Die vorliegende Erfindung betrifft eine vorzugsweise mikrofludische Vorrichtung, insbesondere zur Aufnahme oder Manipulation eines Fluids, wie einer Flüssigkeit, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit vorzugsweise mikrofluidischen Vorrichtungen, insbesondere mit Vorrichtungen, bei denen Kapillarkräfte wirken und insbesondere für die Funktion entscheidend sind.

Es sind mikrofluidische Vorrichtungen bekannt, die einen insbesondere aus Kunststoff bestehenden Träger mit einer darauf befestigten Folie aufweisen, wobei die Folie mindestens eine Kammer und/oder sonstige Kanäle im Träger abdeckt. Die Folie ist auf dem Träger vorzugsweise durch Laminieren, Heißsiegeln, Schweißen, Kleben oder dergleichen befestigt. Besonders bei einem Befestigen der Folie auf dem Träger unter Hitzeeinwirkung hat es sich in der Praxis gezeigt, dass die Folie dazu tendiert, mit ihrem die Kammer abdeckenden Folienteil durchzuhängen bzw. einzufallen. Der die Kammer abdeckende Folienteil weicht dann also von der zumindest im Wesentlichen ebenen Form ab bzw. wölbt sich in die Kammer hinein. Insbesondere für die Mikrofluidik können sich hierdurch folgende Nachteile ergeben. Die Kammerhöhe wird im mittleren Bereich niedriger, so dass die Bewegungsfreiheit eines vorhandenen Objekts in diesem Bereich eingeschränkt oder behindert wird. Der Kammerquerschnitt weicht von seiner idealen Rechteckform bzw. im Bereich der Folie von einer geraden Folienwandung ab, wodurch das Füllverhalten der Kammer verändert wird. Das Volumen der Kammer wird verändert. Der Fliesswiderstand von einem durch die Kammer strömenden Fluid ändert sich bzw. ist Undefiniert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere mikrofluidische Vorrichtung sowie ein Verfahren zu deren Herstellung anzu- geben, wobei auf sehr einfache Weise eine Kammer mit einer zumindest im Wesentlichen ebenen Abdeckung durch eine Folie erreichbar ist, insbesondere mit geringem verfahrensmäßigen und/oder vorrichtungsmäßigen Aufwand.

Die obige Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass die Vorrichtung ein Spannmittel zum Spannen des die Kammer abdeckenden Folienteils aufweist. Dies gestattet das Spannen, insbesondere Nachspannen, des die Kammer abdeckenden Folienteils. Insbesondere gestattet das Spannmittel eine zusätzliche Einwirkung auf den die Kammer abdeckenden Folienteil und ein dauerhaftes Spannen dieses Folienteils.

Das Spannmittel weist vorzugsweise einen Verformungsbereich für die Folie auf. Besonders bevorzugt ist der Verformungsbereich im oder auf dem Träger, insbesondere auf einer der Folie zugewandten Flachseite des Trägers, gebildet oder angeordnet.

Beispielsweise kann es sich bei dem Verformungsbereich um eine vorzugsweise rillenartige Vertiefung im Träger handeln. Nach einem (ersten) Befestigen der Folie auf dem Träger außerhalb des Verformungsbereichs, beispielsweise durch Laminieren bzw. Heißsiegeln oder Kleben, kann die Folie in den Verformungsbereich hinein verformt und dadurch gespannt werden. In diesem gespannten Zustand kann die Folie beispielsweise dadurch fixiert werden, dass sie in dem verformten Bereich und/oder in einem (zweiten oder zusätzlichen) Befestigungsbereich zwischen dem Verformungsbereich und der Kammer zusätzlich befestigt wird, insbesondere wiederum durch Laminieren bzw. Heißsiegeln oder Kleben. Besonders bevorzugt erfolgen das Spannen und zusätzliche Befestigen gleichzeitig und/oder mittels eines einzigen Werkzeugs, wie einer entsprechend ausgebildeten Thermode. So kann auf sehr einfache Weise ein Spannen bzw. Nachspannen der Folie im Bereich einer Kammer sowie das Fixieren der Folie im gespannten Zustand erfolgen.

Anstelle oder zusätzlich zu der Vertiefung kann der Verformungsbereich auch eine insbesondere wulstartige Erhöhung des Trägers aufweisen oder daraus gebildet sein. Mittels der Erhöhung ist es insbesondere möglich, dass die Folie in dem die Kammer abdeckenden Folienteil automatisch beim (ersten) Befestigen der Folie auf dem Träger, also außerhalb der Erhöhung, gespannt wird, wenn die Erhöhung eine lokale Deformation und damit Dehnung und Spannung der Folienbereich der Kammer bewirkt.

Der Verformungsbereich erstreckt sich vorzugsweise entlang eines Randes der Kammer. Dies ist einem gleichmäßigen Spannen des die Kammer abdeckenden Folienteils zuträglich.

Vorzugsweise umgibt der Verformungsbereich die Kammer zumindest im Wesentlichen vollständig. Dies ist ebenfalls einem gleichmäßigen Spannen des Folienteils über der Kammer zuträglich.

Vorzugsweise ist jeweils ein Verformungsbereich auf gegenüberliegenden Seiten der Kammer angeordnet oder gebildet. Dies gestattet ein gleichmäßiges Spannen des die Kammer abdeckenden Folienteils, wobei trotzdem Zu- und Ableitungen oder sonstige fluidische Strukturen, insbesondere zwischen den Verformungsbereichen, an die Kammer seitlich angeschlossen sein können.

Besonders bevorzugt wird die Folie zunächst in einem ersten Befestigungsbereich auf dem Träger befestigt und dann während des Spannens oder nach dem Spannen zusätzlich in einem zweiten Befestigungsbereich mit dem Träger verbunden, wobei der zweite Befestigungsbereich zwischen dem ersten Befestigungsbereich und der Kammer angeordnet ist. Der zweite Befestigungsbereich - teilweise auch zusätzlicher Befestigungsbereich genannt - dient dann einer Fixierung der gespannten Folie bzw. des gespannten Zu- Stands. Hierbei ist der Verformungsbereich dann vorzugsweise zwischen dem ersten und zweiten Befestigungsbereich angeordnet.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt auch darin, dass der die Kammer abdeckende Folienteil zusätzlich zum Befestigen der Folie auf dem Träger durch eine zusätzliche Einwirkung dauerhaft gespannt wird. So kann dem unerwünschten Durchhängen oder Durchwölben des Folienteils über der Kammer entgegengewirkt werden, selbst wenn dieses Durchhängen bzw. Durchwölben durch das Befestigen der Folie auf dem Träger, insbesondere durch Hitzeeinwirkung, zunächst verursacht wird.

Als zusätzliche Einwirkung kann die Folie bereichsweise, insbesondere in den bereits genannten Verformungsbereich des Trägers oder auf sonstige Weise, verformt werden. Dies gestattet ein sehr einfaches Spannen, beispielsweise durch Eingriff eines Werkzeugs oder Spannelements in den Verformungsbereich bzw. in eine den Verformungsbereich bildende Vertiefung des Trägers.

Gemäß einer Ausführungsvariante kann die Folie in dem Verformungsbereich bzw. im verformten Zustand auch direkt mit dem Träger verbunden werden. Hierdurch kann ggf. auch ein zusätzliches Befestigen im zweiten Befestigungsbereich entfallen.

Vorzugsweise wird, wie bereits erwähnt, die über der Kammer bereits gespannte bzw. nachgespannte Folie mit bzw. in einem zusätzlichen Befestigungsbereich, wie dem zweiten Befestigungsbereich, zusätzlich befestigt, um die Folie mit dem gespannten Folienteil über der Kammer zu fixieren. Dies zusätzliche Befestigen kann auch gleichzeitig mit dem Verformen erfolgen. So wird ein besonders schneller Verfahrensablauf bzw. eine sehr schnelle Herstellung ermöglicht. Alternativ kann das zusätzliche Befestigen auch nach dem Verformen erfolgen, insbesondere wenn durch das Verformen, beispielsweise im Verformungsbereich bereits eine Vorfixierung der Folie im gespannten Zustand erreicht wird. Gemäß einer anderen Ausführungsvariante kann als eine zusätzliche Einwirkung zum Spannen die bereits befestigte Folie vorzugsweise kurzfristig, besonders bevorzugt im Wesentlichen ausschließlich in dem die Kammer abdeckenden Folienteil erwärmt werden. Die Erwärmung erfolgt besonders bevorzugt über die Glastemperatur der Folie. So kann ein Nachspannen der Folie auf besonders einfache Weise realisiert werden. Versuche haben nämlich gezeigt, dass ein sehr kurzzeitiges Erwärmen der Folie genügt, um dieses thermische Nachspannen zu realisieren.

Das Befestigen der Folie auf dem Träger erfolgt besonders bevorzugt durch Laminieren, wie bereits angesprochen. Unter dem Begriff "Laminieren" ist insbesondere ein Befestigen oder Verbinden durch Hitzeeinwirkung und insbesondere gleichzeitiger Druckeinwirkung zu verstehen. Die Folie ist hierzu vorzugsweise mit einem Klebstoff - auch Siegellack oder Heißkleber genannt - beschichtet, der beim Laminieren erwärmt bzw. verflüssigt wird und die Folie mit dem Träger verbindet. Jedoch kann auch ein Verschweißen der Folie mit dem Träger erfolgen. Vorzugsweise ist der Begriff "Laminieren" im Sinne der vorliegenden Erfindung derart zu verstehen, dass Heißsiegeln und/oder ein sonstigen Verbinden der Folie mit dem Träger, beispielsweise durch Kleben oder Schweißen, umfasst ist.

Unter dem Begriff "Kammer" ist bei der vorliegenden Erfindung insbesondere jede beliebige dreidimensionale fluidische Struktur zu verstehen, die vorschlagsgemäß herstellbar ist bzw. durch die Folie - zumindest teilweise - begrenzt wird und der Aufnahme von Flüssigkeit oder eines sonstigen Fluids, ggf. auch Gas, dient.

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere nur mikrofluidische Vorrichtungen. Unter "mikro fluidisch" sind hier insbesondere nur Volumina der gesamten Vorrichtung oder der Kammer von weniger als 1 μΐ oder weniger als 500 μΐ, vorzugsweise weniger als 100 μηι, besonders bevorzugt etwa 10 μΐ oder weniger, zu verstehen. Die vorgenannten Aspekte und Merkmale sowie die sich aus der folgenden Beschreibung ergebenden Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung können unabhängig voneinander und in beliebiger Kombination realisiert werden.

Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnung. Es zeigt:

Fig. 1 eine schnittartige, schematische Darstellung einer vorschlagsgemäßen Vorrichtung mit einem Träger und einer zugeordneten Folie, die im Bereich einer Kammer noch nicht gespannt ist;

Fig. 2 eine Draufsicht des Trägers ohne Folie;

Fig. 3 eine schnittartige, schematische Darstellung der Befestigung der

Folie auf dem Träger mittels eines Werkzeugs;

Fig. 4 eine schnittartige, schematische Darstellung des Spannens der

Folie mittels eines weiteren Werkzeugs;

Fig. 5 eine schnittartige, schematische Darstellung des Spannens der

Folie mittels eines anderen Werkzeugs;

Fig. 6 eine schnittartige, schematische Darstellung des Spannens der

Folie mittels Überdruck bzw. Gasdruck;

Fig. 7 eine schnittartige, schematische Darstellung des Spannens der

Folie mittels Unterdruck;

Fig. 8 eine schnittartige, schematische Darstellung des Spannens der

Folie mittels eines Spannelements; Fig. 9 eine schematische, schnittartige Darstellung einer anderen vorschlagsgemäßen Vorrichtung mit einem erhöhten Verformungsbereich zum Spannen der Folie; und

Fig. 10 eine schnittartige, schematische Darstellung des Nachspannens der Folie durch Hitzeeinwirkung.

In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Teile dieselben Bezugszeichen verwendet, wobei entsprechende oder vergleichbare Eigenschaften und Vorteile erreicht werden, auch wenn eine wiederholte Beschreibung weggelassen ist. Die Fig. sind zur Verdeutlichung verschiedener Aspekte und zur Erleichterung der Beschreibung nicht maßstabsgerecht.

Fig. 1 zeigt in einem schematischen Schnitt eine vorschlagsgemäße, insbesondere mikrofluidische Vorrichtung 1 zur Aufnahme und/oder Manipulation eines Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit. Das Fluid bzw. die Flüssigkeit ist in Fig. 1 nicht dargestellt. Vielmehr zeigt der schematische Schnitt gemäß Fig. 4 beispielhaft die Vorrichtung 1 mit der Flüssigkeit 2.

Die Vorrichtung 1 weist einen Träger 3 und eine Folie 4 auf. Der Träger 3 weist eine Kammer 5 auf, die von der Folie 4 (teilweise oder vollständig) abgedeckt wird. Die Folie 4 wird hierzu auf dem Träger 3 befestigt, insbesondere durch Laminieren oder dergleichen. Hierbei kann es passieren, dass die Folie 4 mit ihrem die Kammer 5 abdeckenden Folienteil 6 durchhängt bzw. sich in die Kammer 5 wölbt, wie in Fig. 1 angedeutet. Dies kann beispielsweise durch die Hitzeinwirkung beim Befestigen bzw. Anbringen der Folie 4 auf dem Träger 3 auftreten, wie bereits eingangs erläutert.

Fig. 2 zeigt in einer schematischen Draufsicht den Träger 3 bzw. die Vorrichtung 1 mit transparenter oder weggelassener Folie 4. Fig. 1 stellt einen schematischen Schnitt entlang Linie I-I von Fig. 2 mit der Folie 4 dar. Der Draufsicht gemäß Fig. 2 ist zu entnehmen, dass die Vorrichtung 1 bzw. der Träger 3 weitere fluidische bzw. mikrofluidische Strukturen zusätzlich zu der Kammer 5, wie einen oder mehrere Kanäle 7, sonstige Kammern oder dergleichen, aufweisen kann. Beim Darstellungsbeispiel schließen sich ein oder zwei Kanäle 7 an die Kammer 5 an. Die fluidischen Strukturen sind vorzugsweise ebenso wie die Kammer 5 durch Vertiefungen in dem Träger 3 gebildet, die von der Folie 4 - vorzugsweise zumindest teilweise oder vollständig - abgedeckt sind.

Die fluidischen Strukturen sind vorzugsweise zumindest größtenteils oder alle auf einer Flachseite des Trägers 3 angeordnet, insbesondere zur Folie 4 hin offen und/oder von dieser abgedeckt.

Die Volumina der mikrofluidischen Strukturen bzw. der Kammer 5 und/oder Kanäle 7 betragen vorzugsweise weniger als 1 ml, insbesondere weniger als 500 μΐ, besonders bevorzugt etwa 100 μΐ oder weniger.

Die Kammer 5 kann generell jede beliebige Form, beispielsweise eine runde Form, ovale Form, längliche Form, eckige Form oder sonstige Form in der Draufsicht aufweisen. Die vorliegende Erfindung ist grundsätzlich bei jeder Form der Kammer 5 und auch bei länglichen, quasi sich unendlich in einer Richtung erstreckenden fluidischen Strukturen bzw. Kammern 5 einsetzbar.

Der Folienteil 6 bildet eine Kammerwand der Kammer 5.

Der Folienteil 6 ist vorzugsweise durchgehend geschlossen ausgebildet bzw. deckt die Kammer 5 vorzugsweise durchgehend ab. Jedoch kann die Folie 4 bzw. der Folienteil 6 auch partiell durchbrochen sein oder die Kammer 5 nur teilweise abdecken.

Die Folie 4 ist vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt bzw. als Kunststofffolie ausgebildet. Je nach Bedarf kann es sich um eine einschichtige oder mehrschichtige Folie 4 handeln. Bevorzugt wird eine Kunststofffolie aus Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE), beschichtet mit einem Heißkleber als Folie 4 eingesetzt.

Die Dicke der Folie 4 beträgt vorzugsweise etwa 0,01 mm bis 1 mm, insbesondere etwa 0,1 mm bis 0,5 mm.

Die Folie 4 wird auf dem Träger 3 bzw. dessen flache Seite insbesondere durch Laminieren, also unter Druck- und Hitzeeinwirkung (insbesondere bei etwa 70 bis 170°C, besonders bevorzugt etwa 80 bis 100°C), befestigt. Nachfolgend wird oft auch nur von Laminieren zum Befestigen der Folie 4 gesprochen. Jedoch kann die Folie 4 grundsätzlich auch auf jede sonstige geeignete Art und Weise, wie Verschweißen, beispielsweise durch Ultraschall, Kleben oder dergleichen, mit dem Träger 3 verbunden werden. Die nachfolgenden Ausführungen und Erläuterungen gelten daher vorzugsweise auch entsprechend für ein sonstiges Befestigen der Folie 4.

Zunächst erfolgt ein erstes Befestigen der Folie 4 auf dem Träger 3, wie in Fig. 3 schematisch angedeutet. Dies erfolgt vorzugsweise durch Laminieren, wie in Fig. 3 schematisch angedeutet. Das Laminieren erfolgt vorschlagsgemäß insbesondere mit einem (ersten) Werkzeug, wie einer Maske und/oder einer so genannten Thermode 8, die beispielsweise von einem entsprechend ausgebildeten und/oder beheizten Stempel oder dergleichen gebildet ist und/oder gegen die Folie 4 gepresst wird. Die entsprechende Relativbewegung ist in Fig. 3 durch einen Doppelpfeil angedeutet. Bedarfsweise kann die Maske oder Thermode 8 auch von der Oberfläche einer Rolle oder Walze eines Rollenlaminators oder dergleichen gebildet sein.

Die Maske bzw. Thermode 8 bildet hier vorzugsweise keine durchgehende Anlagefläche, sondern insbesondere nur einen oder mehrere spezifische Anlagebereiche 9 für die Folie 4.

Zum Laminieren wird die Thermode 8 unter Hitzeeinwirkung auf die auf dem Träger 3 insbesondere zunächst lose aufliegende Folie 4 gepresst. Hierdurch wird die Folie 4 vorzugsweise ausschließlich im Bereich der Anlagebereiche 9 mit dem Träger 3 verbunden, beim Darstellungsbeispiel in mindestens einem ersten Befestigungsbereich 10, insbesondere in mehreren Befestigungsbereichen 10, wie in Fig. 1 schematisch angedeutet.

Die Folie 4 wird vorzugsweise unter Hitzeeinwirkung zunächst auf dem Träger 3 befestigt bzw. auf diesen laminiert. Hierbei wird die vorzugsweise weder vorgeformte noch dreidimensional strukturierte, sondern glatte bzw. ebene Folie 4 auf den Träger 3 aufgelegt und mit diesem verbunden. Wie bereits eingangs erwähnt und in Fig. 1 angedeutet, kann der die Kammer 5 abdeckende Folienteil 6 - insbesondere aufgrund der Hitzeeinwirkung beim Befestigen der Folie 4 - durchhängen bzw. sich in die Kammer 5 wölben. Um dieses unerwünschte Wölben in die Kammer 5 zumindest zu minimieren oder zu vermeiden, wird die Folie 4 - zumindest im Bereich des Folienteils 6 - gespannt bzw. nachgespannt.

Wie in Fig. 4 angedeutet, wölbt sich der Folienteil 6 nach dem Spannen der Folie 4 nicht mehr oder nicht mehr merklich in die Kammer 5 hinein, sondern verläuft zumindest im Wesentlichen eben bzw. zumindest im Wesentlichen gerade über die Kammer 5 von einer Seite zur gegenüberliegenden Seite der Kammer 5.

Das Spannen bzw. Nachspannen der Folie 4 wird nachfolgend näher erläutert.

Vorschlagsgemäß erfolgt das Spannen zumindest des die Kammer 5 abdeckenden Folienteil 6 zusätzlich zum Befestigen der Folie 4 auf dem Träger 3 dauerhaft vorzugsweise durch eine zusätzliche Einwirkung bzw. in einem getrennten oder zweiten Schritt. Bei der Einwirkung handelt es sich insbesondere um eine mechanische Einwirkung bzw. Verformung der Folie 4. Grundsätzlich kann dies jedoch auch durch eine entsprechende Verformung oder Verschiebung des Trägers 3 realisiert werden. Die Vorrichtung 1 weist vorzugsweise ein Spannmittel zum Spannen zumindest des die Kammer 5 abdeckenden Folienteils 6 auf.

Beim Darstellungsbeispiel weist das Spannmittel mindestens einen Verformungsbereich 1 1 für die Folie 4 auf. Der Verformungsbereich 1 1 ist vorzugsweise im oder auf dem Träger 3, insbesondere auf einer der Folie 4 zugewandten Flachseite des Trägers 3, gebildet oder angeordnet. Der Verformungsbereich 1 1 weist vorzugsweise eine Vertiefung 12 im Träger 3 auf oder ist daraus gebildet. Insbesondere ist die Vertiefung 12 rillenartig oder nutartig ausgebildet.

Es ist anzumerken, dass die Vorrichtung 1 einen oder mehrere Befestigungsbereiche 10, Verformungsbereiche 1 1 und/oder eine oder mehrere Vertiefungen 12 aufweisen kann. Der Befestigungsbereich 10, der Verformungsbereich 1 1 bzw. die Vertiefung 12 kann die Kammer 5 bzw. deren Rand 15 umlaufend bzw. durchgängig insbesondere ringartig, umgeben. Jedoch sind auch Unterbrechungen möglich, insbesondere zum fluidischen Anschluss der Kammer 5, beispielsweise über mindestens einen Kanal 7, wie beim Darstellungsbeispiel. Entsprechend können dann mehrere Befestigungsbereiche 10, Verformungsbereiche 1 1 bzw. Vertiefungen 12 vorgesehen sein, die nur einer Kammer 5 zugeordnet sind. Soweit bei der vorliegenden Erfindung von dem Befestigungsbereich 10, dem Verformungsbereich 1 1 und der Vertiefung 12 nur in der Einzahl gesprochen wird, gilt dies auch entsprechend, wenn mehrere Befestigungsbereiche 10, Verformungsbereiche 1 1 bzw. Vertiefungen 12 vorgesehen sind.

Zum Spannen wird die Folie 4 vorzugsweise in den Verformungsbereich 1 1 bzw. die Vertiefung 12 hinein verformt. Dies erfolgt vorzugsweise mittels eines anderen bzw. zweiten Werkzeugs, hier einer anderen Thermode 13, wie in Fig. 4 schematisch angedeutet. Das andere Werkzeug bzw. die andere Thermode 13 weist vorzugsweise mindestens einen Vorsprung 14 zum Eingriff in den mindestens einen Verformungsbereich 1 1 bzw. die mindestens eine Vertiefung 12 auf. Hierdurch wird die Folie 4, insbesondere in dem inner- halb des Verformungsbereichs 1 1 liegenden Bereich bzw. zumindest der Folienteil 6 gespannt. Die Folie 4 ist in den äußeren Bereichen bzw. in den ersten Befestigungsbereichen 10 nämlich bereits befestigt, so dass die Folie 4 insoweit widergelagert ist und zumindest im Wesentlichen nur in dem zwischen den Verformungsbereichen 1 1 liegenden Bereich oder einem inneren Bereich durch die Verformung gespannt wird. Die Verformungsbereiche 1 1 bzw. Vertiefungen 12 liegen also vorzugsweise innerhalb des ersten Befestigungsbereichs 10 bzw. der ersten Befestigungsbereiche 10.

Der Verformungsbereich 1 1 liegt vorzugsweise zwischen dem ersten Befestigungsbereich 10 und der Kammer 5. Insbesondere trennt der Verformungsbereich 1 1 den ersten Befestigungsbereich 10 von der Kammer 5.

Der Verformungsbereich 1 1 erstreckt sich vorzugsweise entlang des Rands 15 der Kammer 5 und/oder umgibt die Kammer 5 vorzugsweise zumindest im Wesentlichen vollständig.

Zwei Verformungsbereiche 1 1 sind beim Darstellungsbeispiel vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten der Kammer 5 angeordnet oder gebildet.

Fig. 4 zeigt die Vorrichtung 1 mit bereits gespannter bzw. nachgespannter Folie 4. Die Folie 4 ist in den Verformungsbereich 1 1 bzw. die Verformungsbereiche 1 1 hinein verformt, insbesondere durch entsprechenden Eingriff der Vorsprünge 14, und besonders bevorzugt auch in diesem Bereich mit dem Träger 3 verbunden. Zumindest liegt die Folie 3 beim Darstellungsbeispiel vorzugsweise auch in den Vertiefungen 12 zumindest im Wesentlichen oder partiell am Träger 3 an.

Jedoch muss die Folie 4 im Verformungsbereich 1 1 bzw. in der Vertiefung 12 nicht unbedingt mit dem Träger 3 verbunden werden. Dementsprechend muss der in den Verformungsbereich 1 1 bzw. die Vertiefung 12 eingreifende Vorsprung 14 nur ein ausreichend starkes Verformen und Spannen der Folie 4, jedoch kein Anliegen der Folie 4 in diesem Bereich am Träger 3 gewährleisten. Der Vorsprung 4 muss daher keine an die Vertiefung 12 angepasste Form aufweisen. Vielmehr kann die Form so optimiert sein, dass die Folie 4 zum ersten Befestigungsbereich 10, also nach außen hin bzw. auf der der Kammer 5 abgewandten Seite des Vorsprungs 14 nicht übermäßig gedehnt bzw. gespannt wird, jedoch auf der Kammerseite in gewünschter Weise ausreichend stark gedehnt und damit gespannt wird.

Ein Verbinden der gespannten Folie 4 im Verformungsbereich 1 1 bzw. in der Vertiefung 12 kann zur Fixierung des gespannten Zustands bereits genügen. Alternativ oder zusätzlich erfolgt vorzugsweise ein Verbinden der Folie 4 zusätzlich in einen zweiten Befestigungsbereich 16 (beim Darstellungsbeispiel in zwei oder mehreren Befestigungsbereichen 16). Dieses zusätzliche Befestigen dient einer Fixierung der Folie 4 im gespannten Zustand. Nachfolgend wird oft nur von einem Befestigungsbereich 16 gesprochen, auch wenn mehrere zweite/zusätzliche Befestigungsbereiche 16 vorgesehen sein können. Die Erläuterungen geltend dann entsprechend.

Der zweite Befestigungsbereich 16 ist vorzugsweise innerhalb des ersten Befestigungsbereichs 10 und/oder des Verformungsbereichs 1 1 angeordnet.

Der zweite Befestigungsbereich 16 ist vorzugsweise zwischen dem ersten Befestigungsbereich 10 oder Verformungsbereich 1 1 einerseits und der Kammer 5 andererseits angeordnet.

Der zweite Befestigungsbereich 16 erstreckt sich vorzugsweise entlang des Rands 15 der Kammer 5 und/oder um die Kammer 5 herum und umgibt diese vorzugsweise zumindest im Wesentlichen vollständig.

Der zweite Befestigungsbereich 16 kann ebenso wie der erste Befestigungsbereich 10 und/oder der Verformungsbereich 1 1 auch ringartig ausgebildet sein und/oder konzentrisch dazu angeordnet und/oder bereichsweise (beispielsweise für einen fluidischen Anschluss durch einen oder mehrere Kanäle 7 o. dgl.) unterbrochen sein. Das Befestigen der Folie 4 im zweiten Befestigungsbereich 16 - beim Darstellungsbeispiel in den beiden Befestigungsbereichen 16 - erfolgt vorzugsweise unmittelbar nach dem Verformen oder Ziehen der Folie 4 in die Vertiefungen 12. Insbesondere erfolgt das Befestigen im zweiten Befestigungsbereich 16 mittels des zweiten Werkzeugs bzw. der zweiten Thermode 13, die entsprechende Anlagebereiche 9, insbesondere innerhalb des Vorsprungs 14 oder der Vorsprünge 14, aufweist. In diesem Zusammenhang ist anzumerken, dass der Vorsprung 14 des Werkzeugs bzw. der Thermode 13 auch ringartig bzw. umlaufend bei entsprechender Gestaltung der Verformungsbereichs 1 1 bzw. der Vertiefung 12 bzw. des Befestigungsbereichs 16 ausgebildet sein kann.

Beim Darstellungsbeispiel wird die Folie 4 wiederum auf den Träger 3 im zweiten Befestigungsbereich 16 laminiert. Vorzugsweise erfolgt also ein entsprechendes oder gleichartiges Verbinden der Folie 3 im ersten Befestigungsbereich 10, im Verformungsbereich 1 1 bzw. in der Vertiefung 12 und/oder im zweiten Befestigungsbereich 16. Jedoch kann die Folie 4 in den verschiedenen Bereichen 10, 1 1, 16 auch auf unterschiedliche Weise befestigt werden.

Die Folie 4 wird in den verschiedenen Bereichen 10 und 16 (und 1 1 optional) vorzugsweise zumindest im Wesentlichen vollflächig mit dem Träger 3 verbunden. Jedoch kann die Folie 4 bedarfsweise auch nur in Unterbereichen bzw. an verschiedenen Stellen oder Punkten, beispielsweise zum Fixieren der Folie 4 im gespannten Zustand, mit dem Träger 3 verbunden werden.

Beim Darstellungsbeispiel erfolgt ein erstes Befestigen der Folie 4 auf dem Träger 3, insbesondere im ersten Befestigungsbereich 10, vorzugsweise in einem ersten Schritt bzw. mittels des ersten Werkzeugs bzw. der ersten Thermode 8.

Anschließend erfolgt in einem zweiten, separaten Schritt das Spannen der Folie 4, insbesondere zumindest des Folienteils 6 über der Kammer 5. Das Span- nen erfolgt vorzugsweise mittels des zweiten Werkzeugs bzw. der zweiten Thermode 13.

Das Spannen kann jedoch grundsätzlich auch gleichzeitig oder quasi gleichzeitig mit dem ersten Befestigen der Folie 4 auf dem Träger 3 erfolgen. In diesem Fall kann es sich anbieten, die Folie 4 insgesamt zu spannen, also nicht lose auf dem Träger 3 aufzulegen, sondern die gespannte bzw. vorgespannte Folie auf dem Träger 3 zu befestigen. Im Gegensatz dazu erfolgt beim Darstellungsbeispiel vorzugsweise jedoch nur ein lokales bzw. bereichsweises Spannen der Folie 4, also nur eines Teils, wie des Folienteils 6 und ggf. eines angrenzenden Umfangsbereichs, der Folie 4.

Beim Darstellungsbeispiel erfolgt das Fixieren der Folie 4 im gespannten Zustand vorzugsweise zumindest im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Verformen bzw. Spannen der Folie 4. Das Fixieren der gespannten Folie 4 erfolgt vorzugsweise durch Befestigen der Folie 4 im Verformungsbereich 1 1 bzw. in der Vertiefung 12 und/oder im zweiten Befestigungsbereich 16. Das Fixieren bzw. zusätzliche Befestigen der gespannten Folie 4 erfolgt beim Darstellungsbeispiel vorzugsweise mittels des zweiten Werkzeugs bzw. der zweiten Thermode 13, das bzw. die auch dem Spannen der Folie 4 dient. Jedoch kann hierzu auch ein zusätzliches separates Werkzeug bzw. eine zusätzliche separate Thermode eingesetzt werden.

Nachfolgend werden anhand der weiteren Figuren weitere Ausführungsformen bzw. Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Hierbei werden lediglich wesentliche Unterschiede gegenüber der bereits beschriebenen Ausführungsform näher erläutert bzw. hervorgehoben. Die bisherigen Ausführungen und Erläuterungen gelten daher insbesondere ergänzend bzw. entsprechend, auch wenn eine wiederholte Beschreibung weggelassen ist.

Fig. 5 zeigt in einer schematischen, schnittartigen Darstellung, die zu Fig. 4 korrespondiert, eine Ausführungsvariante mit einer modifizierten Thermode 13. Die Vorsprünge 14, also die in die Verformungsbereiche 1 1 bzw. Vertiefungen 12 eingreifenden Verformungsmittel, sind vorzugsweise elastisch vorgespannt und/oder verschiebbar bzw. verformbar, um einen optimalen Eingriff in die Vertiefungen 12 zu gewährleisten und/oder um die Folie 4 mit einer bestimmten Kraft zu spannen. Diese Kraft hängt insbesondere von der Vorspannung der Vorsprünge 14 bzw. von zugeordneten Federn 17 zur Vorspannung der Vorsprünge 14 bzw. zur federnden Lagerung der Vorsprünge 14 ab.

Beim Darstellungsbeispiel sind die Eingriffsmittel bzw. Vorsprünge 14 vorzugsweise von den sonstigen Anlagefbereichen 9 des Werkzeugs bzw. der Thermode 13 thermisch entkoppelt, insbesondere wärmemäßig isoliert, um die thermische Belastung der Folie 4 in den Verformungsbereichen 1 1 beim Verformen zu reduzieren oder zu minimieren.

Fig. 6 zeigt in einer zu Fig. 5 ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführungsform. Zum Spannen wird die Folie 4 vorzugsweise mittels Überdruck bzw. Gasdruck, insbesondere durch zugeleitetes Druckgas oder zugeleitete Druckluft in den Verformungsbereich 1 1 verformt und dadurch die Folie 4 gespannt. Die zweite Thermode 13 kann hierzu entsprechend eine oder mehrere Gaszuführungen 18 aufweisen, wie in Fig. 6 angedeutet. Zusätzlich können eine oder mehrere Entlüftungskanäle 19 im Träger 3 gebildet sein, um die Verformungsbereiche 1 1 bzw. Vertiefungen 12 zu entlüften, so dass sich die Folie 4 durch den vorzugsweise Werkzeug- bzw. thermodenseitigen Überdruck hineinverformen kann.

Fig. 7 zeigt in einer ähnlichen Darstellung eine weitere Ausführungsform. Hier wird die Folie 4 vorzugsweise durch Anlegen eines insbesondere träger- seitigen Unterdrucks verformt und dadurch gespannt. Insbesondere wird der Unterdruck über einen oder mehrere Entlüftungskanäle 19 an einem oder mehrere Verformungsbereiche 1 1 bzw. die Vertiefung(en) 12 angelegt. Die zusätzliche Thermode 13 kann dann insbesondere eine durchgehende bzw. glatte Anlagefläche 9, insbesondere ohne Vorsprünge 14, aufweisen, um die Folie 4 im gespannten Zustand zu fixieren, insbesondere im zweiten Befestigungsbereich 16 mit dem Träger 3 zu verbinden.

Es ist grundsätzlich bei allen bisher beschriebenen Ausführungsformen anzumerken, dass der Verformungsbereich 1 1 vorzugsweise etwas zu dem ersten Befestigungsbereich 10 beabstandet ist, also vorzugsweise ein Zwischenbereich gebildet wird, in welchem die Folie 4 nicht beim ersten Befestigen mit dem Träger 3 verbunden wird. So kann sich die Folie 4 in diesem Zwischenbereich beim Verformen in den Verformungsbereich 1 1 auch noch etwas dehnen. Die zusätzliche Thermode 13 kann insbesondere in diesem Fall die Folie 4 auch in einem Bereich außerhalb des Verformungsbereichs 1 1 bzw. in dem vorgenannten Zwischenbereich mit dem Träger 3 verbinden.

Bei den beiden ersten Darstellungsbeispielen erfolgt das Spannen vorzugsweise durch Eingriff oder Angriff des weiteren Werkzeugs bzw. der weiteren Thermode 13 bzw. durch temporären Eingriff von Verformungsmitteln, wie der Vorsprünge 14. Alternativ kann das Spannen und ggf. auch das Fixieren der Folie 4 im gespannten Zustand auch durch Aufsetzen, Einsetzen und/oder Eingreifen eines sonstigen Bauteils, beispielsweise Einsetzen eines in Fig. 8 dargestellten Spannelements 20 in den Verformungsbereich 1 1 bzw. die Vertiefung 12 erfolgen, um die Folie 4 zu spannen und in dem gespannten Zustand zu fixieren. Im Gegensatz zum Werkzeug bzw. zur Thermode 13 wird das Spannelement 20 dann nicht wieder entfernt. Stattdessen kann es beispielsweise mit dem Träger 3 und/oder der Folie 4 verbunden werden. Insbesondere kann es sich anbieten, das Spannelement 20 bzw. die Spannelemente 20 in die Vertiefungen 12 einzupressen.

Fig. 8 zeigt in einem zu den Fig. 4 bis 7 zumindest im Wesentlich korrespondierenden, schematischen Schnitt eine weitere Ausführungsform. Hier greift das Spannelement 20 in den Verformungsbereich 1 1 bzw. die Vertiefung 12 ein, um die Folie 4 zu verformen und dadurch zu spannen und/oder um die Folie 4 im gespannten Zustand zu fixieren. Im Gegensatz zu dem Werkzeug bzw. der Thermode 13 bzw. zu dem Vorsprung 14 ist der Eingriff hier vor- zugsweise dauerhaft. Das Spannelement 20 wird vorzugsweise nicht mehr von der Vorrichtung 1 gelöst, sondern bildet vorzugsweise ein Teil der Vorrichtung 1. Beispielsweise kann das Spannelement 20 kraftschlüssig, beispielsweise durch Einpressen oder Klemmen, und/oder formschlüssig, beispielsweise durch einen entsprechenden Hinterschnitt, befestigt bzw. gesichert werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Spannelement 20 auch mit der Folie 4 und/oder dem Träger 3, beispielsweise durch partielles Durchdringen der Folie 4, insbesondere fest oder unlösbar verbunden werden.

Beim Darstellungsbeispiel gemäß Fig. 8 weist das Spannmittel dementsprechend das Spannelement 20 auf, insbesondere mehrere Spannelemente 20 (beim Darstellungsbeispiel zwei Spannelemente 20), die in zugeordnete Verformungsbereiche 1 1 bzw. Vertiefungen 12 eingreifen bzw. eingesetzt wird.

Fig. 9 zeigt in einer schematischen, schnittartigen Darstellung eine weitere Ausführungsform bzw. -Variante. Der Verformungsbereich 1 1 bzw. das Spannmittel weist hier eine - vorzugsweise den Rand 15 der Kammer 5 bildende - Erhöhung 21 auf oder ist daraus gebildet. Die Erhöhung 21 ist vorzugsweise durch den Träger 3 gebildet oder insbesondere einstückig mit diesem ausgebildet. Jedoch kann die Erhöhung 21 auch durch ein sonstiges Bauteil gebildet sein, das lose oder fest auf dem Träger 3 angebracht wird. Die Erhöhung 21 ragt insbesondere über die Flachseite des Trägers 3 vor bzw. vom Träger 3 ab, um das gewünschte, vorzugsweise nur lokale Spannen der Folie 2 bzw. des Folienteils 6 im Bereich der Kammer 5 sicherzustellen.

Die Erhöhung 21 erstreckt sich vorzugsweise zumindest im Wesentlichen um die Kammer 5 herum und/oder entlang des Rands 15 der Kammer 5. Insbesondere können Erhöhungen 21 auf gegenüberliegenden Seiten der Kammer 5 angeordnet sein. Entsprechend kann das Spannmittel in diesem Fall mehrere Erhöhungen 21 aufweisen, die derselben Kammer 5 zugeordnet sind.

Beim Darstellungsbeispiel kann ein einmaliges Befestigen bzw. das erstmalige Befestigen der Folie 4 auf dem Träger 3, insbesondere in den Befesti- gungsbereichen 10, genügen, da das Spannmittel bzw. die Erhöhung 21 dafür sorgt, dass beim Befestigen - insbesondere bei entsprechendem randseitigen Halten der Folie 4 - über der Kammer 5 gespannt und in diesem gespannten Zustand fixiert wird. In diesem Fall können sich die Befestigungsbereiche 10 bis zu der Erhöhung 21 erstrecken und/oder die zweiten Befestigungsbereiche 16 entfallen.

Jedoch kann das Befestigen und Spannen auch in zwei Schritten erfolgen. Beispielsweise kann im ersten Schritt erst ein äußeres oder randseitiges, erstes Befestigen der Folie 4 auf dem Träger 3 - also in den Befestigungsbereichen 10 - erfolgen. Anschließend kann in einem zweiten Schritt das Spannen bzw. zusätzliche/zweite Befestigen erfolgen, wobei die Folie 3 dann besonders bevorzugt in dem zweiten Befestigungsbereich 16 zwischen dem äußeren ersten Befestigungsbereich und der Erhöhung 21 auf dem Träger 3 befestigt und dadurch gleichzeitig über der Kammer 5 gespannt wird. Das zweite Befestigen erfolgt also um die Erhöhung(en) 21 herum bzw. unmittelbar benachbart dazu. Im Gegensatz zu den anderen Ausführungsformen und -Varianten ist der Verformungsbereich 1 1 (die Erhöhung 21) hier innerhalb des zweiten Befestigungsbereichs 16 und/oder zwischen der Kammer 5 und dem zweiten Befestigungsbereich 16 angeordnet.

Fig. 10 zeigt in einer ähnlichen, schematischen Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsform bzw. -Variante. Hier erfolgt das Nachspannen der Folie 4 bzw. des Folienteils 6 nach dem Befestigen der Folie 4 auf dem Träger 3 in einem separaten Schritt durch vorzugsweise kurzzeitiges Erwärmen, insbesondere durch Wärmestrahlung 22. Bevorzugt werden die nicht zu erwärmenden Bereiche durch eine Maske 23 abgedeckt, um ein nur lokales Erwärmen zu erreichen, insbesondere nur des nachzuspannenden Folienteils 6. Das Erwärmen erfolgt vorzugsweise durch Infrarotstrahlung und/oder Mikrowellenstrahlung oder sonstige geeignete Strahlung. Das Erwärmen erfolgt vorzugsweise nur kurzzeitig, insbesondere für weniger als 1 s, besonders bevorzugt weniger als 0,5 s, besonders bevorzugt weniger als 0,1 s.

Es erfolgt vorzugsweise ein Erwärmen über die Glastemperatur des Folienmaterials (insbesondere des die Deckschicht oder obere Lage der Folie 4 bildenden Materials) und/oder auf eine Temperatur, die über der Erwärmungstemperatur beim Befestigen der Folie 4 auf dem Träger 3 liegt, besonders bevorzugt um mindestens 10° oder 20° Celsius höher liegt. Die Erwärmungstemperatur beim Nachspannen liegt vorzugsweise oberhalb der Erweichungstemperatur der Folie 4 bzw. der Deckschicht der Folie 4.

Durch die vorschlagsgemäße Wärmebehandlung bzw. Erwärmung kann eine Schrumpfung der Folie 4 erreicht werden, insbesondere um mehr als 0,5 %, besonders bevorzugt um mehr als 1 %, wodurch das gewünschte Spannen bzw. Nachspannen erreicht wird.

In Fig. 10 ist der gespannte Zustand der Folie 4 bzw. der Folienteil 6 gestrichelt angedeutet.

Generell ist folgendes für alle Ausführungsformen und -Varianten anzumerken:

Der Träger 3 ist vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere Polystyrol oder Polycarbonat, hergestellt und/oder durch Spritzgießen hergestellt.

Der Träger 3 ist vorzugsweise zumindest im Wesentlichen plattenförmig, flach und/oder eben ausgebildet und/oder mit einer Flachseite versehen.

Der Träger 3 ist vorzugsweise zumindest im Wesentlichen starr ausgebildet. Der Träger 3 oder dessen Oberfläche ist vorzugsweise aus einem Material gebildet, das temperaturbeständiger als die Folie 4 oder deren Heißsiegelschicht bzw. Heißkleber Schicht ist.

Die Folie 4 ist vorzugsweise aus Kunststoff, insbesondere Polyethylen oder Polypropylen, hergestellt.

Die Folie 4 ist je nach Bedarf transparent oder undurchsichtig ausgebildet, ggf. auch nur bereichsweise.

Die Folie 4 ist wahlweise einschichtig oder mehrschichtig aufgebaut. Dies hängt auch von den jeweiligen Anwendungszwecken oder Anforderungen ab.

Insbesondere handelt es sich bei der Folie 4 um eine so genannte Heißsiegelfolie, die üblicherweise eine Beschichtung aus Heißklebstoff bzw. einem thermoplastischen Klebstoff - auch Siegellack genannt - oder dergleichen, aufweist.

Wie bereits erwähnt, kann die Folie 4 auch eine oder mehrere Kammern 5 bzw. fluidische Strukturen im oder am Träger 3 abdecken oder bilden.

Die vorschlagsgemäß ausgebildete und/oder hergestellte Vorrichtung 1 kann für verschiedenste Zwecke und insbesondere auch mit sonstigen insbesondere mikrofluidischen Systemen, Bauelementen, wie Ventilen, Pumpen, Kapillarstopps, Filtern, Detektionseinrichtungen oder dergleichen, kombiniert werden.

Die vorschlagsgemäße Vorrichtung 1 ist beispielsweise auch zur Analyse oder sonstigen Behandlung oder Manipulation von Fluiden, wie der Flüssigkeit 2, einsetzbar.

Generell können die verschiedenen Ausführungsformen und -Varianten auch beliebig miteinander kombiniert werden. Weiter können auch einzelne Aspekte und Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen und -Varianten belie- big miteinander kombiniert und/oder bei sonstigen ähnlichen Vorrichtungen und Verfahren - insbesondere in der Mikrofluidik - eingesetzt werden.

Bezugszeichenliste:

Vorrichtung

Flüssigkeit

Träger

Folie

Kammer

Folienteil

Kanal

erste Thermode

Anlagebereich

erster Befestigungsbereich

Verformungsbereich

Vertiefung

zweite Thermode

Vorsprung

Rand

zweiter Befestigungsbereich

Feder

Gaszuführung

Entlüftungskanal

Spannelement

Erhöhung

Wärme Strahlung

Maske