JPH1180988A - 金属製マイクロ部材の製造方法およびその使用 - Google Patents

金属製マイクロ部材の製造方法およびその使用

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JPH1180988A
JPH1180988A JP10177398A JP17739898A JPH1180988A JP H1180988 A JPH1180988 A JP H1180988A JP 10177398 A JP10177398 A JP 10177398A JP 17739898 A JP17739898 A JP 17739898A JP H1180988 A JPH1180988 A JP H1180988A
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JP
Japan
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micro
polymer support
matrix
micromember
separation layer
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Pending
Application number
JP10177398A
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English (en)
Inventor
Juergen Buehring
ビューリング ユルゲン
Gilbert Dr Moersch
メルシュ ギルベルト
Harald Koenig
ケーニヒ ハラルト
Bernd Lehmann
レーマン ベルント
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D73/00Packages comprising articles attached to cards, sheets or webs
    • B65D73/02Articles, e.g. small electrical components, attached to webs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 母型のマイクロ構造パターンの中で強く付着
しているマイクロ部材を確実に離型するための方法を提
供する。 【解決手段】 マイクロ部材を形成する前に、マイクロ
構造パターン付近までのびるが、マイクロ構造パターン
を解放したまま、マイクロ部材の突出部を下から係合す
る分離層を形成し、かつ引き続き該分離層の除去後に、
表面上に施与されるポリマー支持体中に、表面上に突出
部を有するマイクロ部材を埋め込み、かつポリマー支持
体をマイクロ部材と一緒に母型から引き離す。 【効果】 高い離型力を必要とするマイクロ部材も問題
なく離型することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、形状付与表面にマ
イクロ構造パターンが作られている母型の型取りにより
金属製マイクロ部材を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】母型からの型取りによる金属製マイクロ
部材の製造は公知であり、その形状付与表面はレーザー
加工、精密機械的加工、電鋳またはエッチングにより三
次元マイクロ構造パターンを有し、これらは製造するべ
きマイクロ部材の輪郭のために補足的なものである。マ
イクロ部材は例えば前記の母型のマイクロ構造パターン
内での金属の電解により得られる。問題は微小なマイク
ロ部材の離型である。というのも該部材は取扱が難し
く、かつ母型から取り出すことが極めて困難である。マ
イクロ部材が強磁性物質からなる場合には、離型のため
にマイクロ部材を磁力による弱い付着で母型のマイクロ
構造パターンから取り出すことが公知である。あるいは
真空グリッパを用いて弱い付着でマイクロ部材を離型す
ることもできる。しかしどちらの離型手段も、比較的わ
ずかな離型力で母型から取り出すことができるマイクロ
部材の離型にのみ適切である。より大きな離型力が必要
な場合には、どちらの離型手段も目的の達成にとって確
実ではない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、母型のマイクロ構造パターンの中で強く付着してい
るマイクロ部材を確実に離型するための方法を提供する
ことである。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記課題は、母型上でマ
イクロ部材を形成する前に、マイクロ構造パターンを解
放したまま、マイクロ構造パターン内で結合して形成さ
れているマイクロ部材の突出部の周囲を下から係合する
ようにマイクロ構造パターン付近までのびる分離層を形
成し、かつその際に引き続き該分離層の除去後に母型の
マイクロ構造パターン内に形成され、かつ突出部を有
し、表面上に突出しているマイクロ部材を、離型のため
に、表面上に施与されるポリマー支持体中に埋め込み、
かつポリマー支持体をマイクロ部材と一緒に母型から引
き離すことを特徴とする、マイクロ部材の製造方法によ
り解決される。
【0005】
【発明の効果】前記の特徴を有する本方法は、従来の離
型手段に対して、離型前のマイクロ部材をポリマー支持
体に埋め込む、つまりポリマー支持体を母型から引き離
すときに該マイクロ部材が該ポリマー支持体中にとどま
り、かつ離型の際に該支持体と共に母型のマイクロ構造
パターンから解放されるようマイクロ部材が該ポリマー
支持体と機械的に密接に結合するという利点を有する。
本発明により考慮されるポリマー支持体へのマイクロ部
材の結合に基づいて、その輪郭のために高い離型力を必
要とするようなマイクロ部材もまた問題なく母型のマイ
クロ構造パターンから離型することができる。従って本
発明による離型手段は、マイクロ部材の付着が弱い場合
にのみ首尾よく使用することができるような従来の離型
手段より優れている。さらに本発明は、ポリマー支持体
と該ポリマー支持体により包囲されているマイクロ部材
または複数のマイクロ部材とからなる離型複合材が独自
の構成群を形成し、該構成群は独自に例えば中間製品ま
たは最終製品として取り扱う、つまり貯蔵し、かつマイ
クロ部材の目的に応じた使用のために相応する加工場所
へ輸送することができるという利点を提供し、その際に
ポリマー支持体中のマイクロ部材を紛失することなく、
整列させかつ保護して運搬する。さらに本発明による方
法はコストが安い、というのは本発明により提供される
離型性は、ポリマー支持体の使用に基づいているからで
あり、ポリマー支持体は極めて安いコストで製造できか
つさらに問題なく取り扱うことができる。
【0006】本発明のその他の有利な実施態様は請求項
2以下の記載から判明する。
【0007】特に有利な方法では、マイクロ構造パター
ンを有する母型の表面に、マイクロ構造パターン内でマ
イクロ部材を形成する前に、それぞれほぼ形状付与マイ
クロ構造パターンまでのびて、該構造パターン内で形成
されるマイクロ部材の周囲を下から係合する分離層を形
成する。この食い込みによりマイクロ部材は、ポリマー
支持体を母型から引き離す際に確実にポリマー支持体内
にとどまり、ひいては強い付着の際にも問題なく離型さ
れる。さらに前記の食い込みは、さらに加工するために
マイクロ部材の分離が所望されるまで、マイクロ部材と
ポリマー支持体とからなる構成群をさらに取扱う際に、
ポリマー支持体内でのマイクロ部材の確実な固定を保証
する。
【0008】マイクロ部材をポリマー支持体から分離す
るためには2つの方法が有利である。一方ではポリマー
支持体の化学的溶解により、マイクロ部材を該支持体か
ら分離することができ、他方ではポリマー支持体を加温
して可塑性状態にすることにより、マイクロ部材を該支
持体から問題なく分離することができる。
【0009】ポリマー支持体としては、マイクロ部材を
母型のマイクロ構造パターンから離型する際の離型力を
提供するような靭性を、硬化した状態で十分に有する材
料が適切である。ポリメチルメタクリレートはポリマー
支持体のための材料として特に有利であり、これはホッ
トスタンプによりマイクロ部材を有する母型上に施与す
ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1〜6は断面図として金属製マ
イクロ部材を製造するための方法の工程順序を示してい
る。
【0011】図1が示しているように、まず一次型また
は母型1を製造する。前記の母型1は金属プレートまた
はセラミックプレートからなり、該プレートに三次元マ
イクロ構造パターンを導入するが、これは図1〜6で単
にマイクロ構造パターン2と示されている。母型1内の
三次元マイクロ構造パターンは例えばレーザー加工によ
り、精密機械的加工により、電鋳によりまたはエッチン
グ技術により母型1の形状付与表面3に導入することが
できる。
【0012】図2が示しているように、母型1の構造化
に続いて、マイクロ構造パターン2が通じている表面3
を分離層4で被覆し、該層は例えばフォトレジストから
なるおよび/またはスクリーン印刷により表面3上に施
与されるが、ただしマイクロ構造パターン2は解放して
おく、つまり分離層4はマイクロ構造パターン2の直接
領域では、マイクロ構造パターン2を解放しておくため
に穿孔されている。分離層4の前記の穿孔は公知のマス
キング技術により達成することができる。
【0013】図3が示しているように、本方法の次の工
程として、例えば電解により金属をマイクロ構造パター
ン2内に析出させる。金属の析出は、マイクロ構造パタ
ーン2が、分離層4の穿孔と同様に完全に金属で充填さ
れているように行い、かつマイクロ部材5はさらに記載
された実施態様ではアーチ形のヘッド部分5aを有し、
これは分離層4にオーバーラップする、つまりマイクロ
部材5はその上部の領域がアンダカットされている。
【0014】図4が示しているように、次に分離層4
を、例えばエッチングにより完全に除去し、その結果ヘ
ッド部分5aを有するマイクロ部材は今や自由に母型1
の表面3から突出している。
【0015】図5が示しているように、次の方法工程と
して、例えばポリメチルメタクリレートからなり、かつ
ホットスタンプにより母型1の表面3上に施与されたポ
リマー支持体6内にマイクロ部材を埋め込む。ポリマー
支持体6の厚さは、マイクロ部材5が完全に覆われるよ
うに選択し、その際にポリマー支持体6はマイクロ部材
5上に予め決められた厚さを有する。さらにポリマー支
持体6はそれぞれのマイクロ部材5のヘッド部分の領域
を下から係合し、このことにより特にポリマー支持体6
内でのマイクロ部材5の密接な封入が達成される。換言
すればポリマー支持体6は完全にそれぞれのマイクロ部
材5のヘッド部分5aの下側の周りを囲んでいる。
【0016】図6は本発明による方法の引き離しの工程
を示しており、該工程によりポリマー支持体6はその中
に埋め込まれているマイクロ部材5と一緒に母型1から
離型され、該母型から表面3に対して、矢印A、Bが示
しているように、実質的に垂直に引き離される。それぞ
れのマイクロ部材5のヘッド部分5aはその下側からポ
リマー支持体6により係合されているので、母型1のマ
イクロ構造パターン2内でのマイクロ部材の付着が強力
な場合にも、マイクロ部材5は問題なく、かつ完全にマ
イクロ構造パターン2から離型される。
【0017】図7はマイクロ部材5と該マイクロ部材を
有するポリマー支持体6とからなる構成群7を示してお
り、該構成群は中間製品または最終製品としてさらに取
り扱う、例えば貯蔵することができる。特に、ここには
記載されていない別の部材に対してポリマー支持体を位
置あわせし、かつ前記部材にはめ込むことにより、該部
材上で一緒に目的に応じて取り付けることができるよう
に、互いに間隔をとってポリマー支持体6内のマイクロ
部材5が配置されていてもよい。
【0018】マイクロ部材5は種々の方法でポリマー支
持体6から分離することができる。例えばポリマー支持
体6の化学的溶解により、該ポリマー支持体からマイク
ロ部材5を分離してもよい。あるいはこのためにマイク
ロ部材5を適切なグリッパ装置により、この目的のため
に加温して可塑性状態になったポリマー支持体6から除
去してもよい。いずれの場合にもマイクロ部材5のポリ
マー支持体からの除去は自動的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】マイクロ構造パターンを有する母型を示す図。
【図2】分離層を有する母型を示す図。
【図3】ヘッド部分がアーチ形のマイクロ部材を有する
母型を示す図。
【図4】分離層の除去後の、マイクロ部材を有する母型
を示す図。
【図5】表面上にポリマー支持体を有する母型を示す
図。
【図6】ポリマー支持体を、その中に埋め込まれたマイ
クロ部材と共に、母型から引き離す工程を示す図。
【図7】マイクロ部材とポリマー支持体とからなる構成
群を示す図。
【符号の説明】
1 母型、 2 マイクロ構造パターン、 3 形状付
与表面、 4 分離層、 5 マイクロ部材、 5a
ヘッド部分、 6 ポリマー支持体、 7 構成群
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ギルベルト メルシュ ドイツ連邦共和国 シュツツトガルト シ ャルシュトラーセ 28 (72)発明者 ハラルト ケーニヒ ドイツ連邦共和国 レニンゲン クレーベ ンシュトラーセ 23 (72)発明者 ベルント レーマン ドイツ連邦共和国 カンデルン ブルグン ダーシュトラーセ 10

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 形状付与表面(3)にマイクロ構造パタ
    ーン(2)が作られている母型(1)の型取りにより金
    属製マイクロ部材(5)を製造する方法において、母型
    (1)上でマイクロ部材(5)を形成する前に、マイク
    ロ構造パターン(2)を解放したまま、マイクロ構造パ
    ターン内で結合して形成されているマイクロ部材(5)
    の突出部(5a)の周囲を下から係合するようにマイク
    ロ構造パターン(2)付近までのびる分離層(4)を形
    成し、かつその際に引き続き該分離層(4)の除去後に
    母型(1)のマイクロ構造パターン(2)内に形成さ
    れ、かつ突出部(5a)を有し、表面(3)上に突出し
    ているマイクロ部材(5)を、離型のために、表面
    (3)上に施与されるポリマー支持体(6)中に埋め込
    み、かつポリマー支持体(6)をマイクロ部材(5)と
    一緒に母型(1)から引き離すことを特徴とする、マイ
    クロ部材の製造方法。
  2. 【請求項2】 分離層(4)がフォトレジストからな
    る、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 ポリマー支持体(6)がホットスタンプ
    によりマイクロ部材(5)を有する母型(1)上に施与
    される、請求項1または2記載の方法。
  4. 【請求項4】 ポリマー支持体(6)がポリメチルメタ
    クリレートからなる、請求項1から3までのいずれか1
    項記載の方法。
  5. 【請求項5】 ポリマー支持体(6)の化学的溶解によ
    りマイクロ部材(5)を該ポリマー支持体から分離す
    る、請求項1から4までのいずれか1項記載の方法。
  6. 【請求項6】 ポリマー支持体(6)を加温して可塑性
    状態にすることによりマイクロ部材(5)を該ポリマー
    支持体から分離する、請求項1から4までのいずれか1
    項記載の方法。
  7. 【請求項7】 マイクロ部材(5)および該部材を有す
    るポリマー支持体(6)からなる、請求項1から4まで
    のいずれか1項記載の方法により製造した構成群(7)
    の、中間製品または最終製品としての使用。
JP10177398A 1997-06-24 1998-06-24 金属製マイクロ部材の製造方法およびその使用 Pending JPH1180988A (ja)

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DE19726744A DE19726744A1 (de) 1997-06-24 1997-06-24 Verfahren zur Herstellung von metallischen Mikrobauteilen
DE19726744.0 1997-06-24

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DE19726744A1 (de) 1999-01-07
EP0887281A3 (de) 2000-11-29
DE59807611D1 (de) 2003-04-30
EP0887281A2 (de) 1998-12-30

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