JP2009523635A - スタンピング方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図4A、図4B、図4C
Description
ベッカー(Becker)らによる「Polymer microfabrication methods for microfluidic analytical applications」Electrophoresis 2000, volume 21, pages 12-26 ベッカー(Becker)らによる「Polymer microfluidic devices」Talanta 2002, pages 267-287 ヘッケル(Heckele)らによる「Review of on micro molding of thermoplastic polymers」J. Micromech. Microeng. 2004, Volume 14, Number 3, pages R1-R14
標準化された構成要素又はツールセットの組み合わせを使用してそれぞれの新しい設計を作成することにより開発時間が短縮される、
より小さい部分パターンを別々にスタンピングすることにより、基板上にパターンをスタンピングするのに必要な作動力が減少する、
より小さい構造をエンボス加工するか形成するために滞留時間が短縮されスループットが向上する場合がある、
パターン全体の複雑なツールを交換する代わりに、より小さくあまり複雑でない個別のツール要素又はセグメントを交換することによりコストが削減される、
生産の融通性により、小規模又は単一部品の生産運転のコストが削減され、スタンプ製品の大量特注生産が可能になる、
セグメントを使用することにより付着又は移動させなければならない材料が少なくなるのでより大きい構造の品質が向上する、
マイクロ流体工学や識別カードエンボス加工等の用途のための部品の個人化又は大量特注生産の新しい枠組み、の内の一以上である。
2 印刷ステーション
3 エンボス加工ステーション
4 貼り合わせステーション
5 プログラミングステーション
6 出力ホッパー
7 材料送り装置
8 成形加工原料入力
9 成形加工
10 充填
11 接合
12 印刷
13 硬化
14 張力制御
15 材料ガイド及び巻き出し
16 エンボス加工及び穿孔
17 ダイ打ち抜き
18 最終部品回収
21 基板
30 構成
30AS 位置合わせセンサ
30AF 位置合わせ形状部
31 構造化ホイール又はマシンヘッド
32 スタンピング要素又はツールセグメント
33 アクチュエータ
34、36、38、39 矢印
35 1対のレール
37 1対の横断方向のレール
40a〜c スタンピング要素又はツールセグメント
42 基板
44a〜c 部分パターン
50 ツール
52a、b 部分パターン
54 基板
60 ツール
62 基板
64a、b 部分パターン
70 ツール
72 基板
74a、b 部分開口部
80 ツール
82 材料
84 基板
86a、b 部分付着物
90 構成
91 構造化ホイール又はマシンヘッド
92 スタンピング要素又はツールセグメント
93 アクチュエータ
94a〜c 部分パターン
96、98 矢印
100、102 重なり構造
104、106 層
108 孔
110、112 構造
114、116 基板
118、120 入口/出口孔
150 凸状ツールセグメント
152 凹状ツールセグメント
154 基板
156 材料
160 スタンピング要素
162 支持用の平坦なツール
164、166 基板
168 パターン形成側
169 パターン平坦側
170 スタンピングツール
171 隆起パターン
172 チャネル形成用の逃がし構造
173 基板
174 形成パターン
175 既存パターン
176 材料の流れ
177 逃がし構造
178a、b 部分パターン
178c 重なり領域
180 スタンピングパターン
181 ツール
182、184 構造
183 基板
186a、b 部分パターン
186c 重なり領域
190 パターン形成ツール
191 導体箔
192 基板
193、194 導体箔片
195 隆起ピン又はパンチ
196 穿孔
200 マイクロ流体デバイス
202 エンボス加工チャネル
204 基板
206 層
208 アクセスポート
210 デバイス
211 構造化チャネル
212 基板
213、214 層
215 アクセスポート
220 3層デバイス
221、222 チャネル
223〜225 基板
226 相互接続孔
227〜229 アクセスポート
230 デバイス
231,232 チャネル
233 中間基板
234〜237 孔
238 層
240 デバイス
241、242 エンボス加工チャネル
243 重なり領域
244 下層
245 上層
246、247 孔
250 多層基板
252 エンボス加工チャネル
254 液体
256 ドクターブレード
258 導波路
260 ツールセット
262 ツール
264 パターン形成構造
270 スタンピングツールセット
272 ツール
274 パターン形成構造
280 構造
282 加熱スタンプ
284 箔
286 基板
288 リール・ツー・リールシステム
290 デバイス
291 導波路
292 基板
293 マイクロ流体構造
294 位置合わせ構造
295 密閉層
296 入口孔
297 上面
298 側面孔
301、303 導電性層
302、304 非導電性層
305 相互接続
306 領域
307 導電材料
308 導電材料
309〜311 相互接続
312〜314 非導電性層
S 基板
P スタンプ形状部
Claims (64)
- 基板上にスタンプ形状部を形成する方法であって、
(i)基板の少なくとも一方の表面に複数のスタンピングツールセグメントを押し当てる段階を含む方法。 - 段階(i)は、基板の少なくとも一方の表面に第1のスタンピングツールセグメントを押し当て、それにより前記表面に第1の部分パターンを形成する段階と、基板の少なくとも一方の表面に第2のスタンピングツールセグメントを押し当てそれにより前記表面に第2の部分パターンを形成する段階を含む、請求項1に記載の方法。
- 第1の部分パターンと第2の部分パターンは異なる、請求項2に記載の方法。
- 第1の部分パターンと第2の部分パターンは少なくとも部分的に重なる、請求項2又は3の方法。
- 第1の部分パターンと第2の部分パターンが組み合わさってスタンプ形状部を形成する、請求項2から4のいずれか1項に記載の方法。
- 段階(i)は、更に基板の少なくとも一方の表面に少なくとも一の追加のスタンピングツールセグメントを押し当てて、それにより前記表面に少なくとも一の追加の部分パターンを形成する段階を含む、請求項2から4のいずれか1項に記載の方法。
- 部分パターンのそれぞれが組み合わさってスタンプ形状部を形成する、請求項6に記載の方法。
- 段階(i)は、基板の少なくとも一方の表面に第1のスタンピングツールセグメントを押し当てて、それにより前記表面に第1の部分パターンを形成する段階と、基板の少なくとも一方の表面に第1のスタンピングツールセグメントを押し当てて、それによりに前記表面に第2の部分パターンを形成する段階を含む、請求項1に記載の方法。
- 第1の部分パターンと第2の部分パターンは同じである、請求項8に記載の方法。
- 第1の部分パターンと第2の部分パターンは少なくとも部分的に重なる、請求項8又は9に記載の方法。
- 第1の部分パターンと第2の部分パターンが組み合わさってスタンプ形状部を形成する、請求項8から10のいずれか1項に方法。
- 段階(i)は、少なくとも更に1回、基板の少なくとも一方の表面に第1のスタンピングツールセグメントを押し当てて、それにより前記表面に少なくとも一の追加の部分パターンを形成する段階を含む、請求項8から10のいずれか1項に記載の方法。
- 部分パターンのそれぞれが組み合わさってスタンプ形状部を形成する、請求項12に記載の方法。
- 段階(i)は、基板の少なくとも一方の表面へエンボス加工、成形加工、切断、及び材料の付着の内の一以上を含む、請求項1から13のいずれか1項に記載の方法。
- 付着された材料は、導電性材料、装飾又は保護被覆、表面処置のための化学的又は生物学的試薬、アクチュエータ又はセンサの少なくとも一部を含む材料、マーキング材料、或いは光学材料の内の少なくとも1種を含む、請求項14に記載の方法。
- 段階(i)は、少なくとも第1のスタンピングツールセグメントと第2のスタンピングツールセグメントを基板の少なくとも一方の表面に同時に押し当て、それにより前記表面に第1と第2の部分パターンを形成する段階を含む、請求項1に記載の方法。
- 第1の部分パターンと第2の部分パターンは同じである、請求項16に記載の方法。
- 第1の部分パターンと第2の部分パターンは少なくとも部分的に重なる、請求項16又は17の方法。
- 第1の部分パターンと第2の部分パターンが組み合わさってスタンプ形状部を形成する、請求項16から18のいずれか1項に記載の方法。
- 少なくとも一の追加のスタンピングツールセグメントを基板の少なくとも一方の表面に押し当てて、それにより前記表面に少なくとも一の追加の部分パターンを形成する段階を更に含む、請求項16から19のいずれか1項に記載の方法。
- 複数の追加のスタンピングツールセグメントを基板の少なくとも一方の表面に押し当て、それにより前記表面に複数の追加の部分パターンを形成する段階を更に含む、請求項16から19のいずれか1項に記載の方法。
- 部分パターンのそれぞれが組み合わさってスタンプ形状部を形成する、請求項20又は21の方法。
- 少なくとも複数の部分パターンは同じである、請求項20から22のいずれか1項に記載の方法。
- 少なくとも複数の部分パターンは異なる、請求項20から22のいずれか1項に記載の方法。
- 基板は、シリコン、ポリマー、金属、金属酸化物、金属箔、紙、ニトロセルロース、ガラス、フォトレジスト、セラミック、木材、織物製品、及び/又はこれらの組み合わせを含む、請求項1から24のいずれか1項に記載の方法。
- スタンプ形状部は、約0.1〜約1000ミクロンの少なくとも一の寸法を有する、請求項1から25のいずれか1項に記載の方法。
- 基板は連続的なウェブである、請求項1から26のいずれか1項に記載の方法。
- 基板は個別の片又は部品である、請求項1から27のいずれか1項に記載の方法。
- (ii)基板を切断又は分割する段階、及び/又は基板を別の構成要素に接合する段階の内の一以上を含む段階を更に含む、請求項1から28のいずれか1項に記載の方法。
- 必要に応じて、炉、赤外線ヒータ、化学薬品、紫外線ランプ、プラズマ、レーザ、及び/又は表面被覆の内の一以上によって基板を前処理する段階を更に含む、請求項1から29のいずれか1項に記載の方法。
- 必要に応じて、赤外線ヒータ、化学薬品、紫外線ランプ、プラズマ、レーザ、硬化、及び表面被覆の内の一以上によって基板を後処理する段階を更に含む、請求項1から30のいずれか1項に記載の方法。
- 射出成形、マイクロミリング、ダイ打ち抜き、レーザ加工、エンボス加工、熱成形、印刷ヘッド付着、及びフォトリソグラフィの内の一以上と組み合わされた、請求項1から31のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1から32のいずれか1項に記載の方法によりスタンプ形状部を形成する段階を含む、マイクロ流体デバイスを形成する方法。
- 請求項1から32のいずれか1項に記載の方法によりスタンプ形状部を形成する段階を含む、電子回路を形成する方法。
- 請求項1から32のいずれか1項に記載の方法によりスタンプ形状部を形成する段階を含む、多層回路を形成する方法。
- 回路は、接合された非導電性材料の複数の層上に形成された、請求項35に記載の方法。
- 請求項1から32のいずれか1項に記載の方法によりスタンプ形状部を形成する段階を含む、電気的相互接続又はビアを形成する方法。
- 非導電性層を貫通して導電材料の一部分をスタンピングする段階を含む、電気的相互接続及び/又はビアを形成する方法。
- 請求項1から32のいずれか1項に記載の方法によりスタンプ形状部を形成する段階を含む、マイクロ光学デバイスを形成する方法。
- 請求項1から32のいずれか1項に記載の方法よりスタンプ形状部を形成する段階を含む、デイバス内に熱伝導構造を形成する方法。
- 請求項1から32のいずれか1項に記載の方法によりスタンプ形状部を形成する段階を含む、電磁遮蔽デバイスを形成する方法。
- 請求項1から32のいずれか1項に記載の方法によりスタンプ形状部を形成する段階を含む、デバイスを表面処理する方法。
- 請求項1から32のいずれか1項に記載の方法によりスタンプ形状部を形成する段階を含む、デバイス上に装飾的被覆を形成する方法。
- 請求項1から32のいずれか1項に記載の方法によりスタンプ形状部を形成する段階を含むデバイスにセンサを付着させる方法。
- 請求項1から32のいずれか1項に記載の方法によりスタンプ形状部を形成する段階を含む、デバイスにアクチュエータを付着させる方法。
- スタンプ形状部は、同じ層又は別の層上に重なることによって形成される、請求項1から45のいずれか1項に記載の方法。
- スタンピングツールセグメントは、複数の表面にスタンピングする、請求項1から46のいずれか1項に記載の方法。
- スタンピング要素は、整合されたペアとして協調的に動作する、請求項1から47のいずれか1項に記載の方法。
- 基板上にスタンプ形状部を形成する装置であって、複数のスタンピングツールセグメントを含み、このスタンピングツールセグメントは個別に、一以上のものからなるグループで協調的に、又はこれらの組み合わせで動作可能である装置。
- 装置の動作は、少なくとも部分的に自動化された、請求項49に記載の装置。
- 複数のスタンピングツールセグメントは、それぞれのアクチュエータを介して構造化ホイール又はマシンヘッドに取り付けられている、請求項49又は50に記載の装置。
- 少なくとも一の次元への構造化ホイール又はマシンヘッドの動きを可能にする取り付けシステムを更に含む、請求項51に記載の装置。
- 取り付けシステムは複数のレールを有する、請求項52に記載の装置。
- 基板を更に有する、請求項49から53のいずれか1項に記載の装置。
- 基板を移動させる機構を更に有する、請求項54に記載の装置。
- スタンピング操作のためにスタンピングツールセグメントの一以上を位置合わせする制御システムを更に含み、制御システムは、更に、位置合わせマーク、切欠き、溝、エッジガイド、及び機械式、音響式、温度式又は光学式センサの内の一以上を含む、請求項49から55のいずれか1項に記載の装置。
- 品質管理及び/又は位置合わせのための画像認識処理を更に含む、請求項49から55のいずれか1項に記載の装置。
- スタンピングツールセグメントの内の少なくとも1セグメントは、スタンプ形状部の領域のまわりの基板用の幅広い支持体を有する、請求項49から56のいずれか1項に記載の装置。
- スタンピングツールセグメントの内の少なくとも1セグメントは、基板内に一時的構造を作成するための追加の幅又は追加の深さの幾何学的形状部を有する、請求項49から58のいずれか1項に記載の装置。
- スタンピングツールセグメントの内の少なくとも1セグメントは、基板におけるパターンの再現を改善するために基板のパターン近くに一時的構造を作成するための幾何学的形状部を有する、請求項49から59のいずれか1項に記載の装置。
- スタンピングツールセグメントの内の少なくとも1セグメントは、基板又は付着された材料を変形させる突起を有する、請求項49から60のいずれか1項に記載の装置。
- 突起は、ピン又はパンチである、請求項61に記載の装置。
- スタンプ形状部を形成するためにスタンピングツールセグメントを含む電子相互接続又はビアを形成するための装置。
- スタンピングツールセグメントは、非導電性層を貫通して導電材料の一部分をスタンピングすることができる、請求項63に記載の装置。
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