EP0599049B1 - Verwendung von Mikro-Carbonfasern - Google Patents

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EP0599049B1
EP0599049B1 EP93116853A EP93116853A EP0599049B1 EP 0599049 B1 EP0599049 B1 EP 0599049B1 EP 93116853 A EP93116853 A EP 93116853A EP 93116853 A EP93116853 A EP 93116853A EP 0599049 B1 EP0599049 B1 EP 0599049B1
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EP
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micro
electrical
carbon
microstructured
carbon fibers
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EP93116853A
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EP0599049A2 (de
EP0599049A3 (en
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Walter Dr. Stark
Rupert Laier
Barbara Matthis
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Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
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Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/04—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation using electrically conductive adhesives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R11/00—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts
    • H01R11/11—End pieces or tapping pieces for wires, supported by the wire and for facilitating electrical connection to some other wire, terminal or conductive member
    • H01R11/18—End pieces terminating in a probe

Definitions

  • the invention relates to the use of micro-carbon fibers for checking the electrical conductivity of the structural base of microstructured bodies, in which on one electrically conductive structure from microstructure elements raise electrically non-conductive material.
  • a metallic Carrier layer e.g. made of chrome-nickel steel, one for X-rays sensitive resist layer applied, the partially exposed to synchrotron radiation via an X-ray mask becomes. The exposed areas are covered with a liquid Developer detached, causing the microstructures corresponding cavities are created. With this procedure you can Microstructures with very high aspect ratios for the smallest, lateral dimensions in the ⁇ m range are generated.
  • a method is known from EP 0 328 161 A2 in which Mold that carries microstructures on a base plate becomes. This is done on the end faces of the microstructures of the tool one after the other a release agent layer and an electrically conductive layer made of low molecular weight polymethyl methacrylate (PMMA) mixed with 20 to 50% by weight of carbon black applied. Then the tool is electrical insulating impression material, e.g. B. a resin, filled and overlaid. After thermosetting the impression material, in the the electrically conductive material with the hardening impression material the tool is connected to the hardened impression material separately. It remains electrical conductive material on the structural base of the microstructures be liable.
  • PMMA low molecular weight polymethyl methacrylate
  • DE 40 10 669 C1 is an alternative method to this for the production of micro-structured, plate-shaped bodies known, the structure of which is a coherent surface must form in the case of an electrically non-conductive
  • Thermoplastic layer is a film of the electrically conductive material is applied, then a tool at a temperature, which is above the softening temperature of the thermoplastic lies through the film of the electrically conductive material is pressed into the thermoplastic layer, mold insert and thermoplastic layer to a temperature below the softening temperature of the thermoplastic are cooled and the Mold insert is removed.
  • DE 39 37 308 C1 describes a process for the production of metallic microstructure bodies known in which on a electrically conductive base plate microstructures made of plastic are generated, in the course of generating the microstructures a residual layer of plastic on the electrical conductive base plate is left and only afterwards the remaining layer of the plastic by reactive Ion etching using perpendicular to the surface of the base plate accelerated ions is removed.
  • microstructured Bodies are made that are based on an electrical conductive structure basic microstructure elements made of electrical raise non-conductive material. With all procedures should the microstructured body galvanically in subsequent steps be molded with a metal, either the Base plate or the electrically conductive structural base is switched as cathode.
  • Such defects can occur, for example, in the former method arise from the fact that the exposed with X-rays Areas not completely removed from the developer be so that the electrically conductive carrier layer is not exposed.
  • Sources of error in the second and Third-mentioned methods are, for example, that the electrically conductive layer is insufficient from the tool transferred to the microstructured body or in the Structural base is pressed.
  • a control measurement procedure can be expedient with which it is determined whether the remaining layer is already is completely removed.
  • microstructured To scan bodies it is problematic to determine the structural basis of microstructured To scan bodies. As mentioned, can with the above a high aspect ratio can be achieved; this means that the structural reason one or two Size restrictions are smaller than the height of the microstructure elements. For example, a few hundred micrometers high Microstructure elements through trenches that are only about 10 microns are wide, separate from each other. Should be on such microstructured Bodies of the structural base are scanned, so it is almost inevitable that the microstructure elements touched and destroyed.
  • EP 0 483 579 A2 is a scanning needle with a size in the nanometer range for a scanning tunneling electron microscope known that ends in a spike.
  • the stylus is there made of a carbon matrix structure with embedded Metal particles; it has one according to its use rigid structure.
  • US-A-3 992 073 describes a stylus tip that is made of conductive elastomers existing longitudinal elements is assembled. From US-A-4 004 843 is the use of fabrics made of electrical conductive polymer fibers known as the contact surface of a stylus tip.
  • Micro-carbon fibers are suitable because of their high elasticity, their stiffness and good electrical conductivity especially for checking the electrical conductivity of the structural reason. Even if with micro-carbon fibers, micro-structural elements are touched, there is no danger destruction because micro-carbon fibers bend elastically.
  • carbon fibers are to be included among micro-carbon fibers a diameter of less than 100 microns can be understood. Their electrical conductivity should be as high as possible.
  • Micro carbon fibers are commercially available.
  • micro-carbon fibers with a thickness of approx. 5 - 10 ⁇ m as yarns with a filament number between 1000 and 24000 and a length up to several 1000 meters.
  • Such filaments can be made from a section of a yarn pulled out and used.
  • short cut fibers with a few millimeters in length, the are also useful.
  • the electrical resistance of such fibers is in the range of 1.5 ⁇ 10 -3 ⁇ cm (about an order of magnitude below the conductivity of mercury).
  • micro-carbon fibers which are smaller than the area of the structural base, the to be contacted. Their length must also be the height of the exceed neighboring microstructure elements.
  • Micro-carbon fibers with a diameter of less than 20 microns, in particular from 10 microns to 5 microns are used. It is completely sufficient for the use according to the invention, if a micro-carbon fiber of a length that the height of the neighboring Microstructure elements exceeds 1.5 to 2 times, with the end of a usual electrical lead wire connected is. This lead wire and an electrical lead, with the contact point provided for the electroplating connected to a conventional electrical continuity tester connected.
  • the micro-carbon fiber used is chosen so that at least the free fiber end under the microscope is visible. It should be noted that the electrical Line wire is generally several orders of magnitude thicker is called the micro-carbon fiber, so it has a view of the fiber covered.
  • the fiber in electrical lead wires from about 1 mm diameter the fiber should be about 5 mm long so the fiber end even at higher magnifications and one correspondingly visible in the microscope remains.
  • the fiber on the lead wire is not attached at right angles, but slightly angled, so that the angle between the lead wire and the fiber is somewhat larger than 90 °.
  • connection between micro-carbon fibers and a conventional one Lead wire can be coated with conductive lacquers, e.g. B. by conductive silver lacquer getting produced. If necessary, the micro carbon fibers can be easily replaced.
  • a continuity tester a conventional electroplating tester is suitable.
  • micro-carbon fibers are that they through special treatment steps, e.g. B. by electrochemical Process, e.g. B. electrochemical etching of the tip, can be rejuvenated and tapered.
  • electrochemical Process e.g. B. electrochemical etching of the tip
  • the Micro-carbon fibers can be modified by chemical processes. Such treatment steps are when using Carbon fibers as microelectrodes in analytical electrochemistry known.
  • the measurement setup is shown in the figure.
  • the microstructured body 1 to be examined is on the electrically contacted contact surface 2 provided for the electroplating and on the work table of a microscope (not shown) fixed.
  • the electrical derivative 3 from the microstructured Body 1 is equipped with an electronic (not shown) Conductivity tester with a continuity tester own power supply (UNITEST type V1X ohmic), connected.
  • the other cable of the conductivity tester is with one Wire 4 connected by a micromanipulator (not shown) can be moved.
  • a micro carbon fiber 6 At the free end of this Wire 4 is a micro carbon fiber 6 that is vertical adjusted to the base plate 5 of the microstructured body 1 is.
  • the micro-carbon fiber 6 is approx. 5 mm long, 7 ⁇ m thick and became by sticking with silver conductive lacquer with the wire 4 connected.
  • the micro carbon fiber is now 6 under the lens 7 and over the microstructured body 1 brought so that the micro-carbon fiber is visible.
  • Raising the work table or lowering the fiber it is now possible with the fiber in the spaces 8 between the microstructure elements 9 of the microstructured body 1 go until the electrically conductive structure 10 of the microstructured body is contacted. Is the structural reason 10 at this point free of electrically insulating Residual layers, this is done by an optical or acoustic Signal displayed in the conductivity tester. Is against an electrically insulating residual layer is present, so flows between the micro-carbon fiber 6 and the contact surface 2 none or just a little current.
  • micro-carbon fibers to be used according to the invention could microstructured bodies with different lateral Dimensions are examined. It became the structural reason contacted between 120 ⁇ m high microstructure elements, the structure base widths between 200 microns to down to 20 ⁇ m.
  • microstructured bodies were partially in the shape of Gears, sometimes in the form of closely adjacent plastic columns on a metallic structural background.

Landscapes

  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Chemical Treatment Of Fibers During Manufacturing Processes (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Mikro-Carbonfasern zum Prüfen der elektrischen Leitfähigkeit des Strukturgrundes von mikrostrukturierten Körpern, bei denen sich auf einem elektrisch leitfähigen Strukturgrund Mikrostrukturelemente aus elektrisch nicht leitfähigem Material erheben.
Bei dem Verfahren gemäß der DE-PS 37 12 268 wird auf eine metallische Trägerschicht, z.B. aus Chrom-Nickel-Stahl, eine für Röntgenstrahlen empfindliche Resistschicht aufgebracht, die über eine Röntgenmaske partiell mit Synchrotronstrahlung belichtet wird. Die belichteten Bereiche werden mit einem flüssigen Entwickler herausgelöst, wodurch den Mikrostrukturen entsprechende Hohlräume entstehen. Mit diesem Verfahren können Mikrostrukturen mit sehr hohen Aspektverhältnissen bei kleinsten, lateralen Abmessungen im µm-Bereich erzeugt werden.
Aus der EP 0 328 161 A2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem Werkzeug, das auf einer Grundplatte Mikrostrukturen trägt, abgeformt wird. Hierzu wird auf die Stirnflächen der Mikrostrukturen des Werkzeugs nacheinander eine Trennmittelschicht und eine elektrisch leitende Schicht aus niedermolekularem Polymethylmethacrylat (PMMA), gemischt mit 20 bis 50 Gew.- % Ruß aufgetragen. Danach wird das Werkzeug mit einer elektrisch isolierenden Abformmasse, z. B. einem Gießharz, ausgefüllt und überschichtet. Nach der Warmhärtung der Abformmasse, bei der das elektrisch leitende Material mit der aushärtenden Abformmasse eine feste Verbindung eingeht, wird das Werkzeug von der ausgehärteten Abformmasse getrennt. Dabei bleibt das elektrisch leitende Material auf dem Strukturgrund der Mikrostrukturen haften.
Aus der DE 40 10 669 C1 ist ein hierzu alternatives Verfahren zur Herstellung mikrostrukturierter, plattenförmiger Körper bekannt, wobei deren Strukturgrund eine zusammenhängende Fläche bilden muß, bei dem auf einer elektrisch nicht leitenden Thermoplast-Schicht ein Film des elektrisch leitenden Materials aufgebracht wird, danach ein Werkzeug bei einer Temperatur, die oberhalb der Erweichungstemperatur des Thermoplasten liegt, durch den Film des elektrisch leitenden Materials hindurch in die Thermoplast-Schicht eingedrückt wird, Formeinsatz und Thermoplast-Schicht auf eine Temperatur unterhalb der Erweichungstemperatur des Thermoplasten abgekühlt werden und der Formeinsatz entfernt wird.
Aus der DE 39 37 308 C1 ist ein Verfahren zur Herstellung von metallischen Mikrostrukturkörpern bekannt, bei dem auf einer elektrisch leitfähigen Grundplatte Mikrostrukturen aus Kunststoff erzeugt werden, wobei im Zuge der Erzeugung der Mikrostrukturen eine Restschicht des Kunststoffes auf der elektrisch leitfähigen Grundplatte belassen wird und erst anschließend die Restschicht des Kunststoffes durch reaktives Ionenätzen mittels senkrecht gegen die Oberfläche der Grundplatte beschleunigter Ionen entfernt wird.
Allen diesen Verfahren ist gemeinsam, daß mikrostrukturierte Körper hergestellt werden, bei denen sich auf einem elektrisch leitfähigen Strukturgrund Mikrostrukturelemente aus elektrisch nicht leitfähigem Material erheben. Bei allen Verfahren sollen die mikrostrukturierten Körper in nachfolgenden Schritten galvanisch mit einem Metall abgeformt werden, wobei entweder die Grundplatte oder der elektrisch leitfähig gemachte Strukturgrund als Kathode geschaltet wird.
Für eine einwandfreie galvanische Abformung ist es unabdingbar, daß die galvanischen Abscheidung an allen Stellen des Strukturgrunds gleichmäßig einsetzt und nicht in einzelnen Bereichen durch elektrisch schlecht- oder nicht leitende Fehlstellen im Strukturgrund behindert oder vollständig gehemmt wird.
Solche Fehlstellen können beim erstgenannten Verfahren beispielsweise dadurch entstehen, daß die mit Röntgenstrahlen belichteten Bereiche vom Entwickler nicht vollständig herausgelöst werden, so daß die elektrisch leitfähige Trägerschicht nicht freigelegt ist. Fehlerquellen bei den an zweiter und dritter Stelle genannten Verfahren sind beispielsweise, daß die elektrisch leitfähige Schicht unzureichend vom Werkzeug auf den mikrostrukturierten Körper übertragen oder in den Strukturgrund gepreßt wird. Bei dem an vierter Stelle genannten Verfahren kann schließlich eine Kontrollmessung zweckmäßig sein, mit der festgestellt wird, ob die Restschicht bereits vollständig entfernt ist.
Erfindungsgemäß soll eine Möglichkeit geschaffen werden, Fehlstellen dieser Art erkennen zu können.
Es ist allgemein bekannt, daß die elektrische Leitfähigkeit von Körpern dadurch gemessen werden kann, daß eine erste Stelle des Körpers mit der ersten elektrischen Leitung eines Durchgangsprüfers kontaktiert und eine beliebige weitere Stelle des Körpers mit einer Tasterspitze, die mit der zweiten elektrischen Leitung des Durchgangsprüfers verbunden ist, berührt wird. Eine solche erste Stelle ist bei allen mikrostrukturierten Körpern vorhanden, die nach Verfahren der oben genannten Art hergestellt werden, denn eine solche Stelle wird bei der Kontaktierung für die anschließende galvanische Abformung benötigt.
Es ist jedoch problematisch, den Strukturgrund von mikrostrukturierten Körpern abzutasten. Wie erwähnt, kann mit den oben genannten Verfahren ein hohes Aspektverhältnis erreicht werden; dies bedeutet, daß der Strukturgrund eine bis zwei Größenördnungen kleiner ist als die Höhe der Mikrostrukturelemente. Beispielsweise können einige hundert Mikrometer hohe Mikrostrukturelemente durch Gräben, die lediglich etwa 10 µm breit sind, voneinander getrennt sein. Soll an solchen mikrostrukturierten Körpern der Strukturgrund abgetastet werden, so ist es nahezu unvermeidlich, daß die Mikrostrukturelemente berührt und zerstört werden.
Aus der EP 0 483 579 A2 ist eine Abtastnadel mit einer Größe in Nanometer-Bereich für ein Raster-Tunnel-Elektronenmikroskop bekannt, die in eine Spitze ausläuft. Die Abtastnadel besteht aus einer Carbon-Matrixstruktur mit eingelagerten Metallteilchen; sie weist entsprechend ihrer Verwendung eine starre Struktur auf.
In der US-A-3 992 073 ist eine Tasterspitze beschrieben, die aus aus leitfähigen Elastomeren bestehenden Längselementen zusammengefügt ist. Aus der US-A-4 004 843 ist die Verwendung von Geweben aus elektrisch leitfähigen Polymerfasern als Kontaktfläche einer Tasterspitze bekannt.
Bei der zu schaffenden Möglichkeit, Fehlstellen im Strukturgrund erkennen zu können, muß die Gefahr, daß dabei Mikrostrukturelemente zerstört werden, so weit wie möglich minimiert werden. Wegen ihrer starren Struktur ist die bekannte Abtastnadel hierfür nicht geeignet.
Die Lösung dieses Problems gelingt durch die eingangs angesprochene Verwendung einer Mikro-Carbonfaser als Tasterspitze zum Prüfen der elektrischen Leitfähigkeit des Strukturgrundes von mikrostrukturierten Körpern, bei denen sich auf einem elektrisch leitfähigen Strukturgrund Mikrostrukturelemente aus elektrisch nicht leitfähigem Material erheben sowie mittels eines Durchgangsprüfers mit den Merkmalen des Anspruchs 3.
Mikro-Carbonfasern eignen sich wegen ihrer hohen Elastizität, ihrer Formsteifheit und ihrer guten elektrischen Leitfähigkeit in besonderem Maß zum Prüfen der elektrischen Leitfähigkeit des Strukturgrundes. Selbst wenn mit Mikro-Carbonfasern Mikrostrukturelemente berührt werden, besteht nicht die Gefahr der Zerstörung, da sich Mikro-Carbonfasern elastisch verbiegen.
Unter Mikro-Carbonfasern sollen im folgenden Carbonfasern mit einem Durchmesser von weniger als 100 µm verstanden werden. Ihre elektrische Leitfähigkeit soll möglichst hoch sein.
Mikro-Carbonfasern sind im Handel erhältlich.
Beispielsweise werden Mikro-Carbonfasern mit einer Dicke von ca. 5 - 10 µm als Garne mit einer Filamentzahl zwischen 1000 und 24000 und einer Länge bis zu mehreren 1000 Metern angeboten. Solche Filamente können aus einem Abschnitt eines Garns herausgezogen und verwendet werden. Daneben werden Kurzschnittfasern mit einigen Millimetern Länge angeboten, die ebenfalls brauchbar sind.
Der elektrische Widerstand solcher Fasern liegt im Bereich von 1,5 · 10-3 Ωcm (ca. eine Größenordnung unter der Leitfähigkeit von Quecksilber).
Ein kommerzieller Anbieter ist die Fa. Akzo Faser AG, Wuppertal.
Selbstverständlich werden zum erfindungsgemäßen Prüfen der elektrischen Leitfähigkeit solche Mikro-Carbonfasern ausgewählt, die kleiner sind als die Fläche des Strukturgrunds, die kontaktiert werden soll. Ihre Länge muß außerdem die Höhe der benachbarten Mikrostrukturelemente übersteigen. Für die üblicherweise hergestellten mikrostrukturierten Körper können Mikro-Carbonfasern mit einem Durchmesser von weniger als 20 µm, insbesondere von 10 µm bis 5 µm eingesetzt werden. Es ist für die erfindungsgemäße Verwendung völlig ausreichend, wenn eine Mikro-Carbonfaser einer Länge, die die Höhe der benachbarten Mikrostrukturelemente um das 1,5- bis 2-fache übersteigt, mit dem Ende eines üblichen elektrischen Leitungsdraht verbunden ist. Dieser Leitungsdraht und eine elektrische Leitung, die mit der für die Galvanik vorgesehenen Kontaktstelle verbunden ist, werden mit einem üblichen elektrischen Durchgangsprüfer verbunden.
Wegen der normalerweise geringen Größe der Mikrostrukturelemente und deren geringem Abstand zueinander wird die Kontaktierung der Mikro-Carbonfaser mit dem Strukturgrund häufig unter dem Mikroskop kontrolliert werden müssen. Die Länge der eingesetzten Mikro-Carbonfaser wird in diesen Fällen so gewählt, daß zumindest das freie Faserende unter dem Mikroskop sichtbar ist. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß der elektrische Leitungsdraht im allgemeinen um Größenordnungen dicker ist als die Mikro-Carbonfaser, so daß er die Sicht auf die Faser verdeckt.
Es hat sich gezeigt, daß bei elektrischen Leitungsdrähten von ca. 1 mm Durchmesser die Faser ca. 5 mm lang sein sollte, damit das Faserende auch bei höheren Vergrößerungen und einem entsprechend eomgeengten Sichtfeld im Mikroskop sichtbar bleibt. Vorzugsweise wird die Faser am Leitungsdraht nicht rechtwinklig, sondern leicht abgewinkelt angebracht, so daß der Winkel zwischen Leitungsdraht und Faser etwas größer ist als 90°.
Da ein solcher Winkel im allgemeinen nicht exakt einstellbar ist, wird man eine längere Mikro-Carbonfaser am Ende des Leitungsdrahtes anbringen und die Faser entsprechend den gegebenen Sichtverhältnissen unter dem Mikroskop entsprechend kürzen.
Die Verbindung zwischen Mikro-Carbonfasern und einem konventionellen Leitungsdraht kann durch Leitlacke, z. B. durch Silberleitlack hergestellt werden. Bei Bedarf können die Mikro-Carbonfasern leicht ausgetauscht werden. Als Durchgangsprüfer eignet sich ein üblicher Galvaniktester.
Ein besonderer Vorteil der Mikro-Carbonfasern ist, daß sie durch spezielle Behandlungsschritte, z. B. durch elektrochemische Verfahren, z. B. elektrochemisches Ätzen der Spitze, verjüngt und zugespitzt werden können. Außerdem können die Mikro-Carbonfasern durch chemische Verfahren modifiziert werden. Solche Behandlungsschritte sind bei der Verwendung von Kohlefasern als Mikroelektroden in der analytischen Elektrochemie bekannt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Durchführungsbeispiels und einer Figur näher erläutert.
In der Figur ist der Meßaufbau dargestellt.
Der zu untersuchende mikrostrukturierte Körper 1 wird an der für die Galvanik vorgesehenen Kontaktfläche 2 elektrisch kontaktiert und auf dem Arbeitstisch eines Mikroskops (nicht dargestellt) fixiert. Die elektrische Ableitung 3 vom mikrostrukturierten Körper 1 wird mit einem (nicht dargestellten) elektronischen Leitfähigkeitstester, einem Durchgangsprüfer mit eigener Stromversorgung (UNITEST Typ V1X ohmvariant), verbunden. Das andere Kabel des Leitfähigkeitstesters ist mit einem Draht 4 verbunden, der durch einen (nicht dargestellten) Mikromanipulator bewegt werden kann. Am freien Ende dieses Drahtes 4 befindet sich eine Mikro-Carbonfaser 6, die senkrecht zur Grundplatte 5 des mikrostrukturierten Körpers 1 justiert ist. Die Mikro-Carbonfaser 6 ist ca. 5 mm lang, 7 µm dick und wurde durch Kleben mit Silberleitlack mit dem Draht 4 verbunden.
Mit Hilfe des Mikromanipulators wird nun die Mikro-Carbonfaser 6 unter das Objektiv 7 und über den mikrostrukturierten Körper 1 gebracht, so daß die Mikro-Carbonfaser sichtbar ist. Durch Anheben des Arbeitstisches oder durch Absenken der Faser ist es nun möglich, mit der Faser in die Räume 8 zwischen den Mikrostrukturelementen 9 des mikrostrukturierten Körpers 1 zu gelangen, bis der elektrisch leitfähige Strukturgrund 10 des mikrostrukturierten Körpers kontaktiert ist. Ist der Strukturgrund 10 an dieser Stelle frei von elektrisch isolierenden Restschichten, so wird dies durch ein optisches oder akkustisches Signal im Leitfähigkeitstester angezeigt. Ist dagegen eine elektrisch isolierende Restschicht vorhanden, so fließt zwischen der Mikro-Carbonfaser 6 und der Kontaktfläche 2 kein oder nur ein geringer Strom.
Mit Hilfe dieser Methode wurden bisher mehrere unterschiedlich gestaltete mikrostrukturierte Körper untersucht. Sie hat sich dabei als sehr nützlich erwiesen. Probleme bezüglich einer mechanischen Schädigung von Mikrostrukturelementen durch Berührungen mit der Mikro-Carbonfaser traten dabei nicht auf, so daß eine zerstörungsfreie Prüfmethode vorliegt. Dies ist vor allem den oben erwähnten besonderen Eigenschaften von Mikro-Carbonfasern zuzuschreiben. Für schnellere Untersuchungen kann die Meßanordnung mit Hilfe eines geeigneten, programmierbaren Mikromanipulators automatisiert werden.
Mit dem erfindungsgemäß zu verwendenden Mikro-Carbonfasern konnten mikrostrukturierte Körper mit unterschiedlichen lateralen Abmessungen untersucht werden. Es wurde der Strukturgrund zwischen 120 µm hohen Mikrostrukturelementen kontaktiert, wobei der Strukturgrund Breiten zwischen 200 µm bis herunter zu 20 µm aufwies.
Die mikrostrukturierten Körper hatten teilweise die Form von Zahnrädern, teilweise die Form von eng benachbarten Kunststoffsäulen auf einem metallischen Strukturgrund.

Claims (3)

  1. Verwendung einer Mikro-Carbonfaser (6) als Tasterspitze zum zerstörungsfreien Prüfen der elektrischen Leitfähigkeit des Strukturgrundes von mikrostrukturierten Körpern (1), bei denen sich auf einem elektrisch leitfähigen Strukturgrund (10) Mikrostrukturelemente (9) aus elektrisch nicht leitfähigem Material erheben.
  2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Mikro-Carbonfaser in eine Spitze ausläuft.
  3. Durchgangsprüfer mit zwei Kontaktelektroden zum zerstörungsfreien Prüfen der elektrischen Leitfähigkeit des Strukturgrundes von mikrostrukturierten Körpern (1), bei denen sich auf einem elektrisch leitfähigen Strukturgrund (10) Mikrostrukturelemente (9) aus elektrisch nicht leitfähigem Material erheben, wobei mindestens eine der Kontaktelektroden eine Tasterspitze bestehend aus einer Mikro-Carbonfaser (6) darstellt.
EP93116853A 1992-11-25 1993-10-19 Verwendung von Mikro-Carbonfasern Expired - Lifetime EP0599049B1 (de)

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