JP5631404B2 - 三次元のマイクロ構造体、少なくとも2つの三次元のマイクロ構造体を備えたアッセンブリ、マイクロ構造体を製作するための方法およびマイクロ構造体の使用 - Google Patents
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Description
a)型材料を有する型を用意し、ただし該型は、実質的にマイクロ構造体に対して反転した、複数のコラム状の型キャビティを備えた三次元の型構造体を有しており、
b)前記コラム状の型キャビティ内にマイクロコラム材料を配置して、複数のマイクロコラムを形成し、
c)型材料を少なくとも部分的に除去する、
から成るステップを実施するようにした。
d)マイクロコラム材料の原料を型キャビティ内に導入し、
e)該マイクロコラム材料の原料をマイクロ構造体材料に変換する、
が実施されると有利である。
−極めて高い表面積を有するマイクロ構造体が得られる。
a)型材料50を有する型5を用意し、ただし該型5は、実質的にマイクロ構造体に対して反転した、複数のコラム状の型キャビティ52を備えた三次元の型構造体51を有しており、
b)前記コラム状の型キャビティ52内にマイクロコラム材料を配置して、マイクロコラムを形成し、
c)型材料50を少なくとも部分的に除去する。
支持体4上にマイクロ構造体を製作する(図6)。このために、複数の型キャビティを備えた型構造を有する型を用意する。型キャビティ内には、上で説明したように、マイクロコラム材料を有する複数のマイクロコラムを配置する。引き続き、マイクロコラムに支持体を配置して、マイクロコラムを支持体と結合させる。その後に、型材料をほぼ完全に除去する。支持体上に配置された複数のマイクロコラムを備えたマイクロ構造体が残る。
例1とは異なり、エラストマの支持体材料を有する支持体を使用する。エラストマの支持体材料はゴムである。ゴムから成る支持体を弾性的に変形させることができる(図7)。
この例によれば、マイクロコラム間隙に間隙材料33を配置する。間隙材料は間隙層32を形成する。この間隙層32を用いてマイクロコラムを位置固定する、つまりマイクロコラムを互いに保持する。
マイクロコラム表面23が構造化されているようなマイクロコラムを備えたマイクロ構造体を製作する。このためには、型キャビティ長手方向延在長さに沿って変化する型キャビティ直径を有する型キャビティを備えた型を使用する(図9)。
マイクロコラムの端部26に被覆体27が配置されているようなマイクロ構造体を製作する(図10)。この場合にも、マイクロコラム表面は構造化されている。型材料を部分的に除去した後に、PVD法で被覆体を被着させる。被覆体は機能層28として働く。所望の機能に応じて、種々様々な機能材料280を有する任意の機能層を被着させる。
マイクロコラム毎に互いに異なる種類のマイクロコラム材料201,202を有するマイクロコラムを備えたマイクロ構造体を製作する(図11)。このマイクロ構造体は、マイクロコラム材料201を有するマイクロコラムと、このマイクロコラム材料201とは異なる別のマイクロコラム材料202を有するマイクロコラムとを有している。
マイクロ構造体中空室29を有するマイクロコラムを有するマイクロ構造体を製作する。マイクロ構造体は中空ニードルを有している(図12)。
個々のマイクロコラム自体が互いに異なる種類のマイクロコラム材料を有するようなマイクロ構造体を製作する。マイクロコラム長手方向延在長さに沿って、マイクロコラム材料201を有する区分210と、このマイクロコラム材料201とは異なる別の種類のマイクロコラム材料202を有する別の区分220とが存在する(図13)。
この例は、前で説明した例の組合せを成している。前で説明したプロセスステップの適当なシーケンスにより、種々の範囲を有するマイクロ構造体を製作することができる(図14)。すなわち、マイクロコラム141,142は、それぞれ1種類のマイクロコラム材料を有しているが、しかし両マイクロコラム材料は互いに異なっている。さらに、マイクロコラム141,142は互いに異なる長さを有している。マイクロコラム141,142は互いに異なるマイクロコラム長手方向延在長さを有している。さらに、そのマイクロコラム長手方向延在長さに沿って互いに異なる種類のマイクロコラム材料を有するマイクロコラム143も存在している。さらに、マイクロコラム自体が全く存在していない範囲144が存在している。
Claims (24)
- 三次元のマイクロ構造体(1)において、
− その各マイクロコラム長手方向延在長さ(21)に関して互いにほぼ平行でかつ互いに間隔を置いて相並んで配置された多数のマイクロコラム(2)が設けられており、該マイクロコラム(2)が、少なくとも1種の非晶質のマイクロコラム材料(20,201,202)を有しており、マイクロコラム(2)が、それぞれ20〜1000の範囲から成るアスペクト比およびそれぞれ0.1μm〜200μmの範囲から成るマイクロコラム直径(22)を有しており、
− 隣接し合ったマイクロコラムの間に配置されたマイクロコラム間隙(3)が設けられており、該マイクロコラム間隙(3)が、隣接し合ったマイクロコラムの間で1μm〜100μmの範囲から選択されたマイクロコラム間隔(31)を有しており、
前記多数のマイクロコラム(2)の一部は、異なるマイクロコラム材料を有し、かつ、異なるマイクロコラム長手方向長さを有することを特徴とする、三次元のマイクロ構造体。 - マイクロコラム直径が、0.3μm〜200μmの範囲から選択されている、請求項1記載のマイクロ構造体。
- 前記マイクロコラムのうちの少なくとも1つのマイクロコラムのマイクロコラム長手方向延在長さが、50μm〜10mmの範囲から選択されている、請求項1または2記載のマイクロ構造体。
- 前記マイクロコラムのうちの少なくとも1つのマイクロコラムのマイクロコラム長手方向延在長さが、100μm〜1mmの範囲から選択されている、請求項3記載のマイクロ構造体。
- 前記マイクロコラムのうちの少なくとも1つのマイクロコラムが、互いに異なる種類の非晶質のマイクロコラム材料(201,202)を有する、マイクロコラム長手方向延在長さに沿って配置された少なくとも2つの区分(210,220)を有している、請求項1から4までのいずれか1項記載のマイクロ構造体。
- 前記マイクロコラムのうちの少なくとも2つのマイクロコラムが、互いに異なる種類の非晶質のマイクロコラム材料(201,202)を有している、請求項1から5までのいずれか1項記載のマイクロ構造体。
- 前記マイクロコラムのうちの少なくとも1つのマイクロコラムが、少なくとも1種の被覆体材料を有する少なくとも1つの被覆体(27)を有しており、マイクロコラムのマイクロコラム材料と、前記被覆体(27)の被覆体材料とが、互いに異なっている、請求項1から6までのいずれか1項記載のマイクロ構造体。
- 隣接し合ったマイクロコラムの間のマイクロコラム間隙内に、少なくとも1種の間隙材料(33)が配置されている、請求項1から7までのいずれか1項記載のマイクロ構造体。
- 前記間隙材料が、連繋した1つの間隙層(32)を形成しており、該間隙層(32)を介して、隣接し合ったマイクロコラムが位置固定されている、請求項8記載のマイクロ構造体。
- 隣接し合ったマイクロコラムの間のマイクロコラム間隙内に、少なくとも2種の間隙材料が配置されており、該間隙材料が、それぞれ少なくとも1つの連繋した間隙層を形成している、請求項1から9までのいずれか1項記載のマイクロ構造体。
- 前記マイクロコラムのうちの少なくとも1つのマイクロコラムが、マイクロコラム中空室(29)を有している、請求項1から10までのいずれか1項記載のマイクロ構造体。
- 前記マイクロコラムのうちの少なくとも1つのマイクロコラムが、マイクロコラムのマイクロコラム長手方向延在長さに沿って変化するマイクロコラム直径を有している、請求項1から11までのいずれか1項記載のマイクロ構造体。
- 多数のマイクロコラムが、支持体材料(41)を有する1つの共通の支持体(4)上に配置されている、請求項1から12までのいずれか1項記載のマイクロ構造体。
- 前記マイクロコラムのうちの少なくとも一部のマイクロコラムの端部(26)に、機能材料(280)を有する機能層(28)が配置されている、請求項1から13までのいずれか1項記載のマイクロ構造体。
- 少なくとも2つの、請求項1から14までのいずれか1項記載のマイクロ構造体から成るアッセンブリにおいて、一方のマイクロ構造体に設けられたマイクロコラムが、他方のマイクロ構造体に設けられたマイクロコラム間隙内に配置されており、かつ他方のマイクロ構造体に設けられたマイクロコラムが、一方のマイクロ構造体に設けられたマイクロコラム間隙内に配置されていることを特徴とする、マイクロ構造体から成るアッセンブリ。
- 前記マイクロ構造体が、互いに異なる種類のマイクロコラム材料を有するマイクロコラムを有している、請求項15記載のアッセンブリ。
- 請求項1から14までのいずれか1項記載の三次元のマイクロ構造体を製作するための方法において、以下の方法ステップ:
a)型材料(50)を有する型(5)を用意し、ただし該型は、実質的にマイクロ構造体に対して反転した、複数のコラム状の型キャビティ(52)を備えた三次元の型構造体(51)を有しており、
b)前記コラム状の型キャビティ内にマイクロコラム材料を配置して、複数のマイクロコラムを形成し、
c)型材料を少なくとも部分的に除去する、
から成るステップを実施するものであって、前記複数のマイクロコラムの一部は、異なるマイクロコラム材料を有し、かつ、異なるマイクロコラム長手方向長さを有することを特徴とする、三次元のマイクロ構造体を製作するための方法。 - マイクロコラム材料を配置するために以下の別の方法ステップ:
d)マイクロコラム材料の原料を型キャビティ内に導入し、
e)該マイクロコラム材料の原料をマイクロ構造体材料に変換する、
を実施する、請求項17記載の方法。 - 型材料としてシリコンを有する型を使用する、請求項17または18記載の方法。
- マイクロ構造体のための、支持体材料を有する支持体を備えた型を使用する、請求項17から19までのいずれか1項記載の方法。
- 型材料を除去した後に、機能材料(280)を有する機能層(28)を、前記マイクロコラムのうちの少なくとも一部のマイクロコラムの端部(26)に配置する、請求項17から20までのいずれか1項記載の方法。
- マイクロコラム材料が導電性である、請求項1から14までのいずれか1項記載の三次元のマイクロ構造体を電極として使用することを特徴とする、マイクロ構造体の使用。
- 電極を、コンデンサのコンデンサ電極として使用する、請求項22記載のマイクロ構造体の使用。
- 請求項1から14までのいずれか1項記載の三次元のマイクロ構造体を、機械的な結合エレメントとして使用することを特徴とする、マイクロ構造体の使用。
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