ES2324355T3 - Arquitectura microfluidica. - Google Patents

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ES2324355T3 ES05745214T ES05745214T ES2324355T3 ES 2324355 T3 ES2324355 T3 ES 2324355T3 ES 05745214 T ES05745214 T ES 05745214T ES 05745214 T ES05745214 T ES 05745214T ES 2324355 T3 ES2324355 T3 ES 2324355T3
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Abstract

Una arquitectura microfluídica (10, 10'') que comprende: un sustrato (12) que tiene un borde; una pila (30, 130, 230, 330) de películas delgadas establecida sobre al menos una porción del sustrato (12) adyacente al borde, incluyendo la pila (30, 130, 230, 330) de películas delgadas una capa no conductiva (37) y una capa (38) de germen, estando la capa (38) de germen situada tal que una porción de la capa no conductiva (37) está descubierta; una capa (50, 150, 250, 350) de cámara establecida sobre al menos una porción de la capa (38) de germen, en la que el sustrato (12), la pila (30, 130, 230, 330) de películas delgadas y la capa (50, 150, 250, 350) de cámara definen un cámara microfluídica (70, 170, 370); una capa (54), que tiene una propiedad superficial predeterminada, electrodepositada sobre la capa (50, 150, 250, 350) de cámara y sobre al menos una de otra porción de la capa (38) de germen y la porción descubierta de la capa no conductiva (37); y una capa (60, 160) de boquilla establecida sobre la capa (54) que tiene una propiedad superficial predeterminada, teniendo la capa (60, 160) de boquilla una abertura (62, 162, 362) definida en ella tal que el fluido puede al menos uno de entrar en, y salir de, la cámara microfluídica (70, 170, 370).

Description

Arquitectura microfluídica.
Antecedentes
La presente descripción se refiere generalmente a arquitectura fluídicas y, más particularmente, a arquitecturas microfluídicas y métodos para fabricar las mismas.
Las arquitecturas fluídicas, tales como las usadas en conjuntos de expulsión de fluidos, utilizan una cámara y una pluralidad de boquillas o aberturas a través de las cuales son expulsados fluidos. La arquitectura microfluídica usada para formar la cámara y las boquillas puede incluir una oblea o sustrato semiconductor que tiene un número de componentes eléctricos dispuestos sobre él (por ejemplo, un dispositivo de chorro de tinta puede incluir un resistor para calentar tinta en la cámara para formar una burbuja en la tinta, lo que hace salir la tinta a través de la boquilla).
La cámara y la boquilla pueden ser formadas a partir de capas de materiales poliméricos. Una dificultad potencial con el uso de materiales poliméricos para formar la boquilla y la cámara es que tales materiales pueden resultar dañados o degradados cuando son usados con fluidos particulares (por ejemplo, tintas que tienen contenidos de disolventes relativamente grandes, etc.). Otra dificultad con el uso de materiales poliméricos es que tales materiales pueden resultar dañados o degradados cuando son sometidos a ciertas temperaturas que pueden ser alcanzadas durante el funcionamiento del dispositivo en el que la arquitectura está siendo usada.
La cámara y la boquilla también pueden ser formadas de metales como se muestra en el documento US 5871791. Ciertos metales pueden tener propiedades materiales deseables, sin embargo, estos metales también pueden aumentar el coste de fabricar las arquitecturas microfluídicas.
Aún más, los procesos para formar y revestir arquitecturas no son generalmente procesos selectivos. Como tal, sustancialmente toda la arquitectura es formada del mismo material para conseguir propiedades superficiales deseadas. Además, si un revestimiento es deseable sobre la arquitectura, generalmente debería ser usado un revestimiento que sea compatible con el dispositivo y/o los componentes que son revestidos en el proceso.
Como tal, sería deseable proporcionar una arquitectura microfluídica que pueda ser revestida selectivamente y fabricada de modo relativamente económico.
Sumario
Una arquitectura microfluídica es descrita en esto. La arquitectura microfluídica incluye un sustrato que tiene un borde y una pila de películas delgadas establecida sobre al menos una porción del sustrato adyacente al borde. La pila de películas delgadas incluye una capa de material no conductivo y una capa de germen, donde la capa de germen está situada tal que una porción de la capa de material no conductivo está descubierta. Una capa de cámara está establecida sobre al menos una porción de la capa de germen. La capa de material no conductivo, la capa de germen y la capa de cámara definen una cámara microfluídica. Una capa que tiene una propiedad superficial predeterminada, está electrodepositada sobre la capa de cámara y sobre al menos una de otra porción de la capa de germen de y la porción descubierta de la capa no conductiva.
Descripción breve de los dibujos
Objetos, características y ventajas de realizaciones de la presente descripción resultarán evidentes por referencia a la descripción detallada siguiente y los dibujos, en los que los números de referencia iguales corresponden a componentes similares aunque no necesariamente idénticos. A favor de la brevedad, los números de referencia que tienen una función descrita previamente pueden no ser descritos necesariamente en relación con dibujos subsiguientes en los que aparecen.
Las Figuras 1A a 1M son vistas en corte transversal semiesquemáticas que representan métodos alternativos para formar realizaciones alternativas de arquitecturas microfluídicas;
las Figuras 2A a 2K son vistas en corte transversal semiesquemáticas que representan otra realización alternativa de un método para formar realizaciones de arquitecturas microfluídicas;
las Figuras 3A a 3D son vistas en corte transversal semiesquemáticas de realizaciones alternativas de arquitecturas microfluídicas formadas por los procesos representados en las Figuras 1A a 1M y las Figuras 2A a 2I;
la Figura 4 es una vista en corte transversal semiesquemática de una porción de una cabeza impresora según una realización ejemplar;
las Figuras 5A a 5G son vistas en corte transversal semiesquemáticas de una porción de una cabeza impresora similar que la mostrada en la Figura 4, mostrando los pasos de un proceso de fabricación según una realización ejemplar;
las Figuras 6A a 6E son vistas en corte transversal semiesquemáticas de una porción de una cabeza impresora similar que la mostrada en la Figura 4, mostrando los pasos de un proceso de fabricación según otra realización ejemplar;
las Figuras 7A a 7D son vistas en corte transversal semiesquemáticas de una porción de una cabeza impresora similar que la mostrada en la Figura 4, mostrando los pasos de un proceso de fabricación según una realización ejemplar adicional;
la Figura 8 es una micrografía electrónica de exploración que muestra una capa sacrificial formada de un material protector fotosensible positivo según una realización ejemplar;
la Figura 9 es una micrografía electrónica de exploración que muestra una capa sacrificial formada de un material protector fotosensible negativo según una realización ejemplar;
la Figura 10 es una micrografía electrónica de exploración que muestra un número de cámaras de cabeza impresora de chorro de tinta después de la eliminación del material protector fotosensible positivo mostrado en la Figura 8;
la Figura 11 es una micrografía electrónica de exploración que muestra un número de cámaras de cabeza impresora de chorro de tinta después de la eliminación del material protector fotosensible negativo mostrado en la Figura 9; y
la Figura 12 es una micrografía electrónica de exploración que muestra una realización de la arquitectura microfluídica que tiene una capa con un a propiedad superficial predeterminada en ella.
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Descripción detallada
Realización(es) de la arquitectura microfluídica descrita en esto es(son) adecuadas para el uso en diversos dispositivos. Especialmente, realización(es) de la arquitectura microfluídica puede(n) ser incorporada(s), por ejemplo, en cabezas impresoras o cartuchos de chorro de tinta, inyectores de combustible, dispositivos biológicos microfluídicos, dispositivos dispensadores farmacéuticos y/o similares. Además, una realización del método para formar la arquitectura tiene en cuenta el establecimiento selectivo de los diversos elementos, permitiendo así que sean usados diversos materiales.
Refiriéndose ahora a las Figuras 1A a 1M, se representan esquemáticamente dos realizaciones alternativas de formar realizaciones de arquitecturas microfluídicas 10. Ambas realizaciones del método incluyen establecer una pila 30 de películas delgadas sobre un sustrato 12. El sustrato 12 puede ser formado de cualquier material adecuado. En una realización, el sustrato 12 es seleccionado dependiendo, al menos en parte, del dispositivo en el que la arquitectura 10 está dispuesta operativamente. Ejemplos no limitativos de materiales de sustrato incluyen materiales semiconductores, obleas de silicio, obleas de cuarzo, obleas de vidrio, polímeros, metales, etc. Ha de comprenderse que los sustratos poliméricos son revestidos generalmente con una capa de germen que puede actuar como un cátodo. Además, el sustrato 12 también puede contener electrónica de excitación/alimentación y/o lógica; o el sustrato puede contener un resistor que se interconecta con circuitos lógico y de alimentación fuera de chip.
La pila 30 de películas delgadas incluye una capa no conductiva 37 y una capa 38 de germen. Como se representa en la Figura 1A, generalmente la capa no conductiva 37 es establecida como cubierta sobre el sustrato 12 y la capa 38 de germen es establecida como cubierta sobre la capa no conductiva 37. La pila 30 de películas delgadas puede ser establecida mediante cualquier técnica adecuada incluyendo, pero no limitada a, deposición física de vapor, deposición por evaporación, deposición química de vapor, deposición física de vapor intensificada por plasma, deposición química de vapor intensificada por plasma, revestimiento por rotación de mezclas precursoras apropiadas y secado al horno (o sea, rotación sobre vidrio, o deposición no electrolítica (o sea, metalización autocatalítica), etc.
La capa no conductiva 37 puede ser formada de cualquier material no conductivo adecuado. Ejemplos no limitativos de materiales no conductivos son los materiales dieléctricos. Ha de comprenderse que el material dieléctrico puede ser un material dieléctrico orgánico, un material dieléctrico inorgánico y/o una mezcla híbrida de materiales dieléctricos orgánico e inorgánico. Un ejemplo no limitativo del material dieléctrico orgánico es el poli(vinilfenol), y ejemplos no limitativos del material dieléctrico inorgánico son el nitruro de silicio y el dióxido de silicio. Otros ejemplos de materiales adecuados para la capa no conductiva 37 incluyen, pero no están limitados a, tetraetilortosilicato, vidrio de borofosfosilicato, vidrio de borosilicato, vidrio de fosfosilicato, óxido de aluminio, carburo de silicio, nitruro de silicio y/o combinaciones de ellos, y/o similares. Ha de comprenderse que también puede ser usadas formas no estequiométricas de estos compuestos.
La capa 38 de germen puede incluir una o más capas, al menos una de las cuales actúa como un cátodo. Según una realización ejemplar, la capa 38 de germen incluye uno o más metales tales como oro, tántalo, aleaciones de ellos o combinaciones de ellos. En la realización representada en la Figura 1A, la capa 38 de germen incluye una capa de oro establecida sobre una capa de tántalo. Según otras realizaciones, la capa de germen puede incluir cualquiera de una variedad de otros metales o aleaciones metálicas tales como níquel, aleaciones de níquel-cromo, cobre, capas de oro y titanio, aleaciones de titanio-wolframio, titanio, paladio, cromo, rodio, aleaciones de ellos y/o combinaciones de ellos. Según una realización ejemplar, la capa 38 de germen tiene un espesor que varía desde unos 500 angstroms a unos 1.000 angstroms. Según otra realización ejemplar, el espesor de la capa 38 de germen está entre 500 angstroms y 10.000 angstroms aproximadamente.
Los métodos incluyen además grabar selectivamente la pila 30 de películas delgadas tal que una porción del sustrato 12 y una porción de la capa no conductiva 37 son descubiertas, como se representa en la Figura 1B. Ha de comprenderse que la capa 38 de germen puede ser grabada antes de grabar la capa no conductiva 37. Cualquier proceso adecuado de grabado puede ser usado para la capa 38 de germen. La capa no conductiva 37 es grabada generalmente usando un modelo de capa protectora que protege la capa 38 de germen mientras que descubre las áreas de capa no conductiva 37 que han de ser grabadas. En una realización, el grabado es efectuado mediante grabado en plasma (por ejemplo, grabado por iones reactivos o grabado por bombardeo iónico) o grabado al agua fuerte. Después de que el grabado está completo, en un ejemplo no limitativo, la pila 30 de películas delgadas es establecida adyacente a el(los) borde(s) del sustrato 12.
Las Figuras 1C a 1G representan la formación de una realización de la arquitectura microfluídica 10, y las Figuras 1H a 1M representan la formación de otra realización de la arquitectura microfluídica 10.
Refiriéndose ahora a la Figura 1C, una realización del método incluye establecer una capa sacrificial 172 (o sea, estructura sacrificial) sobre las porciones descubiertas del sustrato 12 y la capa no conductiva 37. Ha de comprenderse que puede ser usado cualquier material sacrificial 172 adecuado. Ejemplos no limitativos de materiales sacrificiales adecuados incluyen materiales protectores fotosensibles, tetraetilortosilicato (TEOS), vidrio de rotación, silicio policristalino y/o combinaciones de ellos.
La capa sacrificial 172 puede ser establecida por medio de revestimiento por rociadura, revestimiento por rotación o un proceso de laminación si, por ejemplo, la capa sacrificial 172 es una capa protectora. En otra realización, la capa sacrificial 172 puede ser establecida por medio de deposición química de vapor o, deposición física de vapor, etc.
Ha de comprenderse que el material sacrificial 172 puede ser formado o modelado en cualquier modelo que sea deseable para la capa 50 de cámara establecida subsiguientemente. La capa 50 de cámara es establecida tal que cubre sustancialmente la pila 30 de películas delgadas en un área no cubierta por la capa sacrificial 172, por ejemplo, la capa 38 de germen. Como tal, la capa sacrificial 172 actúa como un mandril o molde alrededor del cual la capa 50 de cámara puede ser establecida. El material sacrificial 172 también actúa para enmascarar porciones de los elementos subyacentes (por ejemplo, el sustrato 12 y la capa no conductiva 37) con respecto a tener la capa 50 de cámara establecida sobre ellas. Aunque la capa 50 de cámara es mostrada como siendo depositada tal que su superficie superior es sustancialmente coplanaria con la superficie superior del material sacrificial 172, la capa 50 de cámara puede ser depositada hasta un nivel más alto que la superficie superior de la estructura sacrificial 172 y ser pulida o grabada tal que sea coplanaria con la superficie superior de la estructura sacrificial 172.
Según una realización ejemplar, la capa 50 de cámara es formada de níquel o una aleación de níquel. Según otras diversas realizaciones ejemplares, la capa 50 de cámara puede incluir otros metales o aleaciones metálicas tales como uno o más de níquel, hierro, cobalto, cobre, cromo, zinc, paladio, oro, platino, rodio, plata, aleaciones de ellos (ejemplos no limitativos de las cuales incluyen aleaciones de hierro-cobalto (Fe-Co), aleaciones de paladio-níquel (Pd-Ni), aleaciones de oro-estaño (Au-Sn), aleaciones de oro-cobre (Au-Cu), aleaciones de níquel-wolframio (Ni-W), aleaciones de níquel-boro (Ni-B), aleaciones de níquel-fósforo (Ni-P), aleaciones de níquel-cobalto (Ni-Co), aleaciones de níquel-cromo (Ni-Cr), aleaciones de plata-cobre (Ag-Cu), aleaciones de paladio-cobalto (Pd-Co) y otras) y/o mezclas de ellos. En un ejemplo no limitativo, el metal o la aleación metálica utilizada para la capa 50 de cámara puede ser establecida por un proceso de electrodeposición o de deposición no electrolítica. Ha de comprenderse que la capa 50 de cámara también puede ser establecida por medio de un proceso de deposición física de vapor o deposición química de vapor.
En una realización, la capa 50 de cámara tiene un espesor que varía desde unos 20 micrómetros a unos 100 micrómetros. Según otras realizaciones ejemplares, la capa 50 de cámara tiene un espesor que varía desde 1 micrómetro aproximadamente a unos 50 micrómetros.
Refiriéndose ahora a la Figura 1D, la capa sacrificial 172 es eliminada después del establecimiento de la capa 50 de cámara. La eliminación de la capa sacrificial 172 puede ser efectuada por medio de cualquier técnica adecuada. Ha de comprenderse que la técnica puede ser seleccionada, en parte, dependiendo del material sacrificial 172 usado. En una realización, el material sacrificial 172 es eliminado por medio de procesos de decapado por disolvente, disoluciones ácidas (ejemplos no limitativos de las cuales incluyen ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, etc.), disoluciones básicas (ejemplos no limitativos de las cuales incluyen hidróxido de tetrametilamonio, hidróxido de potasio, etc.) o combinaciones de ellas. Ha de comprenderse que el grabado en plasma de oxígeno puede ser usado para eliminar materiales sacrificiales poliméricos.
Como se representa en la Figura 1D, una cámara microfluídica 70 es formada por la eliminación del material sacrificial 172. En una realización, la cámara 70 es definida por el sustrato 12, la pila 30 de películas delgadas y la capa 50 de cámara. La cámara 70 puede contener, pero no está limitada a contener, fluidos biológicos, tintas, combustibles, fluidos farmacéuticos, etc. Ha de comprenderse que la(s) arquitectura(s) 10 también puede(n) contener medios para suministrar y eliminar tales líquidos a/de la cámara 70, sin embargo tales medios no son representados aquí por claridad.
La Figura 1D también representa el establecimiento de la capa 54, que tiene una propiedad superficial predeterminada, sobre la capa 50 de cámara. Ha de comprenderse que esta capa 54 puede ser electrodepositada selectivamente tal que es adyacente a una superficie superior de la capa 50 de cámara además de ser adyacente a las porciones de la capa 50 de cámara y la capa 38 de germen que están expuestas a la cámara 70. Ha de comprenderse que la selectividad de la galvanplastia permite ventajosamente que la capa 54 descanse sobre la capa no conductiva 37 sin ser expuesta al sustrato 12.
La capa 54, que tiene la propiedad superficial predeterminada, puede ser seleccionada para proporcionar resistencia a la corrosión a la capa 50 de cámara y la capa 38 de germen. Otras propiedades que la capa 54 puede proporcionar incluyen, pero no están limitadas a, dureza superficial, humectabilidad, rugosidad superficial, brillo, densidad predeterminada, acabado superficial predeterminado (por ejemplo, sustancialmente libre de fisuras), porosidad predeterminada y/o combinaciones de ellas.
En una realización donde la superficie parece tener depósitos relativamente brillantes, la rugosidad superficial media varía desde unos 2 nm a unos 20 nm. En una realización alternativa donde la superficie parece tener depósitos relativamente rugosos o una apariencia mate, la rugosidad superficial media es mayor que unos 0,5 \mum. Donde se desea una superficie más blanda, la capa 54 puede tener una dureza que varía desde unos 80 VHN (dureza Vickers) a unos 120 VHN, y donde se desea una superficie más dura, la capa 54 puede tener una dureza mayor que unos 600 VHN. Con respecto a la humectabilidad de la capa 54, un ángulo de contacto (cuando se mide con agua) puede ser mayor que unos 50º y, en una realización alternativa, el ángulo de contacto puede ser mayor que unos 90º. Ha de comprenderse que cuando se desea una superficie de gran humectación, el ángulo de contacto puede ser menor que unos 10º.
En una realización, la capa 54 es de paladio, níquel, cobalto, oro, platino, rodio, aleaciones de ellos y/o mezclas de ellos. Sin estar vinculado por ninguna teoría, se cree que como la capa 54 es electrodepositada selectivamente independientemente del resto de los elementos de la arquitectura 10, diversos materiales pueden ser seleccionados (por ejemplo, una capa 50 de cámara de níquel y una capa 54 de paladio), permitiendo de tal modo que la fabricación sea relativamente económica mientras mantiene la integridad superficial de la arquitectura 10.
La capa 54 es generalmente una capa delgada. En una realización, el espesor de la capa 54 varía desde unos 0,05 \mum a unos 4 \mum. En un ejemplo no limitativo, el espesor de la capa 54 es 1 \mum aproximadamente.
En una realización, una segunda capa de germen (o sea, capa de adherencia delgada) 52 (descrita más adelante con referencia a las Figuras 2D-2K) puede ser establecida sobre la capa 50 de cámara antes de la deposición de la capa 54.
Refiriéndose ahora a la Figura 1E, otra capa sacrificial 172 es establecida en un modelo predeterminado en la cámara 70. Esta capa sacrificial 172' es modelada generalmente tal que la capa 60 de boquilla depositada subsiguientemente tiene una abertura definida en ella. Ha de comprenderse que la capa sacrificial 172' cubre sustancialmente la cámara 70 tal que la capa de boquilla no penetra en la cámara 70.
La Figura 1F representa el establecimiento de la capa 60 de boquilla. En una realización, la capa 60 de boquilla es electrodepositada selectivamente tal que cubre sustancialmente la capa 54 en un área no cubierta por la capa sacrificial 172' por ejemplo, directamente encima de la capa 50 de cámara. Como tal, el material sacrificial 172' actúa como un mandril o molde sobre el cual y/o alrededor del cual la capa 60 de boquilla puede ser establecida.
Según una realización ejemplar, la capa 60 de boquilla incluye el mismo material que es usado para formar la capa 50 de cámara. Según otras realizaciones ejemplares, la capa 50 de cámara y la capa 60 de boquilla pueden ser formadas de materiales diferentes.
Refiriéndose ahora a la Figura 1G, la segunda capa sacrificial 172' es eliminada de una manera tal como las descritas previamente. Al eliminar la capa sacrificial 172', es formada la capa 60 de boquilla que tiene la abertura 62 (por ejemplo, una abertura o un agujero es provisto en la capa 60 de boquilla para definir la abertura 62) definida en ella y la cámara 70 es descubierta. Ha de comprenderse que la capa 60 de boquilla puede ser modelada además para definir la abertura 62. Según una realización ejemplar, la abertura 62 es formada como una abertura relativamente cilíndrica a través de la capa 60 de boquilla, y puede tener un diámetro que varía desde 1 micrómetro aproximadamente a unos 20 micrómetros. Según otras realizaciones ejemplares, el diámetro de la abertura 62 está entre 4 y 45 micrómetros aproximadamente. Ha de comprenderse que la abertura 62 puede permitir que el fluido entre en, y/o salga de, la cámara microfluídica 70.
Ha de comprenderse que la Figura 1G también representa una realización de la arquitectura microfluídica 10.
Refiriéndose ahora a las Figuras 1H a 1M, se representa otra realización del método para formar una arquitectura microfluídica 10. Después del grabado de la pila 30 de películas delgadas (mostrada en la Figura 1B), la capa sacrificial 172 es establecida sobre una porción de la capa 38 de germen, la porción descubierta de la capa no conductiva 37 y la porción descubierta del sustrato 12. La Figura 1H también representa la capa 50 de cámara electrodepositada. En esta realización, la capa 50 de cámara es establecida sobre una porción de la capa 38 de germen, y otra porción de la capa 38 de germen es cubierta por la capa sacrificial 172.
La Figura 1I representa la eliminación de la capa sacrificial 172, formando de tal modo una porción descubierta de la capa 38 de germen, la capa no conductiva 37 y el sustrato 12. La eliminación de la capa sacrificial 172 forma la cámara 70 definida por la pila 30 de películas delgadas, la capa 50 de cámara y el sustrato 12.
La Figura 1J representa la electrodeposición selectiva de la capa 54 que tiene la propiedad superficial predeterminada. Como se representa, en esta realización, la capa 54 se adapta a una superficie superior de la capa 50 de cámara además de a las áreas de la capa 50 de cámara y la capa 38 de germen adyacentes a la cámara 70. Ha de comprenderse que en esta realización, una porción de la capa 54 puede descansar sobre la capa 38 de germen además de, o en lugar de, la capa no conductiva 37.
Juntas, las Figuras 1K a 1M representan la formación de la capa 60 de boquilla y la arquitectura microfluídica final 10. La Figura 1K representa el establecimiento de la segunda capa sacrificial 172' que tiene un modelo predeterminado, la Figura 1L representa la capa 60 de boquilla electrodepositada y la Figura 1M representa la arquitectura microfluídica 10 después de la eliminación de la segunda capa sacrificial 172' tal que la cámara 70 es abierta y la capa 60 de boquilla tiene una abertura 62 definida en ella que conduce a la cámara 70.
Refiriéndose ahora a las Figura 2A a 2K, se representa otra realización del método para formar una arquitectura microfluídica 10. Las Figuras 2A y 2B son similares que las Figuras 1A y 1B en que después de que la capa no conductiva 37 y la capa 38 de germen son establecidas, son grabadas tal que porciones del sustrato 12 y de la capa no conductiva 37 son descubiertas.
La Figura 2C representa la adición de la capa 50 de cámara y la capa sacrificial 172. Aunque la Figura 2C representa la capa 50 de cámara establecida sobre una porción de la capa 38 de germen, la capa 50 de cámara puede ser establecida sobre toda la capa 38 de germen como se describió anteriormente.
Refiriéndose ahora a la Figura 2D, una segunda capa 52 de germen puede ser establecida sobre la capa 50 de cámara y la capa sacrificial 172. La segunda capa 52 de germen está adaptada o configurada para aumentar la adherencia entre una capa 60 de boquilla superpuesta y la capa 50 de cámara. Según una realización ejemplar, la capa 52 de germen incluye níquel o una aleación de níquel. Según otras realizaciones, la capa 52 de germen puede incluir cualquiera de los metales o aleaciones metálicas descritas anteriormente con respecto a la capa 50 de cámara. La capa 52 de germen tiene un espesor que varía desde 500 a 1.000 angstroms aproximadamente según una realización ejemplar, y un espesor que varía desde 500 a 3.600 angstroms aproximadamente (o mayor que 3.600 angstroms) según otras realizaciones diversas.
Aunque la capa 52 de germen es mostrada en la Figura 2D como estando formada como una sola capa de material, según otras realizaciones ejemplares, tal capa 52 de germen puede incluir más de una capa de material. Por ejemplo, la capa 52 de germen puede ser formada por una primera capa que comprende tántalo seguida por una segunda capa que comprende oro. Según una realización tal, el tántalo puede ser utilizado para aumentar la adherencia de la capa de oro a la capa de cámara subyacente (por ejemplo, la capa 50 de cámara).
Refiriéndose ahora a la Figura 2E, una segunda capa/estructura sacrificial 164 es establecida sobre una porción predeterminada de la segunda capa 52 de germen usando, por ejemplo, métodos de enmascaramiento y deposición fotolitográficos. Ha de comprenderse que la capa sacrificial 164 puede ser provista sustancialmente superpuesta a la segunda capa 52 de germen y modelada para formar una estructura o modelo sacrificial 164. La estructura sacrificial 164 puede incluir un material protector fotosensible, tal como una material protector fotosensible, positivo o negativo, y puede ser provista según cualquier medio adecuado (por ejemplo, laminación, rotación, etc.). Según otras realizaciones ejemplares, otros materiales sacrificiales pueden ser usados para el material sacrificial, tales como tetraetilortosilicato (TEOS), vidrio de rotación y silicio policristalino.
La capa sacrificial 164 puede ser formada del mismo material que el usado para formar las capas sacrificiales 172, 172', o puede diferir de él. La capa sacrificial 164 es modelada generalmente tal que la capa 60 de boquilla depositada subsiguientemente tiene una abertura 62 definida en ella.
La Figura 2F representa el establecimiento de la capa 60 de boquilla. En una realización, la capa 60 de boquilla es electrodepositada selectivamente tal que cubre sustancialmente la segunda capa 52 de germen en un área no cubierta por la capa sacrificial 164, por ejemplo, directamente encima de la capa 50 de cámara. Como tal, el material sacrificial 164 actúa como un mandril o molde sobre el cual y/o alrededor del cual la capa 60 de boquilla puede ser establecida.
Refiriéndose ahora a las Figuras 2G y 2H, la abertura 62 de boquilla y la cámara 70 son formadas. Como se muestra en la Figura 2G, la capa sacrificial 164 es eliminada para formar una abertura 62 en la capa 60 de boquilla. La capa sacrificial 164 puede ser eliminada por cualquier método adecuado incluyendo, pero no limitado a, un proceso de desarrollo por disolvente, un plasma de oxígeno, un grabado al ácido, etc.
Como se muestra también en la Figura 2G, una porción predeterminada de la segunda capa 52 de germen, subyacente a la abertura 62, es eliminada para descubrir una superficie superior de la capa sacrificial 172. La eliminación de la porción predeterminada de la capa 52 de germen puede ser efectuada usando un grabado en húmedo o en seco u otro proceso. En un ejemplo no limitativo, la capa 52 de germen es de níquel y un grabado por ácido nítrico diluido es utilizado para eliminar la porción predeterminada. En otro ejemplo no limitativo, la capa 52 de germen es de oro y un grabado por yoduro de potasio puede ser utilizado para eliminar la porción predeterminada. Puede ser utilizado cualquiera de diversos reactivos para grabar que sean adecuados para eliminación de la porción de la segunda capa 52 de germen (por ejemplo, dependiendo al menos en parte de la composición de la capa 52, etc.).
Después de que la superficie superior de la capa sacrificial 172 es descubierta (como se muestra en la Figura 2G), la capa sacrificial 172 es eliminada, como se muestra en la Figura 2H. La eliminación de la capa sacrificial 172 puede ser efectuada usando un método similar que el descrito en esto. Como se representa en la Figura 2H, la eliminación de las capas sacrificiales 164, 172 produce la formación de la cámara 70 y la abertura 62 de boquilla.
Refiriéndose ahora a la Figura 2I, la capa 54 que tiene la propiedad superficial predeterminada es establecida sobre la capa 60 de boquilla y sobre las porciones de la segunda capa 52 de germen, la capa 50 de cámara y la capa 38 de germen que están expuestas a la cámara 70.
La capa 54 puede ser electrodepositada selectivamente en el interior de la cámara 70 por vía de la abertura 62. Ha de comprenderse que el proceso de electrodeposición puede ser realizado tal que la capa 54 no hace contacto con el sustrato 12 y descansa sobre la capa no conductiva 37.
En una realización alternativa como se representa en las Figuras 2J y 2K, uno o más canales 15 de alimentación pueden ser formados en el sustrato 12 antes del establecimiento de la capa 54. Los canales 15 de alimentación pueden extenderse desde un exterior del sustrato 12 pasando a la cámara 70. Ha de comprenderse que estos canales 15 de alimentación pueden ser usados, además de la abertura 62, para electrodepositar selectivamente la capa 54 sobre las áreas adyacentes a la cámara 70. Sin estar vinculado a ninguna teoría, se cree que la combinación de la abertura 62 y los canales 15 de alimentación prevé un transporte de masa sustancialmente mejor de la capa 54 durante el proceso de electrodeposición.
Ha de comprenderse además que la abertura 62 y los canales 15 de alimentación pueden ser usados como una entrada y una salida para fluidos al interior y al exterior de la cámara 70.
Refiriéndose ahora a las Figura 3A a 3D, se representan cuatro realizaciones alternativas (formadas por los métodos descritos previamente) de la estructura microfluídica 10. Cada una de las realizaciones incluye generalmente el sustrato 12, la pila 30 de películas delgadas, la capa 50 de cámara, la capa 54 que tiene una propiedad superficial predeterminada, la capa 60 de boquilla y la abertura 62 de boquilla. Ha de comprenderse que en las realizaciones, la cámara 70 y/o la abertura 62 de boquilla están adaptadas para contener fluidos dentro de ellas.
La realización representada en la Figura 3A ilustra la capa 50 de cámara establecida sustancialmente sobre toda la capa 38 de germen tal que la capa 54 es adyacente a la parte superior de la capa 50 de cámara y a las porciones de la capa 50 de cámara y la capa 38 de germen que están expuestas a la cámara 70. En esta realización, la capa 54 puede descansar sobre la capa no conductiva 37 y no puede estar expuesta al sustrato 12.
La realización representada en la Figura 3B ilustra la capa 50 de cámara establecida sobre una porción de la capa 38 de germen tal que la capa 54 es adyacente nuevamente a la superficie superior de la capa 50 de cámara y a las porciones de la capa 50 de cámara y la capa 38 de germen que están expuestas a la cámara 70. En esta realización, sin embargo, la capa 54 puede descansar sobre la capa 38 de germen además de, o en lugar de, la capa no conductiva 37. Ha de comprenderse que la capa 54 no puede estar expuesta al sustrato 12.
La realización representada en la Figura 3C ilustra una segunda capa 52 de germen establecida entre la capa 50 de cámara y la capa 60 de boquilla. La capa 54 es electrodepositada tal que es adyacente a la superficie superior de la capa 60 de boquilla y a las porciones de la segunda capa 52 de germen, la capa 50 de cámara y la capa 38 de germen que están expuestas a la cámara 70. En esta realización, la capa 54 puede descansar sobre la capa 38 de germen además de la capa no conductiva 37. Ha de comprenderse que la capa 54 no puede estar expuesta al sustrato 12.
La realización representada en la Figura 3D ilustra la segunda capa 52 de germen establecida entre la capa 50 de cámara y la capa 60 de boquilla. La capa 54 es electrodepositada tal que es adyacente a la superficie superior de la capa 60 de boquilla y a las porciones de la segunda capa 52 de germen, la capa 50 de cámara y la capa 38 de germen que están expuestas a la cámara 70. En esta realización, la capa 50 de cámara es establecida sobre toda la capa 38 de germen tal que la capa 54 descansa sobre la capa no conductiva 37. La capa 54 no puede estar expuesta al sus-
trato 12.
Ha de comprenderse que la capa no conductiva 37 aísla eléctricamente la capa 38 de germen del sustrato 12 o películas subyacentes. Si estar vinculado a ninguna teoría, se cree que el aislamiento de la capa 38 de germen y la capa 50 de cámara impide sustancialmente que la capa 54 se deposite sobre otras superficies descubiertas del sustrato 12.
Las arquitecturas microfluídicas 10 representadas en las Figuras 3A a 3D son capaces de ser dispuestas operativamente en diversos dispositivos 11, incluyendo dispositivos electrónicos (ejemplos no limitativos de los cuales incluyen inyectores de combustible (para uso en muchos dispositivos, incluyendo pero no limitados a motores de combustión interna), cabezas impresoras de chorro de tinta, dispositivos biológicos microfluídicos, dispositivos farmacéuticos, etc.)
Según una realización ejemplar, un método o proceso para producir o fabricar una cabeza impresora (por ejemplo, una cabeza impresora térmica de chorro de tinta) incluye utilizar una estructura sacrificial como un molde o mandril para un metal o una aleación metálica que es depositada sobre él, después de lo cual la estructura sacrificial es eliminada. La estructura sacrificial define una cámara y colector para almacenar tinta y una boquilla en la forma de una abertura (por ejemplo, un orificio) a través de la cual la tinta es expulsada desde la cabeza impresora. Según una realización ejemplar, el metal o la aleación metálica es formada usando un proceso de deposición de metal, ejemplos no exclusivos y no limitativo del cual incluyen procesos de electrodeposición, procesos de deposición no electrolítica, procesos de deposición física (por ejemplo, bombardeo iónico) y procesos de deposición química de vapor.
Una característica ventajosa de utilizar metales para formar las capas de boquilla y de cámara de la cabeza impresora es que tales metales pueden ser relativamente resistentes a las tintas (por ejemplo, tintas de gran contenido en disolvente) que pueden degradar o dañar estructuras formadas convencionalmente de materiales poliméricos y similares. Otra característica ventajosa es que tales capas metálicas o de aleaciones metálicas pueden ser sometidas a temperaturas operativas más altas que las que pueden las cabezas impresoras convencionales. Por ejemplo, los materiales poliméricos usados en cabezas impresoras convencionales pueden empezar a degradarse entre 70ºC y 80ºC. En contraste, los componentes metálicos mantendrán su integridad a temperaturas mucho más altas.
La Figura 4 es una vista en corte transversal semiesquemática de una porción de una arquitectura microfluídica 10 y, en particular, una cabeza impresora térmica 10' de chorro de tinta según una realización ejemplar. La cabeza impresora 10' incluye una cámara 70 que recibe tinta desde los canales 15 de alimentación de tinta. La tinta es expulsada desde la cámara 70 a través de una abertura 62, que en una realización es una boquilla, sobre un soporte de impresión o grabación tal como papel cuando la cabeza impresora 10' está en uso.
La cabeza impresora 10' incluye un sustrato 12 tal como un sustrato semiconductor o de silicio. Según otras realizaciones, cualquiera de diversos materiales semiconductores puede ser usado para formar el sustrato 12. Por ejemplo, un sustrato puede ser fabricado de cualquiera de diversos materiales semiconductores, incluyendo silicio, silicio-germanio (u otros materiales que contienen germanio), etc. El sustrato también puede ser formado de vidrio (SiO_{2}) según otras realizaciones.
Una pieza o elemento en la forma de un resistor 14 está dispuesto encima del sustrato 12. El resistor 14 está configurado para suministrar calor a la tinta contenida dentro de la cámara 70 tal que una porción de la tinta se evapora para formar una burbuja dentro de la cámara 70. Cuando la burbuja se expande, una gota de tinta es expulsada desde la abertura 62. El resistor 14 puede estar conectado eléctricamente a diversos componentes de la cabeza impresora 10' tal que el resistor 14 recibe señales de entrada o similares para ordenar selectivamente que el resistor 14 proporcione calor a la cámara 70 para calentar la tinta contenida dentro de ella.
Según una realización ejemplar, el resistor 14 incluye WSi_{x}N_{y}. Según otras diversas realizaciones ejemplares, el resistor 14 puede incluir cualquiera de diversos materiales, incluyendo pero no limitando a TaAl, TaSi_{x}N_{y} y TaAlO_{x}.
Una capa de material 20 (por ejemplo, una capa protectora) es provista sustancialmente superpuesta al resistor 14. La capa protectora 20 está destinada a proteger el resistor 14 contra el daño que puede ser producido por cavitación u otros efectos desfavorables debidos a cualquiera de diversos estados (por ejemplo, corrosión debida a la tinta, etc.). Según una realización ejemplar, la capa protectora 20 incluye tántalo o una aleación de tántalo. Según otras realizaciones ejemplares, la capa protectora 20 puede ser formada de cualquiera de otros materiales diversos tales como carburo de wolframio (WC), carburo de tántalo (TaC) y diamante como carbono.
El resistor 14 puede ser establecido depositando un material de resistor sobre el sustrato 12 y modelando después el material usando fotolitrografía y grabado. Trazos conductores (que conectan el resistor 14 a la electrónica de excitación y activación) pueden ser establecidos después por medio de depósito, modelado y grabado. Además, la capa 20 protectora de resistor puede ser depositada después sobre el resistor 14 y los trazos conductores, y después modelada y grabada. Ha de comprenderse que la capa 20 protectora de resistor puede estar compuesta por un solo material o pude ser una combinación de capas de películas delgadas múltiples.
Una pluralidad de capas 30 de películas delgadas (un ejemplo no limitativo de la cual es la pila 30 de películas delgadas descrita anteriormente) son provistas sustancialmente superpuestas a la capa protectora 20. Según la realización ejemplar mostrada en la Figura 4, las capas 30 de películas delgadas comprenden cuatro capas 32, 34, 36 y 38. Ha de comprenderse que las capas 30 de películas delgada pueden incluir la capa no conductiva 37 y la capa 38 de germen como se describió previamente. Según otras realizaciones, pueden disponerse un número diferente de capas (por ejemplo, más de cuatro capas, etc.). Las capas 20, 32, 34, 36 y 38 (Figura 4) pueden proteger el sustrato contra las tintas usadas durante el funcionamiento de la cabeza impresora y/o actuar como capas de adherencia o capas de preparación superficial para material depositado subsiguientemente. Según otras realizaciones ejemplares, capas adicionales de material pueden ser dispuestas entre la capa 20 y el sustrato 12. Tales capas adicionales pueden estar asociadas con circuito y electrónica de lógica y de excitación que son responsables de activar el resis-
tor 14.
Como se muestra en la Figura 4, la capa 38 es la capa 38 de germen (descrita previamente) que puede ser usada como un cátodo durante la electrodeposición de capas metálicas superpuestas.
Las diversas capas (por ejemplo, las capas 32, 34, 36, 38 y cualesquier capas adicionales dispuestas entre la capa 20 y el sustrato 12) pueden incluir conductores tales como oro, cobre, titanio, aleaciones de aluminio-cobre y nitruro de titanio; capas de vidrio de borofosfosilicato y tetraetilortosilicato dispuestas para aumentar la adherencia entre capas subyacentes y capas depositadas subsiguientemente y para aislar las capas metálicas subyacentes de capas metálicas depositadas subsiguientemente; carburo de silicio y Si_{x}N_{y} para proteger el circuito en la cabeza impresora 10' contra las tintas corrosivas; dióxido de silicio, silicio y/o silicio policristalino usados para crear dispositivos electrónicos tales como transistores, etc.; y cualquiera de otros materiales diversos.
La capa 50 de cámara es provista sustancialmente superpuesta a las capas 30 de películas delgadas. Ha de comprenderse que la capa 50 de cámara puede ser formada de cualquier material adecuado y mediante cualquier proceso adecuado, ejemplos de los cuales son descritos previamente.
En una realización, la capa 54, que tiene una propiedad superficial predeterminada, puede ser establecida sobre la capa 50 de la cámara como se describió previamente. En una realización alternativa, la segunda capa 52 de germen es provista sustancialmente superpuesta a la capa 50 de cámara.
La capa 60 de boquilla puede ser provista sustancialmente superpuesta a la capa 50 de cámara y la capa 52 de germen, o superpuesta a la capa 50 de cámara y la capa 54. En otra realización, la capa 60 de boquilla es provista sustancialmente superpuesta a la capa 50 de cámara y la capa 52 de germen y es cubierta sustancialmente por la capa 54. Según una realización ejemplar, la capa 60 de boquilla tiene un espesor de entre 5 y 100 micrómetros aproximadamente. Según otras realizaciones ejemplares, la capa 60 de boquilla tiene un espesor que varía entre 1 y 30 micrómetros aproximadamente.
Las Figuras 5A a 5G son vista en corte transversal semiesquemáticas de una porción de una cabeza impresora térmica 10' de chorro de tinta similar que la mostrada en la Figura 4, mostrando los pasos de un proceso de fabricación según una realización ejemplar.
Como se muestra en la Figura 5A, una capa 130 de película delgada es provista encima de un sustrato 112. La capa 130 de película delgada puede ser similar que la capa 30 de película delgada mostrada en la Figura 4, y puede incluir una capa de germen y cualquiera de un número de capas de películas delgadas adicionales tales como las descritas con respecto a la Figura 4. La capa 130 de película delgada es provista sustancialmente superpuesta a un resistor y la capa protectora (no mostrada) tales como las mostradas en la Figura 4 como resistor 14 y capa protectora 20, como son conocidas en la técnica.
Aunque la capa 130 de película delgada es mostrada como una capa continua, una porción de la capa 130 de película delgada puede ser eliminada encima del resistor, como se muestra en la realización ejemplar mostrada en la Figura 4. La eliminación de una porción de la capa 130 de película delgada puede ocurrir antes o después de los pasos de procesamiento mostrados en las Figuras 5A a 5G. Por ejemplo, donde una porción tal es eliminada antes de los pasos de procesamiento descritos en las Figuras 5A a 5G, material protector fotosensible puede rellenar la porción eliminada durante el procesamiento antes de su eliminación subsiguiente para formar una cámara y una boquilla tal como la cámara 70 y la abertura 62 mostradas en la Figura 4. También debería observarse que la eliminación de una porción de las capas de películas delgadas 230 y 330 similares puede ser realizada antes o después de los pasos de proceso mostrados y descritos con respecto a las Figuras 6A-6E y 7A-7D, respectivamente. Por sencillez, cada una de las realizaciones mostradas en las Figuras 5A-5G, 6A-6E y 7A-7D será descrita como si la eliminación de una porción de las capas de películas 140, 230 y 330 ocurre después de la formación de la cámara y la boquilla.
Como se muestra en la Figura 5A, un material sacrificial es provisto sustancialmente superpuesto a la capa 130 de película delgada y modelado para formar una estructura o modelo sacrificial 172. La estructura sacrificial 172 puede comprender un material protector fotosensible, tal como un material protector fotosensible positivo o negativo, y puede ser provista según cualquier medio adecuado (por ejemplo, laminación, rotación, etc.). Según una realización ejemplar, el material sacrificial usado para formar la estructura sacrificial 172 es un material protector fotosensible positivo tal como SPR 220 comercialmente obtenible de Rohm y Haas de Philadelphia, Pennsylvania. Según otra realización ejemplar, el material sacrificial es un material protector fotosensible negativo tal como un material THB 151N comercialmente obtenible de JSR Micro de Sunnyvale, California, o un material protector fotosensible SU8 obtenible de MicroChem Corporation de Newton, Massachusetts.
Según otras realizaciones ejemplares, otros materiales sacrificiales pueden ser usados para el material sacrificial, tales como tetraetilortosilicato (TEOS), vidrio de rotación y silicio policristalino. Una característica ventajosa de utilizar un material protector fotosensible es que tal material puede ser modelado de modo relativamente fácil para formar una forma deseada. Por ejemplo, según un proceso ejemplar, una capa de material protector fotosensible puede ser depositada o provista sustancialmente superpuesta a la capa 130 de película delgada y ser expuesta subsiguientemente a radiación (por ejemplo, luz ultravioleta (UV)) para alterar (por ejemplo, solubilizar o polimerizar) una porción del material protector fotosensible. La eliminación subsiguiente de porciones expuestas o no expuestas del material protector fotosensible (por ejemplo, dependiendo del tipo de material protector fotosensible utilizado) producirá un modelo relativamente preciso de material.
Después de la formación o modelado de la estructura sacrificial 172, una capa 150 de metal es provista en la Figura 5B sustancialmente superpuesta a la capa 130 de película delgada en las áreas no cubiertas por la estructura sacrificial 172. De esta manera, la estructura sacrificial 172 actúa como un mandril o molde alrededor del cual el metal puede ser depositado. La estructura sacrificial 172 también actúa para enmascarar una porción de las capas subyacentes respecto a tener el metal de la capa 150 dispuesta en ella. Aunque la capa 150 se muestra como estando depositada tal que su superficie superior es sustancialmente coplanaria con la superficie superior de la estructura sacrificial 172, la capa 150 puede ser depositada hasta un nivel más alto que la superficie superior de la estructura sacrificial 172 y ser pulida o grabada tal que sea coplanaria con la superficie superior de la estructura sacrificial 172.
Según una realización ejemplar, la capa 150 está destinada al uso como una capa de cámara tal como la capa 50 de cámara mostrada en la Figura 4. Por consiguiente, la capa 150 puede ser formada de cualquiera de diversos metales y aleaciones metálicas tales como los descritos anteriormente con respecto a la capa 50 de cámara. Por ejemplo, según una realización ejemplar, la capa 150 comprende níquel o una aleación de níquel. Un método mediante el cual níquel puede ser provisto para la capa 150 (o para cualquier otra capa descrita en esto que puede incluir níquel) es el uso de un baño Watts que contiene sulfato de níquel, cloruro de níquel y ácido bórico en disolución acuosa con aditivos orgánicos (por ejemplo, sacarina, ácidos sulfónicos aromáticos, sulfonamidas, sulfonimidas, etc.).
La capa 150 es depositada usando un proceso de electrodeposición según una realización ejemplar. Según una realización ejemplar, la capa 150 es depositada en un proceso de galvanoplástica de corriente continua usando química de níquel Watts. En una realización tal, la electrodeposición es llevada a cabo en un aparato de metalización de estilo copa. Según otras realizaciones, la electrodeposición puede ser llevada a cabo en un aparato de metalización de estilo baño. La química de níquel Watts está compuesta por metal níquel, sulfato de níquel, cloruro de níquel, ácido bórico y otros aditivos que tienen un intervalo de composición de 1 mg/l a 200 g/l para cada componente.
Según la realización ejemplar, un modelo de material protector es preparado primero sobre la superficie de oblea (que puede incluir cualquiera de diversas capas de películas delgadas tales como las capas 32, 34, 36 y 38 mostradas en la Figura 4), después de lo cual la oblea es preparada para deposición sumergiendo durante 30 segundos en ácido sulfúrico. Otros ácidos o técnicas de limpieza tales como grabado en plasma o limpieza por ozono con radiación ultravioleta (UV) pueden ser utilizados en otras realizaciones. Después, la oblea es colocada en el aparato de metalización y la electrodeposición empieza ajustando la fuente de alimentación de corriente continua para metalizar con una densidad de corriente de 3 A/dm^{2} aproximadamente. En otras realizaciones, la electrodeposición puede utilizar un intervalo de densidades de corriente de entre 0,1 a 10 A/dm^{2} aproximadamente dependiendo de la química de metalización usada y de las velocidades de metalización deseadas (densidades mayores de corriente pueden producir velocidades de metalización más altas). Estas condiciones pueden ser usadas para deposición de las capas de cámara y de boquilla descritas con respecto a la realización mostrada en las Figuras 5A-5F y en cualquiera de las realizaciones ilustradas en las Figuras 6A-6E y las Figuras 7A-7D.
Según otra realización ejemplar, la capa 150 puede ser provista en un proceso de deposición no electrolítica o cualquier otro proceso mediante el cual metal puede ser depositado sobre la capa 130 de película delgada (por ejemplo, técnicas de deposición física de vapor tal como revestimiento por bombardeo iónico, técnicas de deposición química de vapor, etc.).
Como se muestra en la Figura 5C, una capa 152 de metal (por ejemplo, una capa de germen) es provista sustancialmente superpuesta tanto a la estructura sacrificial 172 como a la capa 150. Según otra realización ejemplar, la capa 152 puede ser omitida. La capa 152 puede ser formada de materiales similares que los descritos con respecto a la capa 52 en cuanto a la Figura 4. La capa 152 puede ser depositada en cualquier proceso adecuado (por ejemplo, deposición física de vapor, evaporación, deposición no electrolítica, etc.). Como se describió antes con respecto a la capa 52, la capa 152 puede comprender una sola capa de material o capas múltiples de material (por ejemplo, una primera capa que comprende tántalo y una segunda capa que comprende oro, etc.).
En la Figura 5D, la estructura sacrificial 164 es provista sustancialmente superpuesta a la capa 152 y alineada con la estructura sacrificial 172 usando métodos convencionales de enmascaramiento y deposición fotolitográficos. La estructura sacrificial 164 puede ser formada del mismo material que el usado para formar la estructura sacrificial 172, o puede diferir de él. Como con la estructura sacrificial 172, la estructura sacrificial 164 es formada por métodos fotolitográficos a partir de una capa de material sacrificial (por ejemplo, material protector fotosensible positivo o negativo, etc.).
En la Figura 5E, una capa 160 de metal (similar que la provista como capa 60 de boquilla en la Figura 4) es provista sustancialmente superpuesta a la capa 152 en las áreas no cubiertas por la estructura sacrificial 164. La capa 160 puede ser formada de un material que el usado para la capa 60 de boquilla descrita con respecto a la Figura 4.
Una cámara 170 y una boquilla 162 son formadas como se muestra en las Figuras 5F y 5G. Como se muestra en la Figura 5F, la estructura sacrificial 164 es eliminada para formar una boquilla 162. Según una realización ejemplar, la estructura sacrificial 164 es eliminada usando cualquiera de diversos métodos. Por ejemplo, la estructura sacrificial 164 puede ser eliminada con un proceso de desarrollo por disolvente, un plasma de oxígeno, un grabado al ácido o cualquiera de otros procesos diversos adecuados para eliminación de la estructura sacrificial 164.
Como también se muestra en la Figura 5F, una porción de la capa 152 subyacente a la boquilla 162 es eliminada para descubrir una superficie superior de la estructura sacrificial 172. La eliminación de la porción de la capa 152 puede ser efectuada usando un grabado en húmedo o en seco u otro proceso. Según una realización ejemplar en la que la capa 152 es formada de níquel o una aleación de níquel, puede utilizarse un grabado por ácido nítrico diluido. Según otra realización ejemplar en la que oro o una aleación de oro es usado para formar la capa 152, puede utilizarse un grabado por yoduro de potasio. Puede ser utilizado cualquiera de diversos reactivos para grabar que sean adecuados para eliminación de la porción de la capa 152 (por ejemplo, dependiendo de la composición de la capa 152, etc.). Una consideración que puede ser utilizada al elegir un reactivo para grabar apropiado es el objetivo de evitar daños en el metal utilizado para formar las capas 150 y 160.
Después de que la superficie superior de la estructura sacrificial 172 es descubierta (como se muestra en la Figura 5F), la estructura sacrificial 172 es eliminada como se muestra en la Figura 5G. La eliminación de la estructura sacrificial 172 puede ser efectuada usando un método similar que el descrito anteriormente con respecto a la estructura sacrificial 164.
Como se muestra en la Figura 5G, la eliminación de las estructuras sacrificiales 164 y 172 y el grabado de una porción de la capa 152 produce una estructura que incluye una cámara 170 para almacenamiento de tinta para la cabeza impresora 100 y una boquilla 162 para expulsión de tinta desde la cámara 170. Aunque la Figura 5G muestra la cámara 170 provista sustancialmente superpuesta a las capas de películas delgadas, todas o una porción de las capas 130 de películas delgadas subyacentes a la cámara 170 pueden ser eliminadas en un paso de grabado subsiguiente. Según otra realización ejemplar, las capas 130 de películas delgadas pueden ser grabadas antes de la deposición de las estructuras sacrificiales 172 y 164. Otros componentes de la cabeza impresora 100 también pueden ser formados antes o después de los pasos de formación descritos con respecto a las Figuras 5A a 5G. Por ejemplo, uno o más canales 15 de alimentación de tinta pueden ser formados para suministrar tinta a la cámara 170 antes o después de la formación de la estructura mostrada en la Figura 5G.
Las Figuras 6A a 6E son vistas en corte transversal semiesquemáticas de una porción de una cabeza impresora térmica 200 de chorro de tinta similar que la mostrada en la Figura 4, mostrando los pasos de un proceso de fabricación según otra realización ejemplar. En contraste con la realización ejemplar descrita con respecto a las Figuras 5A a 5G, la realización ejemplar mostrada en las Figura 6A a 6E utiliza una estructura sacrificial que es formada antes de la deposición metálica usada para formar una capa de cámara y una capa de boquilla. En esta realización, una capa metálica tal como una capa 152 de germen (por ejemplo, véanse las Figuras 5A a 5F) no es necesaria entre una capa de cámara y una capa de boquilla.
Como se muestra en la Figura 6A, una primera capa de material sacrificial es provista o formada sustancialmente superpuesta a una capa 230 de película delgada similar que lo descrito anteriormente con respecto a la capa 130 de película delgada. Una vez depositada, la primera capa de material sacrificial será modelada para definir regiones a ser eliminadas y regiones a permanecer (o sea, que será usada para formar una porción de una estructura sacrificial). Según una realización ejemplar en la que un material protector fotosensible negativo es provisto sustancialmente superpuesto a la capa 230 de película delgada, el material protector fotosensible es modelado exponiendo el material protector fotosensible a radiación tal como luz ultravioleta para formar la porción expuesta 272 y las porciones no expuestas 273. En esta realización, las porciones expuestas 272 se polimerizan en respuesta a la exposición a luz ultravioleta, y actuarán como una porción de una estructura sacrificial a ser usada en la formación de una cámara y una boquilla (véase la Figura 6E). Según otra realización, en la que un material protector fotosensible positivo es utilizado, la porción 272 puede no ser expuesta y las porciones 273 pueden ser expuestas a la luz ultravioleta.
Una segunda capa de material sacrificial es provista sustancialmente superpuesta a la primera capa de material sacrificial y modelada para definir al menos una porción o región a ser eliminada y definir una porción o región que permanecerá para formar otra porción de una estructura sacrificial. El modelado puede ser efectuado de una manera similar que la descrita con referencia a la primera capa de material sacrificial, tal como exponiendo una porción de la segunda capa de material sacrificial a radiación tal como luz ultravioleta. De esta manera, una porción expuesta 264 y una porción no expuesta 265 (o viceversa donde un material protector fotosensible positivo es utilizado) son formadas en la segunda capa de material sacrificial.
Después de la exposición de porciones de las capas primera y segunda de material sacrificial, porciones de cada una de las capas primera y segunda son eliminadas para formar un estructura sacrificial que puede ser usada para definir una cámara y una boquilla para la cabeza impresora. En la Figura 6C, las porciones 273 y 265 son eliminadas según una realización ejemplar. La eliminación de porciones del material protector fotosensible produce la formación de una estructura sacrificial 266 que tiene una porción superior 264 a ser usada en la formación de una boquilla para la cabeza impresora 200, y una porción inferior 272 a ser usada en la formación de una cámara de tinta y colector de tinta para la cabeza impresora 200.
Según una realización ejemplar, las capas primera y segunda de materiales sacrificiales usados para formar las porciones 264 y 272 son formadas del mismo material y son depositadas en dos pasos de deposición distintos. En otro ejemplo, las capas primera y segunda de materiales sacrificiales son formadas por una sola capa de material formada en un solo paso de depósito. En otro ejemplo más, las capas primera y segunda de materiales sacrificiales, usadas para formar las porciones 264 y 272 son formadas de materiales diferentes (por ejemplo, un material protector fotosensible positivo para una capa y un material protector fotosensible negativo para la otra capa).
Como se muestra en la Figura 6D, una capa 250 de metal es provista o depositada sustancialmente superpuesta a la capa 230 de película delgada y adyacente a las porciones 264 y 272 de la estructura sacrificial 266. Según una realización ejemplar, el metal usado para formar la capa 250 puede ser un material similar que el descrito con respecto a la capa 50 de cámara y la capa 60 de boquilla descritas con respecto a la Figura 4. El metal usado para formar la capa 250 puede ser provisto usando cualquier método de deposición aceptable, incluyendo electrodeposición, deposición no electrolítica, deposición física de vapor, deposición química de vapor, etc. Según una realización ejemplar en la que el metal usado para formar la capa 250 es depositado en un proceso de electrodeposición de corriente continua, el metal es provisto tal que está al nivel o ligeramente por debajo del nivel de la superficie superior de la porción 264 de la estructura sacrificial 266. Como se muestra en la Figura 6D, el metal usado para formar la capa 250 aumenta en espesor en distancias separadas de la porción 264. Una razón de esto es que como la capa 250 se hace más gruesa más allá de la altura de la porción 272, el metal es depositado tanto vertical como lateralmente encima de la 272, reduciendo así la velocidad de deposición vertical en la proximidad de la porción 272. Una vez que se detiene la deposición lateral de la capa 250, la velocidad de deposición de la capa 250 es la misma en todas partes (incluyendo la porción 272 sustancialmente superpuesta y la porción adyacente 264).
Como se muestra en la Figura 6E, la estructura sacrificial 266 es eliminada después de la capa 250 es provista. La eliminación de la estructura sacrificial 266 puede ser efectuada usando métodos similares que los descritos anteriormente con respecto a las estructuras sacrificiales 164 y 172. Como se describió antes con respecto a las Figuras 5A a 5F, otros pasos de procesamiento pueden ser utilizados antes o después de la formación de la estructura mostrada en la Figura 6E.
Según una realización ejemplar, la superficie superior de la capa metálica 250 puede ser aplanada usando una técnica de pulimento químico-mecánico u otra técnica similar. Una característica ventajosa de realizar tal paso de aplanamiento es que toda la superficie de la cabeza impresora 200 tendrá una característica relativamente plana alrededor de la boquilla.
Las Figuras 7A a 7D son vistas en corte transversal semiesquemáticas de una porción de una cabeza impresora 300 similar que la mostrada en la Figura 4, mostrando los pasos de un proceso de fabricación según otra realización ejemplar. Similar que la realización mostrada con respecto a las Figuras 6A a 6E, una característica de la realización mostrada en las Figuras 7A a 7D es la formación de una estructura sacrificial completa antes de la deposición de metal usado para formar una estructura de cabeza impresora.
Como se muestra en la Figura 7A, una estructura sacrificial 366 que tiene una porción superior 364 y una porción inferior 372 es formada sustancialmente superpuesta a una capa 330 de película delgada. Como con las estructuras 264 y 272 descritas anteriormente con respecto a las Figuras 6A a 6E, la porción superior 364 es utilizada para formar una boquilla y la porción interior 372 es utilizada para formar una cámara de tinta o colector de tinta. La estructura sacrificial 366 puede ser formada de una manera similar que la descrita anteriormente con respecto a las Figuras 6A a 6E (o sea, utilizando el depósito, el modelado y la eliminación sucesivos de una porción de dos capas separadas de material protector fotosensible).
Como también se muestra en la Figura 7A, una capa 390 de metal es provista sustancialmente superpuesta a la estructura sacrificial 366 y a la superficie de la capa 330 de película delgada no cubierta por la estructura sacrificial 366. Cualquiera de diversos métodos de deposición puede ser usado para formar la capa 390, incluyendo deposición física de vapor, evaporación, deposición química de vapor, electrodeposición, deposición no electrolítica, metalización autocatalítica, etc. La capa 390 está destinada a actuar como una capa de germen para cubrir capas metálicas usadas para formar la estructura de cabeza impresora. Según una realización ejemplar, la capa 390 puede tener un espesor de entre 500 y 3.000 angstroms aproximadamente. Según otras realizaciones ejemplares, la capa 390 puede tener un espesor de entre 500 angstroms y 2 micrómetros.
La capa 390 puede incluir un metal relativamente inerte tal como oro, platino y/o aleaciones de oro y platino. Según otras realizaciones, la capa 390 puede incluir paladio, rutenio, tántalo, aleaciones de tántalo, cromo y/o aleaciones de cromo.
Como se muestra en la Figura 7B, una capa 350 de metal es provista o depositada sustancialmente superpuesta a la capa 390 (o sea, sustancialmente superpuesta a, y alrededor de, la estructura sacrificial 366 y sustancialmente superpuesta a las porciones de las capas 330 de películas delgadas no cubiertas por la estructura sacrificial 366). El material usado para formar la capa 350 pude ser similar que el usado para formar la capa 50 de cámara y la capa 60 de boquilla como se muestra en la Figura 4. Como se muestra en la Figura 7B, una porción del metal usado para formar la capa 350 se extiende sustancialmente superpuesta a una superficie superior de una porción superior 364 de la estructura sacrificial 366.
Según una realización ejemplar mostrada en la Figura 7C, un proceso de aplanamiento es usado para aplanar la superficie superior de la capa 350 y la estructura sacrificial 366. Según una realización ejemplar, una técnica de puli-
mento químico-mecánico es utilizada para aplanar la superficie superior de la capa 350 y la estructura sacrificial 366.
La estructura sacrificial 366 es eliminada como se muestra en la Figura 7D usando métodos similares que los descritos anteriormente con respecto a la estructura sacrificial 266. El resultado es la formación de una cámara 370 y una boquilla 362 similares que la cámara 70 y la abertura 62 mostradas en la Figura 4. Como se describió antes, pasos de procesamiento adicionales pueden ser realizados antes o después de la formación de la estructura mostrada en la Figura 7D.
Como un paso opcional (no mostrado), una capa de metal similar o idéntica que la usada para formar la capa 390 puede ser provista sustancialmente superpuesta a una superficie superior de la capa 350. Una característica ventajosa de tal configuración es que la capa 350 puede ser encapsulada o revestida eficazmente para impedir daños debidos a tintas u otros líquidos. De esta manera, metales relativamente inertes (por ejemplo, oro, platino, etc.) pueden ser utilizados para formar la pared o superficie que está en contacto con la tinta usada por la cabeza impresora, aunque un material relativamente menos caro (por ejemplo, níquel) puede ser usado como un material de "relleno" para formar la estructura para la cámara y la boquilla.
Las Figuras 8 a 11 son micrografías electrónicas de exploración que ilustran la formación de cámaras de cabeza impresora de chorro de tinta según realizaciones ejemplares. La Figura 8 muestra una estructura sacrificial a nivel de cámara formada de un material protector fotosensible positivo, ampliada 500 veces. La Figura 9 muestra una estructura sacrificial similar a nivel de cámara formada de un material protector fotosensible negativo, ampliada 1.000 veces. Las Figuras 10 y 11 muestran la formación de cámaras después de la eliminación de las estructuras sacrificiales de material protector fotosensible mostradas en las Figuras 8 y 9, respectivamente. La Figura 8 ilustra la forma inicial del mandril de material protector creado a partir del material protector SPR220. La forma de las paredes del material depositado en la Figura 10 se adapta a la forma inicial del material protector de metalización mostrado en la Figura 8. Las Figuras 9 y 11 muestran que el níquel depositado alrededor del material protector JSR THB 151N también se adapta bien a la forma de material protector. Las Figuras 10 y 11 también ilustran que es posible depositar estructuras que tienen una superficie relativamente plana.
La Figura 12 es una micrografía electrónica de exploración que ilustra la formación de una arquitectura microfluídica que tiene la capa 54 en ella. Como se muestra, la capa 54 se adapta a la capa 50 de cámara y a la capa 60 de boquilla, y descansa sobre la capa 38 de germen. Como se representa, la capa 54 no hace contacto con el sustrato 12.
Ha de comprenderse que cualquiera de las diversas realizaciones descritas en esto puede incluir la capa 54 que tiene la característica superficial predeterminada. Ha de comprenderse además que la capa 54 puede ser situada sobre la capa 50 de cámara (también representada como 150, 250, 350), la capa 60 de boquilla (también representada como 160) y/o las áreas/elementos (excluyendo generalmente el sustrato 12) que son adyacentes a la cámara microfluídica 70 (también representada como 170, 370).
La(s) realización(es) descrita(s) ofrece(n) muchas ventajas, incluyendo, pero no limitadas, a las siguientes. La electrodeposición selectiva de la capa 45, que tiene una propiedad predeterminada, y la capa 50 de cámara permiten que el coste de fabricación sea relativamente económico mientras mantiene la integridad superficial deseada de la arquitectura 10. Además, diversos materiales pueden ser seleccionados para los diversos elementos de arquitectura (por ejemplo, la capa 54, la capa 50 de cámara, la boquilla 60) puesto que son establecidos individualmente. Aún más, la(s) realización(es) de la(s) estructura(s) microfluídica(s) 10 descrita(s) en esto son ventajosamente adecuadas para uso en diversos dispositivos tales como, por ejemplo, cabezas impresoras de chorro de tinta, inyectores de combustible, dispositivos biológicos microfluídicos, dispositivos dispensadores farmacéuticos, etc.
Aunque varias realizaciones han sido descritas con detalle, para los expertos en la técnica será evidente que las realizaciones descritas pueden ser modificadas. Por tanto, la descripción anterior ha de ser considerada ejemplar más bien que limitativa.

Claims (16)

1. Una arquitectura microfluídica (10, 10') que comprende:
un sustrato (12) que tiene un borde;
una pila (30, 130, 230, 330) de películas delgadas establecida sobre al menos una porción del sustrato (12) adyacente al borde, incluyendo la pila (30, 130, 230, 330) de películas delgadas una capa no conductiva (37) y una capa (38) de germen, estando la capa (38) de germen situada tal que una porción de la capa no conductiva (37) está descu-
bierta;
una capa (50, 150, 250, 350) de cámara establecida sobre al menos una porción de la capa (38) de germen, en la que el sustrato (12), la pila (30, 130, 230, 330) de películas delgadas y la capa (50, 150, 250, 350) de cámara definen un cámara microfluídica (70, 170, 370);
una capa (54), que tiene una propiedad superficial predeterminada, electrodepositada sobre la capa (50, 150, 250, 350) de cámara y sobre al menos una de otra porción de la capa (38) de germen y la porción descubierta de la capa no conductiva (37); y
una capa (60, 160) de boquilla establecida sobre la capa (54) que tiene una propiedad superficial predeterminada, teniendo la capa (60, 160) de boquilla una abertura (62, 162, 362) definida en ella tal que el fluido puede al menos uno de entrar en, y salir de, la cámara microfluídica (70, 170, 370).
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2. La arquitectura microfluídica (10, 10') según la reivindicación 1, en la que la capa (54), que tiene una propiedad superficial predeterminada, comprende al menos uno de paladio, níquel, cobalto, oro, platino, rodio, aleaciones de ellos y mezclas de ellos.
3. La arquitectura microfluídica (10, 10') según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en la que la propiedad superficial predeterminada comprende al menos una de resistencia a la corrosión, dureza superficial, rugosidad superficial, humectabilidad, densidad predeterminada, acabado superficial predeterminado, porosidad predeterminada, brillo y combinaciones de ellas.
4. La arquitectura microfluídica (10, 10') según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la cámara (70, 170, 370) está adaptada para contener al menos uno de los fluidos biológicos, tintas, combustibles y fluidos farmacéuticos.
5. Un método para fabricar una arquitectura microfluídica (10, 10'), comprendiendo el método:
establecer una pila (30, 130, 230, 330) de películas delgadas sobre un sustrato (12), incluyendo la pila (30, 130, 230, 330) de películas delgadas una capa no conductiva (37) y una capa (38) de germen;
grabar selectivamente la pila (30, 130, 230, 330) de películas delgas tal que una porción del sustrato (12) y una porción de la capa no conductiva (37) son descubiertas;
establecer una capa sacrificial (172, 272, 372) sobre el sustrato (12) descubierto y sobre la capa no conductiva (37) descubierta;
electrodepositar una capa (50, 150, 250, 350) de cámara sobre la capa (38) de germen;
eliminar la capa sacrificial (172, 272, 372), formando de tal modo una cámara microfluídica (70, 170, 370);
electrodepositar selectivamente una capa (54), que tiene una propiedad superficial predeterminada, sobre la capa (50, 150, 250, 350) de cámara y la porción descubierta de la capa no conductiva (37);
establecer una segunda capa sacrificial (172') en la cámara microfluídica (70, 170, 370) en un modelo predeterminado;
electrodepositar selectivamente una capa (60, 160) de boquilla sobre una porción predeterminada de la segunda capa sacrificial (172') y sobre la capa (54) que tiene una propiedad superficial predeterminada; y
eliminar la segunda capa sacrificial (172'), formando de tal modo la capa (60, 160) de boquilla que tiene una abertura (62, 162, 362) definida en ella tal que el fluido puede al menos uno de entrar en, y salir de, la cámara microfluí-
dica (70, 170, 370).
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6. El método según la reivindicación 5, comprendiendo además:
establecer adicionalmente la capa sacrificial (172, 272, 372) sobre una primera porción de la capa (38) de germen;
electrodepositar adicionalmente la capa (50, 150, 250, 350) de cámara sobre otra porción de la capa (38) de germen, en el que la eliminación de capa sacrificial (172, 272, 372) incluye eliminar la capa sacrificial (172, 272, 372) de la primera porción de la capa (38) de germen; y
establecer adicionalmente la capa (54), que tiene una propiedad superficial predeterminada, sobre la otra porción de la capa (38) de germen.
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7. El método según la reivindicación 5 o la reivindicación 6, en el que establecer la capa no conductiva (37) y la capa (38) de germen es efectuado por deposición física de vapor, deposición por evaporación, deposición química de vapor, deposición física de vapor intensificada por plasma, deposición química de vapor intensificada por plasma o revestimiento por rotación.
8. Un dispositivo electrónico (11) que comprende:
la arquitectura microfluídica (10, 10') de la reivindicación 1; y
un fluido predeterminado dispuesto en la cámara microfluídica (70, 170, 370).
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9. Una arquitectura microfluídica (10, 10') que comprende:
un sustrato (12) que tiene un borde;
una pila (30, 130, 230, 330) de películas delgadas establecida sobre al menos una porción del sustrato (12) adyacente al borde, incluyendo la pila (30, 130, 230, 330) de películas delgadas una capa no conductiva (37) y una capa (38) de germen, estando la capa (38) de germen situada tal que una porción de la capa no conductiva (37) está descu-
bierta;
una capa (50, 150, 250, 350) de cámara establecida sobre al menos una porción de la capa (38) de germen, en la que el sustrato (12), la pila (30, 130, 230, 330) de películas delgadas y la capa (50, 150, 250, 350) de cámara definen una cámara microfluídica (70, 170, 370);
una capa (60, 160) de boquilla establecida sobre la capa (50, 150, 250, 350) de cámara, teniendo la capa (60, 160) de boquilla una abertura (62, 162, 362) definida en ella;
una capa (54), que tiene una propiedad superficial predeterminada, electrodepositada sobre la capa (60, 160) de boquilla y sobre al menos una de otra porción de la capa (38) de germen y la porción descubierta de la capa no conductiva (37);
un resistor (14) establecido sobre otra porción del sustrato (12); y
una capa (20) protectora de resistor establecida sobre el resistor (14) y entre el sustrato (12) y la pila (30, 130, 230, 330) de películas delgadas.
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10. La arquitectura microfluídica (10, 10') según la reivindicación 9, en la que la capa (54), que tiene una propiedad superficial predeterminada, comprende al menos uno de paladio, níquel, cobalto, oro, platino, rodio, aleaciones de ellos y mezclas de ellos.
11. La arquitectura microfluídica (10, 10') según cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10, en la que la propiedad superficial predeterminada comprende al menos una de resistencia a la corrosión, dureza superficial, rugosidad superficial, humectabilidad, acabado superficial predeterminado, densidad predeterminada, porosidad predeterminada, brillo y combinaciones de ellas.
12. La arquitectura microfluídica (10, 10') según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en la que al menos una de la capa (50, 150, 250, 350) de cámara y la capa (60, 160) de boquilla comprende al menos uno de níquel, hierro, cobalto, cobre, oro, paladio, platino, rodio, cromo, zinc, plata, aleaciones de ellos y combinaciones de ellos.
13. La arquitectura microfluídica (10, 10') según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en la que al menos una de la cámara microfluídica (70, 170, 370) y la abertura (62, 162, 362) de capa de boquilla está adaptada para contener al menos uno de fluidos biológicos, tintas, combustibles y fluidos farmacéuticos.
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14. Un método para fabricar una arquitectura microfluídica (10, 10'), comprendiendo el método:
establecer una pila (30, 130, 230, 330) de películas delgadas sobre un sustrato (12), incluyendo la pila (30, 130, 230, 330) de películas delgadas una capa no conductiva (37) y una capa (38) de germen;
grabar selectivamente la pila (30, 130, 230, 330) de películas delgadas tal que una porción del sustrato (12) y una porción de la capa no conductiva (37) son descubiertas;
establecer una capa sacrificial (172, 272, 372) sobre el sustrato (12) descubierto y sobre la capa no conductiva (37) descubierta;
electrodepositar una capa (50, 150, 250, 350) de cámara sobre la capa (38) de germen;
establecer una segunda capa (52) de germen sobre la capa (50, 150, 250, 350) de cámara y sobre la capa sacrificial (172, 272, 372);
establecer una segunda capa sacrificial (164, 264, 364) sobre una porción predeterminada de la segunda capa (52) de germen;
electrodepositar una capa (60, 160) de boquilla sobre otra porción de la segunda capa (52) de germen;
eliminar la segunda capa sacrificial (164, 264, 364), la porción predeterminada de la segunda capa (52) de germen y la capa sacrificial (172, 272, 372), formando de tal modo una abertura (62, 162, 362) en la capa (60, 160) de boquilla y una cámara microfluídica (70, 170, 370);
electrodepositar selectivamente una capa (54), que tiene una propiedad superficial predeterminada, sobre la capa (60, 160) de boquilla y la porción descubierta de la capa no conductiva (37);
establecer adicionalmente la capa sacrificial (172, 272, 372) sobre una primera porción de la capa (38) de germen;
electrodepositar adicionalmente la capa (50, 150, 250, 350) de cámara sobre otra porción de la capa (38) de germen, en el que la eliminación de capa sacrificial (172, 272, 372) incluye eliminar la capa sacrificial (172, 272, 372) de la primera porción de la capa (38) de germen; y
establecer adicionalmente la capa (54), que tiene una propiedad superficial predeterminada, sobre la otra porción de la capa (38) de germen.
\vskip1.000000\baselineskip
15. El método según la reivindicación 14, en el que establecer una pila (30, 130, 230, 330) de películas delgadas incluye establecer la capa no conductiva (37) y después establecer la capa (38) de germen sobre la capa no conductiva (37).
16. El método según cualquiera de las reivindicaciones 14 y 15, comprendiendo además establecer un resistor (14) y una capa protectora (20) de resistor sobre el sustrato (12) antes de establecer la pila (30, 130, 230, 330) de películas delgadas.
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