und auf dem erhabenen Bereich des ersten Substrats abgewälzt werden kann.there For example, it is particularly preferred if the support is flexible so that it preferably bulged in step c) and on the raised portion of the first substrate rolled can be.

Diese Maßnahme vereint die oben erwähnten Vorteile, denn die Klebstoffschicht kann zunächst nach bekannten Verfahren auf dem planaren Träger aufgebracht werden, woraufhin der Träger dann vorgewölbt und auf dem ersten Substrat abgewälzt wird, so dass eine definierte Übertragung der Klebstoffschicht lediglich auf die erhabenen Bereiche sichergestellt ist.These measure combines the above mentioned Advantages, because the adhesive layer can first by known methods applied to the planar support whereupon the carrier then bulging and is rolled on the first substrate, so that a defined transmission the adhesive layer is ensured only on the raised areas is.

In einem anderen Ausführungsbeispiel ist es bevorzugt, wenn in Schritt b) der Klebstoff auf zumindest eine Walze aufgetragen wird.In another embodiment it is preferred if in step b) the adhesive is at least a roller is applied.

Diese Walze kann als gewölbte Fläche im Sinne der obigen Ausführungen angesehen werden, so dass sich der bereits erwähnte Vorteil der geringen Kontaktfläche zwischen der Klebstoffschicht und der mikrostrukturierten Vorrichtung ergibt, wenn die Walze auf dem zumindest einen erhabenen Bereich des ersten Substrats abgerollt wird.These Roller can be curved area in the sense of the above statements be regarded, so that the already mentioned advantage of the small contact surface between the adhesive layer and the microstructured device, when the roller on the at least one raised portion of the first Substrate is unrolled.

In einer Weiterbildung ist es bevorzugt, wenn in Schritt b) der Klebstoff auf zwei aneinander anliegende Walzen aufgetragen und in Schritt c) die Klebstoffschicht durch gegensinniges Drehen der beiden Walzen erzeugt wird, wobei vorzugsweise in Schritt c) eine sich zwischen den beiden Walzen ausbildende Klebstoffwulst als Klebstoffreservoir dient oder alternativ entfernt werden kann, wobei die Klebstoffschicht ggf. durch erneutes gegensinniges Drehen der beiden Walzen homogenisiert wird. Vorzugsweise wird das Entfernen von Klebstoffwulst und Homogenisieren von Klebstoffschicht mehrfach wiederholt, bis sich keine oder keine merkliche Klebstoffwulst mehr ausbildet.In In a further development, it is preferred if in step b) the adhesive applied to two adjoining rollers and in step c) the adhesive layer by turning the two rolls in opposite directions is generated, preferably in step c) a between the two rolls forming adhesive bead as an adhesive reservoir serves or alternatively can be removed, wherein the adhesive layer if necessary, homogenize by turning the two rolls again in opposite directions becomes. Preferably, the removal of adhesive bead and homogenization repeated by adhesive layer until no or none noticeable bead of adhesive forms more.

Bei dieser Maßnahme ist von Vorteil, dass eine sehr definierte Klebstoffschicht ausgebildet wird, wobei ferner das Dosieren des Klebstoffes für die Reproduzierbarkeit des neuen Verfahrens keine entscheidende Rolle mehr spielt. Es muss lediglich sichergestellt werden, dass zumindest so viel Klebstoff auf die Walzen aufgetragen wird, wie zur Ausbildung von homogenen Klebstoffschichten hinreichender Dicke auf beiden Walzen erforderlich ist. Eine Überdosierung ist jedoch unschädlich, denn dann bildet sich zwischen den sich gegensinnig drehenden Walzen eine Klebstoffwulst, die entweder als Klebstoffreservoir dient, also zum „Auffüllen" der Klebstoffschicht dient, die von der Unterseite einer der beiden Walzen auf das Substrat übertragen wird, oder aber entfernt, beispielsweise abgestreift werden kann. Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben festgestellt, dass auf diese Weise eine Klebstoffschicht erzeugt wird, die so dünn ist, dass auch beim Übertrag auf das mikrostrukturierte Substrat keine Wulstbildung und dementsprechend keine Kontamination der Kanäle mit Klebstoff auftreten kann.at this measure It is advantageous that a very defined adhesive layer is formed and further dosing the adhesive for reproducibility plays a decisive role in the new procedure. It must just make sure that at least that much glue on the rollers are applied, as for the formation of homogeneous adhesive layers sufficient thickness is required on both rollers. An overdose is harmless, because then forms between the oppositely rotating rolls one Adhesive bead, which either serves as an adhesive reservoir, ie serves to "fill in" the adhesive layer, transferred from the bottom of one of the two rollers on the substrate is, or removed, for example, can be stripped. The inventors of the present application have found that this way creates an adhesive layer that is so thin that also during the transfer no beading on the microstructured substrate and accordingly no contamination of the channels with Adhesive can occur.

Dabei ist es bevorzugt, wenn die zumindest eine Walze auf ihrer Oberfläche Mikrokavitäten aufweist, die als Klebstoffreservoir dienen.there it is preferred if the at least one roller has microcavities on its surface, which serve as an adhesive reservoir.

Hier ist von Vorteil, dass beim Auftragen des Klebstoffes und Ausbilden der Klebstoffschicht Klebstoff in die Mikrokavitäten eingebracht wird, die in hoher lateraler Dichte angeordnet sein können. Die Mikrokavitäten dienen dann als eine Art Klebstoffreservoir, so dass die Klebstoffmenge auf der Walze reproduzierbar und definiert eingestellt werden kann. Die Mikrostrukturierung hat den weiteren Vorteil, dass beim Abrollen der Walze auf den erhabenen Bereichen des Substrates kein Klebstoffwulst vor der Walze entsteht, der die Mikrostrukturierung teilweise oder vollständig verfüllen könnte. Statt dessen ist sichergestellt, dass Klebstoff von der derart mikrostrukturierten Walze nur auf die erhabenen Bereiche des Substrates übertragen wird, die mit der abrollenden Walze in Kontakt gelangen und von dem Klebstoff benetzt werden.Here it is advantageous that when applying the adhesive and forming the adhesive layer, adhesive is introduced into the microcavities, which can be arranged in a high lateral density. The microcavities then serve as a kind of adhesive reservoir, so that the amount of adhesive on the roller can be adjusted reproducibly and defined. The microstructuring has the further advantage that when rolling the roller on the raised areas of the substrate no bead of adhesive is produced in front of the roller, which could fill the microstructuring partially or completely. Instead, it is ensured that adhesive is transferred from the thus microstructured roll only to the raised portions of the substrate, which rolls with the rolling Contact roller and wetted by the adhesive.

Selbstverständlich ist es möglich, das Verfahren auch mit mehr als zwei Walzen auszuführen, wobei zum Übertragen der Klebstoffschicht auf das erste Substrat eine oder mehrere der eingesetzten Walzen verwendet werden können.Of course it is it is possible the method also perform with more than two rolls, wherein to transfer the adhesive layer on the first substrate one or more of used rollers can be used.

Es ist auch möglich, lediglich eine Walze mit der Mikrostrukturierung zu versehen und die andere Walze oder die anderen Walzen zum homogenisierten Einbringen des Klebstoffes in die Mikrostrukturierung zu verwenden.It is possible, too, merely to provide a roll with the microstructuring and the other roller or rollers for homogenized introduction to use the adhesive in the microstructuring.

Allgemein ist es bevorzugt, wenn im Schritt c) die Klebstoffschicht unter Druck auf den zumindest einen erhabenen Bereich übertragen wird, wobei der Druck vorzugsweise größer als 1 × 105 Pa, vorzugsweise größer als 3 × 105 Pa ist.In general, it is preferred if in step c) the adhesive layer is transferred under pressure to the at least one raised region, wherein the pressure is preferably greater than 1 × 10 5 Pa, preferably greater than 3 × 10 5 Pa.

Versuche der Erfinder haben gezeigt, dass bei diesem Druck insbesondere im Zusammenhang mit dem oben erwähnten Klebstoff Vitralit 1558 eine sehr gut reproduzierbare, hinreichend dünne und die erhabenen Bereiche nach dem Übertrag vollständig bedeckende Klebstoffschicht erzeug wird, die beim Aufdrücken des zweiten Substrates nicht in die Hohlräume oder Mikrokanäle eindringt.tries The inventors have shown that in this pressure, in particular in Related to the above Adhesive Vitralit 1558 a very well reproducible, sufficient thin and the raised areas after the carryover completely covering Adhesive layer is produced when pressing the second substrate not in the cavities or microchannels penetrates.

Weiter ist es bevorzugt, wenn in Schritt d) das zweite Substrat unter Druck auf dem ersten Substrat positioniert wird, wobei dieser Druck im Bereich von 0 bis 20 × 105 Pa liegt.Further, it is preferable that, in step d), the second substrate is positioned under pressure on the first substrate, which pressure is in the range of 0 to 20 × 10 5 Pa.

Hier ist von Vorteil, dass bei diesem Druckbereich einerseits eine sehr gute Klebeverbindung zwischen den beiden Substraten hergestellt wird, wobei andererseits verhindert wird, dass Klebstoff in die Hohlräume oder Mikrokanäle hinein gelangt.Here is advantageous that at this pressure range on the one hand a very good bond between the two substrates produced on the other hand, it is prevented that adhesive in the cavities or microchannels gets into it.

Es versteht sich, dass die Viskosität des Klebstoffes, die Dicke der Klebstoffschicht sowie der Druck, mit dem die Klebstoffschicht auf die erhabenen Bereiche übertragen wird, sowie der Druck, mit dem das zweite Substrat auf das erste Substrat auf gepresst wird, in Abhängigkeit voneinander eingestellt werden müssen. Bei geringerer Viskosität ist beispielsweise eine geringere Dicke der Klebstoffschicht und ein geringerer Druck beim Übertrag und Zusammenfügen erforderlich, während bei einer etwas höheren Viskosität die Dicke und der Druck jeweils größer sein können bzw. müssen. In jedem Fall muss jedoch sichergestellt werden, dass sich sowohl beim Übertragen der Klebstoff schicht als auch beim Zusammenfügen der beiden Substrate keine Klebstoffwulst bildet, die als Verunreinigung in die Hohlräume oder Mikrokanäle gelangen kann.It It is understood that the viscosity the adhesive, the thickness of the adhesive layer and the pressure, with which the adhesive layer transferred to the raised areas is, as well as the pressure with which the second substrate on the first Substrate is pressed on, set in dependence on each other Need to become. At lower viscosity For example, is a smaller thickness of the adhesive layer and a lower pressure during carryover and joining together required while at a slightly higher level viscosity the thickness and the pressure can respectively be greater. In any case, however, must be ensured that both the transfer of the adhesive layer as well as when joining together the two substrates does not form an adhesive bead, which as an impurity in the cavities or microchannels can get.

Vor diesem Hintergrund betrifft die vorliegende Erfindung ferner ein Klebewerkzeug zur Durchführung des neuen Verfahrens, mit einem Halter, an dem ein Haltebereich für mikrostrukturierte Substrate vorgesehen ist, mit einer ersten Walze, die drehbar an dem Halter gelagert ist, und mit zumindest einer zweiten Walze, die drehbar und derart verstellbar an dem Halter gelagert ist, dass sie sowohl mit der ersten Walze als auch mit einem in dem Haltebereich angeordneten Substrat in Anlage bringbar ist, wobei vorzugsweise zumindest eine der Walzen auf ihrer Oberfläche Mikrokavitäten aufweist, die als Klebstoffreservoir dienen.In front In this background, the present invention further relates to Adhesive tool for implementation of the new method, with a holder on which a holding area for microstructured Substrates is provided, with a first roller which is rotatable on the Holder is mounted, and with at least a second roller, the is rotatably mounted and adjustable on the holder, that they are arranged both with the first roller and with one in the holding area Substrate is brought into contact, wherein preferably at least one the rollers on their surface microcavities has, which serve as an adhesive reservoir.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.Further Advantages will be apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combinations, but also can be used in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description explained. Show it:

1 die Herstellung einer mikrostrukturierten Vorrichtung, bei der die einen Hohlraum umgebenden Wände an ihren freien Flächen klebstofffrei sind; 1 the production of a microstructured device in which the walls surrounding a cavity are free of adhesive at their free surfaces;

2 einen Zwischenstempel zur Übertragung einer Klebstoffschicht von einem Träger auf erhabene Bereiche der Vorrichtung aus 1; 2 an intermediate punch for transferring an adhesive layer from a carrier to raised areas of the device 1 ;

3 einen flexiblen Träger zur Übertragung einer Klebstoffschicht auf erhabene Bereiche der Vorrichtung gemäß 1; 3 a flexible carrier for transferring an adhesive layer to raised areas of the device according to 1 ;

4 zwei gegensinnig drehende Walzen zur Erzeugung einer Klebstoffschicht, die auf die erhabenen Bereiche der Vorrichtung gemäß 1 übertragen wird; und 4 two oppositely rotating rollers for producing an adhesive layer, which on the raised portions of the device according to 1 is transmitted; and

5 ein Klebewerkzeug zur Erzeugung einer Klebstoffschicht und zum Auftragen der Klebstoffschicht auf die erhabenen Bereiche der Vorrichtung aus 1. 5 an adhesive tool for producing an adhesive layer and for applying the adhesive layer to the raised areas of the device 1 ,

In 1 ist die Herstellung einer mikrostrukturierten Vorrichtung 10 in drei Schritten dargestellt.In 1 is the production of a microstructured device 10 shown in three steps.

Oben in 1 ist ein Substrat 11 bereitgestellt, das beispielsweise aus Glas oder Silicium bestehen kann. Auf dem Substrat 11 sind beispielhaft drei erhabene Bereiche 12 angeordnet, die durch Abstandshalter aus einem geeigneten Polymer gebildet sind.Top in 1 is a substrate 11 provided, which may for example consist of glass or silicon. On the substrate 11 are exemplary three raised areas 12 arranged by Ab Standhalter are formed from a suitable polymer.

Auf die erhabenen Bereiche 12 ist gemäß der mittleren Abbildung in 1 jeweils eine Klebstoffschicht 14 aufgebracht, die die erhabenen Bereiche 12 nahezu vollständig bedecken.On the sublime areas 12 is according to the middle picture in 1 one adhesive layer each 14 applied to the raised areas 12 almost completely cover.

Auf das erste Substrat 11 ist unten in 1 ein zweites Substrat 15 derart aufgebracht, dass es mit seinen Kontaktflächen 16 auf den erhabenen Bereichen 12 zu liegen kommt, so dass die beiden Substrate 11 und 15 durch die Klebstoffschichten 14 fest miteinander verbunden werden.On the first substrate 11 is down in 1 a second substrate 15 so applied to it with its contact surfaces 16 on the sublime areas 12 comes to rest, leaving the two substrates 11 and 15 through the adhesive layers 14 be firmly connected with each other.

Auf das erste Substrat 11 zu weisend sind auf dem zweiten Substrat 15 noch zwei bei 17 angedeutete Mikroelektroden angeordnet, die in die auf diese Weise gebildeten Mikrokanäle 18 hineinragen.On the first substrate 11 to be pointing are on the second substrate 15 two more 17 indicated microelectrodes arranged in the thus formed microchannels 18 protrude.

Die Mikrokanäle 18 sind von vier Wänden umgeben, die durch das erste und zweite Substrat 11, 15 sowie die erhabenen Bereiche 12 gebildet werden. An dem zweiten Substrat 15, dem ersten Substrat 11 sowie den erhabenen Bereichen 12 sind freie Flächen 19, 21 bzw. 22 vorgesehen, die aufgrund der speziellen Auftragungsart der Klebstoffschicht 14 klebstofffrei sind, so dass alle vier die Mikrokanäle 18 umgebenden Wände die gleiche Benetzbarkeit sowie Oberflächenchemie aufweisen.The microchannels 18 are surrounded by four walls, passing through the first and second substrate 11 . 15 as well as the raised areas 12 be formed. On the second substrate 15 , the first substrate 11 as well as the sublime areas 12 are free spaces 19 . 21 respectively. 22 provided due to the special application of the adhesive layer 14 are adhesive-free, so all four are the micro-channels 18 surrounding walls have the same wettability as well as surface chemistry.

Es sei noch erwähnt, dass die Vorrichtung 10 aus 1 eine mikrostrukturierte Vorrichtung ist, die erhabenen Bereiche 12 weisen beispielsweise eine Höhe von 20 μm sowie eine Breite von 50 μm auf, wobei sie zueinander einen Abstand von 100 μm aufweisen. Die Mikrokanäle 18 haben dementsprechend eine Breite von 100 μm sowie eine Höhe von 20 μm.It should be noted that the device 10 out 1 a microstructured device is the raised areas 12 have for example a height of 20 microns and a width of 50 microns, wherein they have a distance of 100 microns to each other. The microchannels 18 accordingly have a width of 100 microns and a height of 20 microns.

Die Zahlenangaben sind lediglich beispielhaft zu verstehen, wobei die Darstellung der 1 ferner nicht maßstabsgetreu ist.The figures are to be understood as exemplary only, wherein the representation of the 1 furthermore not to scale.

Die Klebstoffschicht 14 wird durch einen Kleber gebildet, der eine Viskosität von 300 mPa s aufweist, wie sie beispielsweise bei dem Kleber Vitralit 1558 von Panacol-Elosol GmbH, 61440 Oberursel zu finden ist.The adhesive layer 14 is formed by an adhesive having a viscosity of 300 mPa s, as for example in the case of the adhesive Vitralit 1558 of Panacol-Elosol GmbH, 61440 Oberursel.

Die Klebstoffschicht weist eine Dicke von 1 bis 3 μm auf, wobei diese Dicke unter anderem durch die Güte der Planarität der erhabenen Bereiche 12 sowie der Kontaktflächen 16 bestimmt ist.The adhesive layer has a thickness of 1 to 3 microns, which thickness among other things by the quality of the planarity of the raised areas 12 as well as the contact surfaces 16 is determined.

Nachdem die beiden Substrate 11 und 15 so zusammengefügt wurden, wie dies in 1 gezeigt ist, wird die Klebstoffschicht ausgehärtet, indem für 300 sec eine Bestrahlung mit UV-Licht im Spektralbereich 320-370 nm erfolgt, die Bestrahlungsleistung liegt dabei bei ca. 10 mW/cm2, wobei die Substrate 11 und 15 mit einem Druck von weniger als 105 Pa zusammengefügt werden.After the two substrates 11 and 15 were put together like this in 1 is shown, the adhesive layer is cured by irradiating for 300 sec with UV light in the spectral range 320-370 nm, the irradiation power is about 10 mW / cm 2 , wherein the substrates 11 and 15 be joined together with a pressure of less than 10 5 Pa.

Wie das Aufbringen der Klebstoffschicht 14 erfolgt, soll jetzt anhand der folgenden Figuren erläutert werden.Like applying the adhesive layer 14 will now be explained with reference to the following figures.

In 2 ist ein Träger 24 gezeigt, der eine planare Oberfläche aufweist, auf der eine Klebstoffschicht 25 in an sich bekannter Weise aufgesponnen ist. Diese Klebstoffschicht 25 weist beispielsweise eine Dicke von 3 μm auf.In 2 is a carrier 24 shown having a planar surface on which an adhesive layer 25 Spun in a conventional manner. This adhesive layer 25 has, for example, a thickness of 3 μm.

Mit Hilfe eines schematisch angedeuteten Zwischenstempels 26 wird die Klebstoffschicht 25 jetzt von dem Träger 24 abgenommen und auf die erhabenen Bereiche 12 des Substrates 11 aus 1 oben aufgestempelt. Aufgrund der Viskosität des Klebstoffes in der Klebstoffschicht 25 sowie der Dicke der Klebstoffschicht 25 und dem Druck, mit dem der Zwischenstempel auf das erste Substrat 11 aufgedrückt wird, wird auf diese Weise lediglich im Bereich der erhabenen Bereiche 12 die Klebstoffschicht 25 auf die erhabenen Bereiche 12 übertragen, wo sie die Klebstoffschicht 14 bilden. Der bei dieser Übertragung aufgewendete Druck liegt beispielsweise im Bereich von 0,1 bis 5 × 105 Pa.With the help of a schematically indicated intermediate punch 26 becomes the adhesive layer 25 now from the carrier 24 removed and on the raised areas 12 of the substrate 11 out 1 stamped on top. Due to the viscosity of the adhesive in the adhesive layer 25 and the thickness of the adhesive layer 25 and the pressure with which the intermediate punch on the first substrate 11 is imprinted in this way only in the area of the raised areas 12 the adhesive layer 25 on the raised areas 12 transfer where they get the glue layer 14 form. The pressure used in this transfer is, for example, in the range of 0.1 to 5 × 10 5 Pa.

In 3 ist ein flexibler Träger 28 gezeigt, auf dem eine Klebstoffschicht 29 in an sich bekannter Weise aufgebracht wurde. Unter dem Träger 28 befindet sich ein Halter 31, auf dem das erste Substrat 11 aus 1 angeordnet ist. Aufgrund der Größenunterschiede ist das Substrat 11 lediglich beispielhaft gezeigt, die 3 ist genauso wenig maßstabgetreu wie die 1 und 2.In 3 is a flexible carrier 28 shown on which an adhesive layer 29 was applied in a conventional manner. Under the carrier 28 there is a holder 31 on which the first substrate 11 out 1 is arranged. Due to the size differences, the substrate is 11 merely exemplified, the 3 is as true to scale as the 1 and 2 ,

Weil das Substrat 28 flexibel ist, kann es im ebenen Zustand mit der Klebstoffschicht 29 versehen werden, woraufhin es dann so vorgewölbt wird, wie dies in 3 zu sehen ist. Der Träger 28 wird dann auf dem Substrat 11 abgewälzt, was durch einen Pfeil 32 angedeutet wird. Auf diese Weise ist die Kontaktfläche zwischen dem Substrat 11 sowie dem Träger 28 relativ gering, was bei der Übertragung der Klebstoffschicht 29 auf das Substrat 11 den gewünschten Effekt unterstützt, dass nämlich lediglich im Bereich der erhabenen Bereiche 12 aus 1 eine Klebstoffschicht 14 ausgebildet wird.Because the substrate 28 Flexible, it can be in level condition with the adhesive layer 29 be provided, whereupon it is then bulged as in 3 you can see. The carrier 28 will then be on the substrate 11 passed, what an arrow 32 is hinted at. In this way, the contact area between the substrate 11 as well as the carrier 28 relatively low, resulting in the transfer of the adhesive layer 29 on the substrate 11 supports the desired effect, namely only in the area of the raised areas 12 out 1 an adhesive layer 14 is trained.

Anstelle eines flexiblen Trägers 28 kann auch eine Walze als Träger verwendet werden, wie dies jetzt anhand der 4 und 5 erörtert wird.Instead of a flexible carrier 28 Also, a roller can be used as a carrier, as now based on the 4 and 5 is discussed.

In 4 sind zwei gegensinnig drehende Walzen 34, 35 gezeigt, von denen zumindest eine auf ihrer Oberfläche mit einer bei 36 angedeuteten Mikrostrukturierung durch Mikrokavitäten versehen ist. Die Mikrokavitäten dienen dazu, Klebstoff aufzunehmen, der auf die Walzen 34, 35 aufgetragen wird.In 4 are two counter-rotating rollers 34 . 35 of which at least one on its surface with a at 36 indicated microstructuring is provided by micro cavities. The microcavities serve to pick up adhesive on the rollers 34 . 35 is applied.

Dabei ist es ausreichend, wenn eine der beiden Walzen 34, 35 die Mikrostrukturierung 36 aufweist, die andere Walze kann beispielsweise eine glatte Oberfläche haben. Die Klebstoffschicht wird dann auf der mikrostrukturierten Walze ausgebildet und in noch zu beschreibender Weise auf die erhabenen Bereiche 12 des ersten Substrates 11 übertragen.It is sufficient if one of the two rolls 34 . 35 the microstructuring 36 For example, the other roller may have a smooth surface. The adhesive layer is then formed on the microstructured roll and, as will be described, on the raised areas 12 of the first substrate 11 transfer.

Die Mikrokavitäten weisen dabei Querabmessungen auf, die von 0,1 μm × 0,1 μm bis 50 μm × 50 μm reichen, wobei die Mikrokavitäten nicht notwendigerweise quadratisch ausgebildet sein müssen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel haben die Mikrokavitäten Abmessungen von 5 μm × 5 μm. Die Anzahl der Mikrokavitäten pro mm2 liegt im Bereich von 1010 bis 400, wobei eine Anzahldichte von 40.000/mm2 bevorzugt ist. Das Volumen der einzelnen Mikrokavitäten liegt dann im Bereich von 1 nl (bei Abmessungen von 50 μm × 50 μm) bis 1 attoliter (bei Abmessungen vom 0,1 μm × 0,1 μm).The microcavities have transverse dimensions which range from 0.1 μm × 0.1 μm to 50 μm × 50 μm, wherein the microcavities do not necessarily have to be square. In the embodiment shown, the microcavities have dimensions of 5 μm × 5 μm. The number of microcavities per mm 2 is in the range of 10 10 to 400, with a number density of 40,000 / mm 2 being preferred. The volume of the individual microcavities is then in the range of 1 nl (in the case of dimensions of 50 μm × 50 μm) to 1 attoliter (in the case of dimensions of 0.1 μm × 0.1 μm).

Die Mikrokavitäten können gleichmäßig oder statistisch verteilt sein, sie können auch als Porosität ausgeführt sein.The microcavities can even or statistical be distributed, you can also be designed as porosity.

Nach dem Auftragen des Klebstoffes werden die Walzen 34, 35 gegensinnig zueinander gedreht, so dass der Klebstoff eine homogene Schicht auf zumindest einer der beiden Walzen 34, 35 bildet und in die Mikrostrukturierung 36 hineingepresst wird.After applying the glue, the rollers become 34 . 35 rotated in opposite directions so that the adhesive forms a homogeneous layer on at least one of the two rollers 34 . 35 forms and in the microstructuring 36 is pressed into it.

Dabei wird zu Beginn Klebstoff im Überschuss auf die Walzen 34, 35 aufgetragen, so dass sich zwischen ihnen eine bei 37 angedeutete Klebstoffwulst bildet, die als Klebstoffreservoir dient. Die beispielsweise auf der Walze 34 ausgebildete Klebstoffschicht 38 wird von der Unterseite auf die erhabenen Bereiche 12 des Substrates 11 übertragen, wobei beim weiteren gegensinnigen Drehen der beiden Walzen 34, 35 aus der Klebstoffwulst 37 die Klebstoffschicht 38 sozusagen wieder aufgefüllt wird.At the beginning, glue is applied in excess to the rollers 34 . 35 applied so that between them one at 37 indicated adhesive bead which serves as an adhesive reservoir. For example, on the roller 34 formed adhesive layer 38 gets from the bottom to the raised areas 12 of the substrate 11 transferred, with the further opposite rotation of the two rollers 34 . 35 from the glue bead 37 the adhesive layer 38 replenished, so to speak.

Andererseits ist es auch möglich, die Klebstoffwulst 37 zu entfernen und die Walzen 34, 35 erneut gegensinnig zu drehen, damit die Klebstoffschicht 38 sich homogen verteilt. Sollte sich dabei erneut eine Klebstoffwulst 37 bilden, wird diese wiederum abgestreift. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis sich beim gegensinnigen Drehen der Walzen 34, 35 keine neue Klebstoffwulst 37 bildet, so dass auf den Walzen 34, 35 eine dünne, homogene Klebstoffschicht 38 ausgebildet ist, die auf der Oberfläche der Walzen 34, 35 und/oder in den als Klebstoffreservoir dienenden Mikrokavitäten 36 ausgebildet ist.On the other hand, it is also possible, the bead of glue 37 remove and the rollers 34 . 35 to turn again in opposite directions, so that the adhesive layer 38 distributed homogeneously. Should it again an adhesive bead 37 form, it is stripped off again. This process is repeated until turning the rollers in opposite directions 34 . 35 no new glue bead 37 forms, so on the rollers 34 . 35 a thin, homogeneous layer of adhesive 38 is formed on the surface of the rollers 34 . 35 and / or in the serving as an adhesive reservoir microcavities 36 is trained.

Beim Abrollen beispielsweise der Walze 34 auf dem Substrat 11 wird die Klebstoffschicht 38 dann im Bereich der erhabenen Bereiche 12 übertragen und bildet dort die Klebstoffschicht 14.When unrolling, for example, the roller 34 on the substrate 11 becomes the adhesive layer 38 then in the area of the raised areas 12 transferred and forms there the adhesive layer 14 ,

Zu diesem Zweck ist ein in 5 bei 41 schematisch dargestelltes Klebewerkzeug vorgesehen, das einen Halter 42 umfasst, an dem bei 43 ein Haltebereich für das Substrat 11 vorgesehen ist.For this purpose, an in 5 at 41 schematically illustrated adhesive tool provided with a holder 42 includes, at the 43 a holding area for the substrate 11 is provided.

An dem Halter 42 ist ein längsverschieblicher Bock 44 angeordnet, der in Richtung eines Pfeils 45 zu dem Substrat 11 hin und von diesem wieder weg verschoben werden kann. Schwenkbar an dem Bock 44 ist ein Arm 46 gelagert, der an seinem äußeren Ende drehbar die Walze 34 lagert und in Richtung eines Pfeils 47 so verschwenkt werden kann, dass die Walze 34 in 5 entweder links oder rechts von dem Bock 44 auf dem Halter 42 aufliegt.On the holder 42 is a longitudinally movable block 44 Arranged in the direction of an arrow 45 to the substrate 11 back and can be moved away from this again. Swiveling on the buck 44 is an arm 46 mounted, the rotatable at its outer end of the roller 34 stores and in the direction of an arrow 47 can be pivoted so that the roller 34 in 5 either left or right of the buck 44 on the holder 42 rests.

An dem Halter 42 ist noch fest ein Bock 48 angeordnet, an dem drehbar die Walze 35 gelagert ist.On the holder 42 is still a buck 48 arranged, on which rotatably the roller 35 is stored.

Dieses Klebewerkzeug 41 wird nun wie folgt zum Auftragen der Klebstoffschicht 14 auf die erhabenen Bereiche 12 des Substrates 11 aus 1 verwendet.This glue tool 41 will now be as follows for applying the adhesive layer 14 on the raised areas 12 of the substrate 11 out 1 used.

Zunächst wird der Arm 46 in Richtung des Pfeils 47 nach rechts geschwenkt, so dass die Walzen 34 und 35 so nebeneinander zu liegen kommen, wie dies in 4 gezeigt ist. Dann wird Klebstoff auf die Walzen 34, 35 aufgetragen und nach dem oben beschriebenen Verfahren die Klebstoffschicht 38 auf den Walzen 34, 35 ausgebildet.First, the arm 46 in the direction of the arrow 47 swung to the right, leaving the rollers 34 and 35 to lie side by side like this 4 is shown. Then glue is applied to the rollers 34 . 35 applied and the adhesive layer according to the method described above 38 on the rollers 34 . 35 educated.

Danach wird der Arm 46 in die in 5 gezeigte Position geschwenkt und gleichzeitig der Bock 44 in 5 nach links verfahren, so dass die Walze 35 auf dem Substrat 11 zu liegen kommt. Beim weiteren Verschieben des Bockes 44 in 5 nach links rollt die Walze 34 dann auf dem Substrat 11 ab, wobei die Klebstoffschicht 38 auf die erhabenen Bereiche 12 des Substrates 11 aus 1 übertragen wird und dort die Klebstoffschicht 14 bildet.After that, the arm becomes 46 in the in 5 swung position shown and at the same time the buck 44 in 5 move to the left, leaving the roller 35 on the substrate 11 to come to rest. When moving the buck further 44 in 5 to the left rolls the roller 34 then on the substrate 11 from, with the adhesive layer 38 on the raised areas 12 of the substrate 11 out 1 is transferred and there the adhesive layer 14 forms.

Um eine hinreichende Übertragung der Klebstoffschicht 38 auf die erhabenen Bereiche 12 zu bewirken, wird die Walze 34 mit einem Druck von 5 × 105 Pa auf das Substrat 11 aufgedrückt.For a sufficient transfer of the adhesive layer 38 on the raised areas 12 to cause the roller 34 with a pressure of 5 × 10 5 Pa on the substrate 11 pressed.

Claims (22)

Verfahren zur Herstellung einer mikrostrukturierten Vorrichtung (10), mit den Schritten: a) Bereitstellen eines mikrostrukturierten ersten Substrates (11) mit zumindest einem erhabenen Bereich (12), b) Auftragen eines Klebstoffs auf einen Träger (24, 28, 34), um dort eine Klebstoffschicht (25, 29, 38) zu erzeugen, c) Übertragen der Klebstoffschicht (25, 29, 38) von dem Träger (24, 28, 34) auf den zumindest einen erhabenen Bereich (12) des mikrostrukturierten Substrates (11), d) Positionieren eines zweiten, ggf. mikrostrukturierten Substrates (15) auf dem ersten Substrat (11), so dass es mit seiner Kontaktfläche (16) mit dem zumindest einen mit der Klebstoffschicht (14) versehenen erhabenen Bereich (12) des ersten Substrates (11) in Anlage gelangt, und e) Aushärten der Klebstoffschicht (14).Method for producing a microstructured device ( 10 ), comprising the steps of: a) providing a microstructured first substrate ( 11 ) with at least one raised area ( 12 b) applying an adhesive to a carrier ( 24 . 28 . 34 ), to there an adhesive layer ( 25 . 29 . 38 ), c) transfer of the adhesive layer ( 25 . 29 . 38 ) of the carrier ( 24 . 28 . 34 ) on the at least one raised area ( 12 ) of the microstructured Subst rates ( 11 ), d) positioning a second, possibly microstructured substrate ( 15 ) on the first substrate ( 11 ), so that it with its contact surface ( 16 ) with the at least one with the adhesive layer ( 14 ) provided with a raised area ( 12 ) of the first substrate ( 11 ) and e) curing the adhesive layer ( 14 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) ein Klebstoff mit einer dynamischen Viskosität aufgetragen wird, die geringer als 1000 mPa s ist, vorzugsweise bei 200 bis 500 mPa s liegt, weiter vorzugsweise ca. 300 mPa s beträgt.Method according to claim 1, characterized in that that in step b) applied an adhesive with a dynamic viscosity is less than 1000 mPa s, preferably 200 to 500 mPa s, more preferably about 300 mPa s. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) eine Klebstoffschicht mit einer Dicke von weniger als 10 μm, vorzugsweise weniger als 5 μm, weiter vorzugsweise weniger als ca. 3 μm erzeugt wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in step b), an adhesive layer having a thickness of less than 10 μm, preferably less than 5 μm, more preferably less than about 3 microns is generated. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt e) das Aushärten des Klebstoffs durch geeignete Maßnahmen, vorzugsweise durch Druck- und/oder Temperaturbehandlung und/oder UV-Bestrahlung unterstützt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in step e) curing the adhesive by suitable measures, preferably by Pressure and / or temperature treatment and / or UV irradiation is supported. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) der Klebstoff auf eine Planare Fläche (23) aufgetragen wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that in step b) the adhesive on a planar surface ( 23 ) is applied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) der Klebstoff auf eine gewölbte Fläche (27) aufgetragen wird.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that in step b) the adhesive on a curved surface ( 27 ) is applied. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (28) flexibel ist.Method according to claim 5 or 6, characterized in that the carrier ( 28 ) is flexible. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) der Träger (28) vorgewölbt und auf dem erhabenen Bereich (12) des ersten Substrats (11) abgewälzt wird.A method according to claim 7, characterized in that in step c) the carrier ( 28 ) and on the raised area ( 12 ) of the first substrate ( 11 ) is passed. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) die Klebstoffschicht (25) mit einem Zwischenstempel (26) von dem Träger (24) abgenommen und auf das Substrat (11) übertragen wird.A method according to claim 5, characterized in that in step c) the adhesive layer ( 25 ) with an intermediate stamp ( 26 ) of the carrier ( 24 ) and applied to the substrate ( 11 ) is transmitted. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) der Klebstoff auf zumindest eine Walze (34, 35) aufgetragen wird.Method according to claim 6, characterized in that in step b) the adhesive is applied to at least one roller ( 34 . 35 ) is applied. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) die Walze (34) auf dem zumindest einen erhabenen Bereich (12) des ersten Substrats (11) abgerollt wird.A method according to claim 10, characterized in that in step c) the roller ( 34 ) on the at least one raised area ( 12 ) of the first substrate ( 11 ) is unrolled. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) der Klebstoff auf zwei aneinander anliegende Walzen (34, 35) aufgetragen und in Schritt c) die Klebstoffschicht (38) durch gegensinniges Drehen der beiden Walzen (34, 35) erzeugt wird.A method according to claim 10 or 11, characterized in that in step b) the adhesive is applied to two adjoining rollers ( 34 . 35 ) and in step c) the adhesive layer ( 38 ) by oppositely rotating the two rollers ( 34 . 35 ) is produced. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) eine sich zwischen den beiden Walzen (34, 35) ausbildende Klebstoffwulst (37) als Klebstoffreservoir verwendet oder entfernt wird, wobei die Klebstoffschicht (38) ggf. durch erneutes gegensinniges Drehen der beiden Walzen (34, 35) homogenisiert wird.A method according to claim 12, characterized in that in step c) a between the two rollers ( 34 . 35 ) forming adhesive bead ( 37 ) is used or removed as an adhesive reservoir, the adhesive layer ( 38 ) if necessary by renewed rotation of the two rolls ( 34 . 35 ) is homogenized. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen von Klebstoffwulst (37) und Homogenisieren von Klebstoffschicht (38) mehrfach wiederholt wird, bis sich keine oder keine merkliche Klebstoffwulst (37) mehr ausbildet.A method according to claim 13, characterized in that the removal of adhesive bead ( 37 ) and homogenizing of adhesive layer ( 38 ) is repeated several times until no or no noticeable bead of adhesive ( 37 ) trains more. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Walze (34, 35) auf ihrer Oberfläche Mikrokavitäten (36) aufweist, die als Klebstoffreservoir dienen.Method according to one of claims 10 to 14, characterized in that the at least one roller ( 34 . 35 ) on their surface microcavities ( 36 ), which serve as an adhesive reservoir. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) die Klebstoffschicht (25, 29, 38) unter Druck auf den zumindest einen erhabenen Bereich (12) übertragen wird.Method according to one of claims 1 to 15, characterized in that in step c) the adhesive layer ( 25 . 29 . 38 ) under pressure on the at least one raised area ( 12 ) is transmitted. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck größer als 1 × 105 Pa vorzugsweise größer als 3 × 105 Pa ist.A method according to claim 16, characterized in that the pressure is greater than 1 × 10 5 Pa, preferably greater than 3 × 10 5 Pa. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt d) das zweite Substrat (15) unter Druck auf dem ersten Substrat (11) positioniert wird.Method according to one of claims 1 to 17, characterized in that in step d) the second substrate ( 15 ) under pressure on the first substrate ( 11 ) is positioned. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im Bereich von 0 bis 20 × 105 Pa liegt.A method according to claim 18, characterized in that the pressure is in the range of 0 to 20 × 10 5 Pa. Klebewerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 19, mit einem Halter (42), an dem ein Haltebereich (43) für mikrostrukturierte Substrate (11) vorgesehen ist, mit einer ersten Walze (35), die drehbar an dem Halter (42) gelagert ist, und mit zumindest einer zweiten Walze (34), die drehbar und derart verstellbar an dem Halter (42) gelagert ist, dass sie sowohl mit der ersten Walze (35) als auch mit einem in dem Haltebereich (43) angeordneten Substrat (11) in Anlage bringbar ist.Adhesive tool for carrying out the method according to one of claims 1 to 19, with a holder ( 42 ), on which a holding area ( 43 ) for microstructured substrates ( 11 ) is provided, with a first roller ( 35 ) rotatably mounted on the holder ( 42 ) is mounted, and with at least one second roller ( 34 ) which is rotatable and so adjustable on the holder ( 42 ) is mounted so that it is both with the first roller ( 35 ) as well as with one in the holding area ( 43 ) arranged substrate ( 11 ) can be brought into contact. Klebewerkzeug nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der beiden Walzen (34, 35) auf ihrer Oberfläche Mikrokavitäten (36) aufweist, die als Klebstoffreservoir dienen.Adhesive tool according to claim 20, characterized in that at least one of the two rollers ( 34 . 35 ) on their surface microcavities ( 36 ), which serve as an adhesive reservoir. Mikrostrukturierte Vorrichtung, mit zumindest einem allseits von Wänden (11, 12, 15) umgebenen Hohlraum oder Mikrokanal (18), wobei zumindest eine Wand (15) über ihre Kontaktfläche (16) mit einem erhabenen Bereich (12) der restlichen Vorrichtung verklebt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine erhabene Bereich (12) vollständig mit einer Klebstoffschicht (14) versehen ist und die Wände (11, 12, 15) an ihren freien Flächen (19, 21, 22) klebstofffrei sind.Microstructured device, with at least one side of walls ( 11 . 12 . 15 ) surrounded cavity or microchannel ( 18 ), wherein at least one wall ( 15 ) over their contact area ( 16 ) with a raised area ( 12 ) is glued to the rest of the device, characterized in that the at least one raised area ( 12 ) completely with an adhesive layer ( 14 ) and the walls ( 11 . 12 . 15 ) on their free surfaces ( 19 . 21 . 22 ) are adhesive-free.
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