DE19922075A1

DE19922075A1 - Verfahren zum Verbinden von mikrostrukturierten Werkstücken aus Kunststoff mittels Lösungsmittel

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Publication number: DE19922075A1
Application number: DE19922075A
Authority: DE
Inventors: Lutz Weber
Original assignee: Institut fuer Mikrotechnik Mainz GmbH
Current assignee: Institut fuer Mikrotechnik Mainz GmbH
Priority date: 1999-05-14
Filing date: 1999-05-14
Publication date: 2000-11-16

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Verbinden von zwei Werkstücken A und B, von denen zumindest das Werkstück A mindestens eine zu verbindende Fläche aus Kunststoff, das Werkstück A oder/und B mindestens einen zumindest teilweise in der zu verbindenden Fläche angeordneten Klebekanal aufweist, und das Werkstück A oder/und B Mikrostrukturen mit kleinsten Strukturabmessungen < 1 mm aufweist, beschrieben. Im ersten Schritt werden die beiden Werkstücke A und B so miteinander in Kontakt gebracht, daß der Klebekanal mit der Umgebung in Verbindung steht. Im zweiten Schritt wird mindestens ein organisches Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch in den Klebekanal eingebracht, das den Kunststoff der zu verbindenden Fläche mindestens eines Werkstückes anzulösen vermag. Entweder entweicht im dritten Schritt das zwischen den beiden Werkstücken befindliche Lösungsmittel nach einer Verweilzeit oder/und wird nach Anlegen eines Unter- oder Überdruckes zumindest weitgehend entfernt. Das Verfahren eignet sich besonders zur Realisierung miniaturisierter Fluidiksysteme für biotechnologische und medizinische Anwendungen mit Fluidkanalbreiten von kleiner 20 mum.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von zwei Werkstücken A und B, von denen zumindest das Werkstück A mindestens eine zu verbindende Fläche aus Kunststoff, das Werkstück A oder/und B mindestens einen zumindest teilweise in der zu verbindenden Fläche angeordneten Klebekanal aufweist, und das Werkstück A oder und B Mikrostrukturen mit kleinsten Strukturabmessungen < 1 mm aufweist.

Verfahren zum Verbinden von Werkstücken aus Kunststoff finden in allen Gebieten der Technik Anwendung. Insbesondere im Bereich der Hydraulik und Pneumatik sowie der Biotechnologie und der Medizintechnik, werden zunehmend mikrostrukturierte Bauteile mit beispielsweise Kanälen und Reaktionsgefäßen, sogenannte mikrostrukturierte Fluidikbauteile, für beispielsweise Reaktions- und Analysensysteme benötigt. Die Herstellung dieser mikrostrukturierten Fluidikbauteile, die im folgenden auch als Mikrobauteile bezeichnet werden, erfolgt in der Regel durch Abformung in Kunststoff eines mit Kanal- und/oder Lochstrukturen versehenen Mikrobauteils. Zur Ausbildung von geschlossenen Fluidiksystemen wird die Kanal- und/oder Lochstrukturen aufweisende Oberfläche dieser Mikrobauteile mit einem Deckel, vorzugsweise mit einer dünnen Kunststoffolie, oder mit anderen Mikrobauteilen, die weitere funktionsrelevante Mikrostrukturen aufweisen können, verbunden.

Das Kleben von Kunststoffen, insbesondere thermoplastischen Kunststoffen, alleine mit Hilfe von Lösungsmitteln, also ohne weitere Zusätze, wie Polymere, das sogenannte Diffusionskleben ist bekannt (G. Habenicht, Kleben - Grundlagen, Technologie, Anwendungen, S. 442 und 443, Springer-Verlag, Berlin 1990, 2. Auflage). Hierbei führt die Lösungsmitteldiffusion an der Kunststoffoberfläche zu einem Quellvorgang und damit zu einer Volumenzunahme des Substrats, wodurch größere Klebefugen überbrückt werden können. Zur Erreichung einer optimalen Festigkeit der Klebung wird genannt, daß alle Lösungsmittelanteile vollständig entfernt sein müssen, was je nach Fügeteildicke Tage oder Wochen dauern kann. Der mit der langen Kontaktzeit mit dem Lösungsmittel einhergehende Quellvorgang, der bei unstrukturierten Werkstücken zur Überbrückung von Klebefugen vorteilhaft ist, führt bei mikrostrukturierten Werkstücken jedoch zu einer Zerstörung der empfindlichen Mikrostrukturen. Weiterhin wird die Verwendung von Lösungsmittelgemischen aus Hoch-, Mittel- und Leichtsiedern empfohlen, da die Verwendung von unverdünnten niedrigsiedenden Lösungsmitteln eine schnelle Verdunstung des Lösungsmittels und damit Eigenspannungen und Schädigungen in der Klebefuge bewirkt. Ferner wird eine Erhöhung der Viskosität durch Zusatz von beispielsweise Polymeren vorgeschlagen, um ein Ablaufen der Lösungsmittel und damit ein Anlösen des Substrats außerhalb der Klebefuge zu vermeiden.

Um die mit der langen Kontaktzeit mit dem Lösungsmittel einhergehende Zerstörung der Mikrostrukturen und die selbst mit niedrig siedenden Lösungsmittelngemischen durch zu langes verbleiben im Bereich der Hohlräume von mikrostrukturierten Kontaktflächen herbeigeführte Schädigung derselben zu vermeiden, hat der Anmelder bereits in der DE 198 51 644.4 ein Diffusionsklebeverfahren angemeldet, bei dem ein rasches Entfernen von Lösungsmitteln durch Anlegen eines Unterdruckes realisiert ist, so daß die bisher beschrieben Nachteile zumindest weitestgehend entfallen.

Aus der DE 198 51 644.4 ist ein Verfahren zum Verbinden von mikrostrukturierten Werkstücken aus Kunststoff sowie ein nach diesem Verfahren erhaltenes Bauteil bekannt. Bei diesem Verfahren wird in einem ersten Schritt zwischen die zu verbindenden Werkstücke mindestens ein organisches Lösungsmittel aufgebracht, das den Kunststoff der zu verbindenden Fläche mindestens eines Werkstückes anzulösen vermag. Im zweiten Schritt werden die beiden Werkstücke so miteinander in Kontakt gebracht, daß die überwiegende Anzahl der zwischen den Strukturen liegenden Bereichen mit der Umgebung in Verbindung steht. Im dritten Schritt wird nach einer kurzen Verweilzeit das zwischen den beiden Werkstücken befindliche Lösungsmittel durch Anlegen eines Unterdruckes zumindest weitgehend entfernt.

Mit diesem Verfahren konnten beispielsweise in einem Polymethylmethacrylat (PMMA)-Substrat 20 nebeneinander angeordnete 50 µm breite Kanäle mit Zwischenstegen einer Breite von 50 µm durch Aufbringen einer 125 µm dicken PMMA-Folie gegeneinander abgedichtet werden. Die erzielten Verbindungsflächen waren homogen und wiesen keine Schädigungen auf.

Die Hauptnachteile dieses Verfahrens sind, daß die gesamten Verbindungsflächen von beiden Werkstücken mit dem Lösungsmittel benetzt und damit auch angelöst werden. Damit werden auch die auf der Verbindungsfläche angeordneten funktionsrelevanten Mikrostrukturen zumindest in der Verweilzeit, also vor dem Entfernen des Lösungsmittels, angelöst und beschädigt. Generell bleibt das beschriebene Verfahren damit auf Anwendungen beschränkt, in denen die Oberfläche der Mikrostrukturen nicht funktionsrelevant sind. Insbesondere ist das Verfahren nicht für auf der Verbindungsfläche angeordnete Sensoren, wie beispielsweise Biosensoren, anwendbar, die mittels ihrer Oberfläche ihre sensorische Wirkung entfalten.

Ein weiterer Nachteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, daß durch das vollflächige Aufbringen und/oder Verteilen des Lösungsmittels in der gesamten Verbindungsfläche zwischen den beiden Werkstücken sogenannte Totzonen, in Form von Hohlräumen, in denen das Lösungsmittel nicht abgesaugt werden kann, entstehen. Hierdurch ist insbesondere eine Beschädigung von Mikrostrukturen mit kleinen Hohlräumen, Lochstrukturen, Kanälen, dünnen Wandungen nicht auszuschließen. Damit wird ersichtlich, daß dieses Verfahren nicht zum Verbinden von einem Werkstück mit Fluidkanälen mit Kanalbreiten von zumindest kleiner 20 µm geeignet ist. Aber gerade Fluidikmikrobauteile mit solch kleinen und kleineren Hohlräumen, Lochstrukturen, Kanälen, dünnen Wandungen sind für Anwendungen im Bereich der Medizintechnik und Biotechnologie notwendig.

Ferner können die zwischen den Mikrostrukturen liegenden Hohlräume sehr große Volumina aufweisen, die nur durch Absenken des Umgebungsdruckes in einer Vakuumkammer mit entsprechend großen und gerätetechnisch aufwendigen Vakuumvorrichtungen auszupumpen sind.

Ausgehend vom oben beschriebenen Stand der Technik, ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Verbinden von zwei Werkstücken bereitzustellen, von denen mindestens das erste Werkstück an der zu verbindenden Fläche Mikrostrukturen aus Kunststoff mit kleinsten Strukturabmessungen < 1 mm aufweist, bei dem die Mikrostrukturen nicht mit Lösungsmittel benetzt werden und keine Absenkung des gesamten Umgebungsdruckes notwendig ist, um das Lösungsmittel zu entfernen.

Das Verfahren zum Verbinden von zwei Werkstücken A und B, von denen zumindest das Werkstück A mindestens eine zu verbindende Fläche aus Kunststoff, das Werkstück A oder/und B mindestens einen zumindest teilweise in der zu verbindenden Fläche angeordneten Klebekanal aufweist, und das Werkstück A oder/und B Mikrostrukturen mit kleinsten Strukturabmessungen < 1 mm aufweist, ist durch folgende Prozeßschritte gekennzeichnet:

a) die beiden Werkstücke A und B werden so miteinander in Kontakt gebracht, daß der Klebekanal mit der Umgebung in Verbindung steht,
b) und mindestens ein organisches Lösungsmittel wird in den Klebekanal eingebracht, das den Kunststoff der zu verbindenden Fläche mindestens eines Werkstückes anzulösen vermag,
c) und entweder entweicht das zwischen den beiden Werkstücken befindliche Lösungsmittel nach einer Verweilzeit oder/und wird durch Anlegen eines Unter- oder Überdruckes zumindest weitgehend entfernt.

Das erfindungsgemäße Verfahren verhindert beim Verbinden von zwei Werkstücken A und B mittels Lösungsmittel eine Benetzung von Mikrostrukturen, die derart entweder auf einer oder aber auf beiden zu verbindenden Flächen der Werkstücke A und B angeordnet sind, daß sie nach dem Verbinden der beiden Werkstücke mindestens zum Teil zwischen den beiden Werkstücken angeordnet sind. Damit ist ein Anlösen und eine Beschädigung dieser Mikrostrukturen verfahrensbedingt ausgeschlossen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das organische Lösungsmittel oder ein Gemisch organischer Lösungsmittel lediglich in einen Klebekanal eingebracht wird, der zumindest auf einer der beiden zu verbindenden Flächen der Werkstücke A und B als zur Verbindungsfläche hin offener Klebekanal angeordnet ist. Damit wird erreicht, daß das Lösungsmittel nur in dem Klebekanal läuft und somit nur definierte und lokale Bereiche der Verbindungsflächen der beiden Werkstücke mit dem Lösungsmittel benetzt werden. Hierdurch werden diese lokalen Bereiche durch den vom Lösungsmittel ausgelösten Quellvorgang angelöst und dienen infolge als definierte Klebeflächen zwischen den beiden Werkstücken A und B.

Erfindungsgemäß befindet sich der Klebekanal vorzugsweise auf dem Werkstück A und/oder B, das die Mikrostrukturen aufweist, und ist in einem definierten Abstand zu den Mikrostrukturen angeordnet. Selbstverständlich kann der zumindest eine Klebekanal erst durch das Verbinden der beiden Werkstücke in einen definierten Abstand zu den Mikrostrukturen gelangen. Hierbei ist dieser Klebekanal beispielsweise auf einem zu verbindenden Werkstück A oder B ohne Mikrostrukturen angeordnet und wird nachfolgend mit einem Werkstück B oder A mit Mikrostrukturen verbunden. Auch denkbar ist, das beide zu verbindende Werkstücke A und B jeweils einen solchen Klebekanal aufweisen.

In der bevorzugten Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verbinden von zwei Werkstücken A und B bestehen beide Werkstücke und damit auch beide zu verbindende Flächen der Werkstücke A und B aus Kunststoff, beispielsweise aus transparentem Kunststoff. Die Klebefläche, also ein Teil der zu verbindenden Fläche, kann hierbei als unstrukturierte Fläche aus Kunststoff oder als der zur Verbindungsfläche hin offene Klebekanal aus Kunststoff ausgebildet sein.

Zur Herstellung der beiden Werkstücke A und/oder B werden vorzugsweise bekannte auf lithographischen Maskenprozessen beruhende Verfahren, wie beispielsweise UV-, Röntgen oder Laserlithographie mit nachfolgender Galvanoformung zur Herstellung eines Formeinsatzes verwendet. Dies hat den besonderen Vorteil, daß die erfindungsgemäßen Klebekanäle ohne besonderen Mehraufwand direkt beim Maskendesign der Mikrobauteile auf der für die Verbindung mit einem weiteren Werkstück vorgesehenen Verbindungsfläche angeordnet und nachfolgend gemeinsam mit den Mikrostrukturen beispielsweise mittels Mikrospritzgießen oder Heißprägen in ein Polymerwerkstück strukturiert werden können. Diese zeigt, daß die Klebekanäle mit gleicher Größe und Genauigkeit im Vergleich zu den Mikrostrukturen hergestellt werden können. Ferner können so schon bei der Herstellung lösungsmittelabhängige Diffusions- und Quelldimensionen berücksichtigt werden.

Um sicherzustellen, daß das Lösungsmittel nach dem Aufbringen nur im Klebekanal läuft und nicht über den Rand des Klebekanals hinausläuft, werden die beiden Werkstücke A und B vor dem Einbringen des Lösungsmittels in den Klebekanal so miteinander beispielsweise durch Zusammenpressen in Kontakt gebracht, daß der Klebekanal durch Verbindungsflächen des zweiten Werkstückes in Art eines Deckels dicht abgedeckt wird. Verfahrensbedingt werden so nur die Klebekanäle mit Lösungsmittel benetzt. Darüber hinaus werden bei geringerer Presskraft auch die an den Klebekanal angrenzenden und beispielsweise zwischen den Mikrostrukturen gelegenen Verbindungsflächen der beiden Werkstücke mit Lösungsmittel benetzt. Das Zusammenpressen der beiden Werkstücke mit ausreichender Presskraft verhindert eine Benetzung der Oberflächen der Mikrobauteile, da das Lösungsmittel zwar gegebenenfalls durch Kapillarwirkung in die an den Klebekanal angrenzenden Verbindungsflächen transportiert wird, aber dann stoppt.

Nach dem Zusammenpressen der beiden Werkstücke muß der Klebekanal weiterhin mit der Umgebung in Verbindung stehen, um ein Einfüllen des Lösungsmittels in den Klebekanal zu ermöglichen. Dies kann sowohl von der Seite oder von der Oberfläche eines Werkstückes als auch mittels einer in der Verbindungsfläche der beiden Werkstücke passend angeordneten Einfüllöffnung geschehen.

Das vorzugsweise an einem Ende des Klebekanals eingebrachte Lösungsmittel, das den Kunststoff der zu verbindenden Fläche mindestens eines Werkstückes anzulösen vermag, zieht sich entweder durch Kapillarwirkung in den Klebekanal oder es wird aktiv gefördert. Hierbei wird sowohl der gesamte Klebekanal als auch die gesamte Verbindungsfläche des zweiten Werkstückes mit Lösungsmittel benetzt und, sofern diese Flächen aus Kunststoff bestehen, angelöst. Durch die dann einsetzende Lösungsmitteldiffusion quellen diese Kunststoffoberflächen derart auf, daß eine Klebeverbindung zwischen den beiden Werkstücken im Bereich der Klebekanäle in Art einer Klebe- bzw. Schweißverbindung zustande kommt.

Die Lösungsmitteldiffusion bewirkt aber auch, daß das Lösungsmittel beispielsweise durch die mit der Umgebung in Verbindung stehende Einfüllöffnung aus dem Klebekanal entweicht. Selbstverständlich ist es auch denkbar, das beispielsweise am anderen Ende des Klebekanals eine weitere mit der Umgebung in Verbindung stehende Öffnung angeordnet ist, damit das Lösungsmittel schneller aus dem Klebekanal entweichen kann.

Andererseits ist ein schnelleres Entfernen des Lösungsmittels aus dem Klebekanal auch in einfacher Art und Weise dadurch zu erreichen, daß das Lösungsmittel durch Anlegen eines Unterdruckes an den Klebekanal durch Absaugen bzw. durch Anlegen eines Überdruckes durch Abpumpen zumindest weitgehend entfernt wird. Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens im Vergleich zum vorbekannten globalen Absenken des Umgebungsdruckes mittels einer Vakuumkammer besteht darin, daß lediglich die Klebekanäle und deren kleine Volumen abgesaugt werden müssen, wobei entsprechend einfachere Unterdruckvorrichtungen zum Einsatz kommen können.

Selbstverständlich kann das Lösungsmittel auch durch Anlegen eines Überdruckes an den Klebekanal aus dem Klebekanal schnell entfernt werden.

Ein weiterer besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens im Vergleich zum vorbekannten Verfahren aus der DE 198 51 644.4 besteht darin, daß zwischen den beiden zu verbindenden Werkstücken keine Totzonen mehr entstehen können, in denen das Lösungsmittel nicht abgesaugt werden kann. Damit ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren, daß auch kleinste Fluidikkanäle mit Kanalbreiten von zumindest kleiner 20 µm, und insbesondere kleiner 10 µm, sowie insbesondere im Bereich von 1 µm, mit einem anderen Werkstück verschweißt werden können. Damit ist das Verfahren besonders zum Verbinden derartiger Fluidikmikrobauteile mit solch kleinen Kanälen, Hohlräumen, Lochstrukturen, dünnen Wandungen für Anwendungen insbesondere im Bereich der Medizintechnik und der Biotechnologie geeignet.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch zum Verbinden von Werkstücken geeignet, wobei zumindest ein Werkstück auf seiner Verbindungsfläche, Mikrostrukturen, wie beispielsweise Sensoren, Biosensoren oder oberflächensensitive Mikrostrukturen, angeordnet hat, da verfahrensbedingt eine Beschädigung dieser Mikrobauteile ausgeschlossen ist.

Eine erste besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Breite und Tiefe des zumindest einen Klebekanals in einem Bereich zwischen 1 µm und 1 mm liegen. Hierdurch ist erreicht, daß auch kleinste Klebekanäle verklebbar sind. Das Kanalvolumen eines Klebekanals ist derart klein festgelegt, daß das zu verwendende organische Lösungsmittel bzw. organischen Lösungsmittelgemisch durch Kapillarwirkung in den Klebekanal hineinzieht. Ferner wird erreicht, daß nur wenig Lösungsmittel in den Klebekanal aus in den Klebekanal eingebracht werden muß und damit ist auch ein schnelles Absaugen bzw. Abpumpen des Lösungsmittels sichergestellt.

Eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß als Werkstück A oder/und B ein Werkstück mit einem definierten Abstand in einem Bereich zwischen 1 µm und 1 mm zwischen zumindest einem Klebekanal und den Mikrostrukturen verwendet wird.

Da ein definierter Abstand zwischen einem Klebekanal und einer Mikrostruktur beim Maskendesign in einfacher Art und Weise realisiert werden kann, ist eine lithographische Strukturierung und nachfolgende abformtechnische Herstellung eines Werkstückes mit Mikrostrukturen und zumindest einem Klebekanal ohne Mehraufwand ermöglicht. Hierdurch wird auch eine besonders hohe Intergrationsdichte von auf dem Werkstück angeordneten Mikrostrukturen und dazu in definiertem Abstand in einem Bereich zwischen 1 µm und 1 mm angeordnetem Klebekanal ermöglicht.

Eine andere besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die beiden Werkstücke A und B derart in Kontakt miteinander gebracht werden, daß hierdurch ein definierter Abstand in einem Bereich zwischen 1 µm und 1 mm zwischen dem zumindest einen Klebekanal und den Mikrostrukturen entsteht. Bei dieser Ausführungsform ist der Klebekanal beispielsweise auf einem zu verbindenden Werkstück ohne Mikrostrukturen so angeordnet, daß der Klebekanal erst durch das Verbinden mit einem Werkstück mit Mikrostrukturen in einen definierten Abstand in einem Bereich zwischen 1 µm und 1 mm zu den Mikrostrukturen gelangt. Auch hierdurch läßt sich eine besonders hohe Integrationsdichte von Mikrostrukturen und zumindest einem und vorzugsweise mehreren Klebekanälen in der Verbindungsebene zwischen den beiden Werkstücken erreichen. Selbstverständlich können auch beide zu verbindende Werkstücke A und B einen oder mehrere Klebekanäle und Mikrostrukturen aufweisen, die erst durch das Verbinden der beide Werkstücke in einen definierten Abstand in einem Bereich zwischen 1 µm und 1 mm zu den auf dem jeweils anderen Werkstück angeordneten Mikrostrukturen gelangen.

Eine weitere besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß als Werkstück A oder/und B ein Werkstück mit einem Klebekanal, der die Mikrostrukturen zumindest teilweise umgibt, verwendet wird. Hierdurch wird ein Verkleben zweier Werkstücke derart ermöglicht, daß die Klebeverbindung in der Verbindungsfläche zwischen den beiden Werkstücken A und B sowohl seitlich versetzt bis hin zum nahezu vollständigen Umringen zu den Mikrostrukturen angeordnet sein kann.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß als Werkstück A oder/und B ein Werkstück mit einem weitestgehend an die Mikrostrukturen angepaßten Verlauf des Klebekanals verwendet wird.

Dies ist eine besonders platzsparende Verklebung zweier Werkstücke ermöglicht, da die Klebekanäle in besonders dichtem Abstand zu Mikrostrukturen angeordnet werden können. Damit können beispielsweise Fluidikkanäle durch Verkleben mit einem vorzugsweise in Art eines Deckels ausgeführten unstrukturierten Werkstückes dicht abgedeckt werden, so daß die durch die vorzugsweise durch die Fluidikkanäle durchfließende Fluidikflüssigkeit nicht entweichen kann.

Mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren kann besonders vorteilhaft als Werkstück A oder/und B ein Werkstück mit einem Klebekanal aus einem Thermoplasten ausreichender Löslichkeit mit einem weiteren Werkstück verbunden werden.

Mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren können besonders vorteilhaft als Werkstück A oder/und B ein Werkstück mit Mikrostrukturen mit kleinsten Strukturabmessungen < 500 µm mit einem weiteren Werkstück verbunden werden. Das Verfahren ist auch zum Verbinden von Werkstücken mit Mikrostrukturen im unteren Mikrometerbereich sowie Submikrometerbereich geeignet.

Als weiteres Werkstück A oder/und B wird vorzugsweise eine Kunststoffolie einer Dicke von < 250 µm als Deckel verwendet. Dies stellt sicher, daß nach dem Einfüllen des Lösungsmittels in den Klebekanal auch dieser Kunststoffdeckel angelöst wird. Hierdurch wird eine besonders feste Verbindung zwischen der Kunststoffolie und dem vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Werkstück mit Mikrostrukturen erreicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft zum Verbinden von zwei Werkstücken, die beide aus transparentem Kunststoff bestehen können, geeignet. Dies ermöglicht eine optische Detektion, wobei der transparente Kunststoffdeckel als Sichtfenster für den optischen Detektor bzw. Sensor dient.

Mindestens eines der beiden Werkstücke weist an der zu verbindenden Fläche zumindest eine Klebefläche aus Kunststoff auf, die sich mit einem oder mehreren organischen Lösungsmitteln anlösen läßt. Das Verfahren eignet sich besonders zum Verbinden von Klebeflächen aus einem Thermoplasten ausreichender Löslichkeit, wie beispielsweise Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS), Polyoxymethylen (POM), Polyetheretherketon (PEEK), Polysulfon (PSU), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethylenterephthalat (PET), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Cycloolefinpolymer (COP), Copolymer auf der Basis von Cycloolefinen und Ethylen (COC) oder ein Copolymer auf der Basis von Acrylnitril, Butadien und Styrol (ABS).

Eins der beiden Werkstücke, vorzugsweise das Werkstück B kann aus Glas oder Quarzglas bestehen. Dieses Werkstück kann an der zu verbindenden Klebefläche auch ein oder mehrere andere Materialien aufweisen.

Vorteilhafterweise wird als Werkstück A und/ oder B ein Werkstück mit zumindest einem Klebekanal, der mindestens an einem vorzugsweise an beiden seiner Enden ein Reservoir aufweist, verwendet. Hierbei ist das bzw. sind beide Enden eines Klebekanals in Form eines mit der Umgebung in Verbindung stehenden Hohlraumes als Reservoir derart ausgeformt, daß das Lösungsmittel aus dem Bereich der Klebekanäle nicht in die Umgebung entweichen kann. Dies ermöglicht ein besonders einfaches Aufbringen des organischen Lösungsmittels in den Klebekanal und ein Entfernen des Lösungsmittels aus dem Klebekanal. Ferner ist hierdurch eine Dosierung des aufzubringenden Lösungsmittels ermöglicht, da das Volumen des Reservoirs durch die vorzugsweise abformtechnische Herstellung sehr genau vorbekannt ist. Hierbei kann zum leichteren Einbringen des organischen Lösungsmittels in den Klebekanal ein von der Umgebung an das Reservoir aufsetzbarer Anschlußadapter zum Einsatz kommen.

Vorteilhafterweise wird das Lösungsmittel in das Reservoir eingebracht. Dies ermöglicht ein einfaches und definiertes Aufbringen des organischen Lösungsmittels in den Klebekanal ohne das hierbei die Mikrostrukturen benetzt werden.

Die beiden Werkstücke A und B werden derart vor dem Einbringen des Lösungsmittels durch Zusammenpressen in Kontakt gebracht, daß der Abstand zwischen den beiden Werkstücken kleiner als die auf den zu verbindenden Flächen angeordneten Mikrostrukturen ist, um ein Benetzen der Mikrostrukturen beispielsweise durch Kapillarwirkung zu verhindern. Durch das Aufbringen einer definierten Presskraft wird die Kapillarwirkung dahingehend eingestellt, daß das Lösungsmittel in den Klebekanal und gegebenenfalls in damit benachbarte Kontaktflächen hineinzieht, aber ein Übertreten des Lösungsmittels und damit Benetzen von Verbindungsflächen mit Mikrostrukturen, wie beispielsweise ein Fluidikkanal, sicher verhindert ist.

Das Übertreten des Lösungsmittel und damit Benetzen von Mikrostrukturen wird auch dadurch verhindert, daß als Werkstück A oder/und B ein Werkstück mit zumindest einem zwischen Klebekanal und Mikrostrukturen angeordneten Klebestoppkanal verwendet wird. Diese besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens setzt keine definierte Presskraft zwischen den beiden Werkstücken vor dem Aufbringen des organischen Lösungsmittels voraus, da der Klebestoppkanal als Auffänger für den zu den Mikrostrukturen hinlaufenden Teil des aufgebrachten organischen Lösungsmittels dient.

Geeignete Lösungsmittel vermögen den Kunststoff der zu verbindenden Klebefläche mindestens eines Werkstücks anzulösen. In der Regel eignen sich zum Anlösen polarer Kunststoffe eher polare Lösungsmittel und zum Anlösen unpolarer Kunststoffe eher Lösungsmittel geringer Polarität. Daher eignen sich für das erfindungsgemäße Verfahren je nach verwendetem Kunststoff ein oder mehrere Lösungsmittel aus der Gruppe der niedermolekularen (C₁-C₁₀) gesättigten oder ungesättigten linearen, verzweigten oder cyclischen, gegebenenfalls substituierten Alkane, Alkohole, Ether, Ester, Aldehyde, Ketone, N,N-Dialkylamide oder aromatischen Verbindungen verwendet wird. Beispiele für Lösungsmittel der obigen Gruppe sind Dichlormethan, Trichlormethan, Trichlorethylen, Hexan, Heptan, Oktan, Nonan, Decan, Decahydronaphthalin, Methanol, Ethanol, Propanol, Hexafluorpropanol, Butanol, Pentanol, Hexanol, tert.-Butylmethylether, di-n-Butylether, Tetrahydrofuran, Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl- oder Pentylacetat, Aceton, Hexafluoraceton-Hydrate, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Cyclopentanon, Cyclohexanon, Toluol oder Xylol.

Besonders vorteilhaft eignen sich Mischungen mindestens zweier Lösungsmittel, von denen das erste den betreffenden Kunststoff gut anlöst und das zweite Lösungsmittel weniger gute Anlöseeigenschaften besitzt. Besonders vorteilhaft weist das zweite Lösungsmittel einen höheren Dampfdruck als das erste Lösungsmittel auf. Ein besonders geeignetes Mischungsverhältnis der Lösungsmittel für den betreffenden Kunststoff ist dadurch gekennzeichnet, daß gute Verbindungsergebnisse zwischen den beiden Werkstücken bei gleichzeitiger möglichst schneller Diffusion des Lösungsmittels erzielt wird. Hierdurch werden sehr kurze Verweilzeiten des Lösungsmittels in den Klebekanälen erreicht, so daß selbst dünnste Wandungen der Klebekanäle von beispielsweise 1 µm nicht beschädigt werden. Hierdurch können die Klebekanäle in sehr dichtem Abstand bis hin zu einem Abstand von lediglich einem 1 µm an die Mikrostrukturen, beispielsweise die Fluidikkanäle, heran angeordnet werden können.

Vorteilhafterweise wird das Lösungsmittel oder die Mischung mindestens zweier Lösungsmittel im Klebekanal durch Kapillarkräfte selbst transportiert.

Andererseits wird je nach Eigenschaften des zu verwendenden Lösungsmittels oder der zu verwendenden Mischung mindestens zweier Lösungsmittel, daß jeweilige Lösungsmittel durch Förderkraft in den Klebekanal aufgebracht und entfernt. Dies ermöglicht ein einfaches und mengenmäßig definiertes Aufbringen und Entfernen des organischen Lösungsmittels bzw. des organischen Lösungsmittelgemisches in den bzw. aus dem Klebekanal, wobei vorzugsweise eine Pumpe, die sowohl Flüssigkeiten als auch Gase pumpt, zum Einsatz kommt.

Aufgrund der unterschiedlichen Lösungseigenschaften sind verschieden lange Verweilzeiten zum Erreichen einer ausreichenden Qualität der Verbindung der beiden Werkstücke vor dem Entfernen der Lösungsmittel erforderlich. Als vorteilhaft hat sich erwiesen, daß nach einer Verweilzeit, die je nach verwendetem Lösungsmittel weniger als 1 Stunde, vorzugsweise weniger als 10 min beträgt, das Lösungsmittel entfernt wird, ohne das es zu einer Beschädigung der empfindlichen Mikrostrukturen kommt.

Um je nach verwendetem Lösungsmittel ein schnelleres Entfernen des Lösungsmittels aus dem Klebekanal zu erreichen, erfolgt nach einer ersten Ausführungsform ein Anlegen eines Unterdruckes derart, daß der Druck der Umgebung der beiden Werkstücke abgesenkt wird. Hierzu werden beispielsweise die miteinander in Kontakt gebrachten Werkstücke in eine Vakuumkammer überführt und nach einer kurzen Verweilzeit der Druck in der Kammer abgesenkt. Durch die Wahl der Höhe des Drucks und des Lösungsmittels bzw. des Lösungsmittelgemisches kann in Abhängigkeit von der Strukturierung der Werkstücke die Zeit, innerhalb der das Lösungsmittel im Hinblick auf eine ausreichende Festigkeit unter Erhalt der Mikrostrukturen ausreichend entfernt wird, beeinflußt werden.

Nach einer zweiten Ausführungsform wird der Unterdruck derart an den Klebekanal angelegt, daß der Druck in dem Klebekanal gegenüber dem Druck der Umgebung der beiden Werkstücke abgesenkt wird. Hierzu wird eine mit den Klebekanälen in Verbindung stehende Öffnung der beiden Werkstücke, vorzugsweise das Lösungsmittelreservoir und dessen Einfüllöffnung, mit einer Unterdruckvorrichtung druckdicht verbunden. Der Druck innerhalb der Klebekanäle kann so gezielt erniedrigt und damit das Lösungsmittel entfernt werden. Aufgrund der Differenz zwischen dem Umgebungsdruck und dem Druck innerhalb der Klebekanäle werden beide Werkstücke verstärkt aneinander gedrückt. Dies kann beispielsweise bei der Verwendung einer Kunststoffolie als zweites Werkstück Abweichungen von einer einheitlichen Strukturhöhe des ersten Werkstückes ausgleichen helfen.

Vorteilhaft wird nach der ersten und der zweiten Ausführungsform der Druck unter den Dampfdruck des am niedrigsten siedenden Lösungsmittels, besonders vorteilhaft unter den Dampfdruck des am höchsten siedenden Lösungsmittels abgesenkt. Hierdurch kommt es zu einer besonders raschen Entfernung des Lösungsmittels. Dies ermöglicht die Verwendung von den betreffenden Kunststoff gut anlösenden Lösungsmitteln, da durch die rasche Entfernung eine Schädigung der Mikrostrukturen vermieden wird. Darüber hinaus gestattet dies eine beträchtliche Verkürzung der Fügezeit.

Nach einer dritten Ausführungsform wird der Unterdruck derart an den Klebekanal, der über mindestens zwei Öffnungen mit der Umgebung in Verbindung steht, angelegt wird, daß Luft und/ oder gereinigte Gase durch den Klebekanal gesaugt wird.

Hiernach wird, entsprechend der zweiten Ausführungsform, mindestens eine mit den Klebekanälen in Verbindung stehende Öffnung der beiden Werkstücke, vorzugsweise die Einfüllöffnung des Lösungsmittelreservoirs, mit einer Unterdruckvorrichtung verbunden. Jedoch weisen die beiden Werkstücke mindestens eine zweite Öffnung auf, die mit den gleichen Klebekanälen in Verbindung steht. Im Gegensatz zu der zweiten Ausführungsform wird diese Öffnung nicht druckdicht verschlossen oder mit der Unterdruckvorrichtung verbunden, sondern bleibt zur Umgebung hin offen. Hierdurch wird bei Anlegen eines Unterdrucks an die erste Öffnung das sich in den Klebekanälen befindliche Lösungsmittel herausgesaugt und Luft und/ oder gereinigte Gase durch die Klebekanäle hindurchgesaugt. Auch nach dieser Ausführungsform ist eine schnelle Entfernung des Lösungsmittels gewährleistet. Durch die sich mit der zwischen der ersten und der zweiten Öffnung aufbauenden Druckdifferenz einhergehende Druckabsenkung im Vergleich zum Umgebungsdruck werden, wie bei der zweiten Ausführungsform, die beiden Werkstücke verstärkt aneinander gedrückt. Um eine Kontamination der Klebekanäle durch hindurchströmende Umgebungsluft zu vermeiden, ist es vorteilhaft, ein gereinigtes Gas der zweiten Öffnung zuzuführen.

Selbstverständlich kann auch Luft und/oder gereinigte Gase in den Klebekanal hineingepreßt werden und so ein Überdruck im Klebekanal erzeugt werden, so daß das Lösungsmittel hierdurch aus dem Klebekanal entfernt wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Kunststoffkörper mit mikrostrukturierten Oberflächen schnell und damit kostengünstig miteinander verbinden, wobei es verfahrensbedingt zu keiner Beschädigung der Mikrostrukturen kommen kann. Darüber hinaus ist dieses Verfahren ohne weiteres automatisierbar, wodurch mikrostrukturierte Kunststoffkörper in großen Stückzahlen zusammengefügt werden können. Da vorzugsweise keine, aber sicher keine erhöhten Temperaturen zum Einsatz kommen, kann dieses Verfahren je nach Wahl der Lösungsmittel auch bei Strukturen mit biologisch aktivem Material, wie beispielsweise oberflächensensitiven Biosensoren, eingesetzt werden.

Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf Bauteile, die mindestens zwei miteinander verbundene Körper umfassen, von denen mindestens ein Körper an der mit dem anderen Körper verbundenen Fläche Mikrostrukturen aus Kunststoff mit kleinsten Strukturabmessungen < 1 mm aufweist. Die Körper sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verbunden, wobei die überwiegende Anzahl der zwischen den Strukturen liegenden Hohlräume mit der Umgebung in Verbindung steht.

Besonders vorteilhaft weisen solche Bauteile Mikrostrukturen zum Lagern, Durchleiten, Dosieren, Mischen, Trennen, Wärme Tauschen, chemischen Umsetzen oder/und Detektieren von mindestens einem Stoff auf. Dies können sowohl passive als auch aktive Mikrostrukturen sein. Passive Strukturen sind beispielsweise mit Ein- und Auslässen zur Fluidzu- und Fluidabführung verbundene kanalartige Ausnehmungen mit Misch- oder/und Reaktionsräumen. Aktive Strukturen können Sensoren, beispielsweise zur Leitfähigkeitsmessung, oder Mikroventile sein. Vorteilhaft ist der Stoff ein Gas oder eine Flüssigkeit oder der Stoff, insbesondere Biomoleküle, ist in einer Flüssigkeit gelöst.

Ein Beispiel für solch ein Bauteil ist ein Kunststoffplättchen, das parallel zueinander verlaufende Nuten aufweist, wobei die Nuten an ihren Endbereichen jeweils eine Elektrode aufweisen. Auf das Kunststoffplättchen ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine dünne Kunststoffolie angebracht, die die Nuten bis auf Öffnungen im Elektrodenbereich bedeckt. Solch ein Bauteil findet Verwendung in der Kapillar-Elektrophorese zur Trennung von DNA- oder Protein-Fragmenten.

Zum Lagern von Stoffen, beispielsweise von Substanzbibliotheken in der kombinatorischen Chemie, können eine Vielzahl von miniaturisierten Hohlräumen vorgesehen sein. Zum Dosieren von Flüssigkeiten kann solch ein Bauteil mit Kanälen verbundene Öffnungen aufweisen.

Zur Trennung oder/und Detektion von Biomolekülen können Oberflächen der Mikrostrukturen funktionalisiert sein. Zur optischen Detektion kann das Bauteil oder Bereiche hiervon aus einem optisch transparenten Kunststoff bestehen. Zur Durchführung von chemischen Umsetzungen können Oberflächen oder Hohlräume katalytisch aktives Material aufweisen.

Aufgrund der einfachen abformtechnischen Herstellung solcher Körper, insbesondere unter Verwendung von mikrotechnisch hergestellten Formeinsätzen lassen sich mittels dem erfindungsgemäßen Verbindungsverfahrens solche Bauteile in großen Stückzahlen kostengünstig fertigen und können beispielsweise in der medizinischen Analytik oder der pharmazeutischen Wirkstofforschung Verwendung finden. Hierbei ist durch die kostengünstige Fertigung der einmalige Gebrauch ermöglicht und damit können Reinigungsprozesse und eine Kontaminationsgefahr vermieden werden.

Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnungen und weiterer Ausführungsbeispiele ohne Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen:

Fig. 1 a) einen Schnitt und b) eine Draufsicht eines Werkstückes in Form eines Fluidikbauteiles mit Fluidikkanälen und Fluidikreservoiren.

Fig. 2 a) einen Schnitt und b) eine Draufsicht eines Werkstückes in Form eines Fluidikbauteiles gemäß Fig. 1 mit Klebekanälen und Lösungsmittelreservoiren.

Fig. 3 a) einen Schnitt und b) eine Draufsicht eines Werkstückes in Form eines ebenen Deckels mit Einfüllöffnungen für die Reservoire gemäß Fig. 2.

Fig. 4 a) einen Schnitt und b) eine Draufsicht der beiden Werkstücke gemäß den Fig. 2 und 3 in Ausgangsstellung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verbinden der beiden Werkstücke.

Fig. 5 zeigt anhand der Schnittdarstellung aus Fig. 4 eine mögliche Ausführungsform des Einfüllens und Verteilens des Lösungsmittels in den Klebekanal mittels einer Pumpe.

Fig. 6 zeigt anhand der Schnittdarstellung aus Fig. 4 eine mögliche Ausführungsform des Entfernens des Lösungsmittels aus dem Klebekanal mittels einer Pumpe.

In der Fig. 1b ist eine Draufsicht und in Fig. 1a ein Schnitt eines besonders einfachen Ausführungsbeispiels eines mit abformtechnischen Verfahren hergestellten Werkstückes aus Kunststoff in Form eines Fluidikbauteiles 1 dargestellt, welches bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verbinden mit einem zweiten Werkstück zur Anwendung kommt. Dieses Fluidikbauteil 1 weist auf seiner Verbindungsfläche 25 einen schmalen geradlinigen Fluidikkanal 4 auf, der an seinen beiden Enden durch jeweils einen breiteren Fluidikkanal 3a, b fortgesetzt wird und an deren Enden schließlich jeweils ein als noch breitere Hohlstruktur ausgeformtes Fluidikreservoir 2a, b zum Aufbringen und Entfernen von Fluiden, beispielsweise Fluidikflüssigkeit oder Gasen, angeordnet ist. Dadurch das die hintereinander in Serie angeordneten Fluidikstrukturen: Fluidikreservoir 2a bzw. 2b, breiterer Fluidikkanal 3a bzw. 3b und schmaler Fluidikkanal 4 in ihrem Querschnitt immer schmaler werden, wird beim Aufbringen der Fluidikflüssigkeit in beispielsweise das Fluidikreservoir 2a eine Kapillarwirkung erzeugt, die die Fluidikflüssigkeit zunächst in den breiteren Fluidikkanal 3a und dann in den schmaleren Fluidikkanal 4 zieht. Letztlich wird erreicht, daß unabhängig in welchen der beiden Fluidikreservoire 2a oder 2b die Fluidikflüssigkeit auch eingebracht wird, die Fluidikflüssigkeit durch Kapillarwirkung in den schmaleren Fluidikkanal 4 hineinzieht und diesen gleichmäßig füllt.

Diese Art von Werkstücken aus Kunststoff, die als Mikrostrukturen Fluidikstrukturen, beispielsweise Fluidikkanäle 4 und auch hier nicht dargestellte bereits beschriebene passive Mikrostrukturen, wie beispielsweise Reaktionsgefäße in Form von Loch- und/ oder Hohlstrukturen oder dergleichen abformtechnisch herstellbare Strukturen, als auch aktive Mikrostrukturen, wie beispielsweise Sensoren und Biosensoren, aufweisen können, werden in der Biotechnologie, der Medizintechnik, der kombinatorischen Chemie und anderen Bereichen der Technik als Reaktions- und Analysesysteme verwendet.

Die Fig. 2 zeigt ein Werkstück in Form eines Fluidikbauteils 5, welches dem Fluidikbauteil 1 gemäß Fig. 1 entspricht, wobei nun allerdings ein erfindungsgemäßer Klebekanal 6 die Fluidikstrukturen 2, 3, 4 umgibt. Bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel ist der Klebekanal 6 zur Verbindungsfläche 25 hin offen und derart um die Fluidikstrukturen 2, 3, 4 angeordnet, daß er mit angepaßtem Verlauf entlang der gemeinsamen Umrißlinie 20 der Fluidikstrukturen 2, 3, 4 verlaufend angeordnet ist.

Bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel sind beide Enden des Klebekanals 6 als Lösungsmittelreservoire 7a, b in Form einer Hohlstruktur ausgeformt. Diese besondere Ausführungsform ermöglicht ein definiertes . Aufbringen bzw. Einfüllen des Lösungsmittels, beispielsweise in das Lösungsmittelreservoir 7a und damit in den Klebekanal 6, ohne das es hierbei zu einer Benetzung durch Lösungsmittel von an das Lösungsmittelreservoir 7a angrenzenden Bereichen der Verbindungsfläche 25 des Fluidikbauteiles 5 oder den auf der Verbindungsfläche 25 angeordneten Fluidikstrukturen 2, 3, 4 kommen kann.

Die hier gezeigte Anordnung ist besonders dadurch ausgezeichnet, daß der Klebekanal 6 nahezu an allen Seiten der gemeinsamen Umrißlinie 20 der Fluidikstrukturen 2, 3, 4 in einem in der Fig. 2a mit Pfeilen gekennzeichneten definierten Abstand 9 angeordnet ist. Diese Anordnung, wobei der Klebekanal 6 die Fluidikstrukturen 2, 3, 4 nahezu vollständig in Art einer Einhüllenden umgibt und somit sogar die unterschiedlichen Breiten der einzelnen Fluidikstrukturen 2, 3, 4 nachbildet, ist durch das bevorzugte auf lithographische Maskenprozesse beruhende abformtechnische Herstellungsverfahren, wie beispielsweise Galvanoformung und/oder Abformung, ermöglicht. Hierdurch wird auch ersichtlich, daß der Klebekanal 6 mit gleicher Größe und Genauigkeit im Vergleich zu den Fluidikstrukturen 2, 3, 4 hergestellt und in definiertem Abstand 9 zu diesen Mikrostrukturen 2, 3, 4 angeordnet werden kann. Vorteilhafterweise werden Werkstücke mit einem definierten Abstand 9 zwischen dem Klebekanal 6 und den Mikrostrukturen 2, 3, 4 in einem Bereich zwischen 1 µm und 1 mm verwendet.

Bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel weist der schmale Fluidikkanal 4 eine etwas größere Breite als der Klebekanal 6 auf. Der Klebekanal 6 weist typischerweise eine in der Fig. 2b mit weiteren Pfeilen gekennzeichnete Breite 8 und Tiefe von 50 µm auf und der Abstand 9 des Klebekanals 6 zu den Fluidikstrukturen 2, 3, 4 beträgt einheitlich auch etwa 50 µm. Der Vorteil dieser sehr dichten Anordnung des Klebekanals 6 an die Fluidikstrukturen 2, 3, 4 liegt darin, daß nach der erfindungsgemäßen Verbindung des Fluidikbauteiles 5 mit einem nachfolgend zu beschreibenden zweiten Werkstück in Form eines Deckels 10, die Fluidikstrukturen 2, 3, 4 dicht benachbart abgedeckt werden, so daß die in die Fluidikstrukturen 2, 3, 4 eingefüllte Fluidikflüssigkeit nicht ausfließen kann.

Die Fig. 3 zeigt ein einfaches aber bevorzugtes Ausführungsbeispiel für das zweite Werkstück in Form eines Deckels 10, der mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren mit dem Fluidikbauteil 5 zu verbinden bzw. zu verkleben ist. Der Deckel 10 besteht vorzugsweise aus einer ebenen Kunststoffolie, insbesonderen einer transparenten Kunststoffolie, mit einer Dicke von kleiner 250 µm. Der Deckel 10 weist bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel sowohl Einfüllöffnungen 11a, b zum Einfüllen von Fluidikflüssigkeit in die Fluidikreservoire 2a, b als auch Einfüllöffnungen 12a, b zum Einfüllen eines Lösungsmittels 13a bzw. einem Lösungsmittelgemisch 13b in die Lösungsmittelreservoire 7a, b auf. Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform des Deckels 10 besteht darin, daß er mit bekannten Mitteln sehr einfach und damit kostengünstig herstellbar ist. Ein weiterer Vorteil der Ausführungsform des Deckels 10 besteht darin, daß er eben und aus Kunststoff und vorzugsweise aus einem durch das zu verwendende Lösungsmittel 13a anlösbaren Kunststoff besteht. Hierdurch wird mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren eine besonders feste Verbindung zwischen den beiden Werkstücken 5 und 10 erreicht, da durch das Einfüllen des zu verwendenden Lösungsmittels 13a oder Lösungsmittelgemisches 13b in den Klebekanal 6 auch die den Klebekanal 6 abdeckenden Bereiche 26 der zu verbindenden Fläche 25 durch das Lösungsmittel 13a angelöst werden und somit neben den Klebekanälen 6 als zusätzliche Klebeflächen dienen, wie dies insbesondere die Fig. 4 zeigt. Selbstverständlich kann der Deckel 10 auch aus einem anderen Material, vorzugsweise aus Glas oder Quarzglas bestehen. Bei Verwendung von Glas oder auch Quarzglas für den Deckel 10 wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine weniger feste Verklebung zwischen den beiden Werkstücken 5, 10 erzielt.

Die Fig. 4a zeigt einen Schnitt und 4b eine Draufsicht auf die beiden Werkstücke 5, 10 in Ausgangsstellung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verbinden des Fluidikbauteiles 5 mit dem Deckel 10. Zunächst werden die beiden Werkstücke 5, 10 so miteinander in Kontakt gebracht, daß der Klebekanal 6 mit der Umgebung in Verbindung steht. Bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel wird dies dadurch erreicht, daß die im Deckel 10 als einfache Lochstrukturen angeordneten Einfüllöffnungen 11, 12 derart in Größe und Form ausgeführt und angeordnet sind, daß sie nach dem in Kontakt bringen des Fluidikbauteiles 5 mit dem Deckel 10 die jeweiligen Reservoire 2, 7 deckungsgleich abdecken, wie dies die Fig. 4 zeigt. Hierdurch ist nach dem Ausrichten und Aufeinanderlegen der beiden Werkstücke 5, 10 ein besonders einfaches Einfüllen und auch Entnehmen der Fluidikflüssigkeit und des Lösungsmittels 13a ermöglicht. Insbesondere ist auch eine Dosierung der Fluidikflüssigkeit und des Lösungsmittels 13a ermöglicht, da durch den bevorzugten abformtechnischen Herstellungsprozess das Volumen der als Hohlstrukturen ausgeformten Reservoire 2, 7 sehr genau vorbekannt ist.

Vor dem Einbringen des Lösungsmittels 13a beispielsweise in die Einfüllöffnung 12a des Lösungsmittelreservoirs 7a werden die beiden Werkstücke 5, 10 mit einer definierten Presskraft 14 derart in Kontakt gebracht, daß ein Ausfließen des Lösungsmittels 13a aus dem Klebekanal 6 verhindert wird. Die Presskraft 14 ist hierbei so zu bemessen, daß die durch das Aufeinanderlegen der beiden Werkstücke 5, 10 erzeugte Kapillarwirkung, die ein Ausfließen des Lösungsmittels 13a in Richtung der Fluidikstrukturen 2, 3, 4 und zunächst in die an den Klebekanal 6 in dieser Richtung angrenzenden Bereiche 27 der Verbindungsfläche 25 bewirkt, begrenzt wird, und zwar derart, daß das Lösungsmittel 13a spätestens an der Grenze zu den Fluidikstrukturen 2, 3, 4 stoppt. Damit ist ein Überfließen und damit Benetzen der Fluidikstrukturen 2, 3, 4 sicher verhindert. Das Stoppen der Fluidikflüssigkeit durch Kapillarwirkung ist insbesondere dann sichergestellt, wenn die Fluidikstrukturen 2, 3, 4, insbesondere der Fluidikkanal 4 eine größere Breite aufweist als der durch das Zusammenpressen zwischen dem Fluidikbauteil 5 und dem Deckel 10 erzeugte Zwischenspalt.

Eine andere hier nicht dargestellte Ausführungsform des Fluidikbauteils 5 zum Stoppen des Lösungsmittels 13a besteht darin, daß im zwischen dem Klebekanal 6 und der Umrißlinie 20 der Fluidikstrukturen 2, 3, 4 liegenden Bereich 27 der Verbindungsfläche 25 ein Klebestoppkanal angeordnet wird, der als Auffänger für das durch Kapillarwirkung transportierte Lösungsmittel 13a dient. Vorteilhafterweise bedarf es bei dieser Ausführungsform keiner definierten Anpresskraft zum Stoppen des Lösungsmittels 13a vor den Fluidikstrukturen 2, 3, 4.

Die Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Einfüllens des Lösungsmittels 13a bzw. des Lösungsmittelgemisches 13b in den Klebekanal 6. Hierbei wird zunächst ein Anschlussadapter 15 in eine der beiden Einfüllöffnungen 12a oder 12b flüssigkeits- bzw gasdicht eingesetzt, der dann beispielsweise über einen Schlauch 16 mit einer Pumpe 17 verbunden wird. Bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel wird vorzugsweise eine Pumpe 17, die sowohl Flüssigkeiten als auch Gase pumpt verwendet. Gemäß Fig. 5 ist hiermit in Pumprichtung 18 ein Transport des Lösungsmittels 13a oder des Lösungsmittelgemisches 13b in den Klebekanal 6 ermöglicht. Hierdurch ist ein definiertes Einfüllen und Dosieren der Füllmenge des Lösungsmittels 13a erreicht, da die Fördermenge der zu verwendenden Pumpe 17 vorbekannt ist. Eine für diese Ausführungsform geeignete Mikropumpe ist beispielsweise aus der DE 197 20 482.1 bekannt. Durch den von der Pumpe 17 erzeugten Unterdruck ist auch ein sehr schnelles und einfaches Abpumpen bzw. Absaugen des Lösungsmittels 13a bzw. Lösungsmittelgemisches 13b aus dem Klebekanal 6 ermöglicht.

Andererseits kann ein Unterdruck zum Entfernen des Lösungsmittels 13a aus dem Klebekanal 6 auch vakuumtechnisch mittels geeigneten und aufgrund des vergleichsweise sehr kleinen Kanalvolumens des Klebekanals 6 mit niedrig ausgelegten Unterdruckvorrichtungen erzeugt werden. Hierbei kann so vorgegangen werden, daß die zusammengepreßten und mit Lösungsmittel 13a gefüllten beiden Werkzeuge 5, 10 in eine Vakuumkammer eingelegt werden, um den Druck der Umgebung der beiden Werkstücke 5, 10 abzusenken. Oder es wird die Unterdruckvorrichtung mit dem Klebekanal 6 bzw. mit der Einfüllöffnung 12a vakuumdicht verbunden und alle sonstigen mit der Umgebung in Verbindung stehenden Öffnungen 12b des Klebekanals 6 werden vakuumdicht verschlossen, um dann den Druck in dem Klebekanal 6 gegenüber dem Druck in der Umgebung abzusenken.

Vorteilhafterweise wird der Druck unter den Dampfdruck des am niedrigsten siedenden Lösungsmittels 13a, besonders vorteilhaft unter den Dampfdruck des am höchsten siedenden Lösungsmittels 13a abgesenkt, so daß es zu einer besonders raschen Entfernung des Lösungsmittels 13a kommt. Insbesondere die vakuumtechnische Entfernung des Lösungsmittels 13a kommt bevorzugt bei sehr stark anlösenden Lösungsmitteln 13a, bei Lösungsmitteln 13a mit niedrigem Siedepunkt und damit sehr schneller Diffusion und bei Lösungsmitteln 13a mit hohem Siedepunkt und damit sehr langsamer Diffusion des Lösungsmittels 13a zur Anwendung.

Die Fig. 6 veranschaulicht eine weitere mögliche Ausführungsform des Entfernens des Lösungsmittels 13a aus dem Klebekanal 6 mittels einer Pumpe 17, wobei diese Pumpe 17 wie zuvor beschrieben mit dem Anschlussadapter 17 verbunden wird. Hierbei wird das in dem Klebekanal 6 befindliche Lösungsmittel 13a durch Einpumpen oder Einsaugen von Luft 19a oder besonders bevorzugt von gereinigten Gasen 19b, insbesondere Edelgasen, aus dem Klebekanal 6 entfernt. Hierzu wird eine der beiden Einfüllöffnungen 12a, b, beispielsweise die Einfüllöffnung 12a, mit der Pumpe 17 verbunden und die andere Einfüllöffnung 12b bleibt zur Umgebung hin offen oder wird mit einer Vorratsflasche von geeinigten Gasen 19b verbunden. Auch für diese Ausführungsform kann beispielsweise die in der DE 197 20 482.1 beschriebene Mikropumpe verwendet werden.

Im folgenden werden anhand von Versuchsbeispielen ohne Zeichnungen weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.

Bei diesen Versuchen wurden etwa 3 cm × 7 cm große PMMA-Platten (Plexiglas vom Typ HLE der Fa. Röhm) der Dicke 1,9 mm mit je drei Kanälen der Breite und Tiefe von jeweils 50 µm und einer Länge von 70 mm mit Abständen von jeweils 50 µm verwendet. Diese Kanäle sind geradlinig und parallel zueinander und mittig über die gesamte Länge der PMMA-Platten angeordnet. Diese Platten wurden jeweils mit PMMA-Folien (Plexiglas der Fa. Röhm) einer Dicke von 125 µm der Abmessungen 2,5 cm × 6,5 cm mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren verbunden. Hierbei wurden als Lösungsmittel die reaktiven Lösungsmittel: Essigsäurebutylester und Diethylether, und als nicht reaktives Lösungsmittel Isopropanol verwendet.

Zunächst wurden beide Klebepartner, also PMMA-Platte und PMMA-Folie, zueinander ausgerichtet aufeinander gelegt und dann in einer Pressanordnung zusammengepresst. Diese Pressanordnung besteht oben und unten jeweils aus einer 6 mm hohen, 5 cm breiten und 7 cm bzw. 6,8 cm langen PMMA- Platte, wobei zur besseren Druckverteilung über die zu verbindende PMMA- Folie eine ca. 3 mm dicke Gummiplatte zwischengelegt wurde. Hierbei werden zum Fixieren und Zusammenpressen sechs auf den PMMA-Platten längsseitig verteilt angeordnete Schrauben verwendet, so daß hiermit ein gleichmäßiger Anpressdruck entlang den auf der zu verbindenden PMMA-Platte angeordneten Klebekanälen erzeugt werden kann. Um eine noch bessere bzw. gleichmäßigere Druckverteilung zwischen den beiden Klebepartnern zu erreichen wurde nach dem Versuch 1 auf die Gummiplatte und unter die zu verbindende PMMA-Platte eine Glasplatte der Breite 2,5 cm und der Länge 7 cm in die Pressanordnung eingelegt.

Das Lösungsmittelgemisch wurde zwischen die PMMA-Platte und die PMMA- Folie auf einen freigelassenen Anfangsbereich der Klebekanäle mit einer Pipette eingebracht.

Bei den Versuchen verdampfte das Lösungsmittel innerhalb einer Verweil- bzw. Klebezeit von selbst oder es wurde durch Anlegen eines Unterdrucks in einer Vakuumkammer entfernt.

1. Versuch

Es wurde reines Butylacetat als Lösungsmittel und eine Klebezeit von 10 Minuten verwendet. Hierbei wurde kein Vakuum angelegt. Hierdurch wird der PMMA-Kunststoff stark angelöst und es entsteht eine feste Verklebung entlang der Klebekanäle zwischen den beiden Klebepartnern. Darüberhinaus reicht die Verklebung bzw. Klebefuge über die Ränder der beiden äußeren Klebekanäle hinaus und verläuft hier nahezu parallel zu den Kanälen. Dies wird auf das großflächige Aufbringen des Lösungsmittels durch Pipettieren zurückgeführt und kann durch das erfindungsgemäße Einbringen des Lösungsmittels in den Klebekanal, wobei ein Lösungsmittelreservoir zur Anwendung kommt, sicher vermieden werden. Bei einem durchgeführten Festigkeitstest bzw. Biegetest durch beidseitiges Abheben der PMMA-Folie neben den beiden äußeren Kanälen bis hin zur PMMA-Plattenmitte wurde festgestellt, daß durch zu hohe Biegebelastungen im Bereich der Klebefuge viele kleine Folienrisse parallel zu den Kanälen entstehen.

2. Versuch

Es wurde eine Mischung von Butylacetat und Isopropanol im Verhältnis 4 zu 1 bei gleichen Versuchsbedingungen wie im Versuch 1 verwendet, wobei nun die schon beschriebenen Glasplatten in der Pressanordnung zum Einsatz kamen. Mit dieser Verdünnung des reaktiven Lösungsmittels entsteht auch eine feste Verbindung mit einer im Vergleich zum Versuch 1 noch saubereren Klebefuge, wie dies unter einem Lichtmikroskop deutlich erkennbar ist.

3. Versuch

Der Versuch 3 wurde wiederholt, jedoch wurde nun nach der Verweilzeit von 10 Minuten eine Vakuumphase von 10 Minuten angehängt, um den Einfluß des Vakuums auf die Verklebung zu testen. Auch hiernach wurde eine saubere und parallel zu den Klebekanälen verlaufende Verklebung festgestellt. Demnach ist bei diesen Versuchsbedingungen das Anlegen eines Unterdruckes nicht notwendig, sondern die Verklebung der beiden Klebepartner ergibt sich bereits durch einfaches Entweichen bzw. Verdampfen des Lösungsmittelgemisches.

4. Versuch

Der Versuch 3 wurde wiederholt, jedoch wurde die Verweilzeit auf 5 Minuten reduziert und dann eine Vakuumphase von 5 Minuten angehängt. Hierbei wurde vor dem Entlüften ein Vakuumwert von ca. 3,2 × 10 E-3 mbar erreicht. Durch diese Vorgehensweise und das Vakuum wurde die beginnende Verklebung der beiden Klebepartner zerstört. Der Festigkeitstest ergab, daß die Folie sich ohne Widerstand vom PMMA-Plättchen abheben läßt.

5. Versuch

Der Versuch 2 wurde wiederholt, jedoch wurde das Lösungsmittelverhältnis im Vergleich zu dem Versuch 2 umgekehrt, so daß eine Mischung aus Butylacetat und Isopropanol im Verhältnis von 1 zu 4 eingesetzt wurde. Bei diesen Versuchsbedingungen findet keine Verklebung zwischen den beiden Klebepartnern statt, da der Anteil des reaktivem Lösungsmittels Butylacetat zu gering ist.

6. Versuch

Es wurde der Versuch 5 wiederholt, jedoch eine Mischung aus Butylacetat und Isopropanol im Verhältnis von 1 zu 1 eingesetzt. Auch bei diesen Versuchsbedingungen wird keine Verklebung zwischen den beiden Klebepartnern festgestellt. Damit läßt sich aus den Versuchen 2, 5, 6 folgern, daß zum Erreichen einer festen Verklebung von PMMA-Kunststoffen mit einer Mischung aus Butylacetats als reaktives Lösungsmittel lediglich eine Verdünnung mit kleiner 50% Isopropanolanteil zur Anwendung kommen kann.

7. Versuch

Es wurde reines Diethylether als Lösungsmittel und eine Klebezeit von 10 Minuten verwendet. Hierbei wurde kein Vakuum angelegt. Hierdurch wird der PMMA-Kunststoff angelöst, aber es entsteht im Vergleich zur Verwendung von Butylacetat im Versuch 2 eine weniger feste Verbindung zwischen den beiden Klebepartnern. Der Vergleich der Klebefugen mit den Klebfugen aus Versuch 2 unter dem Lichtmikroskop zeigt, daß eine noch sauberere Verklebung als mit Butylacetat entsteht, wobei die Breiten der beiden Klebefugen nahezu gleich sind. Hieraus wird geschlossen, daß Diethylether aufgrund seines sehr niedrigen Siedepunkts bei +36°C und damit sehr schnellen Diffusion eine längere Verweilzeit als 10 Minuten zum Anlösen des PMMA-Kunststoffes benötigt, um eine gute Festigkeit zwischen beiden Klebepartnern auszubilden. Selbstverständlich ist bei der Verwendung eines sehr leicht flüchtigen Lösungsmittels, wie beispielsweise Diethylether das Anlegen eines Vakuums nicht hilfreich.

Mit dem angegebenen erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich kleinste Klebekanäle aus Kunststoff entlang ihrer gesamten Länge mit einem gegebenenfalls auch aus Kunststoff bestehenden Deckel verbinden. Daher eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders zur Realisierung von miniaturisierten Fluidiksystemen mit Fluidkanalbreiten von kleiner 20 µm, beispielsweise für biologische und medizinische Anwendungen.

Bezugszeichen:

1

Fluidikbauteil

2

a, b Fluidikreservoir

3

a, b Fluidikkanal

4

Fluidikkanal

5

Fluidikbauteil mit Klebekanal

6

Klebekanal

7

a, b Lösungsmittelreservoir

8

Breite des Klebekanals

9

Abstand zwischen Klebekanal und Fluidikkanal

10

Deckel

11

a, b Einfüllöffnungen für Fluidik

12

a, b Einfüllöffnungen für Lösungsmittel

13

a Lösungsmittel

13

b Lösungsmittelgemisch

14

Presskraft

15

Anschlussadapter

16

Schlauch

17

Pumpe

18

Pumprichtung beim Einfüllen

19

a Luft

19

b gereinigtes Gas

20

Umrißlinie

25

Verbindungsfläche

26

Bereich des Deckels

27

Bereich der Verbindungsfläche

Claims

1. Verfahren zum Verbinden von zwei Werkstücken A (5) und B (10), von denen zumindest das Werkstück A (5) mindestens eine zu verbindende Fläche (25) aus Kunststoff, das Werkstück A (5) oder/und B (10) mindestens einen zumindest teilweise in der zu verbindenden Fläche (25) angeordneten Klebekanal (6) aufweist, und das Werkstück A (5) oder/und B (10) Mikrostrukturen (2a, 2b, 3a, 3b, 4) mit kleinsten Strukturabmessungen < 1 mm aufweist, bei dem

a) die beiden Werkstücke A (5) und B (10) so miteinander in Kontakt gebracht werden, daß der Klebekanal (6) mit der Umgebung in Verbindung steht,
b) und mindestens ein organisches Lösungsmittel (13a, 13b) in den Klebekanal (6) eingebracht wird, das den Kunststoff der zu verbindenden Fläche (25) mindestens eines Werkstückes (5, 10) anzulösen vermag,
c) und entweder entweicht das zwischen den beiden Werkstücken (5, 10) befindliche Lösungsmittel (13a, 13b) nach einer Verweilzeit oder/und wird durch Anlegen eines Unter- oder Überdruckes zumindest weitgehend entfernt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (8) und Tiefe des zumindest einen Klebekanals (6) in einem Bereich zwischen 1 µm und einem 1 mm liegen.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstück A oderl und B ein Werkstück (5) mit einem definierten Abstand (9) in einem Bereich zwischen 1 µm und 1 mm zwischen zumindest einem Klebekanal (6) und den Mikrostrukturen (2a, 2b, 3a, 3b, 4) verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Werkstücke A und B derart in Kontakt miteinander gebracht werden, daß hierdurch ein definierter Abstand (9) in einem Bereich zwischen 1 µm und 1 mm zwischen dem zumindest einen Klebekanal (6) und den Mikrostrukturen (2a, 2b, 3a, 3b, 4) entsteht.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstück A oder/und B ein Werkstück (5) mit einem Klebekanal (6), der die Mikrostrukturen (2a, 2b, 3a, 3b, 4) zumindest teilweise umgibt, verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstück A oder/und B ein Werkstück (5) mit einem weitestgehend an die Mikrostrukturen (2a, 2b, 3a, 3b, 4) angepaßten Verlauf des Klebekanals (6) verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstück A oder/und B ein Werkstück (5) mit einem Klebekanal (6) aus einem Thermoplasten ausreichender Löslichkeit verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstück A oder/und B ein Werkstück (5) mit Mikrostrukturen (2a, 2b, 3a, 3b, 4) mit kleinsten Strukturabmessungen < 500 µm verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstück A oder/und B eine Kunststoffolie (10) einer Dicke von < 250 µm verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus transparentem Kunststoff bestehendes Werkstück A (5) und/oder B (10) verwendet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Thermoplast ein Polymethylmethacrylat, Polycarbonat, Polystyrol, Polyoxymethylen, Polyetheretherketon, Polysulfon, Polybutylenterephthalat, Polyethylenterephthalat, Polyvinylidenfluorid, Cycloolefinpolymer, Copolymer auf der Basis von Cycloolefinen und Ethylen oder ein Copolymer auf der Basis von Acrylnitril, Butadien und Styrol verwendet wird.

12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus Glas oder Quarzglas bestehendes Werkstück B verwendet wird.

13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstück A und/oder B ein Werkstück (5) mit zumindest einem Klebekanal (6), der mindestens an einem vorzugsweise an beiden seiner Enden ein Reservoir (7a, 7b) aufweist, verwendet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel (13a, 13b) in das Reservoir (7a, 7b) eingebracht wird.

15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Werkstücke A (5) und B (10) derart vor dem Einbringen des Lösungsmittels (13a, 13b) durch Zusammenpressen (14) in Kontakt gebracht werden, daß der Abstand zwischen den beiden Werkstücken (5, 10) kleiner als die auf den zu verbindenden Flächen (25) angeordneten Mikrostrukturen (2a, 2b, 3a, 3b, 4) ist.

16. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstück A oder/und B ein Werkstück mit zumindest einem zwischen Klebekanal (6) und Mikrostrukturen (2a, 2b, 3a, 3b, 4) angeordneten Klebestoppkanal verwendet wird.

17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Lösungsmittel (13a, 13b) aus der Gruppe der niedermolekularen (C₁-C₁₀) gesättigten oder ungesättigten linearen, verzweigten oder cyclischen, gegebenenfalls substituierten Alkane, Alkohole, Ether, Ester, Aldehyde, Ketone, N,N-Dialkylamide oder aromatischen Verbindungen verwendet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Lösungsmittel (13a, 13b) aus der Gruppe Dichlormethan, Trichlormethan, Trichlorethylen, Hexan, Heptan, Oktan, Nonan, Decan, Decahydronaphthalin, Methanol, Ethanol, Propanol, Hexafluorpropanol, Butanol, Pentanol, Hexanol, tert.-Butylmethylether, di-n-Butylether, Tetrahydrofuran, Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl- oder Pentylacetat, Aceton, Hexafluoraceton-Hydrate, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Cyclopentanon, Cyclohexanon, Toluol oder Xylol verwendet wird.

19. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel (13a, 13b) sich im Klebekanal (6) durch Kapillarkräfte selbst transportiert.

20. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel (13a, 13b) durch Förderkraft (17) in den Klebekanal (6) aufgebracht und entfernt wird.

21. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Verweilzeit, die je nach verwendetem Lösungsmittel (13a, 13b) weniger als 1 Stunde, vorzugsweise weniger als 10 min beträgt, das Lösungsmittel (13a, 13b) entfernt wird.

22. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Umgebung der beiden Werkstücke (5, 10) abgesenkt wird.

23. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Klebekanal (6) der Unterdruck derart angelegt wird, daß der Druck in dem Klebekanal (6) gegenüber dem Druck der Umgebung der beiden Werkstücke (5, 10) abgesenkt wird.

24. Verfahren nach einem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck unter den Dampfdruck des am niedrigsten siedenden Lösungsmittels (13a, 13b) abgesenkt wird.

25. Verfahren nach einem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck unter den Dampfdruck des am höchsten siedenden Lösungsmittels (13a, 13b) abgesenkt wird.

26. Verfahren nach einem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruck derart an den Klebekanal (6), der über mindestens zwei Öffnungen (12a, 12b) mit der Umgebung in Verbindung steht, angelegt wird, daß Luft (19a) und/oder gereinigte Gase (19b) durch den Klebekanal (6) gesaugt wird.