DE10360987A1

DE10360987A1 - Erzeugung von Merkmalen in Dickfilmtinten

Info

Publication number: DE10360987A1
Application number: DE10360987A
Authority: DE
Inventors: Marvin Glenn Woodland Park Wong
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2003-12-23
Publication date: 2004-11-25
Also published as: US20040202844A1; JP2004320013A; GB2401993B; US7070908B2; TW200421374A; GB2401993A; GB0405762D0

Abstract

Bei einem Verfahren zum Bilden eines oder mehrerer Merkmale in einer Dickfilmtinte, die auf ein Substrat aufgebracht ist, wird ein photobelichtbares Material verwendet, um ein Negativ des einen oder der mehreren Merkmale auf dem Substrat zu definieren. Eine Dickfilmtinte wird dann auf zumindest einen Teil des Substrats aufgebracht, wobei sie an zumindest einen Teil des photobelichtbaren Materials anstößt. Die Dickfilmtinte wird gehärtet und das photobelichtbare Material wird entfernt. Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird verwendet, um eine Kanalplatte herzustellen. Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird verwendet, um einen Schalter herzustellen.

Description

Manchmal ist es notwendig, ein Merkmal oder Merkmale in einer Dickfilmtinte (oder „Aufschlämmung"), die auf ein Substrat aufgebracht ist, zu erzeugen. Eine Möglichkeit, dies zu bewerkstelligen, besteht darin, die Merkmale durch Siebdruck aufzubringen. Beim Siebdrucken wird ein Sieb, in dem die Merkmale gebildet sind, über dem Substrat plaziert, und die Dickfilmtinte wird durch das Sieb auf das Substrat aufgebracht. Eine andere Art und Weise, Merkmale in einer Dickfilmtinte zu bilden, besteht darin, die Merkmale durch einen Schablonendruck aufzubringen. Beim Schablonendrucken wird eine Schablone, in der die Merkmale gebildet sind, über dem Substrat plaziert, und die Dickfilmtinte wird durch die Schablone auf das Substrat aufgebracht. Während sich das Siebdrucken in der Regel besser für die Aufbringung von relativ dünneren Dickfilmen eignet, bietet das Schablonendrucken in der Regel bessere Ablösungscharakteristika beim Aufbringen relativ dickerer Dickfilme. Jedoch sind beide dieser Prozesse bezüglich der Typen von Merkmalen, für deren Erzeugung sie verwendet werden können, beschränkt – besonders in einer Mikro- oder Submikroumgebung.

Manche der begrenzenden Faktoren von Sieb- und Schablonendruckprozessen umfassen Merkmalsausrichtungstoleranzen, Merkmalsbreitentoleranzen und Merkmalsdickentoleranzen, die größer sind als gewünscht. Merkmalsausrichtungs- und Merkmalsbreitentoleranzen, die größer sind als gewünscht, können sich beispielsweise aus einer Sieb- und Schablonenablenkung, aus Sieb- und Schablonenherstellungstoleranzen, aus einer Sieb- und Schabloneninstabilität, aus einem Absacken der Dickfilmtinte vor und während des Härtens, aus Randeffekten bei Merkmalsrändern von den Drahtmaschen einer Siebschablone und aus Ungleichmäßigkeiten bei den Sieb- und Schablonendruckprozessen insgesamt ergeben. Merkmalsdickentoleranzen, die größer sind als gewünscht, können sich beispielsweise aus einer Drahtmaschenentfernungsdynamik, einem Dickfilmtinten-Absacken und -Schrumpfen sowie aus Ungleichmäßigkeiten bei den Sieb- und Schablonendruckprozessen insgesamt ergeben.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren, eine Kanalplatte und einen Schalter zu schaffen, die eine Merkmalsbildung in Dickfilmtinten mit geringen Toleranzen erleichtern.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, eine Kanalplatte gemäß Anspruch 18 sowie durch einen Schalter gemäß Anspruch 21 gelöst.

Ein Aspekt der Erfindung ist in einem Verfahren zum Bilden eines oder mehrerer Merkmale in einer auf ein Substrat aufgebrachten Dickfilmtinte verkörpert. Als Bestandteil des Verfahrens wird ein photobelichtbares Material verwendet, um ein Negativ des einen oder der mehreren Merkmale auf dem Substrat zu definieren. Anschließend wird eine Dickfilmtinte zumindest auf einem Teil des Substrats aufgebracht, wobei sie an zumindest einen Teil des photobelichtbaren Materials anstößt. Danach wird die Dickfilmtinte gehärtet und das photobelichtbare Material wird entfernt.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist in einer Kanalplatte verkörpert. Die Kanalplatte wird hergestellt, indem ein photobelichtbares Material verwendet wird, um ein Negativ eines oder mehrerer Kanäle auf einem Substrat zu definieren, und indem anschließend eine Dickfilmtinte auf zumindest einen Teil des Substrats aufgebracht wird, wobei sie an zumindest einen Teil des photobelichtbaren Materials anstößt. Danach wird die Dickfilmtinte gehärtet und das photobelichtbare Material wird entfernt, um den einen oder die mehreren Kanäle zu bilden.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist in einem Schalter verkörpert. Der Schalter wird erzeugt, indem ein photobelichtbares Material verwendet wird, um ein Negativ eines oder mehrerer Kanäle auf einem Substrat zu definieren, und indem eine Dickfilmtinte auf zumindest einen Teil des Substrats aufgebracht wird, wobei sie an zumindest einen Teil des photobelichtbaren Materials anstößt. Danach wird die Dickfilmtinte gehärtet und das photobelichtbare Material wird entfernt, um eine Kanalplatte zu erzeugen. Der eine oder die mehreren Kanäle in der Kanalplatte werden anschließend mit zumindest einem Merkmal auf einem Substrat ausgerichtet, und zumindest ein Schaltfluid wird zwischen die Kanalplatte und das Substrat abgedichtet.

Es sind auch andere Ausführungsbeispiele der Erfindung offenbart.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Verfahren zum Bilden eines oder mehrerer Merkmale in einer Dickfilmtinte;
2 ein Verfahren zum Definieren von Merkmalsnegativen in einem photobelichtbaren Material;
3 einen exemplarischen Querschnitt eines Substrats;
4 die Aufbringung eines photobelichtbaren Materials auf das Substrat der 3;
5 die Strukturierung von Merkmalsnegativen in dem in 4 auf das Substrat aufgebrachten photobelichtbaren Material;
6 das Entfernen unerwünschter Abschnitte des in 5 gezeigten photobelichtbaren Materials;
7 die Aufbringung einer Dickfilmtinte, die an die in 6 gezeigten Merkmalsnegative anstößt;
8 das Entfernen des in 7 gezeigten photobelichtbaren Materials, um Merkmale, die in einer Dickfilmtinte gebildet sind, freizulegen;
9 eine exemplarische Kanalplatte;
10 ein erstes exemplarisches Ausführungsbeispiel eines Schalters;
11 die Aufbringung von Abdichtriemen auf die Kanal- und 12 platte der 9; und
13 ein zweites exemplarisches Ausführungsbeispiel eines Schalters.
1 veranschaulicht ein Verfahren 100 zum Bilden eines oder mehrerer Merkmale (z. B. Kanäle) in einer Dickfilmtinte (bzw. „Aufschlämmung"), die auf ein Substrat aufgebracht ist. Das Verfahren 100 beginnt mit der Verwendung 102 eines photobelichtbaren Materials, um Negative der Merkmale auf dem Substrat zu definieren. Eine Möglichkeit, die Merkmalsnegative zu definieren, ist in 2 gezeigt.
Gemäß 2 wird zunächst das photobelichtbare Material auf das Substrat aufgebracht 200 (z. B. mittels Schleuderbeschichtung, Sprühbeschichtung oder mittels einer Aufbringung anhand eines Rakelmessers). Die Merkmalsnegative werden anschließend in dem photobelichtbaren Material strukturiert 202 (z. B. durch Positionieren einer negativen Merkmalsmaske über dem photobelichtbaren Material und durch ein anschließendes Belichten des photobelichtbaren Materials mit Licht oder einer Strahlung durch die Maske). Unerwünschte Abschnitte des photobelichtbaren Materials können anschließend beispielsweise mittels eines Entwicklungs- oder Ätzvorgangs entfernt werden. Man beachte jedoch, daß je nach dem Typ des photobelichtbaren Materials und dem Typ des verwendeten Strukturierungsprozesses ein separater Materialentfernungsschritt aufgrund einer Auflösung und/oder Verdampfung der unerwünschten Abschnitte des photobelichtbaren Materials unnötig sein kann.
Falls notwendig, kann das photobelichtbare Material vor oder nach verschiedenen Stufen des obigen Prozesses gehärtet werden. Beispielsweise kann das photobelichtbare Material vor einer Strukturierung, im Anschluß an eine Strukturierung oder im Anschluß an eine Entwicklung teilweise oder vollständig gehärtet werden. Das Härten kann erreicht werden, indem das photobelichtbare Material über einen bestimmten Zeitraum Umgebungsbedingungen ausgesetzt wird, indem das photobelichtbare Material erwärmt, indem das photobelichtbare Material in eine geeignete Lösung getaucht wird oder auch durch andere Mittel.
Beispielsweise kann das photobelichtbare Material ein Trockenfilm oder eine viskose Flüssigkeit sein. Diese Materialien können mit einer feinen Granularität strukturiert werden, wodurch die präzise Positionierung von Merkmalsrändern ermöglicht wird und wodurch ermöglicht wird, daß kleinere Merkmale definiert werden. Trockenfilme liefern auch eine sehr gute Dickensteuerung.
Im Anschluß an eine Verwendung des photobelichtbaren Materials, um Merkmalsnegative zu definieren, wird eine Dickfilmtinte auf zumindest einen Teil des Substrats aufgebracht 104, wobei sie an zumindest einen Teil des photobelichtbaren Materials anstößt. Siehe 1. In manchen Fällen kann das photobelichtbare Material Hohlräume definieren, die mit der Dickfilmtinte gefüllt sind, und in anderen Fällen kann das photobelichtbare Material offene Kanäle oder dergleichen definieren, in die die Dickfilmtinte eingebracht wird.
Die Dickfilmtinte kann auf verschiedene Weisen eingebracht bzw. aufgebracht werden. Beispielsweise kann die Dickfilmtinte mittels Schleuderbeschichtung, Streichbeschichtung, Schablonendruck, Siebdruck oder Aufbringung anhand eines Rakelmessers aufgebracht werden. Manche Aufbringprozesse können dazu führen, daß die Dickfilmtinte eine Tiefe aufweist, die gleich der (oder möglicherweise sogar geringer als die) Tiefe des photobelichtbaren Materials ist. Andere Aufbringprozesse können dazu führen, daß die Dickfilmtinte eine Tiefe aufweist, die größer ist als die Tiefe des photobelichtbaren Materials. In der Tat kann die Dickfilmtinte das photobelichtbare Material sogar bedecken. Falls dies der Fall ist, können eine chemisch-mechanische Planarisierung, Schleifung, Überlappung, Polierung oder ein anderes Mittel verwendet werden, um die Dicke der Dickfilmtinte einzustellen (wobei in dem Prozeß möglicherweise ein Teil des photobelichtbaren Materials entfernt wird).
Beispielsweise kann die Dickfilmtinte ein Dickfilm auf Glas-, Keramik- oder Polymerbasis sein.
Im Anschluß an eine Aufbringung der Dickfilmtinte wird die Dickfilmtinte gehärtet 106 und das photobelichtbare Material wird entfernt 108 (1). Die Reihenfolge dieser Schritte hängt von den Zusammensetzungen des photobelichtbaren Materials und der verwendeten Dickfilmtinte ab, und somit kann das photobelichtbare Material entfernt werden, bevor, während oder nachdem die Dickfilmtinte gehärtet wird.
In manchen Fällen kann das Härten der Dickfilmtinte lediglich ein Trocknen der Dickfilmtinte (z. B. indem sie über einen gewissen Zeitraum Umgebungsbedingungen oder einer Erwärmung ausgesetzt wird) oder ein Eintauchen des photobelichtbaren Materials in eine entsprechende Lösung umfassen. In den meisten Fällen umfaßt das Härten der Dickfilmtinte jedoch ein Abschießen der Dickfilmtinte bei einer hohen Temperatur.
Verfahren zum Entfernen des photobelichtbaren Materials umfassen ein Entwickeln, Ätzen oder Ausbrennen. Letzteres kann beispielsweise verwendet werden, wenn die Zusammensetzung des photobelichtbaren Materials derart ist, daß es verbrennt oder verdampft, wenn die Dickfilmtinte abgefeuert wird.
Optional kann die Dicke der Dickfilmtinte eingestellt werden, indem ein Teil der Dickfilmtinte im Anschluß an ein Härten der Dickfilmtinte entfernt wird. Dies kann beispielsweise mittels einer chemisch-mechanischen Planarisierung, Schleifung, Überlappung oder Polierung bewerkstelligt werden.
Falls gewünscht, kann das Verfahren 100 wiederholt werden, um ein weiteres Merkmal (oder einen Satz von Merkmalen) in einer weiteren Dickfilmtinte zu bilden, die auf die vorhandene Dickfilmtinte aufgebracht wird. Auf diese Weise ist es möglich, außergewöhnlich tiefe Merkmale oder Merkmale mit nicht-konstanten Charakteristika in der Dickenrichtung zu bilden. Beispielsweise könnten Merkmale in Dickfilmschichten einer unterschiedlichen Dicke gebildet werden, oder Merkmale könnten in Dickfilmschichten gebildet werden, die unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen.
Zusätzliche Dickfilmtinten-Merkmalsschichten können auch gebildet werden, indem vor dem Entfernen des zuerst aufgebrachten photobelichtbaren Materials die Schritte des Definierens, des Aufbringens und des Härtens der 1 wiederholt werden.
3 – 8 veranschaulichen eine exemplarische Anwendung des Verfahrens der 1. 3 veranschaulicht ein Substrat 300. Bei 4 ist ein photobelichtbares Material 400 auf das Substrat 300 aufgebracht. Bei 5 ist das photobelichtbare Material 400 strukturiert, um Merkmalsnegative 500, 502, 504 zu definieren. 6 veranschaulicht die Merkmalsnegative 500 – 504, nachdem unerwünschte Abschnitte des photobelichtbaren Materials entfernt wurden (z. B. indem die unerwünschten Abschnitte weggeätzt oder wegentwickelt wurden). 7 veranschaulicht die Aufbringung einer Dickfilmtinte 700, 702, 704, 706 derart, daß sie an die Merkmalsnegative 500 – 504 anstößt. Und schließlich veranschaulicht 8 ein Entfernen des photobelichtbaren Materials 500, 502, 504, um die in der Dickfilmtinte gebildeten Merkmale 700 – 706 freizulegen.
Das Verfahren der 1 weist eine Vielzahl nützlicher Anwendungen auf. Eine Anwendung ist die Bildung von Kanalplatten, wie beispielsweise diejenige, die in 9 gezeigt ist. 9 veranschaulicht eine Kanalplatte 900, in der eine Mehrzahl von Kanälen 902, 904, 906, 908, 910 gebildet wurden. Bei einem Ausführungsbeispiel wird die Kanalplatte 900 erzeugt, indem alle Kanäle 902 – 910 gemäß den Lehren des Verfahrens 100 gebildet werden. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird die Kanalplatte 900 erzeugt, indem lediglich manche ihrer Kanäle gemäß den Lehren des Verfahrens 100 gebildet werden (z. B. lediglich die kleinen Kanäle 904, 908). Für die Zwecke dieser Beschreibung ist ein „Kanal" so definiert, daß er jegliche Art von Rille, Mulde, Grube oder jegliche Art eines anderen Merkmals ist, die bzw. das eine Ausnehmung erzeugt, die sich unter der obersten Oberfläche einer Kanalplatte 900 erstreckt.
Die Kanalplatte 900 kann bei der Herstellung von fluidbasierten Schaltern, beispielsweise Flüssigmetallmikroschaltern (LIMMS – liquid metal micro switches) verwendet werden. Deshalb veranschaulichen 10 und 13 Schalter, die eine Kanalplatte wie z. B. diejenige, die in 9 gezeigt ist, beinhalten könnten.
10 veranschaulicht ein erstes exemplarisches Ausführungsbeispiel eines Schalters 1000. Der Schalter 1000 weist eine Kanalplatte 900 auf, die zumindest einen Abschnitt einer Anzahl von Hohlräumen 1004, 1006, 1008 definiert. Die verbleibenden Abschnitte der Hohlräume 1004 – 1008, falls vorhanden, können durch ein Substrat 1002 definiert sein, mit dem die Kanalplatte 900 zusammenpaßt und abgedichtet ist. In einem oder mehreren der Hohlräume ist eine Mehrzahl von Elektroden 1010, 1012, 1014 freigelegt. Ein Schaltfluid 1016 (z. B. ein leitfähiges Flüssigmetall, z. B. Quecksilber), das in einem oder mehreren der Hohlräume gehalten ist, dient dazu, ansprechend auf Kräfte, die an das Schaltfluid 1016 angelegt werden, zumindest ein Paar der Mehrzahl von Elektroden 1010 – 1014 zu öffnen und zu schließen. Ein Betätigungsfluid 1018 (z. B. ein inertes Gas oder eine inerte Flüssigkeit), das in einem oder mehreren der Hohlräume gehalten wird, dient dazu, die Kräfte auf das Schaltfluid 1016 auszuüben.
Bei einem Ausführungsbeispiel des Schalters 1000 ergeben sich die auf das Schaltfluid 1016 ausgeübten Kräfte aus Druckänderungen in dem Betätigungsfluid 1018. Die Druckänderungen in dem Betätigungsfluid 1018 beaufschlagen das Schaltfluid 1016 mit Druckänderungen und bewirken deshalb, daß das Schaltfluid 1016 seine Form verändert, sich bewegt, sich teilt usw. Bei 10 übt der Druck des in dem Hohlraum 1004 gehaltenen Betätigungsfluids 1018 eine Kraft aus, um das Schaltfluid 1016 zu teilen, wie veranschaulicht ist. In diesem Zustand ist das äußerste rechte Paar der Elektroden 1012, 1014 des Schalters 1000 miteinander gekoppelt. Falls der Druck des in dem Hohlraum 1004 gehaltenen Betätigungsfluids 1018 entlastet wird und der Druck des in dem Hohlraum 1008 gehaltenen Betätigungsfluids 1018 erhöht wird, kann das Schaltfluid 1016 dazu gezwungen werden, sich zu teilen und sich zu vereinen, so daß die Elektroden 1012 und 1014 entkoppelt und die Elektroden 1010 und 1012 gekoppelt werden.
Beispielsweise können Druckänderungen in dem Betätigungsfluid 1018 erzielt werden, indem das Betätigungsfluid 1018 erwärmt wird, oder sie können mittels eines piezoelektri schen Pumpens erzielt werden. Erstgenanntes ist in der U.S.-Patentschrift Nr. 6,323,447 an Kondoh u. a. mit dem Titel „Electrical Contact Breaker Switch, Integrated Electrical Contact Breaker Switch, and Electrical Contact Switching Method" beschrieben. Letztgenanntes ist in der U.S.-Patentanmeldung mit der Seriennummer 10/137,691 von Marvin Glenn Wong, die am 2. Mai 2002 eingereicht wurde und den Titel „A Piezoelectrically Actuated Liquid Metal Switch" trägt, beschrieben. Obwohl die Patentschrift und die Patentanmeldung, auf die oben Bezug genommen wurde, die Bewegung eines Schaltfluids mittels Dual-Schiebe-/Zieh-Betätigungsfluidhohlräumen offenbaren, kann ein einzelner Schiebe-/Zieh-Betätigungsfluidhohlraum genügen, falls ausreichende Schiebe-/Zieh-Druckänderungen einem Schaltfluid von einem derartigen Hohlraum verliehen werden könnten. Bei einer derartigen Anordnung könnte die Kanalplatte für den Schalter auf ähnliche Weise wie die hierin offenbarte Kanalplatte 900 aufgebaut sein.
Die Kanalplatte 900 des Schalters 1000 kann eine Mehrzahl von in derselben gebildeten Kanälen 902 – 910 aufweisen, wie in 9 veranschaulicht ist. Bei einem Ausführungsbeispiel des Schalters 1000 definiert der erste Kanal 906 in der Kanalplatte 900 zumindest einen Abschnitt des einen oder der mehreren Hohlräume 1006, die das Schaltfluid 1016 halten. Beispielsweise kann der Schaltfluidkanal 906 eine Breite von etwa 200 Mikrometern, eine Länge von etwa 2.600 Mikrometern und eine Tiefe von etwa 200 Mikrometern aufweisen.
Ein zweiter Kanal oder Kanäle 902, 910 können in der Kanalplatte 900 gebildet sein, um zumindest einen Abschnitt des einen oder der mehreren Hohlräume 1004, 1008 zu definieren, die das Betätigungsfluid 1018 halten. Beispielsweise kann jeder dieser Betätigungsfluidkanäle 902, 910 eine Breite von etwa 350 Mikrometern, eine Länge von etwa 1.400 Mikrometern und eine Tiefe von etwa 300 Mikrometern aufweisen.
Ein dritter Kanal oder Kanäle 904, 908 können in der Kanalplatte 900 gebildet sein, um zumindest einen Abschnitt eines oder mehrerer Hohlräume zu definieren, die die Hohlräume 1004 – 1008 verbinden, die die Schalt- und Betätigungsfluide 1016, 1018 halten. Beispielsweise können die Kanäle 904, 908, die die Betätigungsfluidkanäle 902, 910 mit dem Schaltfluidkanal 906 verbinden, jeweils eine Breite von etwa 100 Mikrometern, eine Länge von etwa 600 Mikrometern und eine Tiefe von etwa 130 Mikrometern aufweisen.
Der eine oder die mehreren Kanäle 902 – 910 in der Kanalplatte 900 kann bzw. können mit einem oder mehreren Merkmalen auf dem Substrat 1002 ausgerichtet sein, und die Kanalplatte 900 kann dann beispielsweise mittels eines Haft- oder Dichtungsmaterials mit dem Substrat 1002 abgedichtet sein. Ein geeigneter Haftstoff ist Cytop^TM (von Asahi Glass Co., Ltd., Tokyo, Japan, hergestellt). Cytop^TM ist mit zwei verschiedenen Haftungspromoterpaketen erhältlich, je nach der Anwendung. Wenn eine Kanalplatte 900 eine anorganische Zusammensetzung aufweist, sollten anorganische Haftungspromotoren von Cytop^TM verwendet werden. Desgleichen sollten organische Haftungspromotoren von Cytop^TM verwendet werden, wenn eine Kanalplatte 900 eine organische Zusammensetzung aufweist.
Wie in den 11 und 12 veranschaulicht ist, können Abschnitte einer Kanalplatte 900 zum Zweck eines Erzeugens von „Abdichtriemen" 1102, 1104, 1106 optional metallisiert werden (z. B. über Zerstäuben bzw. Sputtern oder Verdampfen durch eine Schattenmaske oder über ein Ätzen durch ein Photoresist). Die Erzeugung von Abdichtriemen 1102 – 1106 in einem Schaltfluidkanal 906 liefert zusätzliche Oberflächen, die ein Schaltfluid benetzen kann. Dies hilft nicht nur beim Verriegeln der verschiedenen Zustände, die ein Schaltfluid annehmen kann, sondern trägt auch dazu bei, eine abgedichtete Kammer zu erzeugen, aus der das Schaltfluid nicht entweichen kann und in der das Schaltfluid leichter gepumpt werden kann (d. h. während Schaltzustandsänderungen).
Zusätzliche Einzelheiten, die den Aufbau und die Funktionsweise eines Schalters, wie er bzw. sie beispielsweise in 10 veranschaulicht ist, betreffen, finden sich in der zuvor erwähnten Patentschrift von Kondoh u. a. und in der Patentanmeldung von Marvin Glenn Wong.
13 veranschaulicht ein zweites exemplarisches Ausführungsbeispiel eines Schalters 1300. Der Schalter 1300 weist eine Kanalplatte 900 auf, die zumindest einen Abschnitt einer Anzahl von Hohlräumen 1304, 1306, 1308 definiert. Die verbleibenden Abschnitte der Hohlräume 1304 – 1308, falls vorhanden, können durch ein Substrat 1302 definiert sein, mit dem die Kanalplatte 900 abgedichtet ist. In einem oder mehreren der Hohlräume ist eine Mehrzahl von benetzbaren Anschlußflächen 1310 – 1314 freiliegend. Ein Schaltfluid 1316 (z. B. ein Flüssigmetall, z. B. Quecksilber) ist mit den Anschlußflächen 1310 – 1314 benetzbar und wird in einem oder mehreren der Hohlräume gehalten. Das Schaltfluid 1316 dient dazu, ansprechend auf Kräfte, die auf das Schaltfluid 1316 ausgeübt werden, Lichtpfade 1320/1322, 1324/1326 durch einen oder mehrere der Hohlräume zu öffnen und zu blockieren. Beispielsweise können die Lichtpfade durch Wellenleiter 1320 – 1326 definiert sein, die mit lichtdurchlässigen Fenstern in dem Hohlraum 1306, der das Schaltfluid hält, ausgerichtet sind. Ein Blockieren der Lichtpfade 1320/1322, 1324/1326 kann dadurch erreicht werden, daß das Schaltfluid 1316 opak ist. Ein in einem oder mehreren der Hohlräume gehaltenes Betätigungsfluid 1318 (z. B. ein inertes Gas oder eine inerte Flüssigkeit) dient dazu, die Kräfte auf das Schaltfluid 1316 auszuüben.
Kräfte können auf dieselbe Weise auf das Schalt- und das Betätigungsfluid 1316, 1318 ausgeübt werden, wie sie auf das Schalt- und das Betätigungsfluid 1016, 1018 in 10 ausgeübt werden.
Die Kanalplatte 900 des Schalters 1300 kann eine Mehrzahl von in derselben gebildeten Kanälen 902 – 910 aufweisen, wie in 9 veranschaulicht ist. Bei einem Ausführungsbeispiel des Schalters 1300 definiert der erste Kanal 906 in der Kanalplatte 900 zumindest einen Abschnitt des einen oder der mehreren Hohlräume 1306, die das Schaltfluid 1316 halten.
Ein zweiter Kanal oder Kanäle 902, 910 können in der Kanalplatte 900 gebildet sein, um zumindest einen Abschnitt des einen oder der mehreren Hohlräume 1304, 1308 zu definieren, die das Betätigungsfluid 1318 halten.
Ein dritter Kanal oder Kanäle 904, 908 können in der Kanalplatte 900 gebildet sein, um zumindest einen Abschnitt eines oder mehrerer Hohlräume zu definieren, die die Hohlräume 1304 – 1308 verbinden, die das Schalt- und das Betätigungsfluid 1316, 1318 halten.
Weitere Einzelheiten bezüglich des Aufbaus und der Funktionsweise eines Schalters, beispielsweise desjenigen, der in 13 veranschaulicht ist, finden sich in der zuvor erwähnten Patentschrift von Kondoh u. a. und in der zuvor erwähnten Patentanmeldung von Marvin Glenn Wong. Ferner können eine Haft- oder Dichtungsschicht sowie Abdichtriemen auf die Kanalplatte 900 des Schalters aufgebracht werden, wie oben beschrieben ist und wie in den 11 und 12 gezeigt ist.
Die Verwendung von Kanalplatten ist nicht auf die in den 10 und 13 offenbarten Schalter 1000, 1300 beschränkt und kann auch mit anderen Formen von Schaltern vorgenommen werden, die beispielsweise folgendes aufweisen: 1) eine Kanalplatte, die zumindest einen Abschnitt einer Anzahl von Hohlräumen definiert, von denen ein erster zumindest teilweise durch einen Dickfilm definiert ist, wie er in 1 offenbart ist, und 2) ein Schaltfluid, das in einem oder mehreren der Hohlräume gehalten ist und ansprechend auf Kräfte, die auf das Schaltfluid ausgeübt werden, zwischen zumindest einem ersten und einem zweiten Schaltzustand beweglich ist. Die Patentschrift von Kondoh u. a. und die Patentanmeldung von Marvin Glenn Wong, die zuvor durch Bezugnahme in das vorliegende Dokument aufgenommen wurden, offenbaren Flüssigmetallmikroschalter (LIMMS), die diese Beschreibung erfüllen.

Claims

Verfahren (100) zum Bilden eines oder mehrerer Merkmale in einer Dickfilmtinte, die auf ein Substrat (300) aufgebracht wird, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a) Verwenden (102) eines photobelichtbaren Materials (400), um Negative (500, 502, 504) des einen oder der mehreren Merkmale auf dem Substrat zu definieren; b) Aufbringen (104) einer Dickfilmtinte (700, 702, 704, 706) auf zumindest einen Teil des Substrats, wobei die Dickfilmtinte an zumindest einen Teil des photobelichtbaren Materials anstößt; c) Härten (106) der Dickfilmtinte; und d) Entfernen (108) des photobelichtbaren Materials.
Verfahren (100) gemäß Anspruch 1, bei dem die Verwendung des photobelichtbaren Materials (400), um Negative (500, 502, 504) des einen oder der mehreren Merkmale zu definieren, folgende Schritte aufweist: a) Aufbringen (200) des photobelichtbaren Materials auf das Substrat (300); b) Strukturieren (202) der Negative des einen oder der mehreren Merkmale in dem photobelichtbaren Material; und c) Entfernen (204) unerwünschter Abschnitte des photobelichtbaren Materials.
Verfahren (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das photobelichtbare Material (400) ein Trockenfilm ist.
Verfahren (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das photobelichtbare Material (400) eine Flüssigkeit ist.
Verfahren (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Dickfilmtinte mittels eines Schleuderbeschichtens aufgebracht wird.
Verfahren (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Dickfilmtinte mittels eines Streichbeschichtens aufgebracht wird.
Verfahren (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Dickfilmtinte anhand einer Aufbringung mittels eines Rakelmessers aufgebracht wird.
Verfahren (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Dickfilmtinte anhand eines Siebdruckens aufgebracht wird.
Verfahren (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Dickfilmtinte anhand eines Schablonendruckens aufgebracht wird.
Verfahren (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Härten der Dickfilmtinte ein Trocknen der Dickfilmtinte umfaßt.
Verfahren (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Härten der Dickfilmtinte ein Abfeuern der Dickfilmtinte umfaßt.
Verfahren (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das photobelichtbare Material vor dem Härten entfernt wird.
Verfahren (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem das photobelichtbare Material vor dem Härten entfernt wird.
Verfahren (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem das photobelichtbare Material nach dem Härten entfernt wird.
Verfahren (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, das ferner ein im Anschluß an das Härten der Dickfilmtinte erfolgendes Einstellen einer Dicke der Dickfilmtinte durch Entfernen eines Abschnitts der Dickfilmtinte umfaßt.
Verfahren (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, das ferner ein Wiederholen des Verfahrens umfaßt, um ein weiteres Merkmal in einer weiteren Dickfilmtinte zu bilden, die auf die vorhandene Dickfilmtinte aufgebracht ist.
Verfahren (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, das vor dem Entfernen des photobelichtbaren Materials ferner ein Wiederholen der Definitions-, Aufbring- und Härtungsvorgänge umfaßt, um ein weiteres Merkmal in einer weiteren Dickfilmtinte zu bilden, die auf die vorhandene Dickfilmtinte aufgebracht ist.
Kanalplatte (900), die durch folgende Schritte hergestellt ist: a) Verwenden (102) eines photobelichtbaren Materials (400), um ein Negativ (500, 502, 504) eines oder mehrerer Kanäle (902, 906, 910) auf einem Substrat zu definieren; b) Aufbringen (104) einer Dickfilmtinte (700, 702, 704, 706) auf zumindest einen Teil des Substrats, die zumindest an einen Teil des photobelichtbaren Materials anstößt; c) Härten (106) der Dickfilmtinte; und d) Entfernen (108) des photobelichtbaren Materials, um den einen oder die mehreren Kanäle zu bilden.
Kanalplatte (900) gemäß Anspruch 18, die ferner hergestellt wird, indem zumindest ein zusätzlicher Kanal auf dieselbe Weise wie bei dem einen oder den mehreren vorhandenen Kanälen in einer weiteren Dickfilmtinte, die auf die vorhandene Dickfilmtinte aufgebracht ist, gebildet wird.
Kanalplatte (900) gemäß Anspruch 18 oder 19, die ferner hergestellt wird, indem vor dem Entfernungsvorgang die Definitions-, Aufbring- und Härtungsvorgänge wiederholt werden, um zumindest einen zusätzlichen Kanal in einer weiteren Dickfilmtinte zu bilden, die auf die vorhandene Dickfilmtinte aufgebracht ist.
Schalter (1000), der durch folgende Schritte hergestellt ist: a) Verwenden (102) eines photobelichtbaren Materials (400), um ein Negativ (500, 502, 504) eines oder mehrerer Kanäle (902, 906, 910) auf einem Substrat zu definieren; b) Aufbringen (104) einer Dickfilmtinte (700, 702, 704, 706) auf zumindest einen Teil des Substrats, die an zumindest einen Teil des photobelichtbaren Materials anstößt; c) Härten (106) der Dickfilmtinte; d) Entfernen (108) des photobelichtbaren Materials, um eine Kanalplatte (900) zu erzeugen; und e) Ausrichten des einen oder der mehreren Kanäle in der Kanalplatte mit zumindest einem Merkmal auf einem Substrat (1002) und Abdichten zumindest eines Schaltfluids (1016) zwischen der Kanalplatte und dem Substrat.
Schalter (1000) gemäß Anspruch 21, der ferner hergestellt wird, indem zumindest ein zusätzlicher Kanal auf dieselbe Weise wie bei dem einen oder den mehreren vorhandenen Kanälen in einer weiteren Dickfilmtinte, die auf die vorhandene Dickfilmtinte aufgebracht ist, gebildet wird.
Schalter (1000) gemäß Anspruch 21 oder 22, der ferner hergestellt wird, indem vor dem Entfernungsvorgang die Definitions-, Aufbring- und Härtungsvorgänge wiederholt werden, um zumindest einen zusätzlichen Kanal in einer weiteren Dickfilmtinte zu bilden, die auf die vorhandene Dickfilmtinte aufgebracht ist.