Die vorliegende Erfindung betrifft eine mikrostrukturierte Vorrichtung, mit zumindest einem allseits von Wänden umgebenen Hohlraum oder Mikrokanal, wobei zumindest eine Wand über ihre Kontaktfläche mit einem erhabenen Bereich der restlichen Vor¬ richtung verklebt ist, sowie Verfahren zur Herstellung einer mikrostrukturierten Vorrichtung und ein Klebewerkzeug zur Durchführung des Verfahrens.

Derartige mikrostrukturierte Vorrichtungen sowie Verfahren zu ihrer Herstellung sind aus dem Stand der Technik vielfach be¬ kannt.

Die bekannten mikrostrukturierten Vorrichtungen finden bei¬ spielsweise als Mikrofluidiksysteme Anwendung, wo sie zur Mani¬ pulation von kleinen Flüssigkeitsvolumen eingesetzt werden, wie es beispielsweise bei der chemischen oder biochemischen Analyse erforderlich ist. Die bekannten Vorrichtungen dienen beispiels¬ weise zur Manipulation von und zur Messung an biologischen Zellen, wie es in der DE 197 12 309 beschrieben ist. Andere Anwendungsbeispiele für derartige mikrostrukturierte Vorrichtungen sind Druckköpfe von Tintenstrahldruckern, wie es beispielsweise in der US 5,855,713 beschrieben ist.

Auch die DE 41 28 964 Al beschreibt mikrostrukturierte Vorrich¬ tungen mit Mikrohohlräumen, die auf dem Gebiet der Mikromecha- nik und der integrierten Sensorteσhnik Anwendung finden.

Ein Beispiel für fluidische Mikrosysteme, die durch Strukturie¬ rung von Silicium oder von Schichten, die auf Silicium abge¬ schieden werden, hergestellt werden, ist aus der DE 197 39 717 Al bekannt.

Auch die WO 98/45693 beschreibt Mikrokanalstrukturen für mikro- fluidische Manipulationen.

Die bekannten Vorrichtungen haben Abmaße von wenigen Millime¬ tern bis wenigen Zentimetern, wobei die Mikrostrukturierung selbst im Mikrometerbereich liegt. Die in den bekannten Vor¬ richtungen vorhandenen Mikrokanäle haben beispielsweise Dicken von 5 bis 50 μm und Breiten von 50 bis 2000 μm, wobei die Länge der Mikrokanäle im Millimeterbereich liegen kann.

Bei der Herstellung derartiger mikrostrukturierter Vorrichtun¬ gen ist also die Herstellung von Kanälen, Hohlräumen etc. er¬ forderlich, was im Allgemeinen mit Methoden der Planartechnolo- gie erfolgt. Dabei werden zwei Substrate durch Lithographie und Ätzverfahren mit Gräben strukturiert und nachfolgend miteinan¬ der verbunden, so dass eine geschlossene Hohlraum- bzw. Kanal¬ struktur entsteht. In Abhängigkeit von dem Material der Substrate werden die durch die beiden Substrate gebildeten Hälften der Vorrichtung durch verschiedene Verfahren miteinander verbunden. Ein gängiges Ver¬ fahren ist dabei das so genannte anodische Bonden, das jedoch nicht anwendbar ist, wenn das Substrat aus einem Polymer oder einem mit temperatursensitiver Beschichtung versehenen Glas oder Silicium besteht. Hinzu kommt, dass die erreichbare Genau¬ igkeit beim anodischen Bonden durch die damit verbundenen Wär¬ meausdehnungen begrenzt ist.

Daher haben sich so genannte Klebebondingverfahren durchge¬ setzt, wie sie beispielsweise aus der eingangs erwähnten WO 98/45693 bekannt sind. Bei dem bekannten Verfahren wird ein Klebstoff durch Stempeln, Rollen, Sprühen, Rakeln oder ver¬ gleichbare Schritte flächig auf einem Substrat aufgebracht, woraufhin dieses Substrat dann auf dem zweiten Substrat positi¬ oniert wird, auf dem erhabene Bereiche vorgesehen sind, durch die dann die Hohlräume oder Mikrokanäle gebildet werden. Die so gebildeten Hohlräume oder Mikrokanäle sind von drei Wänden aus dem Substratmaterial sowie von einer vierten Wand umgeben, die mit der KlebstoffSchicht versehen ist.

Derartige Vorrichtungen weisen jedoch eine ganze Reihe von Nachteilen auf, die Kanalwände können beispielsweise nicht vollständig chemisch funktionalisiert werden, also mit Biomole¬ külen oder einer proteinabweisenden Beschichtung versehen wer¬ den, denn die Oberflächenchemie in dem Hohlraum oder Mikrokanal ist über alle vier Wände gesehen nicht homogen. Darüber hinaus können die Benetzungseigenschaften der Klebstoffschicht ver¬ schieden zu den Eigenschaften der übrigen Kanaloberfläche sein, wodurch die Fluidikeigenschaften der bekannten Vorrichtung negativ beeinflusst werden.

Darüber hinaus ist es bei dem bekannten Verfahren nicht ausge¬ schlossen, dass überschüssiger Klebstoff in die Hohlräume oder Mikrokanäle hinein gelangt, so dass weitere Seiten mit einer unerwünschten Beschiσhtung versehen sind und ggf. sogar die lichte Weite der Hohlräume oder Mikrokanäle verringert wird, wobei im ungünstigsten Fall die Mikrokanäle sogar verstopfen können. Dies ist insbesondere dann ein Problem, wenn Vorrich¬ tungen mit Mikrostrukturierungen im Mikrometerbereich herge¬ stellt werden sollen.

Aus der DE 41 28 964 Al ist ein Verfahren bekannt, bei dem zunächst eine flächige KlebstoffSchicht aufgebracht wird, die fotostrukturierbar ist. Nach entsprechenden Beliσhtungs- und Ätzverfahren befinden sich dann nur noch auf den gewünschten erhabenen Bereichen des ersten Substrates Klebstoffbereiche, mit denen die Kontaktflächen des zweiten Substrates verklebt werden. Bei dem bekannten Verfahren ist jedoch von Nachteil, dass es viele Verfahrensschritte erfordert, wobei insbesondere die Strukturierung der KlebstoffSchicht eine genaue Ausrichtung zwischen der Schattenmaske sowie dem die erhabenen Bereiche aufweisenden Substrat erfordert.

Die DE 100 56 908 Al beschreibt ein Verfahren zum Verbinden von mikrostrukturierten Kunststoffteilen, bei dem der Klebstoff auf eine Trägerfolie aufgetragen und dort vorgehärtet wird, bevor er dann auf das mikrostrukturierte Bauteil übertragen wird. Durch das Vorhärten auf der Trägerfolie soll die Viskosität erhöht werden, um zu verhindern, dass beim Auftragen des Kleb- Stoffes auf das Bauteil Klebstoff in die Mikrostrukturierung einfließt.

Da dann jedoch die Gefahr besteht, dass die KlebstoffSchicht vollständig von der Trägerfolie auf das Bauteil übertragen wird, wo auch die nicht erhabenen Bereiche dann unerwünscht abgedeckt wären, wird weiter vorgeschlagen, nach dem Übertragen des Klebstoffes auf das mikrostrukturierte Bauteil dieses mit Pressluft zu behandeln, um die eventuell über der Kanalstruktur liegende KlebstoffSchicht abzublasen.

Bei dem bekannten Verfahren ist von Nachteil, dass zwei Verfah¬ rensschritte benötigt werden, um dafür zu sorgen, dass nur auf den erhabenen Bereichen Klebstoff aufgetragen wird. Dies ist einmal das Vorhärten des Klebstoffs auf der Trägerfolie und zum anderen das Abblasen des Bauteiles nach dem Übertragen des Klebstoffes und vor dem Aufsetzen des zweiten Bauteiles.

Diese Verfahrensschritte sind nicht nur zeitaufwändig, sie sind auch unzuverlässig und erfordern daher eine sehr genaue Abstim¬ mung der einzelnen Prozessparameter, um einerseits das Eindrin¬ gen des Klebstoffes in unerwünschte Bereiche zu verhindern und andererseits dennoch für eine gute Verbindung zwischen den Bauteilen zu sorgen. Nach Erkenntnissen der Erfinder der vor¬ liegenden Anmeldung ist es mit dem bekannten Verfahren nicht möglich, einerseits die erhabenen Bereiche vollständig mit einer KlebstoffSchicht zu versehen und andererseits die Wände an ihren freien Flächen und die Kanäle klebstofffrei zu halten.

Aus der erst nach dem frühesten Prioritätstag der vorliegenden Anmeldung veröffentlichten DE 103 38 967 Al ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine Transferfolie mit daran anhaftendem gra- nulat- oder pulverförmigem Klebstoff oder eine Folie aus dem Schmelzklebstoff selbst auf die erhabenen Bereiche des mikro¬ strukturierten ersten Substrates aufgebracht wird. Es kann auch eine Suspension oder Dispersion eines Schmelzklebstoffes mit¬ tels einer Walze auf die Oberfläche des Substrates aufgetragen werden.

Die Erzeugung einer KlebstoffSchicht auf einem Träger ist aus dieser Druckschrift nicht bekannt.

Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren derart weiterzubil¬ den, dass bei schneller und einfacher sowie reproduzierbarer Durchführung mikrostrukturierte Vorrichtungen ohne die oben erwähnten Nachteile hergestellt werden können.

Bei dem eingangs erwähnten Verfahren wird diese Aufgabe erfin¬ dungsgemäß gelöst durch die Schritte:

a) Bereitstellen eines mikrostrukturierten ersten Substrates mit zumindest einem erhabenen Bereich,

b) Auftragen eines Klebstoffs auf einem Träger, um dort eine KlebstoffSchicht zu erzeugen,

σ) Übertragen der Klebstoffschicht von dem Träger auf den zumindest einen erhabenen Bereich des mikrostrukturierten Substrates, d) Positionieren eines zweiten, ggf. mikrostrukturierten Substrates auf dem ersten Substrat, so dass es mit seiner Kontaktfläche mit dem zumindest einen mit der Klebstoff¬ schicht versehenen erhabenen Bereich des ersten Substrates in Anlage gelangt, und

e) Aushärten der KlebstoffSchicht.

Bei der bekannten mikrostrukturierten Vorrichtung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der zumindest eine erhabene Be¬ reich vollständig mit Klebstoff beschichtet ist und die Wände an ihren freien Flächen klebstofffrei sind.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben nämlich erkannt, dass es entgegen der Erwartung der Fachwelt und abweichend von sämtlichen im Stand der Technik beschriebenen Verfahren doch möglich ist, die erhabenen Bereiche des mikrostrukturierten ersten Substrates vollständig mit der Klebstoffschicht zu be¬ decken, diese Klebstoffschichten aber so auszubilden, dass beim Zusammenfügen mit dem zweiten Substrat kein Klebstoff in die Mikrokanäle oder Hohlräume fließt, aber dennoch die Kontaktflä¬ chen des zweiten Substrates vollflächig mit den erhabenen Be¬ reichen verklebt werden. Dies führt dazu, dass die Mikrokanäle und Hohlräume in der nach dem neuen Verfahren hergestellten Vorrichtung allseits von klebstofffreien Flächen umgeben sind, dass aber andererseits die beiden Substrate sehr fest miteinan¬ der verbunden sind. Dabei ist es bevorzugt, wenn in Schritt b) ein Klebstoff mit einer dynamischen Viskosität aufgetragen wird, die geringer als 1000 mPa s ist, vorzugsweise bei 200 bis 500 mPa s liegt, wei¬ ter vorzugsweise ca. 300 mPa s beträgt.

Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben erkannt, dass ein Klebstoff mit einer derartigen dynamischen Viskosität auf dem Träger in einer hinreichend dünnen Schicht aufgebracht werden kann, wobei beim Übertragen der Klebstoffschicht von dem Träger auf die erhabenen Bereiche sichergestellt ist, dass der Kleb¬ stoff nur auf den erhabenen Bereichen haften bleibt und weder beim Übertragen der Klebstoffschicht noch beim nachträglichen Aufdrücken des zweiten Substrates in die Kanäle und Hohlräume hineinfließt. Mit anderen Worten, der Klebstoff benetzt entwe¬ der die erhabenen Bereiche oder verbleibt auf dem Träger, der beispielsweise direkt auf das erste Substrat aufgepresst werden kann, so dass ausschließlich die erhabenen Bereiche durch Ab¬ druck mit einer Klebstoffschicht versehen werden.

Dabei ist es weiter bevorzugt, wenn in Schritt b) eine Kleb¬ stoffschicht mit einer Dicke von weniger als 10 μm, vorzugswei¬ se weniger als 5 μm, weiter vorzugsweise weniger als 3 μm er¬ zeugt wird.

Die Erfinder haben weiter erkannt, dass bei einer derartigen Dicke der Klebstoffschicht verhindert wird, dass sich beim Übertragen der Klebstoffschicht auf die erhabenen Bereiche und/oder beim Aufpressen des zweiten Substrates Klebstoffwülste bilden, die in die Hohlräume oder Mikrokanäle hinein gelangen und diese teilweise oder vollständig verschließen. In einem Ausführungsbeispiel wird beispielsweise ein Klebstoff mit einer Viskosität von 300 mPa s und einer Dicke der Kleb¬ stoffSchicht von 1 bis 3 μm. eingesetzt. Als Klebstoff hat sich beispielsweise der unter dem Handelsnamen "Vitralit 1558" ver¬ triebene Klebstoff der Firma Panacol-Elosol GmbH in 61440 Ober¬ ursel erwiesen.

Weiter ist es bevorzugt, wenn in Schritt e) das Aushärten des Klebstoffs durch geeignete Maßnahmen, vorzugsweise durch Druck und/oder Temperaturbehandlung und/oder UV-Bestrahlung unter¬ stützt wird.

Bei dieser Maßnahme ist von Vorteil, dass in an sich bekannter Weise der Klebstoff definiert ausgehärtet wird, so dass eine sichere und feste Verbindung entsteht.

Wenn beispielsweise der oben erwähnte Klebstoff Vitralit 1558 verwendet wird, so kann er durch Bestrahlung mit UV-Licht im Spektralbereich 320-370 nm für 300 Sekunden mit einer Strahlungsleistung von 10 mW/cm2 ausgehärtet werden.

Allgemein ist es dabei bevorzugt, wenn in Schritt b) der Kleb¬ stoff auf eine planare Fläche aufgetragen wird. .

Hier ist von Vorteil, dass das neue Verfahren sehr schnell und einfach durchgeführt werden kann. Die dünne KlebstoffSchicht muss zunächst auf der planaren Fläche des Trägers aufgesponnen werden, wobei sie dann durch Abdruck auf das mikrostrukturierte erste Substrat übertragen wird. Aufgrund der Eigenschaften des Klebstoffes und der Dicke der KlebstoffSchicht werden dabei nur die erhabenen Bereiche des ersten Substrates benetzt. Alternativ kann dabei die Klebstoffschicht mit einem Zwischen¬ stempel von dem Träger abgenommen und auf das Substrat übertra¬ gen werden.

Andererseits ist es bevorzugt, wenn in Schritt b) der Klebstoff auf eine gewölbte Fläche aufgetragen wird.

Bei dieser Maßnahme ist von Vorteil, dass ein großflächiger Kontakt mit der zu benetzenden Oberfläche vermieden wird, was gegenüber der vollflächigen Übertragung mit dem Zwischenstempel oder unmittelbar dem planaren Träger eine starke Adhäsion und zu hohe Kräfte beim Ablösen der Klebstoffschicht von dem mikro¬ strukturierten Substrat vermeidet.

Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn der Träger flexibel ist, so dass er vorzugsweise in Schritt c) vorgewölbt und auf dem erhabenen Bereich des ersten Substrats abgewälzt werden kann.

Diese Maßnahme vereint die oben erwähnten Vorteile, denn die Klebstoffschicht kann zunächst nach bekannten Verfahren auf dem planaren Träger aufgebracht werden, woraufhin der Träger dann vorgewölbt und auf dem ersten Substrat abgewälzt wird, so dass eine definierte Übertragung der Klebstoffschicht lediglich auf die erhabenen Bereiche sichergestellt ist.

In einem anderen Ausführungsbeispiel ist es bevorzugt, wenn in Schritt b) der Klebstoff auf zumindest eine Walze aufgetragen wird. Diese Walze kann als gewölbte Fläche im Sinne der obigen Aus¬ führungen angesehen werden, so dass sich der bereits erwähnte Vorteil der geringen Kontaktfläche zwischen der Klebstoff¬ schicht und der mikrostrukturierten Vorrichtung ergibt, wenn die Walze auf dem zumindest einen erhabenen Bereich des ersten Substrats abgerollt wird.

In einer Weiterbildung ist es bevorzugt, wenn in Schritt b) der Klebstoff auf zwei aneinander anliegende Walzen aufgetragen und in Schritt c) die KlebstoffSchicht durch gegensinniges Drehen der beiden Walzen erzeugt wird, wobei vorzugsweise in Schritt c) eine sich zwischen den beiden Walzen ausbildende Klebstoff¬ wulst als Klebstoffreservoir dient oder alternativ entfernt werden kann, wobei die KlebstoffSchicht ggf. durch erneutes gegensinniges Drehen der beiden Walzen homogenisiert wird. Vorzugsweise wird das Entfernen von Klebstoffwulst und Homoge¬ nisieren von KlebstoffSchicht mehrfach wiederholt, bis sich keine oder keine merkliche Klebstoffwulst mehr ausbildet.

Bei dieser Maßnahme ist von Vorteil, dass eine sehr definierte Klebstoffschicht ausgebildet wird, wobei ferner das Dosieren des Klebstoffes für die Reproduzierbarkeit des neuen Verfahrens keine entscheidende Rolle mehr spielt. Es muss lediglich si¬ chergestellt werden, dass zumindest so viel Klebstoff auf die Walzen aufgetragen wird, wie zur Ausbildung von homogenen Kleb¬ stoffschichten hinreichender Dicke auf beiden Walzen erforder¬ lich ist. Eine Überdosierung ist jedoch unschädlich, denn dann bildet sich zwischen den sich gegensinnig drehenden Walzen eine Klebstoffwulst, die entweder als Klebstoffreservoir dient, also zum „Auffüllen" der KlebstoffSchicht dient, die von der Unter¬ seite einer der beiden Walzen auf das Substrat übertragen wird, oder aber entfernt, beispielsweise abgestreift werden kann. Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben festgestellt, dass auf diese Weise eine KlebstoffSchicht erzeugt wird, die so dünn ist, dass auch beim Übertrag auf das mikrostrukturierte Sub¬ strat keine Wulstbildung und dementsprechend keine Kontaminati¬ on der Kanäle mit Klebstoff auftreten kann.

Dabei ist es bevorzugt, wenn die zumindest eine Walze auf ihrer Oberfläche Mikrokavitäten aufweist, die als Klebstoffreservoir dienen.

Hier ist von Vorteil, dass beim Auftragen des Klebstoffes und Ausbilden der KlebstoffSchicht Klebstoff in die Mikrokavitäten eingebracht wird, die in hoher lateraler Dichte angeordnet sein können. Die Mikrokavitäten dienen dann als eine Art Klebstoff- reservoir, so dass die Klebstoffmenge auf der Walze reprodu¬ zierbar und definiert eingestellt werden kann. Die Mikrostruk- turierung hat den weiteren Vorteil, dass beim Abrollen der Walze auf den erhabenen Bereichen des Substrates kein Kleb¬ stoffwulst vor der Walze entsteht, der die Mikrostrukturierung teilweise oder vollständig verfüllen könnte. Statt dessen ist sichergestellt, dass Klebstoff von der derart mikrostrukturier¬ ten Walze nur auf die erhabenen Bereiche des Substrates über¬ tragen wird, die mit der abrollenden Walze in Kontakt gelangen und von dem Klebstoff benetzt werden.

Selbstverständlich ist es möglich, das Verfahren auch mit mehr als zwei Walzen auszuführen, wobei zum Übertragen der Kleb- stoffschiσht auf das erste Substrat eine oder mehrere der ein¬ gesetzten Walzen verwendet werden können. Es ist auch möglich, lediglich eine Walze mit der Mikrostruktu¬ rierung zu versehen und die andere Walze oder die anderen Wal¬ zen zum homogenisierten Einbringen des Klebstoffes in die Mik- rostrukturierung zu verwenden.

Allgemein ist es bevorzugt, wenn im Schritt c) die Klebstoff- schicht unter Druck auf den zumindest einen erhabenen Bereich übertragen wird, wobei der Druck vorzugsweise größer als 1 x 105 Pa, vorzugsweise größer als 3 x 105 Pa ist.

Versuche der Erfinder haben gezeigt, dass bei diesem Druck insbesondere im Zusammenhang mit dem oben erwähnten Klebstoff Vitralit 1558 eine sehr gut reproduzierbare, hinreichend dünne und die erhabenen Bereiche nach dem Übertrag vollständig bede¬ ckende Klebstoffschicht erzeug wird, die beim Aufdrücken des zweiten Substrates nicht in die Hohlräume oder Mikrokanäle eindringt.

Weiter ist es bevorzugt, wenn in Schritt d) das zweite Substrat unter Druck auf dem ersten Substrat positioniert wird, wobei dieser Druck im Bereich von 0 bis 20 x 105 Pa liegt.

Hier ist von Vorteil, dass bei diesem Druckbereich einerseits eine sehr gute Klebeverbindung zwischen den beiden Substraten hergestellt wird, wobei andererseits verhindert wird, dass Klebstoff in die Hohlräume oder Mikrokanäle hinein gelangt.

Es versteht sich, dass die Viskosität des Klebstoffes, die Dicke der Klebstoffschicht sowie der Druck, mit dem die Kleb¬ stoffSchicht auf die erhabenen Bereiche übertragen wird, sowie der Druck, mit dem das zweite Substrat auf das erste Substrat aufgepresst wird, in Abhängigkeit voneinander eingestellt wer¬ den müssen. Bei geringerer Viskosität ist beispielsweise eine geringere Dicke der KlebstoffSchicht und ein geringerer Druck beim Übertrag und Zusammenfügen erforderlich, während bei einer etwas höheren Viskosität die Dicke und der Druck jeweils größer sein können bzw. müssen. In jedem Fall muss jedoch sicherge¬ stellt werden, dass sich sowohl beim Übertragen der Klebstoff- schicht als auch beim Zusammenfügen der beiden Substrate keine Klebstoffwulst bildet, die als Verunreinigung in die Hohlräume oder Mikrokanäle gelangen kann.

Insgesamt ist es dabei bevorzugt, wenn das Substrat und/oder der Träger an ihrer Oberfläche mit einem Sauerstoffplasma vor¬ behandelt werden, um eine Benetzung der Oberfläche mit dem Klebstofffilm sicherzustellen.

Bei dieser Maßnahme ist von Vorteil, dass Substrat und Walze sicher so benetzt werden, dass sich tatsächlich ein Film bildet und nicht eine Ansammlung kleiner Tröpfchen. In diesem Zusam¬ menhang bietet die Vorbehandlung von Oberflächen mit einem Sauerstoffplasma besondere Vorteile.

Vor diesem Hintergrund betrifft die vorliegende Erfindung fer¬ ner ein Klebewerkzeug zur Durchführung des neuen Verfahrens, mit einem Halter, an dem ein Haltebereich für mikrostruktu¬ rierte Substrate vorgesehen ist, mit einer ersten Walze, die drehbar an dem Halter gelagert ist, und mit zumindest einer zweiten Walze, die drehbar und derart verstellbar an dem Halter gelagert ist, dass sie sowohl mit der ersten Walze als auch mit einem in dem Haltebereich angeordneten Substrat in Anlage bringbar ist, wobei vorzugsweise zumindest eine der Walzen auf ihrer Oberfläche Mikrokavitäten aufweist, die als Klebstoff- reservoir dienen.

Dabei ist es bevorzugt, wenn eine der beiden Walzen eine härte¬ re Oberfläche aufweist als die andere Walze, wobei die eine Walze vorzugsweise eine Oberfläche aus Metall, weiter vorzugs¬ weise aus Stahl oder Aluminium aufweist, und die andere Walze vorzugsweise eine Oberfläche aus plastischem Material, weiter vorzugsweise aus Silikon aufweist.

Die Anordnung aus einer harten und einer weichen Walze hat gegenüber zwei aus Metall bestehenden Walzen zum einen hin¬ sichtlich der Justage Vorteile, denn beide Walzen können jetzt exakt aneinander liegend ausgerichtet werden, so dass sich auf einfache Weise auf der ganzen Walzenbreite ein gleichmäßig dünner Klebstofffilm herstellen lässt. Wegen der Verformbarkeit der zweiten Walze lassen sich dabei noch dünnere Klebstofffilme herstellen als bei zwei harten Walzen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nach¬ stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den jeweils angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinatio¬ nen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung darge¬ stellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher er¬ läutert. Es zeigen: Fig. 1 die Herstellung einer mikrostrukturierten Vorrich¬ tung, bei der die einen Hohlraum umgebenden Wände an ihren freien Flächen klebstofffrei sind;

Fig. 2 einen Zwischenstempel zur Übertragung einer Kleb¬ stoffschicht von einem Träger auf erhabene Bereiche der Vorrichtung aus Fig. 1;

Fig. 3 einen flexiblen Träger zur Übertragung einer Kleb¬ stoffschicht auf erhabene Bereiche der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 zwei gegensinnig drehende Walzen zur Erzeugung einer Klebstoffschicht, die auf die erhabenen Bereiche der Vorrichtung gemäß Fig. 1 übertragen wird; und

Fig. 5 ein Klebewerkzeug zur Erzeugung einer Klebstoff- sσhicht und zum Auftragen der Klebstoffschicht auf die erhabenen Bereiche der Vorrichtung aus Fig. 1.

In Fig. 1 ist die Herstellung einer mikrostrukturierten Vor¬ richtung 10 in drei Schritten dargestellt.

Oben in Fig. 1 ist ein Substrat 11 bereitgestellt, das bei¬ spielsweise aus Glas oder Silicium bestehen kann. Auf dem Sub¬ strat 11 sind beispielhaft drei erhabene Bereiche 12 angeord¬ net, die durch Abstandshalter aus einem geeigneten Polymer gebildet sind. Auf die erhabenen Bereiche 12 ist gemäß der mittleren Abbildung in Fig. 1 jeweils eine KlebstoffSchicht 14 aufgebracht, die die erhabenen Bereiche 12 nahezu vollständig bedecken.

Auf das erste Substrat 11 ist unten in Fig. 1 ein zweites Sub¬ strat 15 derart aufgebracht, dass es mit seinen Kontaktflächen 16 auf den erhabenen Bereichen 12 zu liegen kommt, so dass die beiden Substrate 11 und 15 durch die Klebstoffschichten 14 fest miteinander verbunden werden.

Auf das erste Substrat 11 zu weisend sind auf dem zweiten Sub¬ strat 15 noch zwei bei 17 angedeutete Mikroelektroden angeord¬ net, die in die auf diese Weise gebildeten Mikrokanäle 18 hin¬ einragen.

Die Mikrokanäle 18 sind von vier Wänden umgeben, die durch das erste und zweite Substrat 11, 15 sowie die erhabenen Bereiche 12 gebildet werden. An dem zweiten Substrat 15, dem ersten Substrat 11 sowie den erhabenen Bereichen 12 sind freie Flächen 19, 21 bzw. 22 vorgesehen, die aufgrund der speziellen Auftra¬ gungsart der Klebstoffschicht 14 klebstofffrei sind, so dass alle vier die Mikrokanäle 18 umgebenden Wände die gleiche Be¬ netzbarkeit sowie Oberflächenσhemie aufweisen.

Es sei noch erwähnt, dass die Vorrichtung 10 aus Fig. 1 eine mikrostrukturierte Vorrichtung ist, die erhabenen Bereiche 12 weisen beispielsweise eine Höhe von 20 μm sowie eine Breite von 50 μm auf, wobei sie zueinander einen Abstand von 100 μm auf¬ weisen. Die Mikrokanäle 18 haben dementsprechend eine Breite von 100 μm sowie eine Höhe von 20 μm. Die Zahlenangaben sind lediglich beispielhaft zu verstehen, wobei die Darstellung der Fig. 1 ferner nicht maßstabsgetreu ist.

Die Klebstoffschiσht 14 wird durch einen Kleber gebildet, der eine Viskosität von 300 mPa s aufweist, wie sie beispielsweise bei dem Kleber Vitralit 1558 von Panacol-Elosol GmbH, 61440 Oberursel zu finden ist.

Die KlebstoffSchicht weist eine Dicke von 1 bis 3 μm auf, wobei diese Dicke unter anderem durch die Güte der Planarität der erhabenen Bereiche 12 sowie der Kontaktflächen 16 bestimmt ist.

Nachdem die beiden Substrate 11 und 15 so zusammengefügt wur¬ den, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, wird die Klebstoffschicht ausgehärtet, indem für 300 sec eine Bestrahlung mit UV-Licht im Spektralbereich 320-370 nm erfolgt, die Bestrahlungsleistung liegt dabei bei ca. 10 mW/cm2, wobei die Substrate 11 und 15 mit einem Druck von weniger als 105 Pa zusammengefügt werden.

Wie das Aufbringen der KlebstoffSchicht 14 erfolgt, soll jetzt anhand der folgenden Figuren erläutert werden.

In Fig. 2 ist ein Träger 24 gezeigt, der eine planare Oberflä¬ che aufweist, auf der eine Klebstoffschiσht 25 in an sich be¬ kannter Weise aufgesponnen ist. Diese Klebstoffschicht 25 weist beispielsweise eine Dicke von 3 μm auf.

Mit Hilfe eines schematisch angedeuteten Zwischenstempels 26 wird die Klebstoffschicht 25 jetzt von dem Träger 24 abgenommen und auf die erhabenen Bereiche 12 des Substrates 11 aus Fig. 1 oben aufgestempelt. Aufgrund der Viskosität des Klebstoffes in der Klebstoffschicht 25 sowie der Dicke der KlebstoffSchicht 25 und dem Druck, mit dem der Zwischenstempel auf das erste Sub¬ strat 11 aufgedrückt wird, wird auf diese Weise lediglich im Bereich der erhabenen Bereiche 12 die KlebstoffSchicht 25 auf die erhabenen Bereiche 12 übertragen, wo sie die Klebstoff¬ schicht 14 bilden. Der bei dieser Übertragung aufgewendete Druck liegt beispielsweise im Bereich von 0,1 bis 5 x 105 Pa.

In Fig. 3 ist ein flexibler Träger 28 gezeigt, auf dem eine KlebstoffSchicht 29 in an sich bekannter Weise aufgebracht wurde. Unter dem Träger 28 befindet sich ein Halter 31, auf dem das erste Substrat 11 aus Fig. 1 angeordnet ist. Aufgrund der Größenunterschiede ist das Substrat 11 lediglich beispielhaft gezeigt, die Fig. 3 ist genauso wenig maßstabgetreu wie die Figuren 1 und 2.

Weil das Substrat 28 flexibel ist, kann es im ebenen Zustand mit der KlebstoffSchicht 29 versehen werden, woraufhin es dann so vorgewölbt wird, wie dies in Fig. 3 zu sehen ist. Der Träger 28 wird dann auf dem Substrat 11 abgewälzt, was durch einen Pfeil 32 angedeutet wird. Auf diese Weise ist die Kontaktflache zwischen dem Substrat 11 sowie dem Träger 28 relativ gering, was bei der Übertragung der KlebstoffSchicht 29 auf das Sub¬ strat 11 den gewünschten Effekt unterstützt, dass nämlich le¬ diglich im Bereich der erhabenen Bereiche 12 aus Fig. 1 eine Klebstoffschiσht 14 ausgebildet wird.

Anstelle eines flexiblen Trägers 28 kann auch eine Walze als Träger verwendet werden, wie dies jetzt anhand der Figuren 4 und 5 erörtert wird. In Fig. 4 sind zwei gegensinnig drehende Walzen 34, 35 gezeigt, von denen zumindest eine auf ihrer Oberfläche mit einer bei 36 angedeuteten Mikrostrukturierung durch Mikrokavitäten versehen ist. Die Mikrokavitäten dienen dazu, Klebstoff aufzunehmen, der auf die Walzen 34, 35 aufgetragen wird.

Dabei ist es ausreichend, wenn eine der beiden Walzen 34, 35 die Mikrostrukturierung 36 aufweist, die andere Walze kann beispielsweise eine glatte Oberfläche haben. Die Klebstoff- schicht wird dann auf der mikrostrukturierten Walze ausgebildet und in noch zu beschreibender Weise auf die erhabenen Bereiche 12 des ersten Substrates 11 übertragen.

Die Mikrokavitäten weisen dabei Querabmessungen auf, die von 0,1 μm x 0,1 μm bis 50 μm x 50 μm reichen, wobei die Mikrokavi¬ täten nicht notwendigerweise quadratisch ausgebildet sein müs¬ sen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel haben die Mikrokavi¬ täten Abmessungen von 5 μm x 5 μm. Die Anzahl der Mikrokavitä¬ ten pro mm2 liegt im Bereich von 1010 bis 400, wobei eine An- zahldiσhte von 40.000/mm2 bevorzugt ist. Das Volumen der ein¬ zelnen Mikrokavitäten liegt dann im Bereich von 1 nl (bei Ab¬ messungen von 50 μm x 50 μm) bis 1 attoliter (bei Abmessungen vom 0,1 μm x 0,1 μm) .

Die Mikrokavitäten können gleichmäßig oder statistisch verteilt sein, sie können auch als Porosität ausgeführt sein.

Nach dem Auftragen des Klebstoffes werden die Walzen 34, 35 gegensinnig zueinander gedreht, so dass der Klebstoff eine homogene Schicht auf zumindest einer der beiden Walzen 34, 35 bildet und in die Mikrostrukturierung 36 hineingepresst wird. Dabei wird zu Beginn Klebstoff im Überschuss auf die Walzen 34, 35 aufgetragen, so dass sich zwischen ihnen eine bei 37 ange¬ deutete Klebstoffwulst bildet, die als Klebstoffreservoir dient. Die beispielsweise auf der Walze 34 ausgebildete Kleb¬ stoffschicht 38 wird von der Unterseite auf die erhabenen Be¬ reiche 12 des Substrates 11 übertragen, wobei beim weiteren gegensinnigen Drehen der beiden Walzen 34, 35 aus der Kleb¬ stoffwulst 37 die KlebstoffSchicht 38 sozusagen wieder aufge¬ füllt wird.

Andererseits ist es auch möglich, die Klebstoffwulst 37 zu entfernen und die Walzen 34, 35 erneut gegensinnig zu drehen, damit die KlebstoffSchicht 38 sich homogen verteilt. Sollte sich dabei erneut eine Klebstoffwulst 37 bilden, wird diese wiederum abgestreift. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis sich beim gegensinnigen Drehen der Walzen 34, 35 keine neue Klebstoffwulst 37 bildet, so dass auf den Walzen 34, 35 eine dünne, homogene KlebstoffSchicht 38 ausgebildet ist, die auf der Oberfläche der Walzen 34, 35 und/oder in den als Klebstoff¬ reservoir dienenden Mikrokavitäten 36 ausgebildet ist.

Beim Abrollen beispielsweise der Walze 34 auf dem Substrat 11 wird die KlebstoffSchicht 38 dann im Bereich der erhabenen Bereiche 12 übertragen und bildet dort die Klebstoffschicht 14.

Zu diesem Zweck ist ein in Fig. 5 bei 41 sσhematisch darge¬ stelltes Klebewerkzeug vorgesehen, das einen Halter 42 umfasst, an dem bei 43 ein Haltebereich für das Substrat 11 vorgesehen ist. An dem Halter 42 ist ein längsverschieblicher Bock 44 angeord¬ net, der in Richtung eines Pfeils 45 zu dem Substrat 11 hin und von diesem wieder weg verschoben werden kann. Schwenkbar an dem Bock 44 ist ein Arm 46 gelagert, der an seinem äußeren Ende drehbar die Walze 34 lagert und in Richtung eines Pfeils 47 so verschwenkt werden kann, dass die Walze 34 in Fig. 5 entweder links oder rechts von dem Bock 44 auf dem Halter 42 aufliegt.

An dem Halter 42 ist noch fest ein Bock 48 angeordnet, an dem drehbar die Walze 35 gelagert ist.

Dieses Klebewerkzeug 41 wird nun wie folgt zum Auftragen der KlebstoffSchicht 14 auf die erhabenen Bereiche 12 des Substra¬ tes 11 aus Fig. 1 verwendet.

Zunächst wird der Arm 46 in Richtung des Pfeils 47 nach rechts geschwenkt, so dass die Walzen 34 und 35 so nebeneinander zu liegen kommen, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Dann wird Kleb¬ stoff auf die Walzen 34, 35 aufgetragen und nach dem oben be¬ schriebenen Verfahren die Klebstoffschiσht 38 auf den Walzen 34, 35 ausgebildet.

Danach wird der Arm 46 in die in Fig. 5 gezeigte Position ge¬ schwenkt und gleichzeitig der Bock 44 in Fig. 5 nach links verfahren, so dass die Walze 35 auf dem Substrat 11 zu liegen kommt. Beim weiteren Verschieben des Bockes 44 in Fig. 5 nach links rollt die Walze 34 dann auf dem Substrat 11 ab, wobei die Klebstoffschicht 38 auf die erhabenen Bereiche 12 des Substra¬ tes 11 aus Fig. 1 übertragen wird und dort die KlebstoffSchicht 14 bildet. Um eine hinreichende Übertragung der KlebstoffSchicht 38 auf die erhabenen Bereiche 12 zu bewirken, wird die Walze 34 mit einem Druck von 5 x 105 Pa auf das Substrat 11 aufgedrückt.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Walze 35 dabei eine Metalloberfläche, bspw. aus Aluminium oder Stahl auf, oder ist ganz aus Metall, also bspw. Stahl oder Aluminium gefertigt.

Die Walze 34 weist dagegen eine Oberfläche aus einem plasti¬ schen Material wie bspw. Silikon auf oder ist ganz aus diesem Material gefertigt. Selbstverständlich muss dieses plastische Material kompatibel zu dem verwendeten Klebstoff, also inert sein.

Es ist auch möglich, die Walze 34 mit einer härteren und die Walze 35 mit einer weicheren Oberfläche auszubilden. Kavitäten können auf einer oder auf beiden Walzen vorgesehen sein, es ist aber bei entsprechender Beschaffenheit der Walzen 34 und 35 auch möglich, auf die Kavitäten ganz zu verzichten.

Diese Kombination von harter Walze und weicher Walze hat den Vorteil, dass beide Walzen exakt aneinander liegend justiert werden können, so dass sich auf der ganzen Walzenbreite ein gleichmäßig dünner Klebstofffilm bildet, wobei wegen der Ver¬ formbarkeit der weichen Walze 34 dünnere Klebstofffilme herge¬ stellt werden können, als mit zwei harten Walzen.

Ein wichtiger Aspekt ist dabei die Benetzung von Substrat und Walze, so dass nicht kleine Tröpfchen entstehen, sondern sich tatsächlich ein Klebstofffilm bildet. Zu diesem Zweck werden die Oberflächen mit einem Sauerstoffplasma behandelt, wobei durch die Wahl eines geeigneten Walzenmaterials auch die Benet¬ zung mit einem bestimmten Klebstoff sichergestellt werden kann.

Die Behandlung mit einem SauerStoffplasma erfolgt bspw. in einer PE-CVD Anlage (Plasma enhanced chemical vapor depositi- on), bspw. vom Typ Piccolo der Firma plasma electronic. In dieser Anlage kann bei niedrigem Druck und unter Zufuhr von Sauerstoff ein Plasma gezündet werden, das Ionen und Sauer¬ stoffradikale enthält, die an der Oberfläche des Substrates und/oder der Walze Oberflächenladungen erzeugen, Kontaminatio¬ nen entfernen und allgemein die Oberflächenchemie dahingehend verändern, dass die Oberfläche benetzbar wird.

Die obige Anlage wird bspw. mit einem Druck von 0,1 bis 5 Pa, bei einer Leistung von 300 W und einem Sauerstofffluss von 5 bis 50 sccm (Standard σubic centimeters) mit einer Behandlungs¬ dauer von 30 bis 60 Sekunden, typischerweise von 30 Sekunden betrieben.

Für die Verbindung eines UV-strukturierbaren Polymers auf Epo- xid-Basis vom Typ SU-8 mit Polyimid wird der lichthärtende Klebstoff Vitralit 4731 und für das Verkleben von SU-8 mit Glas der lichthärtende Klebstoff Vitralit 1558 eingesetzt, beide Klebstoffe zu beziehen bei der Firma Panacol Elosol GmbH in 61440 Oberursel.