| EP0581445A1 | 1994-02-02 | |||
| US5173220A | 1992-12-22 | |||
| EP0523981A1 | 1993-01-20 | |||
| DE4420996A1 | 1996-01-11 | |||
| US5398193A | 1995-03-14 |
| 1. | Verfahren zur Herstellung dreidimensional angeordneter Leit und Verbindungsstrukturen für Volumenund Energieströme. Dabei werden zur Erzeugung der Schichten unterschiedliche lichtaushärtende Materialien verwendet. Beim Austausch der Materialien werden auch die Schichtenbereiche mit neuem Ma terial gefüllt, in denen bei der vorhergehenden Aushärtung keine Aushärtung stattfand, so dass bei der darauffolgenden Aushärtung nicht nur die oberste Schicht mit der darunter liegenden verbunden wird, sondern auch Material der obersten Schicht mit dem Material einer unterhalb der vorletzten Schicht liegenden Schicht verbunden wird. Damit ist es mög lich, innerhalb der Schichtenfolge eine Struktur mit anderen Eigenschaften von Lage zu Lage miteinander zu verbinden. |
| 2. | Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte a) durch strukturierte Verfestigung eines flüssigen lichtaushärtenden Materials mit ausgewählten physika lischen, chemischen oder biologischen Eigenschaften wird eine strukturierte Schicht generiert ; b) Die strukturierte Schicht wird vom nichtausgehärteten Mterial mittels Spülvorgang gereinigt und mit flüssi gem lichthärtendem Material mit anderen physikali schen, chemischen oder biologischen Eigenschaften aufgefüllt und mit definierter Schichtdicke nach DE PS 44 20 996 abgedeckt ; c) durch strukturierte Verfestigung werden Bereiche der ersten Schicht und die neue Schicht strukturiert aus gehärtet. d) die strukturierten Schichten werden vom nichtausge härteten Material der letzten Strukturierung mittels Spülvorgang gereinigt und mit flüssigem lichthärten dem Material mit anderen physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften aufgefüllt und mit de finierter Schichtdicke nach DEPS 44 20 996 abge deckt ; e) durch strukturierte Verfestigung werden Bereiche der zweiten Schicht und die neue Schicht strukturiert ausgehärtet, womit eine Verbindung von Materialien mit gleichen physikalischen, chemischen oder biologi schen Eigenschaften oder eine Isolierung dieser gene riert wird ; f) die strukturierten Schichten werden vom nichtausge härteten Material der letzten Strukturierung mittels Spülvorgang gereinigt ; g) nicht mit Material aufgefüllte Bereiche werden ent sprechend dem zu erstellenden System mit elektroni schen, mechanischen, optischen oder chemischen Bau teilen bestückt ; h) die strukturierten Schichten und die Bauteile werden mit flüssigem lichthärtendem Material mit anderen physikalischen, chemischen und biologischen Eigen schaften aufgefüllt und mit definierter Schichtdicke nach DEPS 44 20 996 abgedeckt ; i) durch strukturierte Verfestigung werden Bereiche der vorletzten Schicht und die neue Schicht strukturiert ausgehärtet, womit eine Verbindung von Materialien und Bauteilen mit gleichen physikalischen, chemischen oder biologischen Eigenschaften oder eine Isolierung dieser generiert wird. |
| 3. | Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere elektronische, mechanische, chemische oder biologischer/elektrischer Bauteile miteinander verbunden werden. |
| 4. | Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen zwischen den Bauteilen und der Umwelt des Systems für Volumenund Energieströme benutzt werden können. |
Derartige Volumen-und Energieströme werden heute in der Regel durch viele unterschiedliche Technologien realisiert. Für die Mikrosystemtechnik sind Leiterbahnen und Bonddrähte die am häu- figsten benutzten Transportwege. Für den Transport elektromag- netischer Energien werden neben Hohlleiter auch Glasfasern ein- gesetzt. Volumenströme realisiert man durch Kanäle, Schläuche und Rohrleitungen. Bei zunehmender Miniaturisierung lassen sich diese Leit-und Verbindungselemente nur noch sehr schwer zusam- menführen.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch den Einsatz eines struktu- rierten schichtweisen Aufbaus. Schichtaufbauverfahren sind aus der Mikrotechnologie bekannt. So beschreibt die DE-PS 44 20 996 ein Verfahren, bei dem zwischen zwei einander parallelen Plat- ten, von denen mindestens eine für elektromagnetische Wellen durchlässig ist, eine geringe Menge des lichtaushärtbaren Kunststoffs aufgrund der Oberflächenspannung gehalten ist. Die Oberfläche der Kunststoffflüssigkeit unterhalb der für elektro- magnetische Wellen durchlässigen Platte wird beispielsweise mittels Laserstrahl, der nach Maßgabe eines in einem ange- schlossenen Rechner gespeicherten 3-SchichtModells der zu gene- rierenden Struktur über die Oberfläche geführt wird, ausgehär- tet. Schicht für Schicht härtet das Laserlicht die Kunststoff- flüssigkeit entsprechend dem 3-D Schicht Modell, wobei der Ab- stand der Platten jeweils um eine Schichtdicke vergrößert wird, so daß frisches Kunststoffmaterial allein aufgrund seiner Ober- flächenspannung in den entstehenden Zwischenraum zwischen der ausgehärteten Schicht und der Platte nachfließen kann. Auf die- se Weise können Strukturen im Mikrometerbereich sehr exakt er- zeugt werden.
Diese Technologie macht sich die Erfindung zu nutze.
Dabei werden zur Erzeugung der Schichten unterschiedliche lichtaushärtende Materialien verwendet. Diese Materialien kön- nen unterschiedlichste physikalische, chemische und biologische Eigenschaften haben, zum Beispiel : elektrisch leitend, elekt- risch isolierend, unterschiedliche optische Berechnungsindices.
Beim Austausch der Materialien werden auch die Schichtsegmente mit neuem Material gefüllt, in denen bei dem vorhergehenden Aushärtungsprozess keine Aushärtung stattfand, so dass bei der darauffolgenden Aushärtung nicht nur die oberste Schicht mit der darunterliegenden verbunden wird, sondern auch Material der obersten Schicht mit dem Material einer unterhalb der vorletz- ten Schicht liegenden Schicht verbunden wird. Damit ist es mög- lich, innerhalb der Schichtenfolge eine Struktur mit anderen Materialeigenschaften von Layer zu Layer miteinander zu verbin- den. Für einen Volumentransport sind dies nichtausgehärtete Be- reiche, die nach Aushärtung und Spülvorgang als Kanäle zur Ver- fügung stehen. Ebenso können diese Kanäle als Hohlleiter für die Hochfrequenz benutzt werden, wenn die Wandungen der Kanäle aus Material mit entsprechenden Eigenschaften produziert wer- den.
Auch lassen sich durch Materialien mit unterschiedlichem Bre- chungsindex lichtleitende Strukturen erzeugen. Diese lichtlei- tenden Strukturen können in Verbindung mit Lichttransistoren (Stichwort : Licht schaltet Licht) zu optischen integrierten Schaltungen benutzt werden.
Auf diese Weise lassen sich auch herkömmliche integrierte Schaltungen (IC) miteinander verbinden. Denn wurde unter der letzten Oberfläche ein IC in einer Kavität integriert, so kann über den Anschlüssen (Pads) ein Kanal mit leitendem Material erzeugt werden, der dann bis zu einem weiteren IC oder aber auch zu Steckverbindern, die auf diese Weise gefertigt wurden, geführt werden kann.