DE69734039T2 - Vorrichtung mit zwei mikromechanischen Substraten für ein mikromechanisches System oder Teil eines mikromechanischen Systems und Verfahren zur Zusammensetzung zweier mikromechanischer Substrate - Google Patents

Vorrichtung mit zwei mikromechanischen Substraten für ein mikromechanisches System oder Teil eines mikromechanischen Systems und Verfahren zur Zusammensetzung zweier mikromechanischer Substrate Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen mikromechanische Vorrichtungen und insbesondere eine Vorrichtung mit zwei Substraten für ein mikromechanisches System oder Teil eines mikromechanischen Systems wie ein beispielsweise durch Zusammenfügung von mindestens zwei mikromechanischen Substraten gebildeter Sensor. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Zusammensetzung zweier mikromechanischer Substrate, insbesondere für die Ausführung einer Vorrichtung wie oben erwähnt.
  • Es sind schon Vorrichtungen bekannt, welche mehrere Substrate umfassen, beispielsweise ein Abflusskollektor mit einem chemischen Sensor z.B. einem pH-Sensor, als Querschnitt schematisch in 1 dargestellt.
  • Ein solcher Sensor umfasst ein erstes Substrat 1 auf einer Seite 2 auf der ein Sensormodul 4 befestigt ist, mit beispielsweise einer Siliziumplatte, auf welcher eine Detektorzelle 6 integriert ist, die insbesondere (nicht dargestellte) Messelektroden umfasst, welche respektive mit entsprechenden Kontaktbereichen 8 verbunden sind. Diese werden mit Kontaktstiften 10, die mit dem ersten Substrat 1 solidarisch sind, durch Löten von Drahten 12 verbunden, zwecks einer Verbindung mit einem (nicht dargestellten) externen Messschaltkreis.
  • Der Kollektor umfasst ferner ein zweites, über das erste Substrat gelegtes Substrat 14, wobei ein O-Ring 16 zwischen den beiden Substraten 1 und 14 gelegt wird, so dass der Umriss der Dichtung 16 die Zone der Platte 4 mit der Detektorzelle 6 umringt. Die Platte 4, die O-Ring-Dichtung 16 und das Substrat 14 bilden somit eine dichte Kollektorkammer 18, in welcher ein Fluidum über einen im Substrat 14 auf geeignete Weise vorgesehenen Eintrittskanal 20 und Austrittskanal 22 zirkulieren kann. Die Dichtung der Kammer 18 gegenüber den anderen Elementen der Vorrichtung wird dadurch erreicht, dass die beiden Substrate 1 und 14 gegen einander mittels eines Schraubenklemmflanschsystems 24 oder Ähnlichem gehalten werden.
  • Die Verwendung eines solchen Klemmsystems hat den Nachteil, schwer und teuer und schwierig ausführbar zu sein.
  • Ferner hat die Verwendung einer O-Ring-Dichtung den Nachteil, das Erreichen einer perfekten Dichtung in den Fällen zu erschweren, wo die Flächen der mit der Dichtung in Kontakt stehenden Vorrichtung nicht glatt sondern mehr oder weniger stark strukturiert sind, was bei vielen Detektorzellen der Fall ist.
  • Tatsächlich führt die Anwendung einer Dichtung dieses Typs auf strukturieren Flächen zu einem bedeutenden Leckrisiko der zu testenden Flüssigkeit in der Vorrichtung, was die umgebenden Elemente beschädigen kann, insbesondere wenn die zu testende Flüssigkeit aggressive chemische Reagenzien enthält, oder umgekehrt zu einem Verschmutzungsrisiko der in der Kollektorkammer zirkulierenden Flüssigkeit.
  • Eine Alternative zur Verwendung von Klemmsystemen wie dem vorher Erwähnten und von O-Ring-Dichtungen wird beispielsweise durch Patentanmeldung EP-A-0 528 251 (Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha) gegeben, welche einen Sensor zur Erfassen einer Ablenkung oder einer Variation der Intensität eines Gasflusses durch eine Kammer beschreibt, mit zwei Halbleitersubstraten. Die Kammer dieses Sensors wird durch Ätzung mindestens eines der Substrate und geeignetes Zusammenfügung derselben gebildet. Die Flächen, durch welche die zwei Substrate zusammengefügt sind, sind durch Schichten von ungleichen Materialien überzogen, welche miteinander unter Hitzeeinfluss legiert werden können. Die beiden Substrate werden gegeneinander gedrückt und erhitzt, bis sie zusammengelötet sind. Die Dichtung der Kammer wird also durch das Löten zwischen den beiden Substanzen gewährleistet. Ein bedeutender Nachteil dieser Ausführungsform ist jedoch, dass die durch die Kammer fliessende Flüssigkeit in direktem Kontakt mit der Lötstelle und daher nicht gegen eine mögliche, durch die für das Löten gebrauchten Materialien verursachte Verunreinigung, geschützt ist. Jedoch bringt eine solche Verunreinigung zum Beispiel die Gefahr mit sich, dass die Resultate von bestimmten, auf diese durch die Kammer fliessende Flüssigkeit durchgeführten Tests verfälscht werden können, insbesondere im Falle von Messungen chemischer Merkmale der Flüssigkeit wie beispielsweise ihres pH-Werts.
  • Die Erfindung hat somit das Hauptziel, die Nachteile des Stands der Technik zu beseitigen, indem eine Vorrichtung vorgeschlagen wird mit mindestens zwei Substraten für ein mikromechanisches System oder Teil eines mikromechanischen Systems, die einfach und günstig auszuführen ist und die erlaubt, im Falle einer Vorrichtung zum Transportieren von Fluiden, die Elemente der Vorrichtung vor dem transportierten Fluidum effizient zu schützen und auch das Fluidum vor jeglicher Verschmutzung durch die Elemente der Vorrichtung zu schützen, indem die gewünschte Dichtung gewährleistet wird.
  • Diese Ziele werden teilweise durch eine Vorrichtung erreicht, vorzugsweise mit einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat, zwischen welchen eine Polymerschicht eingelagert wird, die mindestens eine sich vom ersten zum zweiten Substrat erstreckende Aushöhlung umfasst. Lötverbindungsmittel werden in der Aushöhlung vorgesehen, um eine mechanische, reissfeste Verbindung zwischen den beiden Substraten zu gewährleisten.
  • Ein verwandtes Lötverfahren für das Löten einer Halbleiterkomponente auf ein Substrat wird beispielsweise in Patent US-A-5 504 035 (LSI Logic Corporation) beschrieben. Eine vorgeformte planare Struktur, beispielsweise aus einem organischen Harz wie Polyimid, wird also zwischen die Halbleiterkomponenten und das Substrat gefügt, um die Lötqualität zu verbessern. Die vorgeformte planare Struktur enthält Löcher, deren Anordnung Lötpunkten zwischen den zusammenzubauenden Elementen entspricht. Lötmaterial wird an diesen Punkten auf die entsprechenden Flächen der Halbleiterkomponente und des Substrats abgelagert. Die Halbleiterkomponente, die vorgeformte planare Struktur und das Substrat werden dann zusammengefügt und gedrückt, danach erhitzt bis das Lötmaterial ein Lot zwischen der Halbleiterkomponente und dem Substrat durch das entsprechende Loch der vorgeformten planaren Struktur bildet. Die einzige Funktion der in diesem Dokument beschrieben vorgeformten planaren Struktur ist jedoch auf die Qualitätserhöhung des Lötprozesses beschränkt.
  • Die Ziele der Erfindung werden somit insbesondere durch eine Vorrichtung erreicht mit einem ersten Substrat und einem zweiten Substrat für ein Mikrosystem wie einen Sensor, wobei mindestens eines der Substrate Elemente eines elektronischen Schaltkreises umfassen kann, worin eine Polymerschicht zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat eingelagert werden kann, wobei die Polymerschicht mindestens eine sich vom ersten zum zweiten Substrat erstreckende Aushöhlung umfasst, und worin Lötverbindungsmittel in der Aushöhlung vorgesehen sind, wobei die Lötmittel eine mechanische, reissfeste Verbindung zwischen den beiden Substraten gewährleisten, wobei besagte Vorrichtung eine in der Polymerschicht vorgesehene Kammer umfasst, die dazu bestimmt ist, ein Fluid, beispielsweise eine Flüssigkeit oder ein Gas zu empfangen, wobei das Polymer der Schicht die Dichtheit zwischen der Kammer und der Aushöhlung und/oder der Aussenwelt gewährleistet.
  • Somit können Schraubklemmsysteme zur Zusammenfügung der Substrate eliminiert und eine mechanische Zusammenfügung durch zuverlässiges Löten erreicht werden. Die im Stand der Technik gebräuchlichen O-Ring-Dichtungen werden durch die Polymerschicht ersetzt, welche beispielsweise einfach auf eines der Substrate abgelagert wird, bevor diese zusammengefügt werden; diese Schicht passt sich allen vom Substrat aufgewiesenen Erhöhungen an und dadurch werden die oben erwähnten Dichtungsprobleme beseitigt. Es wird in diesem Zusammenhang festgehalten, dass vorzugsweise ein zusammendrückbares Polymer ausgewählt wird, aus Gründen die in der nachfolgenden Beschreibung klarer werden.
  • Gemäss einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung, enthalten die Lötverbindungsmittel jeweils auf jedem Substrat angebrachte Lötbereiche und Lötmaterial, welches den Lötbereich des ersten Substrats mit dem Lötbereich des zweiten Substrats verbindet.
  • Dieses mechanische Zusammensetzen kann daher auch auf vorteilhafte Weise eine elektrische und thermische Verbindung zwischen den Substraten gewährleisten, um nach Bedarf einen elektrischen Kontakt eines Substrats auf das andere weiterzuleiten, beziehungsweise um zu einer effizienteren Ableitung der beim Betrieb der Vorrichtung erzeugten Hitze beizutragen.
  • Gemäss einem anderen Merkmal der Erfindung wird die Polymerschicht zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat komprimiert und das Lötmaterial wird einer permanenten Zugkraft unterworfen, wobei das Polymer zwischen den beiden Substraten komprimiert wird.
  • Das Komprimieren der Polymerschicht zwischen den beiden Substraten erlaubt es somit, eine grosse Dichtheit der Aushöhlungen, in welchen die Lötverbindungsmittel sich vis-à-vis der Aussenseite ausdehnen, zu gewährleisten
  • Im Rahmen der Erfindung kann daher von der Polymerschicht profitiert werden, um darin ebenfalls funktionale Mittel der Vorrichtung zu bilden, insbesondere abgedichtete Aushöhlungen oder Sammelkammern in beliebiger Form, in welchen ein zu testendes Fluid fliessen kann, wobei die Lötverbindungsmittel dort durch die Polymerschicht geschützt und von den Aushöhlungen isoliert werden, in welchen ein Fluid fliesst, zum Beispiel eine Flüssigkeit oder ein Gas, so dass die zu testenden Fluide, wenn nötig, auch gegen eventuelle Verunreinigungen durch die beim Löten gebrauchten Metalle geschützt sind.
  • Gemäss einem bevorzugten Merkmal der Erfindung ist das Polymer der Schicht ein der Polysiloxanfamilie angehörendes Polymer.
  • Diese Polymere haben den Vorteil, eine Doppelpolymerisation auszuhalten und können daher an den Substrate während der zweiten Polymerisation haften und dadurch die Abdichtung und die Kohäsion der Vorrichtung erhöhen.
  • Gemäss einem weiteren Merkmal betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verbinden von zwei Substraten, dadurch gekennzeichnet, dass es daraus besteht:
    sich mit einem ersten Substrat versehen, mit einem Lötbereich auf einer seiner Seiten,
    sich mit einem zweiten Substrat versehen,
    eine lichtempfindliche Polymerschicht auf einer Seite des zweiten Substrats ablagern,
    die lichtempfindliche Polymerschicht strukturieren, um mindestens eine Aushöhlung zu bilden, die auf besagter Seite des zweiten Substrats mündet, und um eine Kammer zu bilden, die dazu bestimmt ist, ein Fluid, beispielsweise eine Flüssigkeit oder ein Gas, zu empfangen,
    in besagter Aushöhlung einen zweiten Lötbereich bilden, der dazu bestimmt ist, mit besagtem ersten Lötbereich verlötet zu werden,
    Lötmaterial auf mindestens einen der besagten ersten und zweiten Lötbereichen zuführen,
    die Seite des ersten Substrats mit dem Lötbereich auf die Polymerschicht legen, damit der erste Lötbereich sich gegenüber der Aushöhlung befindet,
    das erste und zweite Substrat durch Löten der ersten und zweiten Lötbereiche verbinden.
  • Es wird festgestellt, dass gemäss diesem Verfahren auf bevorzugte Weise die Strukturierung der Polymerschicht ausgenutzt wird, um die Aushöhlung oder Aushöhlungen als Gussform für das Bilden der Lötbereiche zu benützen, beispielsweise für galvanisches Wachstum eines Metalls, das den Lötbereich bildet.
  • Ferner erlaubt die Verwendung dieser Polymerschicht, Dichtungen zu schaffen, welche gemäss der gewünschten Anwendung beliebige Formen und Breiten aufweisen.
  • Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden klarer erscheinen durch Lesen der folgenden Beschreiben einer als illustratives und nicht einschränkendes Beispiel gegebenen Ausführungsform der Erfindung, wobei diese Beschreibung in Zusammenhang mit der Zeichnungen stehen in welchen:
  • 1 eine Querschnittansicht einer Vorrichtung aus dem Stand der Technik darstellt;
  • 2 eine Querschnittansicht eines Mikrosystems mit zwei gemäss der Erfindung zusammengefügten Substraten ist;
  • 3 und 4 sind Vorderansichten des oberen bzw. unteren Substrats des Mikrosystems der 2 vor dem Zusammenbau;
  • 5 bis 7 sind Querschnittansichten der Vorrichtung der 2 von verschiedenen Stufen des Zusammenbauverfahrens zweier Substrate gemäss der Erfindung dargestellt.
  • Mit Bezug auf 2 bis 4, wird eine Ausführungsform einer Vorrichtung für ein Mikrosystem dargestellt, in diesem Falle ein Teil eines chemischen Sensors wie pH-Sensors, durch die allgemeine Zahlenreferenz 30 angegeben.
  • Es wird vorläufig bemerkt, dass die Zeichnung nicht die genauen relativen Grössen der Elemente in Bezug aufeinander darstellt und dass die Dimensionen zwecks der grösseren Klarheit stark übertrieben wurden. Als Anhaltspunkt sei erwähnt, dass die allgemeinen Dimensionen einer solchen Vorrichtung in der Grössenordnung von 10 × 10 × 1 mm3 sind.
  • Die Vorrichtung 30 umfasst ein erstes Substrat 32 und ein zweites Substrat 34, zwischen welchen eine komprimierbare Polymerschicht 36 eingefügt wird. Zum Beispiel können die Substrate aus einem Halbleitermaterial wie Silizium geschaffen werden.
  • Die Polymerschicht 36 besteht vorzugsweise aus einem Polymer mit lichtempfindlichen Eigenschaften, aus Gründen die später klar erscheinen werden, und das vorzugsweise der Polysiloxanfamilie angehört.
  • Die Polymerschicht 36 umfasst vier Aushöhlungen 38, welche sich zwischen den respektiv gegenüberliegenden Flächen 40 und 42 der Substrate 32 und 34 erstrecken, wobei in den Aushöhlungen Lötverbindungsmittel 44 vorgesehen sind, welche eine mechanische, reissfeste Verbindung zwischen den beiden Substraten 32, 34 gewährleisten.
  • Die Polymerschicht 36 umfasst in der in den Figuren dargestellten Anwendung eine Kollektorkammer 46, die dazu bestimmt ist, eine zu testende flüssige oder gasförmige Probe zu empfangen, und in welcher eine pH-Detektorzelle 48 in der dargestellten Ausführungsform vorgesehen ist. Die Detektorzelle 48 weist beispielsweise eine Vielzahl von Elektroden auf, die auf dem Substrat 34 integriert sind und mit sich ausserhalb der Kammer 46 befindenden Kontaktbereichen 50 verbunden sind.
  • Diese Kollektorkammer 46 wird durch einen im Substrat 32 vorgesehenen Eingangskanal 52 gespeist. Nach Kontakt mit der Detektorzelle 48 wird die Flüssigkeit oder das Gas aus der Kammer 46 durch einen Ausgangskanal 54 evakuiert.
  • Lötmittel 44 umfassen Lötbereiche 56, 58, welche auf den Flächen 40 bzw. 42 der Substrate 32 und 34 in den Aushöhlungen 38 vorgesehen sind, sowie Lötmaterial 60, das die Lötbereiche 56 des Substrats 32 mit den Lötbereichen 58 des Substrats 34 verbindet. Die Lötbereiche sind aus Metall und vorzugsweise aus Nickel. Selbstverständlich kann jedes andere Metall, das eine mechanische Verbindung zwischen dem Substrat und dem Lot bilden kann, verwendet werden.
  • Die Lötbereiche 56, 58 der Substrate 32 und 34 werden mittels Lötmaterial 60, vorzugsweise Legierungen aus Blei und Zinn, verbunden.
  • Um eine gute Dichtheit der Kollektorkammer 46 gegenüber der Aussenseite der Vorrichtung einerseits und der Aushöhlungen 38 gegenüber der Aussenseite der Vorrichtung andererseits zu garantieren, wird die Polymerschicht 36 zwischen den Substraten 32 und 34 komprimiert, so dass die Lötverbindung 44 einer durch das Polymer ausgeübten Reisskraft unterworfen ist.
  • Die Polymerschicht 36 ist vorzugsweise mit mindestens einem der Substrate 32, 34 solidarisch verbunden. In diesem Zusammenhang wird die Polymerschicht auf dem Substrat geschaffen, dessen Fläche in Kontakt mit ihr die grösste Strukturierung oder die bedeutendsten Reliefs aufweist. Jedoch, wie hiernach in Bezug auf die Beschreibung des Zusammenbauverfahrens ersichtlich wird, wird zum Zeitpunkt des Lötens das Ganze der beiden Substrate mit der Polymerschicht komprimiert und unterläuft eine Temperaturerhöhung, um die Schmelztemperatur des Lötmaterials zu erreichen, was gleichzeitig eine zweite Polymerisierung des Polymers erlaubt, während der eine Verbindung der Polymerschicht mit den Substraten geschaffen wird.
  • Selbstverständlich kann die Polymerschicht 36 gemäss einer Ausführungsform in der Form eines Blatts ausgeführt werden, das mit keinem der Substrate solidarisch verbunden ist und separat mit einer geeigneten Strukturierung der Aushöhlungen aufbereitet werden kann. In diesem Falle wird das strukturierte Blatt einfach durch Lötverbindung zwischen den Substraten komprimiert gehalten.
  • Mit Bezug auf die 5 bis 7 wird nun das Zusammenbauverfahren von zwei Substraten beschrieben, insbesondere für die Vorrichtung oder das Mikrosystem 30 wie gerade beschrieben. In den 5 bis 7 beziehen sich die gleichen Zahlreferenzen auf die Elemente, die den in den 2 bis 4 beschriebenen Elementen gleich sind.
  • Obwohl das erfindungsgemässe Verfahren das Zusammenfügen zweier Substrate für das gleichzeitige Schaffen einer Vielzahl von funktionellen Mikrosystemen erlaubt, betreffen die Beschreibung und die Figuren der Einfachheit halber nur eine einzige funktionelle Vorrichtung. Tatsächlich ist das Verfahren vorzugsweise ein Batch-Verfahren das erlaubt, gleichzeitig eine Vielzahl Vorrichtungen auf einer gleichen Platte zu schaffen.
  • Die Platten, welche das erste Substrat 32 und das zweite Substrat 34 bilden, aus welchen die Vorrichtung oder das Mikrosystem 30 gebaut wird, werden vorzugsweise aus einem Halbleitermaterial wie beispielsweise Silizium ausgeführt.
  • In der 5 dargestellt sind das erste Substrat 32 nach Bildung der Lötbereiche 56 auf der Fläche 40 und Ablagerung auf diesen Lötbereichen des Lötmaterials 60, sowie das zweite Substrat 34 nach Bildung der Schicht 36 und der Lötbereiche 58.
  • Das Bilden der Lötbereiche 56 erfolgt auf klassische Weise durch Vakuumverdampfung eines Metalls, beispielsweise des Nickels oder Aluminiums, durch eine nicht dargestellte Maske. Selbstverständlich können diese Lötbereiche 56 und 58 auf eine beliebige andere Weise geschaffen werden, beispielsweise durch Kathodenzerstäubung. Das Lötmaterial 60 wird auch auf die gleiche Weise auf die Lötbereiche 56 durch eine Maske abgelagert.
  • Um das Substrat 34, wie auf der 5 dargestellt, zu schaffen, wird auf seiner Fläche 42 eine lichtempfindliche Polymerschicht 36, beispielsweise durch Zentrifugieren mit Schleuderapparat abgelagert. Die so erzielte obere Fläche ist eben und glatt, was die Dichtheit während deren Ansetzen an das andere Substrat verbessert. Ferner passt sich die Polymerschicht den Reliefs an, welche die Fläche des Substrats, auf welche sie abgelagert ist, möglicherweise aufweist. Dann wird die Polymerschicht 36 durch eine nicht dargestellte Maske mit geeigneter Konfigurierung belichtet. Die belichteten Teile der Polymerschicht 36 werden dann klassisch entfernt, beispielsweise auf nasse Weise, um die Aushöhlungen 38 und die Kollektorkammer 46 zu bilden, bis die Fläche 42 des Substrats 34 zum Vorschein kommt.
  • Das die Schicht 36 bildende Polymer ist vorzugsweise in Polysiloxan, da dieses lichtempfindliche Polymer gute Planarisierungseigenschaften aufweist und eine zweifache Polymerisierung durchlaufen kann, was ihm somit zusätzliche Klebeeigenschaften verleiht. Ferner weist dieses Polymer eine gute Komprimierbarkeit auf.
  • Der nächste Schritt besteht darin, Lötbereiche 58 auf dem Boden der gerade in der Schicht 34 gebildeten Aushöhlungen 38 zu bilden. Für diesen Zweck werden vorzugsweise die Aushöhlungen 38 als Gussform für das galvanische Wachsen eines Metalls zur Bildung der Lötbereiche 58 gebraucht. Das verwendete Metall zur Bildung dieser Lötbereiche 58 ist vorzugsweise Nickel.
  • Es ist für den Fachmann klar, dass die Operation des galvanischen Wachstums vorher die Ausführung von Elektroden auf dem Boden der Aushöhlungen 38 voraussetzt. Diese Elektrodenausführung kann durch irgendwelche bekannte geeignete Mittel erfolgen.
  • Während des nächsten Schritts, in der 6 dargestellt, werden die Substrate 32 und 34 aufeinander gelegt, so dass die mit dem Lötmaterial 60 versehenen Lötbereiche 56 respektive in die in der Polymerschicht 34 vorgesehenen entsprechenden Aushöhlungen 28 eindringen und somit gegenüber den entsprechenden Lötbereichen 58 zu liegen kommen.
  • Nachdem die beiden Substrate 32 und 34 so aufbereitet wurden, werden sie in einem nicht dargestellten Ausrichter-Löter angeordnet, in welchem ein genügender Druck auf sie ausgeübt wird, um die Schicht 34 zu komprimieren, während sie auf eine genügende Temperatur erhitzt werden, um das Lötmaterial 60 zum Schmelzen zu bringen und die Lötverbindung der Lötbereiche 56 und 58 zu erreichen. Im Falle, wo eine Blei-Zinnlegierung als Lötmaterial verwendet wird, wird typischerweise das Ganze der beiden Substrate erhitzt, so dass das Lötmaterial eine Temperatur von ca. 200°C erreicht.
  • Man stellt fest, dass während der Operation des galvanischen Wachstums selbstverständlich darauf geachtet wird, dass die Dicke der Lötbereiche 58 genügend gross ist, so dass während die Substrate 32 und 34 übereinander gelegt werden und die Polymerschicht komprimiert wird, das Lötmaterial mit dem Lötbereich in Kontakt kommt, das es verbinden soll.
  • Gemäss der Anwendung gewährleisten die Lötbereiche, die mit im Substrat integrierten elektronischen Komponenten verbunden sind, und die Lötmittel auch die Zurückleitung eines elektrischen Kontakts von einem Substrat zum Anderen.
  • Die gerade beschriebene Vorrichtung findet Anwendung insbesondere auf dem Gebiet der Fluidtechnik, der chemischen oder biologischen Sensoren, der Tintenstrahldruckerköpfe und Ähnlichem.

Claims (6)

  1. Vorrichtung (30) mit einem ersten Substrat (32) und einem zweiten Substrat (34) dazu bestimmt, ein Mikrosystem wie einen Sensor zu bilden, wobei mindestens eines der Substrate (32, 34) Elemente eines elektronischen Schaltkreises umfassen kann, worin eine Polymerschicht (36) zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat eingelagert werden kann, wobei die Polymerschicht (36) mindestens eine sich vom ersten zum zweiten Substrat erstreckende Aushöhlung (38) umfasst, und worin Lötverbindungsmittel (44) in der Aushöhlung (38) vorgesehen sind, wobei besagte Lötmittel (44) eine mechanische, reissfeste Verbindung zwischen den beiden Substraten (32, 34) gewährleisten, wobei besagte Vorrichtung (30) dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine Kammer (46) umfasst, die dazu bestimmt ist, ein Fluid, beispielsweise eine Flüssigkeit oder ein Gas, zu empfangen, und in der Polymerschicht (36) vorgesehen ist, wobei das Polymer der Schicht die Dichtheit zwischen der Kammer (46) und der Aushöhlung (38) und/oder der Aussenwelt gewährleistet.
  2. Vorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen in mindestens einem der besagten ersten und zweiten Substrate (32, 34) vorgesehenen Eingangs- und/oder Ausgangskanal (52, 54) umfasst, um besagte Kammer (46) mit besagtem Fluid zu füllen und/oder besagtes Fluid zu evakuieren.
  3. Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer der Polysiloxanfamilie angehört.
  4. Verfahren zum Verbinden von zwei Substraten (32, 34), insbesondere zur Herstellung einer Vorrichtung (30) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, bestehend aus: sich mit einem ersten Substrat (32) versehen, mit einem Lötbereich (56) auf einer seiner Seiten, sich mit einem zweiten Substrat (34) versehen, eine lichtempfindliche Polymerschicht (36) auf einer Seite (42) des zweiten Substrats (34) ablagern, die lichtempfindliche Polymerschicht (36) strukturieren, um mindestens eine Aushöhlung (38) zu bilden, die auf besagter Seite (42) des zweiten Substrats (34) mündet, und um eine Kammer (46) zu bilden, die dazu bestimmt ist, ein Fluid, beispielsweise eine Flüssigkeit oder ein Gas, zu empfangen, in besagter Aushöhlung (38) einen zweiten Lötbereich (58) bilden, der dazu bestimmt ist, mit besagtem ersten Lötbereich (56) verlötet zu werden, Lötmaterial (60) auf mindestens einen der besagten ersten und zweiten Lötbereichen (56, 58) zuführen, die Seite (40) des ersten Substrats (32) mit dem Lötbereich (56) auf die Polymerschicht (36) legen, damit der erste Lötbereich (56) sich gegenüber der Aushöhlung (38) befindet, das erste und zweite Substrat (32, 34) durch Löten der ersten und zweiten Lötbereiche (56, 58) verbinden.
  5. Verfahren gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt vom Bilden des zweiten Lötbereichs (58) die Elektroplattierung eines Metalls in der Aushöhlung (38) umfasst.
  6. Verfahren gemäss dem Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtempfindliche Polymerschicht (36) vor dem Lötschritt komprimiert wird und während diesem Schritt komprimiert gehalten wird.
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