DE19519561A1 - Verfahren zur Herstellung von mikrostrukturierten Gegenständen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von mikrostrukturierten GegenständenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung von mikrostrukturierten Gegenständen.
Unter Mikrostrukturen versteht man körperliche Gebilde mit
Dicken oder Wandstärken im Mikrometerbereich, wobei die Höhe
der Strukturen bei den heute gängigen Materialien etwa bis zum
100-fachen der Dicke bzw. der Wandstärke reichen kann. Das
Verhältnis zwischen Höhe und Dicke nennt man in der
Mikrotechnik das Aspektverhältnis.
Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von
mikrostrukturierten Gegenständen bekannt. Bei den bekannten
Verfahren, beispielsweise gemäß der DE 41 26 877 01 wird
üblicherweise eine Positivform mit einem Formstoff abgeformt,
der Formstoff wird dann aus der Positivform entfernt und die
entstandene Negativform erneut mit dem endgültigen Material
abgeformt, beispielsweise durch Galvanoformung.
Im einzelnen wird beim LIGA-Verfahren, z. B. KFK-Bericht Nr.
4711, Kernf. Karlsruhe 1990, "Fabrication of Microstructures
wih High Aspect Ratios and Great Structural Heights by
Synchrotron Radiation Lithography, Galvanoforming and Plastic
Moulding (LIGA Process)". Microelectronic Engineering 4 (1986),
S. 35-56, eine kurzwellige Röntgenstrahlung verwendet, so
daß bei der Belichtung nur geringe Beugungserscheinungen
auftreten. Die durch die Maske belichteten Bereiche (eines
Kunststoffs) werden beim Entwickeln herausgelöst, wodurch die
Primärstrukturen entstehen. Zur Herstellung eines
entsprechenden Abformwerkzeuges, nachfolgend als Formeinsatz
bezeichnet, werden die Primärstrukturen galvanisch mit Metall
aufgefüllt, bis die Stirnfläche mit Metall überwachsen ist. Die
Kavitäten des Formeinsatzes entsprechen den Primärstrukturen.
Bei der Herstellung von mikrostrukturierten Formteilen werden
zunächst die Kavitäten des Formeinsatzes über den Außenraum
evakuiert und anschließend mit Formmasse befüllt,
beispielsweise einem thermoplastischen Kunststoff. Hierzu
werden beim Heißprägen Formeinsatz und Kunststoff gemeinsam
aufgeheizt (bis die Formmasse fließfähig ist), dann der
Formeinsatz in die Formmasse gedrückt und diese anschließend im
Formeinsatz abgekühlt. Eine andere Möglichkeit zur Abformung
stellt das Spritzgießen dar. Hier erfolgt die Formgebung durch
Einspritzen der heißen Formmasse unter hohem Druck in das i.a.
deutlich kältere Werkzeug (mit Formeinsatz).
Nach dem Erstarren des Kunststoffs infolge Temperaturabsenkung
ist das Formteil in der Mikrostruktur ausgebildet, und es
stellt sich das Problem, dieses Formteil aus der Mikrostruktur
herauszubringen. Dieser Vorgang ist nicht unproblematisch, weil
zum einen die parallelen Wände der Mikrostruktur (infolge der
Herstellung mittels Röntgenlithographie) keine
Entformungsschrägen enthalten, so daß entlang des gesamten
Entformungsweges die Reibung an der Wandung zu überwinden ist.
Außerdem unterliegen die Mikrostrukturen mit steigendem
Aspektverhältnis immer größeren Zugspannungen in dem
Basisbereich, an dem sie mit dem Formteil in Verbindung stehen.
Die bisher bekannten Abformverfahren sind relativ aufwendig,
weil der Formstoff jeweils nach der Formgebung aus der
Positivform entformt werden muß. Es handelt sich bei diesen
Verfahren um eine Art Einzelanfertigungen des jeweiligen
mikrostrukturierten Gegenstandes.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein einfacheres Verfahren zur Herstellung von
mikrostrukturierten Gegenständen zu schaffen.
Diese Aufgabe wird von dem Verfahren gemäß dem Anspruch 1
gelöst.
Weil die mit Öffnungen versehene Matrize in einem ersten
Bereich der Matrize mit einem Formstoff beaufschlagt wird, der
Formstoff durch Pressen wenigstens teilweise durch die
Öffnungen der Matrize hindurchtritt, in einem zweiten Bereich
der Matrize wieder austritt, der ausgetretene Formstoff
verfestigt wird und der herzustellende Gegenstand durch
Abformung der mittels Verfestigung erzeugten Strukturen geformt
wird, kann das erfindungsgemäße Verfahren quasi kontinuierlich
durchgeführt werden. Insbesondere kann der abgeformte
Gegenstand mit der verfestigten Struktur, die die Negativform
des herzustellenden Gegenstandes darstellt, von dem zweiten
Bereich der Matrize abgetrennt werden, ohne daß der bislang
nicht ausgetretene Formstoff aus den Öffnungen der Matrize
entfernt werden muß.
Zur Erzeugung von Kavitäten in dem herzustellenden Gegenstand
kann der in dem Gegenstand verbliebene Rest des Formstoffs aus
dem Gegenstand entfernt werden. Die Formstoffreste können
jedoch auch in dem Gegenstand verbleiben, wenn dies eine
technische Aufgabe erfüllt, beispielsweise eines Dielektrikums.
Der Gegenstand kann vorteilhaft durch galvanische Abscheidung
von Metall abgeformt werden. Dabei kann die Matrize als Anode
verwendet werden, wobei eine lösbare Verbindung der Matrize und
der Anode durch chemisches Passivieren der Anode erreicht wird.
Der Gegenstand kann auch in einen Kunststoff, eine Keramik oder
ein ORMOCER abgeformt werden, was für gewisse Anwendungen
vorteilhaft ist.
Für die Formung des Gegenstandes kann eine viskose Formmasse
verwendet werden, die nach dem Formungsprozeß verfestigt.
Vorteilhaft ist, wenn sich der Formstoff während des
Formungsprozesses oberhalb seiner Erweichungstemperatur
befindet und die Verfestigung des Formstoffs dadurch erreicht
wird, daß der Formstoff unter seine Erweichungstemperatur
abgekühlt wird. Dabei kann die Temperatur der Matrize im
Eintrittsbereich des Formstoffs höher sein als im
Austrittsbereich. Es ist besonders vorteilhaft, wenn sich der
Formstoff direkt nach Austritt aus der Matrize verfestigt. In
diesem Fall wird die Querschnittsgeometrie des Formstoffs
parallel zur Matrize durch die Austrittsöffnungen bestimmt und
ändert sich nicht über den Bereich des Formstoffs senkrecht zur
Matrize. In einem anderen Fall kann es aber auch gewünscht
sein, daß sich die Geometrie des Formstoffs nach Austritt aus
der Matrize z. B. aufgrund der Schwerkraft weiter verändert. In
diesem Fall ist der Prozeß so zu führen, daß der Formstoff nach
Austritt aus der Matrize noch nicht vollständig verfestigt ist.
Zu einem weitgehend beliebigen Zeitpunkt kann der Formstoff
verfestigt werden, wenn als Formstoff ein unter Lichteinwirkung
aushärtendes Material verwendet wird.
Der Formstoff kann beispielsweise ein Harz, eine keramische
Formmasse oder ein ORMOCER sein. Außerdem kann die Verfestigung
des Formstoffs aus einer chemischen Reaktion, insbesondere
Polymerisation oder Vernetzung von Polymerketten, beruhen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß auch
Mikrostrukturen mit sehr hohem Aspektverhältnis realisiert
werden können, da im Gegensatz zum Spritzguß beispielsweise
keine Entformung, d. h. Lösen des Formwerkzeugs aus der
abgeformten Struktur notwendig ist, wobei Beschädigungen durch
das Überwinden der Reibung bei einem Herausziehen entstehen
können. Auch der Galvanoformungsvorgang ist einfacher als bei
Extrusionsprozesses verschmutzt die Anode nicht, so daß auch
Reinigungsvorgänge nicht erforderlich sind.
Eine Vorrichtung zur Herstellung von mikrostrukturierten
Gegenständen mit den Merkmalen des Anspruchs 14 löst ebenfalls
die gestellte Aufgabe.
Weil die Vorrichtung eine Matrize mit Öffnungen in wenigstens
einem ersten Bereich und in wenigstens einem zweiten Bereich
aufweist, wobei die Öffnungen des ersten Bereichs mit den
Öffnungen des zweiten Bereichs kommunizieren, weil außerdem
eine Preßvorrichtung zum Einpressen eines Formstoffs in die
Öffnungen wenigstens eines ersten Bereichs vorgesehen ist,
wobei der Formstoff aus den zugeordneten Öffnungen des zweiten
Bereichs austreten kann, und weil schließlich Mittel zur
Abformung der von dem ausgetretenen Formstoff gebildeten
Struktur vorgesehen sind, kann die insoweit spezifizierte
Vorrichtung zur Abformung der Mikrostrukturen in den zweiten
Bereich verwendet werden, ohne, daß jeweils der Formstoff aus
den Verbindungsbereichen zwischen den Öffnungen des ersten
Bereichs und den zugeordneten Öffnungen des zweiten Bereichs
entfernt werden muß.
Dabei kann die Matrize lochartige Strukturen beliebiger
Geometrie aufweisen, die von einer Seite zur gegenüberliegenden
Seite der Matrize durchgehen. Die Matrize kann auch bandförmig,
insbesondere als Endlosband ausgebildet sein, und der Formstoff
kann als Folienmaterial, insbesondere aus Kunststoff zugeführt
werden. Vorteilhaft ist dann, wenn die Preßvorrichtung als
Walze ausgebildet ist, mittels derer die bandförmige Matrize
und die Folie aneinander angepreßt werden. Als Mittel zur
Abformung wird vorzugsweise ein elektrolytisches Bad verwendet,
in dem die Galvanoformung erfolgt. Als Anode ist dabei
vorteilhaft die bandförmige Matrize vorgesehen.
Eine kontinuierliche Herstellung von mikrostrukturierten
Gegenständen wird möglich, wenn die bandförmige Matrize und die
Folie in einem Bereich zur Überlappung gebracht werden und in
diesem Bereich zuerst die Preßvorrichtung und dann der
Elektrolyt durchlaufen wird. Dabei kann nämlich der
folienförmige Formstoff durch die bandförmige Matrize gepreßt
werden, auf der anderen Seite austreten und sich verfestigen
und dann beim Durchlaufen des elektrolytischen Bades abgeformt
werden, wobei ein entsprechendes Band mit der abgeformten
Mikrostruktur entsteht. Nach dem Durchlaufen des
elektrolytischen Bades werden dann die Matrize und die
abgeformte Folie voneinander getrennt. Ein Formstoff mit einer
Erweichungstemperatur kann dabei vorteilhaft in der insoweit
definierten Vorrichtung verwendet werden. Dabei soll die
Temperatur der Walze der Preßvorrichtung oberhalb der
Erweichungstemperatur des Formstoffs liegen.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 Eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens in einer schematischen Darstellung, im
Querschnitt von der Seite;
Fig. 2 die Anordnung gemäß Fig. 1, wobei der Formstoff unter
Druck durch die Matrize gepreßt wird;
Fig. 3 die Abformung der Negativform mittels Galvanoformung;
Fig. 4 das erzeugte Formteil; sowie
Fig. 5 eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in
einer kontinuierlichen Betriebsweise, in einer
schematischen Seitenansicht.
In der Fig. 1 ist schematisch eine Anordnung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Eine
mikrostrukturierte Grundplatte oder Matrize 1 liegt auf einer
Stützstruktur 2 auf, die wiederum auf einer Unterlage 3 steht.
Eine Platte aus Formstoff 4 liegt auf der Matrize 1 auf und
überdeckt diese im wesentlichen.
Die Matrize 1 ist im vorliegenden Beispiel eine Metallplatte
mit mikrostrukturierten Kanälen 5, die von der einen Seite der
Matrize 1, die der Abstützung 2 zugewandt ist, zu der anderen,
dem Formstoff 4 zugewandten Seite durchgängig sind. Die Kanäle
5 sind mit Hilfe des Röntgenlithographieverfahrens hergestellt
und weisen einen definierten Durchmesser im Bereich von µm auf.
In der Fig. 2 ist ein Betriebszustand der Vorrichtung gemäß
Fig. 1 dargestellt, in dem durch Aufbringen einer Druckkraft
mittels eines Stempels 6 der Formstoff 4 in die Kanäle 5 der
Matrize 1 gepreßt wird und an der der Abstützung benachbarten
Seite der Matrize 1 in Form von Säulen 7 wieder austritt. Diese
Säulen 7 haben etwa den Querschnitt der Kanäle 5.
In der Fig. 3 ist veranschaulicht, daß die Säulen 7, die die
Negativform des zu erzeugenden mikrostrukturierten Gegenstandes
dargestellen, mittels Galvanoformung abgeformt werden. Dabei
ist der Freiraum unterhalb der Matrize 1 zwischen den Säulen 7
mit einem elektrolytisch abgeschiedenen Metall 10 aufgefüllt.
Das elektrolytisch abgeschiedene Metall 10 wächst dabei von der
Unterseite der Matrize 1 beginnend in Richtung der Erstreckung
der Säulen 7. Durch die Dauer des Galvanoformungsprozesses kann
die Dicke der abgeschiedenen Metallschicht bestimmt werden. Das
abgeschiedene Metall 10 bildet den mikrostrukturierten
Gegenstand, dessen Herstellung beabsichtigt war.
In der Fig. 4 ist der mikrostrukturierte Gegenstand 10 nach
Herauslösen der Säulen 7 dargestellt. Es handelt sich um einen
plattenförmigen Metallgegenstand mit Kanälen, die dem
Durchmesser der Kanäle 5 in der Matrize 1 entsprechen.
Derartige mikrostrukturierte Gegenstände können beispielsweise
als Filter mit definierter Porengröße und großer, offener
Filterfläche eingesetzt werden.
In der Fig. 5 ist schließlich eine Vorrichtung zur
kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens dargestellt.
Eine Matrize 11 ist in Form eines endlosen Bandes vorgesehen.
Die Matrize 11 läuft in der Darstellung gemäß Fig. 5 entgegen
dem Uhrzeigersinn um mehrere Walzen 12, 13, 14, 15 und 16 um.
Ein Formstoff 17 wird ebenfalls bandförmig von einer
Vorratsrolle 18 zugeführt und im Bereich der Walze 13 mit der
Matrize 11 zusammen in Umlauf gebracht. Der Formstoff 17 tritt
im Bereich der Walze 13 durch die (in Fig. 5 nicht
dargestellten) Kavitäten der Matrize 11 hindurch und bildet
eine den Säulen 7 entsprechende Mikrostruktur 19 auf der
Innenseite der umlaufenden Matrize 11. Im Umlaufssinne der
Matrize 11 folgt nach der Walze 13 ein elektrolytisches Bad 20,
in dem die Abformung der Mikrostruktur 19 auf dem Weg zur Walze
14 erfolgt. Durch die Galvanoformung entsteht parallel zu der
Matrize 11 auf der Innenseite der Matrize ein Band 21, das
hinter der Walze 14 (in Umlaufrichtung) von der Matrize 11
abgehoben und auf eine Aufwickelrolle 22 gewickelt wird.
Die Herstellung eines mikrostrukturierten Gegenstandes mit der
Vorrichtung gemäß Fig. 1 bis Fig. 4 erfolgt beispielsweise
gemäß den folgenden Verfahrensschritten:
Die Matrize 1 wird zunächst mittels Röntgenlithographie oder anderen geeigneten Verfahren mit den gewünschten Mikrostrukturen, also beispielsweise mit den Kanälen 5 versehen. In einer Abformstation liegt die Matrize 1 auf einer Stützstruktur 2 auf, die eine Verformung der Matrize unter Druckeinwirkung von oben verhindert. Dabei kann die Stützstruktur 2 einen kleinen Teil der Kavitäten 5 verdecken, ohne, daß dies beispielsweise bei Filtern zu einer erheblichen Beeinträchtigung des Produkts führt. Die Matrize 1 ist in der Praxis beheizbar, kühlbar oder beides, was in den Figuren nicht dargestellt ist. Der Formstoff 4 wird auf die Oberseite der Matrize aufgebracht. Es handelt sich dabei beispielsweise um einen thermoplastischen Kunststoff.
Die Matrize 1 wird zunächst mittels Röntgenlithographie oder anderen geeigneten Verfahren mit den gewünschten Mikrostrukturen, also beispielsweise mit den Kanälen 5 versehen. In einer Abformstation liegt die Matrize 1 auf einer Stützstruktur 2 auf, die eine Verformung der Matrize unter Druckeinwirkung von oben verhindert. Dabei kann die Stützstruktur 2 einen kleinen Teil der Kavitäten 5 verdecken, ohne, daß dies beispielsweise bei Filtern zu einer erheblichen Beeinträchtigung des Produkts führt. Die Matrize 1 ist in der Praxis beheizbar, kühlbar oder beides, was in den Figuren nicht dargestellt ist. Der Formstoff 4 wird auf die Oberseite der Matrize aufgebracht. Es handelt sich dabei beispielsweise um einen thermoplastischen Kunststoff.
Nun wird die Matrize 1 aufgeheizt, und zwar auf eine
Temperatur, die oberhalb der Erweichungstemperatur des
Formstoffs 4 liegt. Eine auf die Matrize 1 gerichtete
Druckkraft wird sodann auf den Formstoff 4 ausgeübt und preßt
diesen zum Teil durch die Kavitäten 5, wobei der Formstoff 4 in
Form von Säulen 7 auf der gegenüberliegenden Seite der Matrize
1 aus den Kanälen 5 austritt. Der Temperaturgradient in der
Vorrichtung kann so gewählt werden, daß die Säulen 7
unmittelbar nach dem Austreten aus den Kavitäten 5 erstarren
und damit eine relativ feste Gestalt annehmen. Dieser
Preßvorgang wird so lange durchgeführt, bis die Säulen 7 eine
Länge aufweisen, die die angestrebte Dicke des herzustellenden
Gegenstandes 10 überschreitet.
Die so hergestellte Mikrostruktur umfaßt die Säulen 7, die
praktisch die Negativform des herzustellenden Gegenstandes
sind. Nachdem dieser Preßvorgang abgeschlossen ist, wird die
Mikrostruktur auf der dem Formstoff 4 gegenüberliegenden Seite
der Matrize in an sich bekannter Weise mittels Galvanoformung
abgeformt, wobei die Matrize 1 als Anode verwendet werden kann.
Die Matrize 1 wird dabei elektrochemisch nicht angegriffen,
wenn sie zuvor chemisch passiviert wird.
Wenn das abgeschiedene Metall die angestrebte Dicke erreicht
hat, wird das Metall 10 von der Matrize 1 getrennt, wobei die
Säulen 7 in dem Metall verbleiben. Mit Lösungsmitteln können
nun die Säulen 7 aufgelöst werden, so daß ein
mikrostrukturierter Gegenstand aus Metall zurückbleibt, der
Kavitäten aufweist, die im Durchmesser dem Durchmesser der
Kavitäten 5 der Matrize 1 entsprechen.
Durch erneutes Aufheizen der Matrize 1 kann nun die nächste
Abformung erfolgen, wobei der Formstoff 4 erneut durch die
Kavitäten 5 der Matrize 1 gepreßt wird und nach Erstarren der
Säulen 7 eine neue Galvanoformung erfolgen kann. Die Menge des
von oben zugeführten Formstoffs 4 kann dabei so bemessen sein,
daß eine Vielzahl von Abformungsvorgängen möglich ist, ohne
Formstoff ergänzen zu müssen. Dieser Vorgang arbeitet also
quasi kontinuierlich, in dem Sinne, daß der Formstoff 4 auf der
Matrize 1 verbleibt und der in den Kavitäten 5 der Matrize 1
verbleibende Formstoff nicht verworfen wird, sondern die Säulen
7 für eine nächste Abformung bildet. Es entfällt also bei
diesem Verfahren die üblicherweise nach jedem Verfahrensschritt
erforderliche Reinigung der Matrize 1. Außerdem ist der in der
Mikrotechnik recht schwierige Verfahrens schritt des Entformens
von Bauteil und Negativform praktisch weggefallen, weil eine
nur einmal verwendete Form in Gestalt der Säulen 7 verwendet
wird, die nach der Abformung aufgelöst werden kann.
Ein anderes Verfahren, das nicht, wie oben beschrieben, quasi
kontinuierlich, sondern tatsächlich kontinuierlich ablaufen
kann, wird im folgenden beschrieben.
Die Vorrichtung gemäß Fig. 5 enthält die bandförmige Matrize
11, die eine Mikrostruktur entsprechend der Matrize 1 aufweist.
Der Formstoff 17 wird ebenfalls als Band von der Rolle 18
abgenommen und mit gleicher Geschwindigkeit und in gleicher
Umlaufrichtung bei der Walze 13 der Matrize 11 zugeführt. Der
Formstoff 17 tritt dabei zwischen die Walze 13 und die Matrize
11 ein und wird durch die Druckkraft der Walze 13 durch die
Matrize 11 hindurchgepreßt. Dazu ist die Walze 13 und die
Matrize 11 auf eine Temperatur oberhalb der
Erweichungstemperatur des Formstoffs 17 aufgeheizt. Die beim
Durchtritt durch die Matrize 11 gebildete Mikrostruktur 19
befindet sich auf der Innenseite der Matrize 11, die der Walze
13 abgewandt ist. Diese Mikrostruktur verfestigt sich nach dem
Passieren der Walze 13 durch Abkühlung und läuft dann in das
Galvanikbad 20, wo die Mikrostruktur 19 durch Galvanoformung
mit Metall aufgefüllt wird. An der Walze 14 wird die umlaufende
Matrize nach oben in Richtung aus dem Galvanikbad heraus
umgelenkt und gleichzeitig das abgeschiedene,
mikrostrukturierte und mittlerweile verfestigte Metallband 21
von der Matrize 11 abgehoben. Das mikrostrukturierte Band 21
wird dann auf einer Aufwickelrolle 22 gesammelt. Dieses Band
hat eine Struktur, die der Struktur des abgeformten
Gegenstandes 10 gemäß dem quasi kontinuierlichen
Formungsprozeß, der vorstehend beschrieben worden ist,
entspricht.
Das insoweit beschriebene Verfahren ist nicht ausdrücklich auf
die Abformung von thermoplastischen Kunststoffen beschränkt. Es
können auch andere Kunststoffe verwendet werden, die
beispielsweise durch Polymerisation aushärten. Auch
präkeramische Formmassen kommen hier in Betracht.
Claims (27)
1. Verfahren zur Herstellung von mikrostrukturierten
Gegenständen mit folgenden Verfahrensschritten:
- - Beaufschlagen einer mit Öffnungen versehenen Matrize mit einem Formstoff in einem ersten Bereich der Matrize;
- - Pressen wenigstens eines Teils des Formstoffs durch die Öffnungen der Matrize derart, daß ein Teil des Formstoffs in einem zweiten Bereich der Matrize austritt;
- - Verfestigen des ausgetretenen Formstoffs; sowie
- - Formen des Gegenstands mittels Abformung der mittels Verfestigung erzeugten Strukturen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Gegenstand nach Formung von der Matrize getrennt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß nach Formung des Gegenstandes der
Formstoff aus dem Gegenstand entfernt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Formung des Gegenstandes durch
galvanische Abscheidung von Metall erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Matrize als Anode verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Matrize chemisch passiviert wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Gegenstand in einen Kunststoff, eine
Keramik oder ein ORMOCER abgeformt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für
die Formung des Gegenstandes eine viskose Formmasse verwendet
wird, die nach dem Formungsprozeß verfestigt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Formstoff ein thermoplastischer
Kunststoff ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß sich der Formstoff während des
Formungsprozeß oberhalb seiner Erweichungstemperatur
befindet, und die Verfestigung dadurch erreicht wird, daß der
Formstoff unter seine Erweichungstemperatur abgekühlt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Temperatur der Matrize im Eintrittsbereich des Formstoffs
höher ist als im Austrittsbereich.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Formstoff ein Harz, eine keramische
Formmasse oder ORMOCER ist.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verfestigung auf einer chemischen
Reaktion, insbesondere Polymerisation oder Vernetzung von
Polymerketten beruht.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß als Formstoff ein unter Lichteinwirkung
aushärtendes Material verwendet wird.
15. Vorrichtung zur Herstellung von mikrostrukturierten
Gegenständen mit einer Matrize (1), die mit Öffnungen (3) in
wenigstens einem ersten Bereich und in wenigstens einem
zweiten Bereich versehen ist, wobei die Öffnungen des ersten
Bereichs mit den Öffnungen des zweiten Bereichs
kommunizieren, mit einer Preßvorrichtung (6) zum Einpressen
eines Formstoffs (4) in die Öffnungen (5) wenigstens eines
erstens Bereichs derart, daß der Formstoff (4) aus den
zugeordneten Öffnungen eines zweiten Bereichs austritt, sowie
mit Mitteln zur Abformung der von dem ausgetretenen Formstoff
gebildeten Struktur (7).
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
die Öffnungen (5) der Matrize (1) als lochartige Strukturen
mit beliebiger Geometrie ausgebildet sind, die von einer
Seite der Matrize (1) zur gegenüberliegenden Seite
durchgängig sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Matrize (1) bandförmig insbesondere
als Endlosband (11) ausgebildet ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß als Formstoff ein Folienmaterial (17)
insbesondere aus Kunststoff vorgesehen ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Preßvorrichtung als Walze (13)
ausgebildet ist, mittels derer die bandförmige Matrize (11)
und das Folienmaterial (17) aufeinandergepreßt werden.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß als Mittel zur Abformung ein
elektrolytisches Bad (20) vorgesehen ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß die Matrize (1, 17) als Anode vorgesehen
ist.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß die bandförmige Matrize (17) und das
Folienmaterial (11) in einem Bereich zur Überlappung gebracht
werden, und in diesem Bereich zuerst die Preßvorrichtung (13)
und dann das elektrolytische Bad (20) durchlaufen.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22 dadurch gekennzeichnet, daß
bandförmige Matrize (17) und Folie nach Durchlaufen des
elektrolytischen Bades (20) voneinander getrennt werden.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, daß der Formstoff (4, 17) eine
Erweichungstemperatur aufweist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, daß der Matrize (1) eine Heizvorrichtung
zugeordnet ist, die die Temperatur der Matrize (1) zumindest
zeitweise oberhalb der Erweichungstemperatur des Formstoffs
(4) halten kann.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, daß der Preßvorrichtung (6) eine
Heizvorrichtung zugeordnet ist, die die Temperatur der
Preßvorrichtung (6) zumindest zeitweise oberhalb der
Erweichungstemperatur des Formstoffs (4) halten kann.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, daß der Walze (13) eine Heizvorrichtung
zugeordnet ist, die die Temperatur der der Preßvorrichtung
zugeordneten Walze (13) zumindest zeitweise oberhalb der
Erweichungstemperatur des Formstoffs (17) halten kann.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19519561A DE19519561A1 (de) | 1995-05-27 | 1995-05-27 | Verfahren zur Herstellung von mikrostrukturierten Gegenständen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19519561A DE19519561A1 (de) | 1995-05-27 | 1995-05-27 | Verfahren zur Herstellung von mikrostrukturierten Gegenständen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19519561A1 true DE19519561A1 (de) | 1996-11-28 |
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ID=7763074
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19519561A Withdrawn DE19519561A1 (de) | 1995-05-27 | 1995-05-27 | Verfahren zur Herstellung von mikrostrukturierten Gegenständen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19519561A1 (de) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE671834C (de) * | 1936-04-15 | 1939-02-16 | Willem Van De Pol | Matrize fuer die galvanische Herstellung duenner, durchlochter Metallkoerper, insbesondere von Metallsieben, und Verfahren zu ihrer Herstellung |
DE1496730A1 (de) * | 1964-06-13 | 1969-07-31 | Balco Filtertechnik Gmbh | Verfahren zur galvanoplastischen Herstellung von Mikrolochungen,insbesondere bei dicken Siebblechen |
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-
1995
- 1995-05-27 DE DE19519561A patent/DE19519561A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Non-Patent Citations (2)
Title |
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Prospekt: Die LIGA-Technik, Fa. Micro Parts, S.20,21 * |
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