(57)【要約】本発明は構成要素、特に微細構造化プラスチック構成要素を接合する方法であって、最初に支持フィルムに接着材を塗付し、その上で硬化させ、続いて微細構造化構成要素に移動させる方法に関する。これらの構成要素は、最終的に一体化される。この方法は、接着剤層を微細構造化構成要素に塗付するときに、接着剤がチャネルシステム内に進入するのを防ぐ。【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成要素を接合する方法であって、
ａ）少なくとも一方の構成要素が微細構造化されている、少なくとも２つの構成要素を提供するステップと、
ｂ）前記支持フィルムに接着剤層を塗付するステップと、
ｃ）支持フィルム上の前記接着剤層を予備硬化させるステップと、
ｄ）前記接着剤層を、前記支持フィルムから少なくとも１つの微細構造化構成要素に、移動させるステップと、
ｅ）前記構成要素を調整して接合するステップと、
ｆ）前記接着剤層を完全に硬化させるステップとを特徴とする前記方法。
【請求項２】
ステップａ）で提供される構成要素が、プラスチックからなることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップｂ）における支持フィルムへの接着剤層の塗付を、ローラ塗付、ナイフ塗装またはパッド印刷によって実行することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも一方の微細構造化構造要素への接着剤層の移動（ステップｄ））の後に、微細構造上に接着剤層の部分があればそれを、圧縮空気を用いて吹き飛ばすか、ブラシを用いて除去する中間のステップｄ２）が続くことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
ステップｄ）における、接着剤層の支持フィルムから少なくとも１つの微細構造化構成要素への移動を、支持フィルムと微細構造化構成要素を接合するステップと、この配設物を、接着剤が軟化するが、構成要素および支持フィルムの軟化点またはガラス遷移温度よりも低い温度まで加熱するステップと、前記配設物を冷却するステップと、支持フィルムを剥がすステップによって実行することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
ステップｆ）における接着剤層の完全硬化を、接合された構造要素を、接着剤層が軟化するが、構成要素の軟化点またはガラス遷移温度よりも低い温度まで加熱し、その後にこの配設物を冷却することによって実行することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
ステップｂ）において、厚さが１〜２０μｍの接着剤層を塗付することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、微細構造化（ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ）プラスチック部品を、高精度で、かつ構造を損傷することなく互いに接着接合することのできる、構成要素を接合する方法に関する。
【０００２】
小型化された分析システム、特にマイクロ流体チャネル構造（ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ ｃｈａｎｎｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有するものの重要性が増大している。このような用途に使用することのできる分析ユニットは通常、ベースプレート（基板）とカバーとからなり、これらの間にマイクロチャネル（ｍｉｃｒｏｃｈａｎｎｅｌ）構造、電極、および検出器、反応器、バルブなどのその他の必要な機能が配置されている。
【０００３】
マイクロ流体分析システムに課せられる要件には、機械的、化学的、電気的および熱的な影響に対する適度な安定性がある。チャネル構造において、機械的安定手段、特に寸法および容積安定性は、例えばサンプルを定量的に再現可能に導入するために、重要な前提条件である。マイクロチャネルの内部圧力安定性も、例えばマイクロチャネルを充填するためのポンプの使用に関して必要である。使用する材料に対してはもちろんのこと、チャネル内を移送される媒体に対して化学的に不活性でなくてはならない。例えば検出器電極として使用する場合に再現可能な結果が得られるようにするために、チャネル内に設置される電極はいずれも高精度（数ミクロン）に配置できなくてはならない。さらなる前提条件としては、チャネル内部の接触表面には不純物がなく、これによってチャネル内の媒体と直接接触することがある。電極はさらに、低い内部抵抗と高い電流量とを可能にしなくてはならない。このことは、特に電力電極にあてはまり、これによって、使用する媒体に応じて、界面動電流（ｅｌｅｃｔｒｏｋｉｎｅｔｉｃ ｆｌｏｗ）をチャネル内で生成することができる。最後に、電極は接合が容易でなくてはならない。
【０００４】
この種の分析ユニットを製作する材料としては、シリコンまたはガラスがよく使用される。しかしながら、これらの材料は、分析システムを安価に量産するのには好適でないという難点がある。この目的にはプラスチック系の材料が、はるかに適している。そうすれば、実際に微細構造を有する基板やカバーなどの構成要素を、エンボス加工、射出成型、または反応射出成型などの公知の加工法によって、安価に製造することができる。
【０００５】
ところが、プラスチック構成要素に対しては、結果的に得られる開放型の微細構造をカバーで封止するための、好適な大量生産の技術がない。このことは、特にマイクロチャネル構造を有するものにあてはまり、この場合には、チャネル内の媒体と直接接触する閉チャネル構造の内部における任意の必要個所に、金属電極が追加で配置されることになる。
【０００６】
欧州特許第０７３８３０６号には、マイクロチャネル構造を封止する方法が記載されており、ここでは、溶解された熱可塑性プラスチックが、構造化ポリマー基板上にスピン塗付される。この溶解した熱可塑性プラスチックは、接着結合しようとする部品よりも低い溶融点を有する。カバーと基板の加熱接合（ｔｈｅｒｍａｌ ｂｏｎｄｉｎｇ）は１４０℃で行われる。したがってチャネルの表面は、熱可塑性接着剤で構成される。類似の方法が、国際公開第９４／２９４００号および独国特許第１９８４６９５８号に記載されている。
米国特許第５５７１４１０号では、マイクロ流体構造が、Ｋａｐｔｏｎ（商標）内にレーザアブレーションによって製作されて、ＫＪ（登録商標）塗付したＫａｐｔｏｎ（商標）フィルムに溶接される。
【０００７】
ベッカーら（Ｈ． Ｂｅｃｋｅｒ， Ｗ． Ｄｉｅｔｚ， Ｐ． Ｄａｎｎｂｅｒｇ， “Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ ｍａｎｉｆｏｌｄｓ ｂｙ ｐｏｌｙｍｅｒ ｈｏｔ ｅｍｂｏｓｓｉｎｇ ｆｏｒ μＴＡＳ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ １９９８， ２５３−２５６， Ｂａｎｆｆ， Ｃａｎａｄａ）は、熱間エンボス加工したＰＭＭＡ内にマイクロ流体チャネルを製作することについて報告しており、このマイクロ流体チャネルは、ＰＭＭＡカバーを化学的に補助して接合することによって封止される。
国際公開第９７／３８３００号には、カバーに均質ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）接着層を塗付し、アクリルポリマー系流体構造に接合する方法が記載されている。
【０００８】
プラスチック部品の加熱接合の方法が、国際公開第９９／５１４２２号に記載されている。この方法においては、微細構造化構成要素と平面構成要素とからなる配設物が、ガラス遷移温度の直上まで加熱される。ガラス遷移温度より低い温度に冷却した後に、マイクロ流体システムが得られる。
国際公開第９９／２５７８３号は、２つのプラスチック部品の１つに有機溶媒を塗付し、第２の構成要素をその上に配置し、次いで溶媒をポンプで排出することによって、マイクロ構造化した構成要素を平面構成要素に強固に接合する方法を記載している。プラスチック部品の部分的な溶解によって、強固な接合が得られる。
【０００９】
上記のすべての方法では、基板をカバーに接合することによって、マイクロチャネル構造を製作することができる。しかしながら、これらの方法では、チャネル内の媒体と直接接触する電極を一体化することができない。
欧州特許第０７６７２５７号は、電極を微細構造に一体化する方法を記載しているが、この方法では、チャネル中で金属を光化学的に析出させるためにチャネルを金属塩溶液で洗浄しなくてはならないので、液体から隔離された接触（ｌｉｑｕｉｄ−ｉｓｏｌａｔｅｄ ｃｏｎｔａｃｔｉｎｇ）ができない。
【００１０】
電極の液体から隔離された接触を可能にして、微細構造化チャネル内における任意の所望位置で、電極を一体化する方法が、フィールデンらによって記載されている（Ｐ．Ｒ． Ｆｉｅｌｄｅｎ， Ｓ．Ｊ． Ｂａｌｄｏｃｋ， Ｎ．Ｊ． Ｇｏｄｄａｒｄ， Ｌ．Ｗ． Ｐｉｃｋｅｒｉｎｇ， Ｊ．Ｅ． Ｐｒｅｓｔ， Ｒ．Ｄ． Ｓｎｏｏｋ， Ｂ．Ｊ．Ｔ． Ｂｒｏｗｎ， Ｄ．Ｉ． Ｖａｉｒｅａｎｕ， “Ａ ｍｉｎｉａｔｕｒｉｓｅｄ ｐｌａｎａｒ ｉｓｏｔａｃｈｏｐｈｏｒｅｓｉｓ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｍｅｔａｌｓ ｗｉｔｈ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ“， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ ’９８， ３２３−３２６， Ｂａｎｆｆ， Ｃａｎａｄａ）。著書らは、シリコーン（ＰＤＭＳ）中にマイクロ流体チャネル構造を注入成型し、これを電極（銅）を設けたボードに対して機械的に押し付けた。したがってチャネルは、２つの異なる材料で区切られている。得られたチャネルを閉止したままにするために、一定の機械的圧力を維持しなくてはならない。シリコーンクッション上への圧力のせいで、このシステムでは、チャネル構造にわずかな変形が発生する。
【００１１】
独国特許第１９９２７５３３号は、微細構造化分析システムの製造方法を記載しており、このシステムでは分析システムの１つの構成要素が、パッド印刷またはローラ塗付によって、構造化領域に接着剤がつかないように、接着剤が塗付される。続いて構成要素が調整されて互いに押し付けられる。
本発明の目的は、実施が簡単で、かつ欠陥のない良好な結果が得られる、微細構造化構成要素を接合するための改良型方法を開発することである。さらに別の目的は、その基板およびカバーが好ましくはポリマー有機材料からなり、互いに強固に接合され、その内部の任意の所望位置に、液体から隔離された接触の手段によって、電極を導入することができる、マイクロ流体分析システムを提供することである。
【００１２】
微細構造化構成要素の相互の接着接合は、接着剤を構成要素の１つに直接塗付せずに、まず支持フィルムに塗付すれば、はるかに確実かつ簡易に実行することができることがわかった。次いで接着剤層を、支持フィルムから微細構造化構成要素に移動させて、構成要素を公知の方法で接合する。この方法では、接着剤を、支持フィルム上で予備硬化させることができる。実際の基板上に移動させた後に、接着剤がチャネル構造内に流入する恐れがない。
【００１３】
したがって本発明は、構成要素を接合する方法であって、
ａ）少なくとも一方の構成要素が微細構造化されている、少なくとも２つの構成要素を提供するステップと、
ｂ）前記支持フィルムに接着剤層を塗付するステップと、
ｃ）支持フィルム上の前記接着剤層を予備硬化させるステップと、
ｄ）前記接着剤層を、前記支持フィルムから少なくとも１つの微細構造化構成要素に、移動させるステップと、
ｅ）前記構成要素を調整して接合するステップと、
ｆ）前記接着剤層の完全に硬化させるステップとを特徴とする前記方法に関する。
【００１４】
好ましい一実施態様においては、ステップａ）で提供される構成要素は、プラスチックからなる。
好ましい一実施態様においては、ステップａ）で提供される構成要素は薄膜電極を有する。
好ましい一実施態様においては、支持フィルムは、ステップｂ）において、ローラ塗付、ナイフ塗装、またはパッド印刷によって、塗付される。
【００１５】
好ましい一実施態様においては、接着剤層を、少なくとも１つの微細構造化構成要素に移動させた（ステップｄ））後に、微細構造、例えばチャネルシステム上に、接着剤層の部分があればそれをすべて、圧縮空気を用いて吹き飛ばすか、または柔らかいブラシで除去する、中間的なステップｄ２）が続く。
好ましい一実施態様においては、ステップｄ）における接着剤層の支持フィルムから少なくとも１つの微細構造化構成要素への移動を、支持フィルムとミクロ構成要素とを接合するステップと、この配設物を、接着剤層は軟化するが、構成要素および支持フィルムの軟化点またはガラス移動温度より低い温度まで加熱するステップと、前記配設物を冷却するステップと、および支持フィルムを剥がすステップとによって実施する。
【００１６】
好ましい一実施態様においては、ステップｆ）における接着剤層の完全硬化を、接合された構成要素を、接着剤層が軟化するが、構成要素の軟化温度またはガラス遷移温度よりも低い温度まで加熱し、その後にこの配設物を冷却することによって実行する。
好ましい一実施態様においては、接着剤層の厚さは１〜２０μｍである。
【００１７】
本発明による方法は、ガラスまたは好ましくはプラスチック製の構成要素を接合するのに好適である。特に少なくとも一方が微細構造化された構成要素を接合するのに好適である。この構成要素は、特にマイクロ流体または微細構造化分析システムの製造に好適である。これらの分析システムは一般に、少なくともチャネルシステムと、任意選択で周辺デバイスを一体化するための凹部とを有するフローユニットと、検出器、流体接続、貯蔵容器、反応室、ポンプ、制御器などの、フローユニットに一体化するか、またはそれに接合することのできる周辺デバイスとからなる。本発明による方法によれば、例えば基板およびカバーなどの少なくとも２つの構成要素を接合することによって、液密および／または気密に封止することのできるマイクロチャネル構造を備えるフローユニットの製造が可能となる。基板とカバーは、互いに強固に接合される。さらに、これらのシステムには、チャネルシステムの所望する任意の個所に、チャネルの内部と自由接触（ｆｒｅｅ ｃｏｎｔａｃｔ）状態にある、すなわちチャネルシステム内に突出する、電極を含めることができる。チャネルの４側面すべては、主として同一の材料で構成する。
【００１８】
本発明による方法によって接合することのできる構成要素は、好ましくは、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ポリスチレンまたはＰＭＰ（ポリメチルペンテン）、シクロオレフィンホモポリマーおよびコポリマーなどの市販の熱可塑性プラスチック、または例えばエポキシ樹脂などの熱硬化性プラスチックで製作される。ＰＣが好適であり、特にＰＭＭＡが好適である。すべての構成要素を、同一材料で構成するのが好ましい。
【００１９】
構成要素は、当業者に公知の方法で製造することができる。微細構造を含むプラスチック構成要素は、例えば熱間エンボス加工、射出成型、反応注入成型などの確立された方法によって製造可能である。特に好ましいのは、公知の量産方法によって複製可能な構成要素を使用することである。微細構造化構成要素は通常、断面積が１０〜２５００００μｍ２のチャネル構造を備えることができる。
【００２０】
フローユニット内に導入される本発明による電極は通常、イオン流の生成目的、あるいは検出目的で使用される。これらの電極は、プラスチック構成要素への適切な接着強度がなくてはならない。これは、個々の構成要素の接合と、その後における分析システムの使用の両方に対して重要である。
電極材料を選択する上での主たる決定因子としては、分析システムの予定している使用がある。マイクロチャネル構造および一体化電極を有するシステムは、基本的に分析の分野で使用され、電極は、例えば貴金属（白金および金）などの化学的に不活性な材料で構成する必要がある。
【００２１】
このような材料および応用方法の選択については、例えば独国特許第１９９２７５３３号、国際公開第００／７７５０９号（ＰＣＴ／ＥＰ ００／０５２０６）およびその中に引用された文献から、当業者に公知である。
本発明による方法の好ましい一実施態様においては、２つの構成要素を接合する。１つの構成要素、例えば基板は、微細構造化されており、チャネルシステムおよび、例えば流体接続などの別の機能を接続するための他の凹部を有する。この構成要素は、好ましくは射出成型工程によって製造される。
【００２２】
第２の構成要素、すなわち本明細書においては電極カバーは、微細構造化されていない。その代わりに、すべての電極がこの構成要素上に配設されている。
本発明による方法によって接合可能な、微細構造化分析システム用の構成要素またはフローユニットの例が、独国特許第１９９２７５３３号、同第１９９２７５３４号および同第１９９２７５３５号、ならびに対応する国際公開第００／７７５０９号、同第００／７７５０７号および同第００／７７５０８号、特にそこに示されている図に記載され、説明がされている。
【００２３】
本発明による方法に対して好適な支持フィルムは、使用する接着剤またはそこに存在する溶媒によって、重要な程度に損傷を受けないか、あるいはまったく損傷を受けないと共に、それに対して接着剤が、構成要素に対するよりも粘着しにくい材質で製作されたポリマーフィルムである。支持フィルムは、好ましくはポリエチレンテレフタレート（Ｍｙｌａｒ（登録商標））またはプロピレンで構成する。デュポン製のＦＥＰ（登録商標）フィルムなどの高度にフッ素化されたポリマー製のフィルムを使用することも可能である。フィルムの厚さは、本発明による方法を実施中に、支持フィルムが適当な安定性を保つことのできる厚さでなくてはならない。したがって、好ましくは１００μｍを超える厚さの支持フィルムを使用する。全体的に平坦な表面を有する構成要素を接合する場合には、微細構造を例外として、支持フィルムは任意の所望の厚さでよく、望ましい場合には、板状特性を有するものでもよい。しかし、支持フィルムは１００μｍ〜５００μｍの厚さが好ましく、それはこれらの厚さにすると、その柔軟性によって、微細構造構造要素に配置するときに、凹凸を補償することができるからである。構成要素の特定の凹凸が、支持フィルムによって補償できない場合には、構成要素と支持フィルム上の接着剤層とが、いくつかの個所で直接接触せず、構成要素上の接着剤層内に欠陥が形成される。
【００２４】
本発明による好適な接着剤は、支持フィルムに均一に塗付し、その上で予備硬化させることが可能であり、かつその後に微細構造化構成要素に移動可能であるすべての接着剤である。例えば、光重合可能な接着剤、圧力誘起接着剤（ｐｒｅｓｓｕｒｅ−ｉｎｄｕｃｅｄ ａｄｈｅｓｉｖｅｓ）、または好ましくは熱可塑性ポリマーである。必要であれば、接着剤は、支持フィルムに塗付するために、まず安定な量の溶媒に溶かす。接着剤、または溶媒のいずれも、支持フィルムを溶解させたり、応力破壊／結晶化を起こさせることがないことが重要である。本発明において使用される接着剤は、構成要素に対してよりも、支持フィルムに対して低い粘着力を示す。熱可塑性ポリマーを使用する場合には、その軟化点またはガラス遷移温度は、構成要素および支持フィルムのそれよりも低くする。
【００２５】
当業者であれば、構成要素の材料に対応する好適な支持フィルムおよび接着剤を選択することができる。ポリカーボネート製の構成要素、特にＰＭＭＡ製の構成要素に対して、好適な接着剤は、例えばポリエチルメタクリレート、ポリ‐ｎ‐プロピルメタクリレート、ポリ‐ｎ‐ブチルメタクリレート、またはこれらのポリマーとメチルメタクリレートとのコポリマー、または好適には、ドイツ、Ｒｏｈｍ製のＰｌｅｘｉｇｕｍ Ｎ７４３またはＰｌｅｘｉｇｕｍ Ｎ７４２（メチルメタクリレートとポリ‐ｎ‐ブチルメタクリレートのコポリマー）である。
【００２６】
溶媒をこれらのポリマーに加えることにより、ポリマーがそれぞれの塗付方法に好適な粘度を有するようにする。好ましくは、例えばエチルメチルケトン、またはエタノールとエチルメチルケトン（例えば、エタノール／エチルメチルケトン、９０／１０（ｖ／ｖ））の混合液にＰｌｅｘｉｇｕｍ Ｎ７４３を３０重量％加えた溶液がある。したがって、接着剤または接着剤層という用語は、本発明においては、光重合ポリマー、圧力誘起ポリマー、または熱可塑性ポリマー、またはこれらのポリマーを溶媒に溶かした溶液に適用される。
【００２７】
接着剤層は通常、１〜２０μｍの厚さで支持フィルムに塗付する。接着剤層の好適な厚さは、接合しようとする構成要素の特性に依存する。構成要素の表面に、わずかな凹凸または粗さがあれば、この凹凸を補償するために、より厚い接着剤層（可能であれば２０μｍを超える）を使用するのが好ましい。理想的な方法で製造された、より粗さの小さい構成要素では、これに対して、接着剤塗付の厚さは通常、約１〜２μｍで十分である。
【００２８】
したがって、本発明による構成要素を接合するための方法は、次のステップを含む。
ａ）構成要素の提供
通常２つの構成要素があり、その一方は微細構造化されている。しかしながら、例えばカバーまたはベース部を２つの構成要素で構成することも可能である。
【００２９】
ｂ）接着剤層の支持フィルムへの塗付
接着剤層をポリマーフィルム、すなわち本発明における支持フィルムに塗付することは、当業者には公知である。塗付は、ナイフ塗装または、エンボスロールまたは印刷ユニットを介する塗付などの、印刷技術で知られている方法によって実行するのが好ましい。薄い接着剤フィルムを、例えば押し出し加工し、次いで支持フィルム上に積層することもできる。接着剤層はまた、支持フィルム上に直接的に積層することもできる。指定の厚さの接着剤層を、支持フィルムから微細構造化された構成要素に移動させることによって、フィルムへの塗付中における接着剤の粘度の重要性が低下するので、接着剤を構成要素に直接塗付するよりも、塗付をはるかに精度よく制御することができる。
【００３０】
ｃ）接着剤の予備硬化
接着剤の特性を、フィルム上で修正することができる。本発明によれば、これを予備硬化と呼んでいる。例えば、粘度は、溶媒の蒸発、接着剤の予備重合化すなわち部分重合化、または接着剤の完全重合化によって増大させることができる。このようにして、接着剤が構成要素に塗付される間に、微細構造、すなわちチャネル中に流入する危険を低減することができる。
【００３１】
ｄ）支持フィルムから微細構造化構成要素への接着剤層の移動
これに関しては、接着剤層の支持フィルムへの粘着力は、構成要素への粘着力よりも低い。次いで、微細構造化構成要素を、微細構造化によりできたチャネルまたは切り欠きのないすべての個所で、均一かつ完全にフィルムと接触させる。必要であれば、移動を改善するために、均一な圧力をかけてもよい。支持フィルムが接着剤によって均一に覆われており、かつ構成要素よりもはるかに大きいので、基板に対する支持フィルムの正確な位置決めは、接着剤移動には通常不要である。
【００３２】
熱可塑性ポリマーを使用するときには、接着剤の接着特性または粘着特性を、例えば穏やかな加熱によって修正すれば、移動を簡略化することができる。これによって接着剤は一時的に粘性が低下し、移動がより容易となる。加温は、例えば、オーブンに入れるか、またはＩＲもしくはレーザ発光体、またはマイクロ波などの適当な放射熱源によって実施することができる。この目的で、接着剤層には、例えば活性炭などの吸収剤添加剤を追加で含めてもよい。
【００３３】
加熱は、接着剤層の軟化点またはガラス遷移温度より高いが、支持フィルムまたは対象基板、すなわち塗付しようとする構成要素の軟化点またはガラス遷移温度よりも低い温度まで確実に実施しなくてはならない。接着剤層によって接合された微細構造化構成要素と、支持フィルムとからなる中間構築物を加熱した後に、この中間構築物を、接着剤層の軟化点またはガラス遷移温度より低い温度まで冷却する。
続いて支持フィルムを剥がして、接着剤層を、微細構造化構成要素と直接接触している個所において、構成要素に完全に移動させる。後にそこを介して第２の構成要素と接触するすべての個所が、接着剤で覆われるか、または塗付される。
【００３４】
場合によっては、接着剤層を、完全なフィルムとして移動されるかもしれない。これは、例えばチャネルなどの微細構造が、接着剤層によって覆われることになるので、望ましくない。続いて上に配置される第２の構成要素を、問題なくその微細構造化構成要素に接合することはできるが、この構成要素は微細構造化構成要素のチャネル構造とは直接接触しなくなる。したがってチャネル壁が、全側面で同一の材料で形成されなくなり、上に配置される構成要素上の電極は、チャネルと直接接触がなくなることになる。これをなくするために、本発明による方法の好ましい実施態様においては、接着剤を微細構造化構成要素に移動させた後に、チャネル構造に接着剤層があればそれをすべて吹き飛ばすために圧縮空気または対応する気流によって、この構成要素を処理する。まったく同じ方法で、接着剤の特性によっては、チャネル構造上にある接着剤層を、柔らかいブラシで払い除けてもよい。
【００３５】
ｅ）構成要素の調整と接合
接着剤を塗付した後に、第２の構成要素を、適当な方法で基板に対して位置決めして加圧する。この目的で、接着剤を塗付された微細構造化構成要素、すなわち基板を、適切な装置で保持するのが好ましい。例えば、この目的で露光機械（ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｍａｃｈｉｎｅ）を用いて、シリコンウエファーを保持するための位置に構成要素を保持してもよい。光化学硬化接着剤を使用する場合には、厚いガラス板を加圧表面として使用すると、位置決めが直接に実行されると共に、接着剤の光化学硬化を、例えばＨｇランプ（放出波長３６６ｎｍ）を用いる照射によって実行できるので、この方法が好ましい。第２の構成要素は、ガラス板に保持された真空吸引デバイスを用いて保持することによって、露光マスクのための位置に保持される。好ましいときには、保持に使用する構成要素とガラス板の両方を透明とし、構成要素をこの配設によって調整すること、すなわち例えばカバーを基板に対して調整することができる。カバーが基板を超えて突出している場合には、これを機械的に保持することもできる。
【００３６】
接着作業のための基板上へのカバーの位置決めは、通常は光学調整マークの補助による光学機械調整に加えて、スナップ止めデバイスを用いる受動的な機械式、または特定の調整マークを用いない光学機械式、または電気マーク（接点）を用いる電気機械式で行うこともできる。
【００３７】
独国特許第１９９２７５３３号に開示されているように、必要な電極がある場合にはそれと同じ処理ステップにおいて、好ましくはスパッタリングによって塗付することにより、カバーに金属調整マークを付加することができる。この方法によって、調整マークの付加に対する追加の費用が不要となる。同じ処理ステップにおいて、後のレーザ溶接のための金属吸収剤層を塗付することもできる。対応する基板上の反対構造は、それらがチャネル構造といっしょに、注入成型ステップにおいて基板内に導入されるので、同様に追加の処理を必要としない。光学機械式調整のためには、少なくとも１つの構成要素は、透明プラスチックで構成しなくてはならない。本発明にしたがって付加された調整マークによって、２つの構成要素が、互いに少なくとも±１０μｍ、通常は±２μｍ（例えば検出電極の実際位置に対する所望位置）で位置決めされて、互いに加圧される。この高い位置決め精度に支援されて、再現可能な分析結果を得ることができる。
【００３８】
ｇ）接着剤層の完全硬化
接着剤層の完全硬化は、使用する接着剤に必要な条件にしたがって実行する。熱可塑性接着剤を使用する場合には、これは例えば、互いに加圧された構成要素を加熱することによって実施する。このときの加熱は、接着剤層は軟化するが、構成要素の軟化点またはガラス遷移温度よりも低い温度で行わなくてはならない。この配設物を、続いて冷却する。
まだ完全に重合化していない接着剤の場合には、完全に重合化させることによって硬化させる。
【００３９】
光化学硬化接着剤の場合には、適切な波長の光を照射して、例えばＵＶランプ用いて、硬化させる。
接着剤の硬化処理を、カバーおよび基板の位置決めに使用する調整デバイスの外部で実施する場合には、金属処理されたカバーおよび基板を、互いに調整した後に、まずレーザ溶接で仮留めする。次いで、この配設物を調整装置から取り外し、使用した接着剤を別個の露光装置またはオーブン内で硬化させる。この工程によって、硬化処理を調整装置内で実施する必要がなくなるので、処理の加速と簡略化が可能となる。
【００４０】
レーザ溶接と対応する透明材料の準備についてのさらに詳細は、独国特許第１９９２７５３３号に記載されている。
本発明による方法は、高度な処理信頼性をもたらす。個々のステップは、実行が簡単である。特に、従来技術においては必要であった、接着剤層の構造化構成要素への直接塗付が不要となる。規定厚さの接着剤層を、支持フィルムから微細構造化構成要素に移動させることは、接着剤を構成要素に直接塗付するよりも、はるかに精度よく制御することができる。
【００４１】
低粘度であることの多い接着剤を、構造化構成要素に直接塗付することは、接着剤が微細構造中に流入する危険があるために、対応する工程制御を用いて熟練者によってのみ実行が可能である。同様に、第２の構成要素を上に配置することは、かかる圧力によって接着剤がチャネル内に進入しないように、細心の注意を払って実行しなければならない。さらに、接着剤が２つの構成要素のポリマー基板を部分的に溶かし、これによって第２の構成要素上にある薄膜電極がその基板から剥離する可能性がある。
【００４２】
さらなる詳細がなくても、当業者であれば、上記の記載をその最も広い範囲において利用できるものと考えられる。したがって好適な実施態様および実施例は、説明のための開示であって、いかなる意味でも制限するものではないことを認識すべきである。
上記および下記のすべての出願、特許、および刊行物、特に２０００年１１月１６日出願の独国特許出願第１００５６９０８．０号を、参照として本願に組み入れる。
【００４３】
例
エチルメチルケトン中にＲｏｈｍ製のＰｌｅｘｉｇｕｍ Ｎ７４３を加えた溶液（３０重量％）を、ドイツのエリクソン（Ｅｒｉｃｈｓｏｎ）社の２０μｍ手持ち塗装器を用いて、デュポン製Ｍｙｌｅｒ（登録商標）２５０Ａフィルム上に均一に塗付した。溶媒は、穏やかな空気流中で、室温で１分以内に蒸発する。乾燥Ｐｌｅｘｉｇｕｍ層の厚さは約７μｍである。
続いてこのフィルムを、塗装側面が構成要素の構造化側の上になるように配置する。この配設物を、２つの金属板の間で、構成要素の面積２４ｃｍ２に約４０Ｎの力をかけて、ファン付きオーブン内で３分間７５℃で加熱する。（選択する温度は、Ｐｌｅｘｉｎｇｕｍ Ｎ７４３の軟化点またはガラス遷移温度（６４℃）よりも高く、かつＭｙｌｅｒ（登録商標）２５０Ａ（１６０℃）および対象基板（ＰＭＭＡ、１００℃）の軟化点またはガラス遷移温度よりも確実に低くしなてくはならない。）
【００４４】
接着剤層の軟化点またはガラス遷移温度、すなわち約３０℃より低い温度まで冷却した後に、Ｍｙｌｅｒ（登録商標）フィルムを剥がす。薄膜接着剤層は、微細構造化構成要素のＰＭＭＡ表面上にその全体が残留する。この表面層は後に、第２の構成要素に対する接触表面を形成する。部分的にチャネル上にある接着フィルムは、クリーンルーム用圧縮空気（３バール）を用いて吹き飛ばす。
【００４５】
接着剤層を設けられた微細構造化構成要素は、改造した露光機内の通常はシリコンウエファーが位置する位置に保持する。薄膜電極を設けた第２のＰＭＭＡ構成要素は、電極カバーとみなして、やはり真空式ガラス保持器によって、露光機内に保持する。このガラス保持器は、正常な作動においては、露光マスクのための位置を適用する。まず、２つの構成要素を互いに適切に配置し、次いで、第２の構成要素が微細構造化構成要素の接着剤層と直接接触するように、接触させる。次いで構成要素を、簡単なレバー機構を用いて約２０Ｎの力で互いに加圧する。接着剤を完全に硬化させるために、２つの接合した構成要素を、Ｐｌｅｘｉｎｇｕｍ Ｎ７４３の軟化点またはガラス遷移温度より高く、ＰＭＭＡの軟化点またはガラス遷移温度よりも低い温度（ここでは７５℃）に約５分間、再び加熱する。その後に、この配設物を約３０℃に冷却する。
【００４６】
互いに液密に接合され、かつそのチャネル構造がＰＭＭＡ壁を有する、２つの構成要素からなるフローユニットが得られる。チャネルシステムに一体化された電極は、正確に位置決めされ、接着剤による汚染がない。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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