PL202574B1

PL202574B1 - Sposób wytwarzania mikrokomponentów

Info

Publication number: PL202574B1
Application number: PL352031A
Authority: PL
Inventors: Andreas Thies; Konrad Crämer; Heinrich Meyer
Original assignee: Atotech Deutschland Gmbh
Priority date: 1999-05-28
Filing date: 2000-05-23
Publication date: 2009-07-31
Also published as: JP2003500540A; ATE243618T1; EP1198344A1; US6736983B1; DE19926025A1; EP1198344B1; AU5804200A; PL352031A1; MXPA01012096A; WO2000073056A1; ES2202146T3; BR0011545A; KR100649374B1; CA2372938A1; CZ296812B6; KR20020010662A; CZ20014234A3; TW562871B; DE50002664D1

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania mikrokomponentów zawierających co najmniej jedną pojedynczą warstwę, które mogą mieć zastosowanie w przemyśle chemicznym, między innymi w reakcjach syntezy i w innych zastosowaniach, na przykład jako reaktory do wytwarzania wodoru w celu przemiany energii (ogniwa paliwowe), jak również jako wymienniki ciepła, mieszalniki i parowniki.

Od wielu lat znane są z literatury mikroreaktory korzystniejsze od tradycyjnych urządzeń do wytwarzania związków chemicznych. Jednak problemem w nich występującym jest sposób rozmieszczenia komórek reakcyjnych, które mają rozmiary w zakresie od kilku mikrometrów do kilku milimetrów i są dużo mniejsze od tradycyjnych reaktorów. Komórki reakcyjne projektuje się w ten sposób, aby mogły w nich zachodzić reakcje fizyczne, chemiczne lub elektrochemiczne. W przeciwieństwie do konwencjonalnego układu porów (katalizatory heterogeniczne) wymiary komórek reakcyjnych są określone ich strukturą, dlatego też mogą być wytwarzane sposobem technicznym w sposób uporządkowany. W zespole reaktora występuje uporządkowane rozmieszczenie pojedynczych komórek reakcyjnych, zwłaszcza w sposób powtarzalny jedno-, dwu- lub trójwymiarowo. Do mikroreaktorów chemicznych, w szerszym znaczeniu, zaliczane są również struktury zasilania i opróżniania dla płynów (cieczy, gazów) oraz czujniki i siłowniki, na przykład zawory sterujące przepływem substancji przez pojedyncze ogniwa, a także elementy grzewcze.

Zastosowanie mikroreaktorów chemicznych w celu wytwarzania wodoru do ogniw paliwowych wytwarzających energię zostało opisane na przykład przez R. Peters w publikacji „Scouting Study about the Use of Microreactors for Gas S Supply in a PEM-Fuel Celi System for Traction”, Proc. Of the lst. Int. Conf. on Microreaction Technology, Frankfurt, 1997.

Pomysł stosowania mikroreaktorów chemicznych został również wykorzystany w wymiennikach ciepła. W tym przypadku, w wymienniku ciepła znajdują się co najmniej dwa kanały przepływowe oddzielone jeden od drugiego i służące do przekazywania ciepła z płynu w jednym kanale do płynu w innym kanale.

Znanych jest kilka przykładów wykorzystania mikroreaktorów chemicznych lub wymienników ciepła. Przykładem takim jest proces LIGA (litografia, kształtowanie galwaniczne, formowanie). W procesie tym warstwa z tworzywa, zazwyczaj polimetylometakrylanu (PMMA) jest poddana napromieniowaniu synchrotronowemu i dalej przekształcana. Struktura wytworzona tym sposobem jest pokryta metalem w podobny sposób jak w procesie elektrolitycznym. Metalowa struktura może być powielana w dalszych etapach przez formowanie tworzywa sztucznego (formowanie wtryskowe tworzywa). Sposób ten został opisany przez w Ehrfeld i H. Lehr in Radiat. Phys. Chem., tom. 45, strony 349 do 365. Sposoby budowy struktur na powierzchniach krzemu, które zostały rozwinięte w przemyśle półprzewodników mogą zostać zaadoptowane do wytwarzania mikroreaktorów. Na przykład w „Microfabricated Minichemical Systems: Technical Feasibility”, DECHEMA Monographs, tom 132, strony 51 do 69 opisany jest przez J. J. Lerou sposób, w którym trzy wytrawione płytki krzemowe i dwie płytki kończące są łączone razem z zewnętrznych stron. W dodatku, wykorzystano tam jako mikroreaktor wymiennik ciepła wypełniony cząstkami polikrystalicznego srebra.

Tak samo prowadzi się sposób wytwarzania mikroreaktorów, który jest opisany w amerykańskim dokumencie patentowym USA-5 534 328, w którym wytrawione płytki krzemowe są łączone w stos. Tym niemniej, inne materiały również są używane do budowy mikroreaktorów, na przykład metale, polimery, ceramika, szkło i kompozyty. W celu przeprowadzenia reakcji katalizy zaleca się między innymi, aby ściany kanałów reakcyjnych reaktorów pokryte były powłoką katalityczną.

Z opisu patentowego EP 0 212 878 A1 znany jest sposób wytwarzania wymienników ciepła, w których kanał y przepł ywowe dla czynnika cieplnego formuje się w stalowych pł ytach przez wytrawianie chemiczne. Stalowe płyty są następnie zespalane razem przez zgrzewanie dyfuzyjne.

Z opisu patentowego WO-A-9 215 408 znany jest sposób wytwarzania mikrosit, technologią plazmy polegający na wytrawianiu otworków w określony wzór w jednorodnym nośniku pokrytym odporną na wytrawianie powłoką. Następnie kilka nośników z otworkami łączy się razem.

Z niemieckiego opisu patentowego DE 1 9708 472 A1 znany jest sposób wytwarzania mikroreaktorów chemicznych polegający na formowaniu kanałów przepływowych w pojedynczych płaszczyznach, z podłoży z obszarami metalu zmodyfikowanymi za pomocą technik fotolitograficznych lub sitodruku, a uzyskana struktura kanałów utrzymywana jest przez usuwanie lub osadzanie metalu. Osobno wytwarzane płaszczyzny są następnie układane w stos i pewnie łączone razem. Na przykład, kanały mogę być wytwarzane drogą częściowego wytrawiania metalowej warstwy podłoża.

PL 202 574 B1

Poprzednio znane sposoby wytwarzania mikroreaktorów chemicznych i wymienników ciepła mają różnorodne wady. Na przykład do wytwarzania kanałów niezbędne są skomplikowane i/albo kosztowne technologie. W kilku przypadkach, wytwarzanie reaktorów jest ograniczana wyłącznie do krzemu jako materiału.

Często konieczne jest wytwarzanie funkcjonalnych powłok na ściankach kanałów w celu wywołania wcześniej zdefiniowanych własności mikrokomponentów. Tym sposobem mikroreaktor może być wytwarzany jako wymiennik ciepła produkowany z miedzi, w którym kanały są pokryte metalową powłoką osadzoną metodą bezprądową, na przykład palladem. W technologii reakcji chemicznych, powierzchniowe powłoki funkcjonalne służą na przykład jako katalizator reakcji chemicznej. Późniejsze pokrywanie kanałów przepływowych tych płaszczyzn za pomocą metod galwanotechnicznych jest jednak często niemożliwe gdyż powłoki funkcjonalne w tym przypadku nie mogą być nakładane elektrolitycznie ze względu na elektryczne ekranowanie samego reaktora lub wymiennika ciepła. W bezprądowej metalizacji, również, okazało się, że bezpieczne pokrycie jest niemożliwe, ponieważ zwykle używane kąpiele metalizacyjne reaguję bardzo wrażliwie na różne prędkości przepływu cieczy metalizacyjnej po powierzchniach przeznaczonych do pokrycia. W tych warunkach, obszary powierzchni, po których płynie ciecz metalizacyjna powoli są metalizowane w sposób bezprądowy, podczas gdy obszary powierzchni, po których płynie ciecz z dużą prędkością nie są pokrywane metalem. Przy bardzo wąskich kanałach, mogą występować problemy z bezprądowym osadzaniem metalu, wykorzystującego bardzo wysoki ładunek wanny (powierzchnie są pokrywane na objętość kąpieli), takie, że wytwarzane są jedynie warstwy nieodpowiedniej jakości. Może dojść do tego, że wytworzenie powłoki całkowicie pokrywającej powierzchnię staje się zupełnie niemożliwe. Ponadto sposobem bezprądowym można osadzać tylko pewne metale.

Sposoby osadzania gazowego stosowane do wytwarzania warstw są w tym przypadku praktycznie nie do zastosowania.

W przypadkach, w których powłoki funkcjonalne nałoż one są przed połączeniem pojedynczych warstw w mikrokomponent, połączenie warstw pojedynczych komponentów jest problematyczne, ponieważ połączenia między wytwarzanymi pojedynczymi warstwami są zawodne.

Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu, który wyeliminuje niedogodności znanych dotychczas sposobów, a zwłaszcza tego, że często komponenty wytwarzane z pojedynczych warstw mają nieszczelności, z których płyny będące pod względnie wysokim ciśnieniem przenikają na zewnątrz. Ponadto powłoki funkcjonalne nie są trwałe w przypadku połączeń termicznych zwykle używanych do łączenia warstw pojedynczych. Powłoki funkcjonalne są uszkadzane lub nawet niszczone, zwłaszcza w przypadkach, w których materiał, z którego są wykonane ma niższą temperaturę topnienia lub temperaturę przejścia niż temperatura stosowana podczas łączenia. W szczególności do tworzenia powłok funkcjonalnych używa się metali szlachetnych, takich jak platyna, iryd, pallad i złoto. Metale te mają wyższą temperaturę topnienia niż miedź zwykle używana jako bazowy materiał mikrokomponentów i dlatego są bardziej odporne termicznie w procesie łączenia, w którym bazowe materiały dwóch pojedynczych warstw są spajane razem. Jakkolwiek w tych i innych przypadkach tworzenia warstw zauważono, że w trakcie zgrzewania dyfuzyjne folii z mikrostrukturą reaktora powlekanych tym sposobem, niezbędne są tak wysokie temperatury łączenia, że powłoka funkcjonalna i materiał bazowy zostają zmieszane ze sobą nawet przed ostatecznym połączeniem materiałów bazowych ze sobą. Tak, więc funkcjonalność warstwy ulega zniszczeniu, przykładem tego jest warstwa palladu osadzona na pojedynczej warstwie wykonanej z miedzi, gdyż w tych warunkach pallad dyfunduje bardzo szybko do miedzi.

Z przytoczonych powodów, sposoby wytwarzania, w których warstwy funkcjonalne był yby nakładane przed łączeniem warstw pojedynczych razem, nie były brane pod uwagę jako możliwe do zastosowania.

Problemem technicznym postawionym przed niniejszym wynalazkiem jest zatem opracowanie sposobu za pomocą, którego można wytwarzać mikrokomponenty zawierające co najmniej jedną pojedynczą warstwę, która ma wewnętrzną strukturę, na przykład kanały przepływowe, ograniczoną przez ściany tych komponentów i warstwy funkcjonalne na ścianach struktur. Mikrokomponenty powinny być odpowiednie do różnorodnych zastosowań w reakcjach związków chemicznych, do wymiany ciepła, do mieszania substancji lub do odparowania roztworów. W szczególności powinno być możliwe stosowanie różnych warstw funkcjonalnych na powierzchniach kanałów dla różnych zastosowań mikrokomponentów. Ponadto, sposób wytwarzania mikrokomponentów powinien umożliwiać masowość ich produkcji i niskie koszty wytwarzania przy minimalnej liczbie braków produkcyjnych. Mikrore4

PL 202 574 B1 aktory, wymienniki ciepła, mieszalniki i parowniki produkowane tym sposobem powinny być również możliwe do wytwarzania możliwie tanio i prosto w dużych ilościach. W szczególności powinno być możliwe wytwarzanie mikrokomponentów, w których nie ma problemów ze względu na nieszczelności w kanałach przepływowych i w których nie występują problemy z ciągłością powłoki funkcjonalnej podczas łączenia warstw pojedynczych.

W szczególnoś ci problem polegają cy na tym, ż e znane sposoby wytwarzania nie sprawdzają się podczas wytwarzania mikroreaktorów i innych mikrokomponentów wolnych od nieszczelności w punktach połączeń , może być rozwiązany sposobem według wynalazku. W wyniku przeprowadzenia szeregu eksperymentów nieoczekiwanie okazało się, że przyczyną wycieków jest to, że właśnie warstwy funkcjonalne wywierają szkodliwy wpływ na spójność warstw.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania mikrokomponentów zawierających, co najmniej jedną pojedynczą warstwę, posiadającą strukturę wewnętrzną ograniczoną ścianami tych komponentów oraz warstwy funkcjonalne na ścianach struktur, w którym

A. wytwarza się co najmniej jedną pojedynczą warstwę

a. wytwarzając pierwszą warstwy metalu, względnie metalowej folii oraz

b. formując struktury wewnętrzne na i/albo w pierwszej warstwie metalu lub metalowej folii, odpowiednim sposobem wytrawiania i/albo osadzania metalu, po czym

B. jedną pojedynczą warstwę układa się w stos i łączy z segmentem zakańczającym strukturę wewnętrzną, względnie łączy się wiele pojedynczych warstw ze sobą i z segmentem zakańczającym, charakteryzujący się tym, że

c. dodatkowo, po utworzeniu struktur wewnętrznych w etapie b, a przed układaniem w stos i łączeniem z segmentem zakańczającym w etapie B, formuje się powłoki funkcjonalne, wyłącznie na ścianach struktur wewnętrznych. Korzystnie, struktury wewnętrzne formuje się na i/albo w pierwszej warstwie metalu lub metalowej folii

b. odwzorowując wewnętrzną strukturę na pierwszej warstwie metalu lub metalowej folii sposobem formowania oraz b'. selektywnie wytrawiając obszary pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii, odsłonięte w trakcie przeprowadzania sposobu formowania. W innym korzystnym wariancie wynalazku, w trakcie prowadzenia sposobu formowania wewnętrznych struktur b1. pokrywa się co najmniej jeden obszar powierzchni pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii powłoką stanowiącą warstwę światłoczułą, następnie naświetla się warstwę światłoczułą wzorcem struktury oraz odsłania się pierwszą warstwę metalu lub metalowej folii we wszystkich miejscach, w których bę d ą tworzone struktury, wzglę dnie b2. pokrywa się co najmniej jeden obszar pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii powłoką stanowiącą warstwę lakieru naniesionego metodą sitodruku w miejscach powierzchni, na których nie będą tworzone struktury, względnie b3. nakłada się powłokę stanowiącą perforowaną folię na co najmniej jednej powierzchni pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii, przy czym perforacje znajdują się w tych wszystkich miejscach powierzchni, w których mają być tworzone struktury.

Korzystnie, powłoka stanowiąca warstwę światłoczułą, warstwę lakieru naniesioną metodą sitodruku, względnie perforowaną folię jest usuwana między formowaniem powłok funkcjonalnych w etapie c a układaniem w stos i łączeniem z segmentem zakańczającym w etapie B, względnie po układaniu w stos i łączeniu z segmentem zakańczającym w etapie B.

W innym korzystnym wariancie wynalazku, przed układaniem w stos i łączeniem z segmentem zakańczającym w etapie B, nakłada się dodatkowe warstwy metalu wyłącznie na tych obszarach powierzchni pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii, które nie są pokryte powłokami funkcjonalnymi,

d. pokrywając warstewką ochronną jedynie powłoki funkcjonalne

e. formując dodatkowe warstwy metalu na odsłoniętych obszarach powierzchni pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii, po usunięciu powłoki stanowiącej warstwę światłoczułą, warstwę lakieru naniesioną metodą sitodruku lub folię perforowaną oraz

f. usuwając warstewkę ochronną.

W jeszcze innym korzystnym wariancie wynalazku, przed układaniem w stos i łączeniem z segmentem zakańczającym w etapie B, nakłada się warstwy klejące, wyłącznie na te obszary powierzchni pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii, które nie są pokryte powłokami funkcjonalnymi

d. pokrywając warstewką ochronną jedynie powłoki funkcjonalne

PL 202 574 B1

e. formując warstwę klejącą na odsłoniętych obszarach powierzchni pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii, po usunięciu powłoki stanowiącej warstwę światłoczułą, warstwę lakieru naniesioną metodą sitodruku lub warstwę perforowaną oraz

f. usuwając warstewkę ochronną.

W kolejnym korzystnym wariancie wynalazku wewnętrzne struktury formuje się na pierwszej warstwie metalu lub metalowej folii

c. formując powłokę funkcjonalną na pierwszej warstwie metalu lub metalowej folii

b. odwzorowując wewnętrzną struktury poprzez b1. pokrywanie co najmniej jednego obszaru powłoki funkcjonalnej powłoką stanowiącą warstwę światłoczułą, naświetlanie warstwy światłoczułej wzorcem struktury oraz odsłonięcie pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii we wszystkich obszarach w których nie będą tworzone struktury wewnętrzne; względnie b2. pokrywanie co najmniej jednego obszaru powłoki funkcjonalnej powłoką stanowiącą warstwę lakieru naniesioną metodą sitodruku w miejscach które odpowiadają obszarom w których będą formowane struktury wewnętrzne, względnie b3. nakładanie powłoki stanowiącej folię perforowaną na co najmniej jednym obszarze powłoki funkcjonalnej, gdzie perforacje znajdują się we wszystkich obszarach powierzchni w których nie będą formowane struktury wewnętrzne i b'. formując wgłębienia w powłoce funkcjonalnej przez selektywne wytrawianie odsłoniętych obszarów powłoki funkcjonalnej

b. nakładając metal jedynie w zagłębieniach tworzonych w etapie b'.

Korzystnie, zrównuje się powierzchnię powłoki stanowiącej warstwę światłoczułą, warstwę lakieru naniesioną metodą sitodruku lub folię perforowaną z powierzchnią osadzonej warstwy metalu przez szlifowanie i/albo polerowanie.

W innym korzystnym wariancie wynalazku, usuwa się powłokę stanowiącą warstwę ś wiatłoczułą, warstwę lakieru naniesiona metodą sitodruku lub folię perforowaną przed układaniem w stos i łączeniem z segmentem zakańczającym strukturę wewnętrzną (B).

Korzystnie, pojedynczą warstwę łączy się z segmentem zakańczającym, względnie wiele pojedynczych warstw łączy się ze sobą i z segmentem zakańczającym przez lutowanie, spawanie lub klejenie.

Korzystnie pierwsza warstwa metalu lub metalowej folii jest tworzona z miedzi, stali lub glinu.

Korzystnie, powłoki funkcjonalne formuje się z metali lub stopów metali z grupy pobocznej VIII układu okresowego pierwiastków, zwłaszcza z metalu wybranego z grupy zawierającej platynę, iryd, pallad i złoto.

Zaletą wynalazku jest to, że powłoki funkcjonalne formuje się wyłącznie na ścianach kanałów zanim pojedyncze warstwy są ułożone w stos, złączone razem i z segmentem zakańczającym kanały przepływowe. W ten sposób unika się osadzania powłok funkcjonalnych w określonych miejscach na warstwach z mikrostrukturami, niezbędnych do połączenia warstw razem.

Sposób według wynalazku ma dodatkowe zalety polegające na tym, że proces łączenia przeprowadza się w niskiej temperaturze. Dzięki temu, mikrokomponenty z wrażliwymi na temperaturę warstwami funkcjonalnymi wytwarza się bez istotnego osłabiania tych warstw. W tych warunkach, dyfuzja warstwy funkcjonalnej do podstawowego materiału pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii w znacznym stopniu ogranicza się, mogą zostać użyte również wrażliwe termicznie warstwy funkcjonalne.

Stosując ten sposób, nie pojawiają się problemy występujące podczas nakładania powłok funkcjonalnych już po złączeniu razem warstw pojedynczych w mikrokomponent. W szczególności, do nakładania powłok mogą być użyte metody osadzania gazowego, na przykład do tworzenia powłok, które nie mogą być wytwarzane sposobem bezprądowego osadzania metalu. Ponadto, możliwe jest również przeprowadzenie metalizacji bezprądowej lub elektrolitycznej.

Zgodnie z wynalazkiem, sposób wytwarzania mikrokomponentów prowadzi się w następujących etapach:

A. Wytwarzanie pojedynczej warstwy przez:

a. wytwarzanie pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii,

b. formowanie wewnętrznych struktur w i/albo na pierwszej warstwie metalu lub metalowej folii, na przykład kanałów przepływowych, odpowiednim sposobem wytrawiania i/albo osadzania metalu,

c. formowanie warstwy funkcjonalnej jedynie na ścianach struktury wewnętrznej,

PL 202 574 B1

B. Układanie w stos i łączenie pojedynczej warstwy z segmentem zakańczającym kanały przepływowe albo kilku pojedynczych warstw ze sobą i z segmentem zakańczającym.

W jednym z wariantów wynalazku, kanał y przepł ywowe w i/albo na pierwszej warstwie metalu lub metalowej folii formuje się według następujących etapów:

b. odwzorowywanie kanałów przepływowych na pierwszej warstwie metalu lub folii metalowej sposobami tworzenia struktur, b'. selektywne wytrawianie obszaru pierwszej warstwy metalu lub folii metalowej naświetlanych podczas tworzenia struktur.

Korzystnie odwzorowywanie prowadzi się alternatywnie przez:

b1. pokrywanie co najmniej pewnego obszar pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii warstwą światłoczułą, na przykład fotorezystem zwykle używanym w technologii elektronicznych płytek drukowanych lub w technologii półprzewodników, naświetlanie warstwy światłoczułej wzorcem kanałów przepływowych i odsłonięcie pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii we wszystkich miejscach, w których będą kształtowane kanały;

b2. pokrywanie co najmniej pewnego obszaru pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii warstwą lakieru naniesioną metodą sitodruku w określonych miejscach powierzchni, w których nie będą kształtowane kanały;

b3. nakładanie na co najmniej pewien obszar pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii perforowanej folii, na przykład folii z tworzywa sztucznego, przy czym perforacje występują we wszystkich miejscach powierzchni, w których będą kształtowane kanały.

Mogą również być użyte metale ochronne, np. jako druga metalowa warstwa nałożona na pierwszej warstwie metalu lub metalowej folii, a ich formowanie odbywa się za pomocą jednej z metod wcześniej opisanych. Następnie na warstwę ochronnego metalu nakładana jest jedna z poprzednio wymienionych powłok lub odpowiednia perforowana folia, która podlega formowaniu, a w warstwie ochronnego metalu tworzone są perforacje w miejscach, w których została odkryta. Następnie, przed dalszą obróbką warstwa pokrywająca lub perforowana folia jest usuwana.

Warstwa światłoczuła, warstwa lakieru naniesiona metodą sitodruku lub folia perforowana może być usunięta między etapem c (formowanie powłoki funkcjonalnej wyłącznie na ścianach kanałów przepływowych) i B (układanie w stosy i łączenie razem pojedynczych warstw z segmentem zakańczającym) lub po etapie B.

W innym wariancie według wynalazku, dodatkowe warstwy metalu można nakładać, zanim pojedyncze warstwy zostaną złączone razem, jedynie na obszarach powierzchni pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii, które nie są pokryte powłoką funkcjonalną stosując następujące etapy:

d. pokrywanie jedynie powłoki funkcjonalne warstewką ochronną, która jest rozpuszczalna w innych rozpuszczalnikach niż warstwa światłoczuła, warstwą lakieru naniesiona metodą sitodruku lub folią perforowaną,

e. formowanie dodatkowych powłok metalu po usunięciu warstwy światłoczułej, warstwy lakieru naniesionej metodą sitodruku lub folii perforowanej na odsłoniętych obszarach powierzchni pierwszej warstwy metalu lub folii metalowej; i

f. usuwanie warstewki ochronnej

W tym wariancie, metalowe warstwy mogą być nakładane na obszarach powierzchni pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii, służąc jako warstwa lutownicza podczas łączenia razem warstw pojedynczych. Na przykład mogą być osadzane warstwy stopu cyna/ołów lub cyna/bizmut.

W innym wariancie ostatnio wymienionego sposobu, zamiast dodatkowej warstwy metalu moż e być użyta warstwa kleju, w praktyce jedynie w obszarach powierzchni pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii, które nie są pokryte powłokami funkcjonalnymi poprzez

d. pokrycie warstewką ochronną tylko powłok funkcjonalnych,

e. formowanie warstw kleju na odsłoniętych obszarach powierzchni pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii po usunięciu warstwy światłoczułej, warstwy lakieru naniesionej metodą sitodruku lub folii perforowanej i

f. usunięcie warstewki ochronnej.

Warstwy klejące pełnią tą samą rolę jak poprzednio wymienione warstwy lutownicze do łączenia razem pojedynczych warstw, przy czym używane są zwłaszcza podczas formowania w kanałach przepływowych bardzo wrażliwych na temperaturę powłok funkcjonalnych, którym podczas procesu łączenia nie można zadawać wysokich temperatur.

PL 202 574 B1

W jeszcze innym korzystnym wariancie wynalazku kanały przepł ywowe zaopatrzone w warstwy funkcjonalne formowane są na pierwszej warstwie metalu lub metalowej folii w następujących etapach:

c. formowanie warstwy funkcjonalnej na pierwszej warstwie metalu lub folii metalowej;

b. odwzorowywanie kanałów przepływowych jedną z następujących metod:

b1. pokrycie co najmniej jednego obszaru powłoki funkcjonalnej warstwą światłoczułą, naświetlenie warstwy światłoczułej wzorcem kanałów przepływowych i odsłonięcie pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii, pokrytych powłoką funkcjonalną, we wszystkich miejscach, w których kanały nie będą formowane; lub b2. pokrycie co najmniej jednego obszaru powłoki funkcjonalnej warstwą lakieru naniesioną metodą sitodruku w miejscach na powierzchni, w których kanały będą formowane; lub b3. nakładanie folii perforowanej na co najmniej jeden obszar powłoki funkcjonalnej, gdzie perforacje znajdują się we wszystkich miejscach powierzchni, w których nie będą tworzone kanały;

b'. formowanie wgłębień w powłoce funkcjonalnej i ewentualnie w pierwszej warstwie metalu lub metalowej folii przez selektywne wytrawianie odsłoniętych obszarów powłoki funkcjonalnej i ewentualnie pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii;

b. formowanie metalowej powłoki jedynie w zagłębieniach utworzonych w etapie b'.

W przypadku, w którym warstwa ś wiatł oczuł a, warstwa lakieru naniesiona metodą sitodruku lub folia perforowana wystaje ponad metalowe warstewki formowane w zagłębieniach, przez szlifowanie i/lub polerowanie można uzyskać zasadniczo płaską powierzchnię utworzoną przez nałożone metalowe warstewki i warstwę światłoczułą, warstwę lakieru naniesioną metodą sitodruku lub folię perforowaną. W tym przypadku ponownie warstwa światłoczuła, warstwa lakieru naniesiona metodą sitodruku lub folia perforowana jest usuwana przed łączeniem razem pojedynczych warstw. Osadzane warstwy metalu tworzą ściany kanałów przepływowych.

Po wytworzeniu pojedynczych warstw jednym z opisanych sposobów, mikrokomponent jest tworzony przez układanie w stos i łączenie pojedynczych warstw z segmentem zakańczającym. Do tego celu może być użyta, w zależności od zastosowanej technologii, metoda lutowania lub zgrzewania, na przykład zgrzewania dyfuzyjnego lub klejenia.

Sposób wytwarzania mikrokomponentów według wynalazku jest przykładowo wyjaśniony na rysunku przedstawiającym proces technologiczny, na którym fig. 1 przedstawia schemat sposobu w pierwszym wariancie A; fig. 2 przedstawia schemat sposobu w drugim wariancie sposobu B; fig. 3 przedstawia schemat sposobu w trzecim wariancie sposobu C; zaś fig. 4 przedstawia schemat sposobu w czwartym wariancie sposobu D.

Figura 1 przedstawia schemat wytwarzania pojedynczej warstwy w podstawowej wersji sposobu (wariant A). Zgodnie z etapem przedstawionym w punkcie a, najpierw wytwarzana jest metalowa folia 1, na przykład z miedzi. Folia w zasadzie może również być wykonana z innego materiału, na przykład stali lub aluminium.

Miedziana folia 1 może być wytworzona na przykład przez elektrolityczne osadzanie miedzi. Sposoby tego typu są znane i używane w produkcji folii miedzianych do zastosowań w technologii wytwarzania elektronicznych płytek drukowanych. Folie metalowe mogą mieć grubość między 1 μm a 500 μm. Zwykle folie mają grubość w przybliżeniu 18 μ^ι.

Zamiast metalowej folii i do wytwarzania pojedynczych warstw może być użyta pierwsza warstwa metalu na nośniku.

Powłoka 2 stanowiąca warstwę światłoczułą, na przykład negatywowo działająca warstwa światłoczuła (lub warstwa lakieru naniesionego metodą sitodruku lub folia perforowana) może być stosowana na całej powierzchni metalowej folii 1. W zasadzie, warstwa ochronna metalu może być również osadzona z metalu, który nie jest rugowany podczas wytrawiania folii metalowej. Dla uformowania warstwy ochronnego metalu, można użyć jednego ze sposobów tworzenia struktur wykorzystujących warstwy światłoczułe lub warstwy lakieru wykonane sitodrukiem lub warstwy folii perforowanej.

Następnie powłoka 2 stanowiąca warstwę światłoczułą jest naświetlana wzorcem kanałów przepływowych zgodnie ze sposobem etapu b, w miejscach, w których kanały przepływowe nie będą formowane w metalowej folii 1. W następnym etapie obróbki, wszystkie nienaświetlone obszary warstwy światłoczułej (lub warstwa lakieru wykonana sitodrukiem lub folia perforowana), w których kanały przepływowe mają być ukształtowane, są usuwane.

W etapie b', metalowa folia 1 jest trawiona w naświetlonych miejscach odpowiednim środkiem trawiącym, na przykład roztworem CuCl2 lub FeCl3, tak, aby zagłębienia były tworzone w obszarach, w których mają być formowane kanały przepływowe.

PL 202 574 B1

Następnie, zgodnie z etapem c, na ścianach i dnie zagłębień uformowanych w metalowej folii 1 osadzana jest warstwa funkcjonalna 3. Rodzaj metody osadzania zależy od typu materiału powłoki funkcjonalnej. Na przykład warstwy metalu szlachetnego mogą być łatwo formowane za pomocą elektrolitycznego osadzania metalu. Mogą być również użyte, bezprądowe sposoby metalizacji lub osadzania metalu z fazy lotnej, na przykład PVD, CVD, PECVD, natryskiwanie lub osadzanie za pomocą par metalu. Można również użyć techniki zol-żel do formowania krzemianów lub warstw tlenków, a inne warstwy cząsteczkowe, które mają określone własności katalityczne mogą również być nakładane przez chemisorpcję lub absorpcję. Dodatkowo można tworzyć warstwy z tworzyw sztucznych lub warstwy ceramiczne. Szczególnie korzystne w przypadku wytwarzania dużych powierzchni na ścianach kanałów przepływowych są warstwy ceramiczne. W tym celu, porowate warstwy ceramiczne, na przykład warstwy tlenku, formowane są przez napylanie. Bardzo odpowiednie jest również osadzanie metodą naparowania próżniowego warstwy glinu, którą można później przekształcić w warstwę tlenku glinu przez anodowanie lub poddanie działaniu kwasem azotowym. Warstwa tego rodzaju może służyć jako nośnik dla katalizatorów, którymi może być nasycona. Powłoka funkcjonalna lub jej fragmenty mogą być również budowane z różnych warstw. Warstwy te mogę służyć między innymi jako nośnik katalizatorów. Chropowate ściany kanału przepływowego, które można tworzyć na przykład przez chropowacenie metalicznych ścian metodą wytrawiania metalu, mogą również być uważane jako warstwy funkcjonalne w rozumieniu wynalazku.

Grubość powłoki funkcjonalnej 3, w zależności od zastosowań, wynosi 10 μm do 100 μm. Jeśli mają być formowane warstwy katalityczne, to odpowiednie są nawet niezmiernie cienkie warstwy.

Powłoka funkcjonalna 3 jest zazwyczaj formowana na odsłoniętych powierzchniach miedzi. Można to przeprowadzić przez zastosowanie elektrolitycznego sposobu osadzania metalu. Jeśli powłoka funkcjonalna rozciąga się na powłokę 2 stanowiącą warstwy pokrywające lub folię perforowaną, to jest usuwana razem z tymi warstwami z powierzchni metalowej folii 1. W ten sposób zawsze jest zagwarantowane, że w obszarach powierzchni folii metalowej sąsiadujących z kanałami przepływowymi, nie jest tworzona warstwa funkcjonalna zgodnie ze sposobem według wynalazku.

Według sposobu przedstawionego w etapie c', warstwa światłoczuła, warstwa lakieru naniesiona metodą sitodruku, folia perforowana lub metal ochronny są następnie usuwane, na przykład metodą rozpuszczania. Jeśli podczas tworzenia struktury użyto warstwę światłoczułą, warstwę lakieru wykonaną sitodrukiem lub folię perforowaną, to można ją usunąć za pomocą rozpuszczalników organicznych, rozpuszczalników organicznych rozcieńczonych wodą lub wodnych roztworów zasadowych. Rozpuszczalnik korzystnie powinien zawierać środek zwilżający z niskim napięciem powierzchniowym. Wybór rozpuszczalnika zależy od typu materiału, który ma być wypłukiwany (lakier sitodruku, warstwa światłoczuła, folia perforowana).

Na przykład do wypłukania metakrylanu polimetylu można użyć acetonu, chloroformu, alkoholu butylowego, 1,4-dioksanu i N,N-metyloamidu kwasu mrówkowego oraz ich mieszanin. W przypadku fotorezystów można stosować N-metylopirolidon, trójchloroetan, dimetylosulfotelenek i chlorku metylu oraz ich mieszaniny. Ponadto mogą być użyte wodne układy alkaliczne z odpowiednimi rozpuszczalnikami. Jeśli zastosowano warstwę metalu ochronnego, to w zależności od rodzaju metalu ochronnego do selektywnego wytrawiania kanałów przepływowych używa się odpowiednich kwasów, zwykle jest to kwas nieorganiczny lub mieszanina kwasów.

Pojedyncza warstwa wytworzona w ten sposób dla mikrokomponentu, na przykład dla mikroreaktora, wymiennika ciepła, mieszalnika lub parnika, jest skonfigurowana jako samonośna miedziana folia i, która zawiera ukształtowane kanały przepływowe jako zagłębienia i w której jedynie ściany kanałów przepływowych są pokryte co najmniej częściowo odpowiednią funkcjonalną powłoką 3.

Następnie większa ilość pojedynczych warstw jest łączona razem, na przykład za pomocą zgrzewania dyfuzyjnego. W tym celu pojedyncze warstwy są układane w precyzyjne stosy, po czym zespalane przez umieszczenie w odpowiednio wysokiej temperaturze. W zasadzie można również użyć innych sposobów łączenia, na przykład lutowania lub klejenia. Kanały przepływowe najwyższej pojedynczej warstwy, które nie są zakończone przez pojedynczą warstwę leżącą nad nimi, są zamykane przez segment zakańczający. Na przykład w tym celu, dodatkowa folia metalowa, która nie zawiera kanałów przepływowych, jest łączona razem ze stosem pojedynczych warstw. Można również wytwarzać mikrokomponenty, w których tylko jedna pojedyncza warstwa jest łączona z segmentem zakańczającym.

Figura 2 przedstawia wariant B sposobu.

PL 202 574 B1

Etapy a, b, b' i c są w tym przypadku identyczne z odpowiednimi etapami w poprzedniej sekwencji. W celu nałożenia dodatkowej warstwy metalowej, na przykład warstwy lutowniczej (wykonanej na przykład z stopu cyna/ołów lub cyna/bizmut) wyłącznie w miejscach metalowej folii 1 (lub pierwszej warstwy metalu), które nie odpowiadają obszarom kanałów przepływowych po utworzeniu powłoki funkcjonalnej 3, nakłada się pomocniczą warstewkę ochronną 4 wyłącznie na powłokach funkcjonalnych kanałów przepływowych (etap d sposobu). Dobierając materiał na warstewkę ochronną, trzeba wziąć pod uwagę, że powłoka 2 (fotorezyst, warstwa lakieru wykonana metodą sitodruku, folia perforowana lub warstwa ochronna metalu) oraz warstewka ochronna 4 są usuwane za pomocą różnych rozpuszczalników. Dla przykładu powłoka 2 może zostać wykonana z rozpuszczalnego w zasadach fotorezystu, którą można usunąć za pomocą wodnych roztworów alkalicznych, a warstewka ochronna z osadzonej procesem elektroforezy warstwy lakieru (lakieru nakładanego przy wykorzystaniu anaforezy lub kataforezy metodą zanurzeniową), może być usunięta tylko w rozpuszczalniku organicznym.

Ponieważ warstewka ochronna 4 ma być nakładana jedynie na powłokę funkcjonalną 3 i o ile powłoka funkcjonalna nie działa jako izolator elektryczny, a równocześnie powłoka 2 jest izolatorem elektrycznym, odpowiednim sposobem selektywnego osadzania tej warstewki ochronnej jest elektroforeza, w której lakier może być osadzany jedynie na elektroprzewodzącym podłożu.

Następnie, powłoka 2 stanowiąca warstwę okrywająca, folię perforowaną lub warstwę ochronnego metalu jest usuwana (etap b'). Obszary pokryte warstewką ochronną 4 w kanałach przepływowych pozostają w miejscu.

W dalszej kolejności, stosownie do etapu e, dodatkowa warstwa metalu 5, na przykład warstwa lutownicza, może być osadzona na odsłoniętych obszarach metalowej folii 1. Tych samych sposobów można użyć ponownie do utworzenia powłok funkcjonalnych, tj. galwanotechnicznie, PVD, CVD, PECVD, przez napylanie lub sposobem naparowywania próżniowego. Metoda elektrolitycznego osadzania metalu jest szczególnie korzystna, ponieważ dodatkowa warstwa metalu może być w tym przypadku selektywnie osadzana jedynie na metalowej folii 1, ale nie jest tworzona na warstewce ochronnej 4.

Następnie, warstewka ochronna 4 jest usuwana z obszaru kanału przepływowego (etap f). Do tego celu używany jest odpowiedni rozpuszczalnik.

Podczas wytwarzania mikroreaktorów wiele pojedynczych warstw można łączyć razem, a dodatkowo najwyższa pojedyncza warstwa może być zaopatrzona w segment zakańczający. Gdy pojedyncze warstwy są ustawiane w stos, regiony, w których dodatkowy metal jest osadzany są kontaktowane z tylnymi stronami odpowiednio przylegających pojedynczych warstw. Jeśli jako dodatkowy metal 5 wybrany jest materiał niskotopliwy, to może on służyć jako warstwa lutownicza łącząca razem w sposób niezawodny pojedyncze warstwy.

W innym wariancie tego rozwiązania, można nie usuwać warstewki ochronnej 4 aż do etapu układania w stosy i łączenia pojedynczych warstw oraz segmentu zakańczającego. Ponieważ warstewki ochronne nie wypełniają całkowicie przekroju kanału, usunięcie ich po zespoleniu komponentu nie jest trudne. W tym celu, zespolony już mikrokomponent może zostać doprowadzony do kontaktu z rozpuszczalnikiem warstewki ochronnej przy jednoczesnym działaniu ultradźwięków i ciepła. Alternatywnie, warstewka ochronna może być usunięta przez pirolizę. W tym przypadku, ukształtowana struktura mikrokomponentu jest przenoszona do pieca gdzie warstewka 4 ochronna jest rozkładana termicznie. Ewentualne pozostałość organicznego materiału rozłożonego termicznie mogą być wypłukane przez rozpuszczalnik, znów korzystnie pod działaniem ultradźwięków i z zastosowaniem odpowiedniego środka zwilżającego.

W innym rozwiązaniu, tworzywo sztuczne warstewki ochronnej może być usunięte za pomocą techniki plazmowej. W tym celu, gotowa struktura mikrokomponentu jest wprowadzana w strefę wyładowania jarzeniowego reaktora plazmowego. W jeszcze innym sposobie, warstewka ochronna może być usunięta za pomocą płynów nadkrytycznych. W tym celu, struktura mikrokomponentu jest poddawana kondycjonowaniu w autoklawie pod odpowiednim ciśnieniem i temperaturą, na przykład pod działaniem dwutlenku węgla, etylenu, propanu, amoniaku, dwutlenku diazotu, wody, toluenu, azotowych związków heterocyklicznych lub innych substancji będących w stanie nadkrytycznym. Bardzo odpowiednie są te płyny nadkrytyczne, które mogą być wprowadzone w stan nadkrytyczny blisko temperaturze pokojowej. Do tych zastosowań dwutlenek węgla jest bardzo odpowiednim płynem nadkrytycznym. Tym nie mniej metoda ta może być zastosowana tylko wtedy, gdy warstewka ochronna wytrzymuje warunki podczas łączenia pojedynczych warstw. Z drugiej strony, ten sposób postępowania oferuje dodatkowa zaletę polegająca na tym, że warstwa lutownicza 5 w tych warunkach nie może

PL 202 574 B1 uszkodzić powłoki funkcjonalnej 3, ponieważ w czasie procesu łączenia jest ona chroniona przez warstewkę ochronną.

Schemat procesu wskazany na fig. 2 oferuje dodatkową korzyść polegającą na tym, że powłoka funkcjonalna 3 i warstwa łącząca (warstwa lutownicza) mogą być połączone razem bez wzajemnie szkodliwych wpływów.

Figura 3 przedstawia sekwencję dla kolejnego wariantu sposobu - C. Sekwencja różni się od poprzednio opisanej sekwencji z fig. 2 tylko tym, że zamiast dodatkowej warstwy metalu 5, na pierwszej warstwie metalu lub folii metalowej 1 jest nakładana warstwa klejąca 6. Jako standardowy materiał dla warstwy klejącej może być użyty klej dwuskładnikowy.

W tym przypadku, warstewka ochronna 4 może być usunięta po złączeniu razem pojedynczych warstw 1 z segmentem zakańczającym. Pozostałości warstwy klejącej 6 znajdujące się w kanałach przepływowych mogą być usunięte w tym samym czasie, co warstewka zabezpieczająca.

Sposób ten jest stosowany, jeżeli na ściany kanałów przepływowych są nakładane bardzo wrażliwe na temperaturę powłoki funkcjonalne 3. Korzystne jest również to, że tworzone mikrokomponenty są dobrze zabezpieczone przed wyciekaniem płynów.

Dalszy wariant D sposobu jest przedstawiony na fig. 4. W tym przypadku, powłoka funkcjonalna 3 jest nakładana na cały obszar pierwszej warstwy miedzianej lub miedzianej folii 1. Dla tego typu materiałów na powłoki funkcjonalne, stosuje się te same grubości i sposoby ich nakładania, istnieją takie same możliwości i ograniczenia jak w poprzednio opisanych wariantach A, B i C (etap a (wytwarzanie pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii) i etap c ( formowanie powłoki funkcjonalnej)).

Następnie, na powłokę funkcjonalną 3 jest nakładana względnie gruba powłoka 2 pokrywająca, na przykład pozytywowa warstewka fotorezystu (lub warstwa lakieru naniesionego metodą sitodruku, warstwa ochronna metalu lub folia perforowana). Grubość warstwy pokrywającej musi być tak duża, ażeby osadzone warstewki metalu tworzone w zagłębieniach tej warstwy mogły formować ściany kanałów przepływowych ale by nie wystawały poza warstwę okrywającą. Na przykład, warstwa fotorezystu może być grubości 30 μm.

Następnie, pozytywowa warstwa fotorezystu jest naświetlana wzorcem kanałów przepływowych, przy czym zostają naświetlone te obszary, które nie odpowiadają kanałom przepływowym. W dalszej obróbce, z naświetlonej warstwy fotorezystu usuwane są naświetlone obszary (etap b).

Następnie, co najmniej część powłoki funkcjonalnej 3 w miejscach naświetlonych, jak również z częścią warstwy metalu lub folii 1 leżącej poniżej, jest usuwana za pomocą czynnika trawiącego tak, aby został stworzony względnie głęboki kanał w powłoce 2 okrywającej, powłoce funkcjonalnej 3 i zapewne w warstwie metalu lub folii 1 (etap b').

W etapie b, w zagłębieniach jest osadzana pomocnicza warstwa metalu 7 metodą galwanotechnicznej metalizacji, elektrolitycznie lub w sposób bezprądowy. W ten sposób tworzone powierzchnie służą do wytwarzania ścian kanałów przepływowych. W tym celu, może być osadzony metal taki sam jak ten, z którego jest wykonana pierwsza warstwa metalu lub metalowa folia 1, na przykład z miedzi.

Następnie powierzchnia może być zrównana do poziomu warstwy metalu 7 (etap f) przez usuwanie wystających warstw fotorezystu, na przykład przez szlifowanie lub polerowanie jej wierzchniej części. W następnym etapie f, warstwa 2 fotorezystu jest usuwana jedną z poprzednio opisanych metod. W wyniku końcowym, pojedyncza warstwa wytwarzana według tych etapów, posiada kanały przepływowe, które zawierają powłokę funkcjonalną 3 w dolnym obszarze. Boczne ściany kanałów przepływowych utworzone są warstwę metalu 7.

W końcu, kilka pojedynczych warstw i segment zakańczający są ustawiane w stos i łączone razem - w tym przypadku również są używane poprzednio opisane sposoby.

Również w tym przypadku, istnieje możliwość usunięcia powłoki 2 fotorezystu dopiero po ułożeniu w stosy i złączeniu pojedynczych warstw z segmentem zakańczającym.

Wariant ten przynosi dodatkowe korzyści polegające na tym, że warstwa metalu 7 może składać się z metalu mającego niższą temperaturę topnienia niż pierwsza warstwa metalu lub folii 1 lub który tworzy niskotopliwą fazę międzymetaliczną z powłoką funkcjonalną 3, na przykład eutektyk. Tym sposobem, pojedyncze warstwy i segment zakańczający możemy przekształcać łącząc razem w odpowiednio niższej temperaturze, takiej, aby powłoka funkcjonalna nie mogła dyfundować do materiału stanowiącego ściany kanałów.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania mikrokomponentów zawierających co najmniej jedną pojedynczą warstwę, posiadającą strukturę wewnętrzną ograniczoną przez ściany komponentów oraz warstwy funkcjonalne na ścianach struktur, w którym

A. wytwarza się co najmniej jedną pojedynczą warstwę

a. wytwarzając pierwszą warstwę metalu lub metalowej folii (1) oraz

b. formując struktury wewnętrzne na i/albo w pierwszej warstwie metalu lub metalowej folii (1) odpowiednim sposobem wytrawiania, i/albo osadzania metalu, po czym

B. jedną pojedynczą warstwę układa się w stos i łączy z segmentem zakańczającym struktury wewnętrzne, względnie łączy się wiele pojedynczych warstw ze sobą i z segmentem zakańczającym, znamienny tym, że

c. dodatkowo, po utworzeniu struktur wewnętrznych w etapie b, a przed układaniem w stos i łączeniem z segmentem zakańczającym strukturę wewnętrzną w etapie B, formuje się powłoki funkcjonalne (3), wyłącznie na ścianach struktur wewnętrznych.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że struktury wewnętrzne formuje się na i/albo w pierwszej warstwie metalu lub metalowej folii (1)

b. odwzorowując wewnętrzną strukturę na pierwszej warstwie metalu lub metalowej folii (1) sposobem formowania; oraz

b. selektywnie wytrawiając obszary pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii (1), odsłonięte w trakcie przeprowadzania sposobu formowania.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że w trakcie prowadzenia sposobu formowania w etapie A.b wewnętrznych struktur b1. pokrywa się co najmniej jeden obszar powierzchni pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii (1) powłoką (2) stanowiącą warstwę światłoczułą, następnie naświetla się warstwę światłoczułą wzorcem struktury oraz odsłania się pierwszą warstwę metalu lub metalowej folii (1) we wszystkich miejscach, w których będą tworzone struktury, względnie b2. pokrywa się co najmniej jeden obszar pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii (1) powłoką (2) stanowiącą warstwę lakieru naniesionego metodą sitodruku w miejscach powierzchni na których nie będą tworzone struktury, względnie b3. nakłada się powłokę (2) stanowiącą perforowaną folię na co najmniej jednej powierzchni pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii (1), przy czym perforacje znajdują się w tych wszystkich miejscach powierzchni, w których mają być tworzone struktury.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że powłoka (2) stanowiąca warstwę światłoczułą, warstwę lakieru naniesioną metodą sitodruku, względnie perforowaną folię, jest usuwana między formowaniem powłok funkcjonalnych (3) w etapie c a układaniem w stos i łączeniem z segmentem zakańczającym w etapie B, względnie po układaniu w stos i łączeniu z segmentem zakańczającym w etapie B.
5. Sposób według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że przed układaniem w stos i łączeniem z segmentem zakańczającym w etapie B. nakłada się dodatkowe warstwy metalu (5) wyłącznie na tych obszarach powierzchni pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii (1), które nie są pokryte powłokami funkcjonalnymi (3),

d. pokrywając warstewką ochronną (4) jedynie powłoki funkcjonalne (3),

e. formując dodatkowe warstwy metalu (5) na odsłoniętych obszarach powierzchni pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii (1) po usunięciu powłoki (2) stanowiącej warstwę światłoczułą, warstwę lakieru naniesioną metodą sitodruku lub folię perforowaną oraz

f. usuwając warstewkę ochronną (4).
6. Sposób według zastrz. 3 albo 4, znamienny tym, że przed układaniem w stos i łączeniem z segmentem zakańczającym w etapie B, nakłada się warstwy klejące (6) wyłącznie na te obszary powierzchni pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii (1), które nie są pokryte powłokami funkcjonalnymi (3),

d. pokrywając warstewką ochronną (4) jedynie powłoki funkcjonalne (3),

e. formując warstwę klejącą (6) na odsłoniętych obszarach powierzchni pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii (1) po usunięciu powłoki (2) stanowiącej warstwę światłoczułą, warstwę lakieru naniesioną metodą sitodruku lub warstwę perforowaną oraz

f. usuwając warstewkę ochronną (4).

PL 202 574 B1
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wewnętrzne struktury formuje się na pierwszej warstwie metalu lub metalowej folii (1)

c. formując powłokę funkcjonalną (3) na pierwszej warstwie metalu lub metalowej folii (1), b. odwzorowując wewnętrzną strukturę poprzez b1. pokrywanie co najmniej jednego obszaru powłoki funkcjonalnej (3) powłoką (2) stanowiącą warstwę światłoczułą, naświetlanie warstwy światłoczułej wzorcem struktury i odsłonięcie pierwszej warstwy metalu lub metalowej folii (1) we wszystkich miejscach w których nie będą tworzone struktury wewnętrzne; względnie b2. pokrywanie co najmniej jednego obszaru powłoki funkcjonalnej (3) powłoką (2) stanowiącą warstwę lakieru naniesioną metodą sitodruku w miejscach, które odpowiadają obszarom, w których będą formowane struktury wewnętrzne, względnie b3. nakładanie powłoki (2) stanowiącej folię perforowaną na co najmniej jednym obszarze powłoki funkcjonalnej (3), gdzie perforacje znajdują się we wszystkich obszarach powierzchni, w których nie będą formowane struktury wewnętrzne i b'. formując wgłębienia w powłoce funkcjonalnej (3) przez selektywne wytrawianie odsłoniętych obszarów powłoki funkcjonalnej (3);

b. nakładając warstwę metalu (7) jedynie w zagłębieniach tworzonych w etapie b'.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że zrównuje się powierzchnię powłoki (2) stanowiącej warstwę światłoczułą, warstwę lakieru naniesioną metodą sitodruku lub folię perforowaną z powierzchnią osadzonej warstwy metalu (7) przez szlifowanie i/albo polerowanie.
9. Sposób według zastrz. 7 albo 8, znamienny tym, że usuwa się powłokę (2) stanowiącą warstwę światłoczułą, warstwę lakieru naniesioną metodą sitodruku lub folię perforowaną przed układaniem w stos i łączeniem z segmentem zakańczającym w etapie B.
10. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 7, albo 8, znamienny tym, że pojedynczą warstwę łączy się z segmentem zakańczającym, względnie wiele pojedynczych warstw łączy się ze sobą i z segmentem zakańczającym przez lutowanie, spawanie lub klejenie.
11. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 7, albo 8, znamienny tym, że pierwsza warstwa metalu lub metalowej folii (1) jest tworzona z miedzi, stali lub glinu.
12. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 7, albo 8, znamienny tym, że powłoki funkcjonalne (3) formuje się z metali lub stopów metali z grupy pobocznej VIII układu okresowego pierwiastków, zwłaszcza z metalu wybranego z grupy zawierającej platynę, iryd, pallad i złoto.