DE102007046305A1 - Mikrofluidisches Bauelement sowie Herstellungsverfahren - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein mikrofluidisches Bauelement (1) mit mindestens einer ersten Polymerschicht (2), die mit einer Mikrostruktur (5, 6) für mindestens ein Fluid versehen ist, und mit mindestens einer zweiten Polymerschicht (3). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass auf der ersten und/oder der zweiten Polymerschicht (2, 3) mindestens ein Halbleiterbauelement (10) angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für ein derartiges mikrofluidisches Bauelement (1).

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein mikrofluidisches Bauelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger mikrofluidischer Bauelemente gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
  • Aus der DE 601 05 979 T2 ist ein mikrofluidisches Bauelement, das aus mehreren Polymerschichten gebildet ist, bekannt. Die Polymerschichten weisen eine Mikrostruktur auf, die einen Mikrokanal oder ein Reservoir für ein Fluid bildet. Die Mikrostruktur ist durch Anwendung eines abtragend wirkenden Verfahrens in die Polymerschichten eingebracht.
  • Neben dem aus der DE 601 05 979 T2 bekannten mikrofluidischen Bauelement sind weitere, beispielsweise als Mikropumpe oder Drucksensor ausgebildete mikrofluidische Bauelemente, umfassend mehrere Polymerschichten mit einer Mikrostruktur zur Aufnahme, Speicherung oder Leitung eines Fluids bekannt.
  • Ferner ist es bekannt Halbleiterbauelemente in ein Polymer zu integrieren. Dabei wird das Halbleiterbauelement zum Schutz gegen Korrosion und unerwünschte Umgebungseinflüsse mit Kunststoff vergossen oder umspritzt. Ein derart hergestelltes Polymer-Halbleiter-Package ist äußerst robust und einfach in komplexe Vorrichtungen zu integrieren. Neben der Schutzfunktion für das Halbleiterbauelement und der er leichterten Handhabung des Packages hat das Polymer keine weiteren Funktionen. Nachteilig bei den bekannten Packages ist es, dass diese bisher einzeln prozessiert werden müssen und nicht als Batch herstellbar sind.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Technische Aufgabe
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Funktionalität eines mikrofluidischen Bauelementes zu erweitern. Ferner besteht die Aufgabe darin, ein geeignetes Herstellungsverfahren für ein derartiges multifunktionales mikrofluidisches Bauelement vorzuschlagen.
  • Technische Lösung
  • Diese Aufgabe wird hinsichtlich des mikrofluidischen Bauelementes mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Herstellungsverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen rein vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen rein verfahrensgemäß offenbarte Merkmale als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein.
  • Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Funktion des mikrofluidischen Bauelementes, das mindestens zwei, vorzugsweise flache, Polymerschichten umfasst, von denen zu mindest eine mit einer Mikrostruktur für ein Fluid versehen ist, dadurch zu erweitern, dass in das mikrofluidische Bauelement ein Halbleiterbauelement, insbesondere durch Festlegen des Halbleiterbauelementes an einer Polymerschicht oder an einem mit der Polymerschicht festgelegten Element, integriert wird. Anders ausgedrückt, wird ein Package, umfassend mindestens ein Halbleiterbauelement und zwei Polymerschichten vorgeschlagen, bei dem zumindest einer der Polymerschichten nicht nur die Aufgabe des Schutzes des Halbleiterbauelementes sondern zusätzlich die Funktion als mikrofluidisches (Funktions-)Element zukommt. Bevorzugt handelt es sich bei dem Halbleiterbauelement um ein mit der Mikrostruktur für das Fluid zusammenwirkendes Halbleiterbauelement, beispielsweise um einen Steuerchip für eine in den Polymerschichten ausgebildete Mikropumpe, um eine Auswerteeinheit für einen mikrofluidischen Sensor, um eine Halbleiter-Mikropumpe oder einen Halbleitersensor. Bei dem Halbleiterbauelement handelt es sich bevorzugt um einen Mikrochip. Es ist jedoch auch denkbar, andere aktive oder passive Halbleiterbauelemente auf mindestens einer der Polymerschichten anzuordnen bzw. festzulegen. Aufgrund der Integration mindestens eines Halbleiterbauelementes in ein mikrofluidisches Bauelement können erstmals „intelligente" mikrofluidische Bauelemente hergestellt werden, die neben rein mikrofluidischen Funktionen, wie dem Speichern, Aufnehmen und/oder Pumpen von Fluiden, vorzugsweise von Flüssigkeiten, zusätzlich die Funktionalität eines Halbleiterbauelementes übernehmen, welches bevorzugt mit der mikrofluidischen Struktur zusammenwirkt. Unter Mikrostruktur wird im Sinne der Erfindung eine Oberflächenstruktur- und/oder eine mindestens eine Polymerschicht durchsetzende Struktur verstanden, die zur Aufnahme, Speicherung und Weiterleitung von Fluiden dient. Beispielsweise handelt es sich bei der Mikrostruktur um einen fluidischen Kanal und/oder ein Fluidreservoir, und/oder eine Fluidkaverne, etc. Insbesondere durch Zusammenwirken von mindestens zwei Polymerschichten kann die Mikrostruktur Bestandteil eines Mikromischers, einer Mikropumpe oder eines Mikrosensors sein.
  • Die mindestens zwei Polymerschichten des nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten mikrofluidischen Bauelementes sind miteinander gefügt. Das mindestens eine Halbleiterbauelement kann auf der ersten Polymerschicht als auch auf der mindestens zweiten Polymerschicht angeordnet sein. Dabei ist es denkbar, dass zwischen der mindestens einen mikrostrukturierten ersten Polymerschicht und der zweiten, das Halbleiterbauelement aufweisenden Polymerschicht mindestens eine weitere, strukturierte oder nicht-strukturierte Polymerschicht vorgesehen ist.
  • Ein nach dem Konzept der Erfindung ausgebildetes mikrofluidisches Bauelement bzw. ein Package mit einem Halbleiterbauelement und einer mikrofluidischen Funktion muss nicht einzeln prozessiert werden. Vielmehr können eine Vielzahl von mikrofluidischen Bauelementen bzw. Packages gleichzeitig in einem Batch- und/oder Reel-to-Reel-Prozess hergestellt werden. Bei den derart erhaltenen mikrofluidischen Bauelementen kann es sich sowohl um Mehrwegbauteile als auch um Einwegbauteile handeln.
  • Geeignete Polymere zur Ausbildung der Polymerschichten sind beispielsweise Thermoplasten, z. B. Polycarbonat (PC), COC, PMMA; Thermosets, z. B. Epoxidharze sowie UV-Polymerisate.
  • Fertigungstechnisch, insbesondere im Hinblick auf eine schnelle und effektive Fertigung in einem Batch- und/oder einem Reel-to-Reel-Prozess ist es von Vorteil, wenn die mindestens eine Mikrostruktur durch ein Umformverfahren hergestellt ist bzw. wird. Bevorzugt erfolgt die Fertigung der Mikrostruktur mittels Heißprägetechnik oder Thermoformen und/oder mittels UV-Imprinting. Durch den Einsatz von Umformtechnik zur Ausbildung der Mikrostrukturen können unterschiedliche Polymerformen nebeneinander im selben Herstellungsprozess abgebildet werden, so dass eine starke Anpassung des herzustellenden mikrofluidischen Bauelementes bzw. des Packages an Kundenerfordernisse auch bei kleinen Stückzahlen möglich ist.
  • Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der das Halbleiterbauelement nicht an der Außenseite des mikrofluidischen Bauelementes angeordnet ist, sondern bei der das Halbleiterbauelement zwischen mindestens zwei Polymerschichten des mikrofluidischen Bauelementes aufgenommen ist. Insbesondere für den Fall, dass die beiden (flachen) Polymerschichten das Halbleiterbauelement dicht umschließen, d. h. hermetisch von der Umgebung abkapseln, wird ein optimaler Schutz des Halbleiterbauelementes vor Korrosion bzw. anderen unerwünschten Umgebungseinflüssen erzielt.
  • Um eine elektrische Kontaktierung des Halbleiterbauelementes zu ermöglichen, ist eine Ausführungsform von Vorteil, bei der an dem mikrofluidischen Bauelement, vorzugsweise an der Außenseite des mikrofluidischen Bauelementes, mindestens ein elektrischer Anschluss für das Halbleiterbauelement vorgesehen ist. Bevorzugt handelt es sich dabei um einen Steckkontakt, der auf einfache Weise elektrisch anschließbar ist. Es ist denkbar, den Anschluss, beispielsweise durch Festkleben, an dem Bauelement festzulegen oder durch ein entsprechendes Strukturierungsverfahren an min destens einer Polymerschicht, zumindest teilweise, auszubilden.
  • Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der auf mindestens einer Polymerschicht, vorzugsweise auf der das Halbleiterbauelement aufweisenden Polymerschicht, mindestens eine Metallisierung vorgesehen ist. Bevorzugt bildet die Metallisierung eine Leiterbahn zur Anbindung des Halbleiterbauelementes an einen elektrischen Anschluss des mikrofluidischen Bauelementes. Daneben kann die Metallisierung die Funktion einer Elektrodenstruktur etc. aufweisen. Die Metallisierung kann auf einfache Weise durch geeignete Verfahren, wie Sputtern, Heißprägen, chemisch oder galvanisch aufgebracht bzw. in die Polymerschicht integriert werden. Auf zusätzliche Leiterbahnen aus Kunststoff oder Keramik kann mit Vorteil verzichtet werden.
  • Zusätzlich oder alternativ zu dem Vorsehen von mindestens einer Metallisierung zur Kontaktierung des mindestens einen Halbleiterbauelementes kann, insbesondere dann, wenn eine reine Ankontaktierung des Halbleiterbauelementes, vorzugsweise des Mikrochips, realisiert werden soll, mindestens ein Flex-Kabel vorgesehen werden. Bevorzugt weist das mindestens eine Kabel eine Anschlussfläche (Footprint) zur Kontaktierung bzw. Festlegung des Halbleiterbauelementes auf. Das Anschließen des Halbleiterbauelementes an die Anschlussfläche erfolgt bevorzugt mit Hilfe von Drahtbonds oder mittels eines FlipChip-Verfahrens. Von außen ist die Kontaktierung des Flex-Kabels beispielsweise durch das Vorsehen eines Steckkontaktes möglich.
  • Zur fluidischen Anbindung des mikrofluidischen Bauelementes bzw. des Packages ist in Weiterbildung der Erfindung min destens ein Fluidanschluss an dem mikrofluidischen Bauelement vorgesehen. Dabei kann der Fluidanschluss beispielsweise als Luer-Lok, Olive oder Schlauchnippel ausgeführt werden. Es ist denkbar, den mindestens einen Fluidanschluss von außen anzukleben, oder, zumindest teilweise, aus mindestens einer Polymerschicht durch eine entsprechende Strukturierung auszuformen.
  • Die Funktionalität des mikrofluidischen Bauelementes bzw. des Packages kann noch weiter erhöht werden, wenn in das mikrofluidische Bauelement Polymeraktoren und/oder Polymersensoren oder auch eine Polymerelektronik integriert werden.
  • Eine weitere Erhöhung der Funktionalität kann durch die Integration mindestens eines optischen Elementes in das mikrofluidische Bauelement erfolgen. Bevorzugt erfolgt die Integration bzw. Herstellung des optischen Elementes durch eine geeignete Strukturierung oder Metallisierung zumindest einer Polymerschicht. Als optische Elemente können beispielsweise (Fresnel-)Linsen, optische Fenster, Lichtwellenleiter oder bei einer geeigneten Metallisierung Spiegel eingesetzt werden.
  • Für eine entsprechende optische Kontaktierung des mindestens einen optischen Elementes in dem mikrofluidischen Bauelement ist in Weiterbildung der Erfindung mindestens ein optischer Anschluss vorzusehen. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Lichtwellenleiteranschluss handeln.
  • Von besonderem Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der das mikrofluidische Bauelement nicht einzeln prozessiert ist, sondern bei der das Bauelement in einem Batch- Verfahren und/oder in einem Reel-to-Reel-Verfahren hergestellt ist.
  • Die Erfindung führt auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines zuvor beschriebenen mikrofluidischen Bauelementes. Kern des Herstellungsverfahrens ist es, dass nicht ein Element einzeln prozessiert wird, sondern dass eine Vielzahl von mikrofluidischen Bauelementen bzw. Packages gleichzeitig in einem Batch-Verfahren und/oder in einem Reel-to-Reel-Verfahren hergestellt werden. Da insgesamt lediglich wenige Elemente zusammengefügt werden müssen (strukturierte Polymerschichten, gegebenenfalls unstrukturierte Polymerschichten, Halbleiterbauelemente) ist der Aufbau bzw. die Herstellung eines nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten mikrofluidischen Bauelementes überraschend einfach.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:
  • 1: einen ersten Verfahrensschritt zur Herstellung eines mikrofluidischen Bauelementes, bei dem die Polymerschichten geeignet strukturiert werden,
  • 2: einen zweiten Verfahrensschritt zur Herstellung eines mikrofluidischen Bauelementes, bei dem eine Polymerschicht metallisiert wird,
  • 3: einen dritten Verfahrensschritt bei der Herstellung eines mikrofluidischen Bauelementes, bei der Halbleiterbauelemente aufgeklebt und ankontaktiert werden,
  • 4: einen vierten Verfahrensschritt bei der Herstellung eines mikrofluidischen Bauelementes, bei der zwei Polymerschichten gefügt werden,
  • 5: einen fünften Verfahrensschritt bei der Herstellung eines mikrofluidischen Bauelementes, bei der die Halbleiterbauelemente mit der dritten Polymerschicht gedeckelt (gekapselt) werden,
  • 6: einen sechsten Verfahrensschritt bei der Herstellung eines mikrofluidischen Bauelementes, bei der fluidische Anschlüsse an das mikrofluidische Bauelement angefügt werden,
  • 7: einen zu dem zweiten Verfahrensschritt alternativen Verfahrensschritt, bei dem anstelle von Metallisierungen ein flexibles Leiterkabel (Flex-Kabel) mit einer geeigneten Anschlussfläche vorgesehen werden,
  • 8: einen alternativer Verfahrensschritt zu dem sechsten Verfahrensschritt, bei dem fluidische Anschlüsse nicht angeklebt sondern eingeprägt werden,
  • 9: Polymerschichten mit unterschiedlichen optischen Elementen, die Bestandteil eines mikrofluidischen Bauelementes sein können,
  • 10: unterschiedliche Verbunde aus zwei Polymerschichten, von denen jeweils eine Polymerschicht strukturiert ist, wobei die Verbunde als Aktuatoren ausgebildet sind, die Teil eines mikrofluidischen Bauelementes sein können,
  • 11: eine schematische Darstellung eines Batch-Prozesses zur Herstellung des mikrofluidischen Bauelementes und
  • 12: eine schematische Darstellung eines Reel-to-Reel-Prozesses zur Herstellung eines mikrofluidischen Bauelementes.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • In 1 ist ein erster Herstellungsschritt bei der Fertigung eines in 6 gezeigten mikrofluidischen Bauelementes 1 (Package) gezeigt. Zu erkennen sind eine erste Polymerschicht 2, eine in der Zeichnungsebene darüber angeordnete, zweite Polymerschicht 3 und eine in der Zeichnungsebene darüber angeordnete, dritte, als Deckel dienende Polymerschicht 4.
  • In dem ersten Verfahrensschritt wird die erste Polymerschicht 2 mit einer Mikrostruktur 5, 6 für ein Fluid versehen. Die gezeigten Mikrostrukturen 5, 6 sind lediglich beispielhaft gewählt. Bei den Mikrostrukturen 5, 6 in der ersten Polymerschicht 2 handelt es sich um einen Mikrofluidka nal 7, der von einer Querwand 8 unterbrochen ist. Die Mikrostrukturen 5, 6 sind Bestandteil eines Fluidventils für eine später noch zu erläuternde Mikropumpe. Die Mikrostrukturen 5, 6 sind durch ein Umformverfahren in die erste Polymerschicht 2 eingebracht. Neben den gezeigten Mikrostrukturen 5, 6 können weitere Strukturen in der Form von Durchlöchern, Alignment-Pins, Klebergräben, etc. vorgesehen werden. Alternativ zur Einbringung der Mikrostrukturen 5, 6 mittels eines Umformverfahrens ist die Herstellung der strukturierten Polymerschichten 2, 3, 4 als Spritzgussteile denkbar.
  • In 2 ist ein zweiter Verfahrensschritt bei der Herstellung des in 6 gezeigten mikrofluidischen Bauteils 1 (Package) gezeigt. Auf die strukturierte, zweite Polymerschicht 3 werden dabei als Leiterbahnen dienende Metallsierungen 9 aufgebracht. Neben dem Sputtern, Aufdampfen oder der galvanischen oder stromlosen Aufbringung ist auch die Aufbringung der Metallisierung mittels eines Druckverfahrens, insbesondere eines Sieb-Druck- oder Digital-Druck-Verfahrens, denkbar.
  • In 3 ist ein dritter Verfahrensschritt bei der Herstellung des mikrofluidischen Bauteils 1 (Package) gezeigt. Dabei werden Halbleiterbauelemente 10, in diesem Ausführungsbeispiel ein Mikropumpenchip 11 und ein Flusssensor 12, auf die zweite Polymerschicht 3 aufgeklebt und kontaktiert. Ferner werden entsprechende elektrische Anschlüsse 13 derart aufgeklebt, dass sie die Metallisierungen 9 kontaktieren. Die elektrische Kontaktierung der Mikropumpe 11 mit der Metallisierung 9 und damit mit einem der Anschlüsse 13 erfolgt über Drahtbonds 14. Der Flusssensor 12 liegt unmittelbar an der Metallisierung 9 an und ist damit, ohne Drahtbonds vorsehen zu müssen, elektrisch leitend mit dem in der Zeichnungsebene rechten Anschluss 13 verbunden. Je nach Halbleiterelementlayout 10 bietet es sich an, im selben Schritt sowohl den Kleber für eine Flipchip-Ankontaktierung der Halbleiterbauelemente als auch den Kleber für die Abdichtung später noch zu erläuternder fluidischer Anschlüsse aufzubringen. Für den Fall, dass ein Drahtbonden erforderlich ist, muss das entsprechende Halbleiterbauelement bevorzugt zunächst fluidisch dicht aufgeklebt werden und erst dann gebondet werden. Die Anschlüsse 13 können, wie gezeigt, mit elektrisch leitendem Kleber aufgeklebt werden oder, je nach Materialbeschaffenheit (bevorzugt Kunststoff) des Anschlusses und der Polymerschicht aufgelötet oder aber auch aufgesteckt werden.
  • In einem in 4 gezeigten vierten Verfahrensschritt wird die zweite Polymerschicht 3 mit der ersten Polymerschicht 2 gefügt. Hierbei sind verschiedene Fügeverfahren realisierbar. Beispielsweise erfolgt das Fügen der Polymerschicht 2, 3 durch Thermokompression, Widerstandsfügen, Laserdurchstrahlschweißen, Ultraschallschweißen, etc. Bei dem Fügen ist darauf zu achten, dass der Mikrokanal 7 in der ersten Polymerschicht 2 ausreichend abgedichtet ist. Bei Bedarf können der zweite Verfahrensschritt und der dritte Verfahrensschritt (2 und 4) vertauscht werden.
  • In einem fünften, in 5 gezeigten Verfahrensschritt, werden die Halbleiterbauelemente 10 mittels der dritten, nicht strukturierten Polymerschicht 4 verkapselt. Hierzu wird die dritte Polymerschicht 4 als Deckel mit der zweiten Polymerschicht 3 gefügt – vorzugsweise durch ein vorgenanntes Fügeverfahren.
  • Zum Abschluss werden in einem sechsten, in 6 gezeigten Verfahrensschritt fluidische Anschlüsse 15 von außen angefügt, um die Mikrostrukturen 5, 6, d. h. den Mikrokanal 7 mit einem Fluid versorgen zu können.
  • In 7 ist ein zu dem Verfahrensschritt gemäß 2 alternativer Verfahrensschritt gezeigt. Anstelle der Metallisierungen 9 werden Flex-Kabel 16 (flexible Kabel) eingesetzt und mit der zweiten Polymerschicht 3 verklebt. Die Flex-Kabel 16 bilden gleichzeitig nach außen weisende elektrische Anschlüsse 13 zur Kontaktierung der in 7 noch nicht aufgebrachten Halbleiterbauelemente. Gegebenenfalls können die Flex-Kabel 16 endseitig auch mit entsprechenden Steckanschlüssen, etc. versehen werden. Die Flex-Kabel 16 sind mit einer geeigneten Anschlussfläche 18 zur Flipchip-Kontaktierung der Halbleiterbauelemente 10 versehen.
  • 8 zeigt einen zu dem in 6 gezeigten sechsten Verfahrensschritt alternativen Verfahrensschritt. Hierbei sind die fluidischen Anschlüsse 15 nicht als separate Bauteile ausgebildet, sondern sie sind in einer Polymerschicht eingeprägt.
  • 9 zeigt unterschiedliche optische Elemente 17, die in jeweils eine Polymerschicht eingebracht sind. Diese Polymerschichten können Bestandteil eines mikrofluidischen Bauelementes 1, umfassend mindestens eine für ein Fluid mikrostrukturierte Polymerschicht sowie mindestens ein Halbleiterbauelement sein. In 9 sind von links nach rechts und von unten nach oben beispielhaft gezeigt: ein optisches Fenster, eine Linse, Gratings, mehrere kleinere optische Fenster.
  • In 10 sind zwei unterschiedliche Polymeraktoren 19 gezeigt, die Bestandteil eines mikrofluidischen Bauelementes 1 (Package) sein können. Bei den Polymeraktoren kann es sich beispielsweise um metallisierte Membranen handeln, die z. B. einen elektrostatischen Pumpenantrieb oder auch einen thermopneumatischen Pumpenantrieb erlauben.
  • In 11 ist beispielhaft ein Batch-Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer mikrofluidischer Bauelemente 1 gezeigt. Zu erkennen sind mehrere Polymersubstrate 20, 21, 22, die nach einem abschließenden Trennvorgang jeweils eine Vielzahl erster, zweiter bzw. dritter Polymerschichten bilden. Die Polymersubstrate 20, 21, 22 werden gleichzeitig bearbeitet, d. h. mikrostrukturiert und gegebenenfalls mit Halbleiterbauelementen versehen, dann zu einem Verbund 23 gefügt und abschließend in die einzelnen mikrofluidischen Bauteile 1 unterteilt (geschnitten, gesägt).
  • In 12 ist beispielhaft ein Reel-to-Reel-Prozess zur gleichzeitigen Herstellung einer Vielzahl mikrofluidischer Bauelemente gezeigt. Dabei wird zunächst Polymerfolie 24 (Kunststofffolie) mittels geeigneter Werkzeuge 25 strukturiert, in einer Metallisierungsstation 26 metallisiert und später mit geeigneten Halbleiterelementen versehen und daraufhin mit einer weiteren Polymerfolie laminiert.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 60105979 T2 [0002, 0003]

Claims (12)

  1. Mikrofluidisches Bauelement mit mindestens einer ersten Polymerschicht (2), die mit einer Mikrostruktur (5, 6) für mindestens ein Fluid versehen ist, und mit mindestens einer zweiten Polymerschicht (3), dadurch gekennzeichnet, dass auf der ersten und/oder der zweiten Polymerschicht (2, 3) mindestens ein Halbleiterbauelement (10) angeordnet ist.
  2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrostruktur (5, 6)) durch ein Umformverfahren, insbesondere durch Heißprägen und/oder UV-Imprinting, hergestellt ist.
  3. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbauelement (10) zwischen der ersten und der zweiten Polymerschicht (2, 3) und/oder zwischen der zweiten Polymerschicht (3) und mindestens einer dritten Polymerschicht (4) aufgenommen, insbesondere hermetisch gekapselt, ist.
  4. Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Bauelement (1) mindestens ein Anschluss (13) zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterbauelementes (10) vorgesehen ist.
  5. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens einer der Polymerschichten (2, 3, 4), insbesondere auf der das mindestens eine Halbleiterbauelement (10) aufweisenden Polymerschicht (2, 3, 4), mindestens eine Metallisierung (9), insbesondere zur Bildung einer Leiterbahn und/oder einer Elektrodenstruktur, vorgesehen ist.
  6. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kontaktierung des Halbleiterbauelementes (10) mindestens ein Flex-Kabel (16) vorgesehen ist.
  7. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (1) mindestens einen Fluidanschluss (15) zur hydraulischen Kontaktierung der Mikrostruktur (5, 6) aufweist.
  8. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das Bauelement (1) mindestens ein Polymeraktor (19) und/oder mindestens ein Polymersensor und/oder mindestens eine Polymerelektronik integriert sind/ist.
  9. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens einer der Polymerschichten (2, 3, 4) ein optisches Element (17) vorgesehen ist.
  10. Bauelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein optischer Anschluss zur optischen Kontaktierung des optischen Elementes (17) vorgesehen ist.
  11. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement (1) in einem Batch-Verfahren und/oder in einem Reel-to-Reel-Verfahren hergestellt ist.
  12. Verfahren zur Herstellung von mikrofluidischen Bauelementen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bauelemente (1) gleichzeitig in einem Batch-Verfahren und/oder in einem Reel-to-Reel-Verfahren hergestellt werden.
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