Verfahren zur Aushärtung eines Klebstoffs

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aushärtung eines Klebstoffs (3), welcher an wenigstens einem ersten Bauteil (1) und an wenigstens einem mit dem ersten Bauteil (1) zu verklebenden zweiten Bauteil (2) angeordnet ist, wobei die Aushärtung durch Beaufschlagung des Klebstoffs (3) mit einer Strahlung (4) eingeleitet wird.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Teil der in Richtung auf den Klebstoff (3) gerichteten Strahlung (4) derart beeinflusst wird, dass diese nicht (50) auf den Klebstoff (3), zumindest jedoch lediglich auf einen ausgewählten Bereich (51) des Klebstoffs auftrifft. Auf diese Weise ist es möglich, in gezielten (definierten) Bereichen des Klebstoffs (3) Hohlräume (6) zu erzeugen und somit eine gewünschte Veränderung bzw. Kontrolle der technischen Eigenschaften (bspw. Haftung, Festigkeit) der verklebten Baugruppe zu erreichen.
Die Erfindung betrifft ferner noch spezielle Verwendungen des Verfahrens sowie mikrofluidische Systeme, welche insbesondere durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aushärtung eines Klebstoffs, welcher an wenigstens einem ersten Bauteil und an wenigstens einem mit dem ersten Bauteil zu verklebenden zweiten Bauteil angeordnet ist, wobei die Aushärtung durch Beaufschlagung des Klebstoffs mit einer Strahlung eingeleitet wird.

[0002] In vielen Bereichen der Technik und insbesondere im Bereich der Mikrosystemtechnik ist es erforderlich, Bauteile und Funktionsgruppen durch Einsatz von diversen Verbindungstechniken zu assemblieren. Für unlösliche Verbindungen ist es üblich und hat sich bewährt, Bauteile durch Kleben zusammenzufügen. Hier kommen wiederum insbesondere Klebstoffe zum Einsatz, die nach Beaufschlagung mit Strahlen vergleichsweise schnell aushärten. Während des Aushärtens der Klebstoffe unterliegen diese jedoch einer mehr oder weniger großen Schrumpfung. Dadurch können undefinierte Hohlräume an bzw, zwischen den zu klebenden Teilen entstehen, beispielsweise dann, wenn der Klebstoff zwischen den zu klebenden Bauteilen aufgebracht ist und der Abstand zwischen den Bauteilen während der Aushärtung des Klebstoffs nicht automatisch angepasst werden kann.
Durch die Schrumpfung können die Haftung der Bauteile bzw. die Festigkeit der gesamten Baugruppe ungewollt negativ beeinflusst werden.

[0003] Die DE 198 56 333 A1 offenbart beispielsweise ein Klebeverfahren, bei dem zwei miteinander zu verklebende Bauteile zwischen ihren zugewandten, planparallelen Flächen mit einem Epoxy-Klebstoff versehen, anschließend mit einer Justagevorrichtung relativ zueinander vorjustiert und dann an ihrem Randbereich mit einem UV-Klebstoff benetzt werden. Anschließend wird der UV-Klebstoff mit UV-Strahlung beaufschlagt und härtet aus, so dass die Justagevorrichtung die so vorfixierten Bauteile wieder freigeben kann und die Bauteile einem Ofen zugeführt werden können, in der dann eine Aushärtung des Epoxy-Klebstoffs erfolgt.

[0004] In der DE 10 2005 058 519 A1 ist ein Verfahren zur hochgenauen Positionierung von Bauteilen im Mikrobereich offenbart. Hierbei werden Bewegungen der Bauteile optisch erfasst und automatisch durch ein Bewegungssystem korrigiert, um die Polymer-Strukturen während des Aushärtungsprozesses eines relativ schnell aushärtbaren UV-Klebstoffs aufzubrechen und durch die Aushärtung des UV-Klebstoffs bedingte Positionsabweichungen rechtzeitig korrigieren zu können.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gattungsgemäßes Verfahren bereitzustellen, bei dem die anfangs genannten negativen Wirkungen reduziert werden können. Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen beziehungsweise Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen entnehmbar.

[0006] Die Erfindung geht daher aus von einem Verfahren zur Aushärtung eines Klebstoffs, welcher an wenigstens einem ersten Bauteil und an wenigstens einem mit dem ersten Bauteil zu verklebenden zweiten Bauteil angeordnet ist, wobei die Aushärtung durch Beaufschlagung des Klebstoffs mit einer Strahlung eingeleitet wird.

[0007] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Teil der in Richtung auf den Klebstoff gerichteten Strahlung derart beeinflusst wird, dass diese nicht auf den Klebstoff, zumindest jedoch lediglich auf einen ausgewählten Bereich des Klebstoffs auftrifft.
Durch diese technische Maßnahme wird es ermöglicht, dass im Klebstoff nur eine partielle Aushärtung stattfindet. Der von der Strahlung beaufschlagte Klebstoffanteil wird zunächst ausgehärtet. Während des Aushärtungsprozesses entsteht wegen der Schrumpfung ein Unterdruck, wodurch sich der noch flüssige Klebstoffanteil zu dem schrumpfenden, aushärtenden Klebstoffbereich hin bewegt. Auf diese Weise ist es möglich, in gezielten (definierten) Bereichen des Klebstoffs (und zwar in den Bereichen, in denen die Strahlung aufgrund geeigneter Beeinflussung nicht auf diese Bereiche treffen konnte) Hohlräume zu erzeugen und somit eine gewünschte Veränderung bzw. Kontrolle der technischen Eigenschaften (bspw. Haftung, Festigkeit) der verklebten Baugruppe zu erreichen. Durch geeignete Beeinflussung der Strahlung kann beispielsweise dafür gesorgt werden, dass Hohlräume nur an unkritischen Stellen bzw. geordnet verteilt entstehen, so dass die Baugruppeneigenschaften insgesamt nicht negativ beeinflusst werden. Das Vorliegen kritischer bzw. unkritischer Stellen hängt von der vorliegenden Anwendung bzw. den eingesetzten Funktionselementen ab. Unkritisch können beispielsweise Stellen mit geringeren Festigkeitsoder Dichtigkeitsanforderungen sein oder Stellen, in deren Bereich keine durch einen Hohlraum ggf, überbrückbaren Kanäle vorhanden sind.
Die Aushärtezeit üblicherweise eingesetzter Klebstoffe beträgt ca. 10 bis 20 Sekunden, wobei schon nach ca. 1 bis 2 Sekunden der Klebstoff derart verdickt (geliert), dass er kaum noch fließt. Überdies weisen die üblicherweise eingesetzten Klebstoffe bereits ohnehin nur eine begrenzte Fließfähigkeit auf. Dadurch bedingt weisen die bei der Aushärtung entstehenden Hohlräume Längendimensionen auf, die typischerweise kleiner als einige mm sind.

[0008] Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Teil der Strahlung blockiert oder abgelenkt wird. Dies stellt eine sehr effektive und einfach zu realisierende Möglichkeit einer Beeinflussung der Strahlung dar. Beispielsweise ist denkbar, dass die Strahlung teilweise durch Mittel blockiert wird, die zwischen die Strahlungsquelle und den Klebstoff eingebracht werden und für die eingesetzte Strahlung undurchlässig sind. Es ist aber auch durchaus denkbar, einen Teil der Strahlung lediglich abzulenken. Eine Ablenkung der Strahlung kann beispielsweise derart erfolgen, dass diese entweder gar nicht auf den Klebstoff oder nur an einer anderen (gewünschten) Stelle auf den Klebstoff treffen kann. Je nach Art der eingesetzten Strahlung (beispielsweise Elektronenstrahlung) ist es auch denkbar, eine Ablenkung elektromagnetisch mittels einer geeigneten Steuerung durchzuführen, was eine enorme Flexibilität im Fertigungsprozess ermöglichen würde. Es ist natürlich beispielsweise auch denkbar, als Strahlung Licht (bspw. Laserstrahlen) einzusetzen und diese Strahlung mit geeigneten Mitteln (bspw. bewegbaren Spiegeln) abzulenken. Natürlich setzt dies entsprechende Klebstoffe voraus, die bei der gewählten Strahlung auch aushärten.

[0009] Es ist sehr zweckmäßig, das Verhältnis von dem Bereich bzw, der Fläche, auf den die Strahlen aufgrund von Blockierung oder Ablenkung nicht auf den vorhandenen Klebstoff auftreffen können zu dem Bereich bzw. der Fläche, auf den die Strahlen auf den vorhandenen Klebstoff auftreffen derart zu wählen, dass das den Strahlen nicht ausgesetzte Klebstoffvolumen zumindest geringfügig größer ist als das Schrumpfvolumen des aushärtenden Klebstoffs. Bedingt durch die Schrumpfung des aushärtenden Klebstoffs in den Bereichen, wo die Strahlung auf diesen auftreffen kann, ist der noch flüssige Klebstoff in den Bereichen, wo die Strahlung nicht auf diesen auftrifft, nämlich bestrebt, in Richtung des aushärtenden, schrumpfenden Klebstoffs nachzufließen. Hierdurch kommt es zu Spannungen und letztendlich zum hohlraumartigen Aufreißen (Hohlraumbildung). Bei einer entsprechenden Wahl des oben geschilderten Verhältnisses wird die durch die Schrumpfung verursachte Spannung im Klebstoff reduziert, da sichergestellt ist, dass ein Mindestmaß an flüssigem Klebstoff während des partiellen Aushärteprozesses nachfließen kann. Allerdings ist dabei auch zu berücksichtigen, dass zur Bereitstellung einer geforderten Mindest-Klebekraft zwischen den Bauteilen insgesamt, eine Mindestgröße des Bereichs bzw. der Fläche vorzusehen ist, wo insgesamt die Strahlung den Klebstoff ungehindert erreichen kann.
Ferner sollte darauf geachtet werden, dass im Bereich der auszuhärtenden Klebeverbindung möglichst ein geschlossenes System gebildet wird, also kein unerwünschter Gas- bzw. Luftzugang ermöglicht wird, welcher wieder zu einer unkontrollierten Ausbildung von Hohlräumen führen könnte.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Erfindungsgedankens sieht vor, dass in einem weiteren Bestrahlungsvorgang eine komplette Beaufschlagung des Klebstoffs mit der Strahlung erfolgt. Zwar wird die Haftung der Bauteile miteinander hauptsächlich von den zunächst im ersten Bestrahlungsvorgang bestrahlten Bereichen (in denen eine partielle Aushärtung des Klebstoffs beginnt) gewährleistet, durch eine weitere Beaufschlagung des Klebstoffs mit Strahlung kann dieser jedoch vollends aushärten, ohne dass im übrigen neue Hohlräume entstehen. Die bestehenden Hohlräume werden lediglich noch etwas größer.

[0010] Wenn mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nur zwei planparallele Flächen miteinander verklebt werden sollen, so kann vorteilhaft der Klebstoff als Schicht zwischen den zu verklebenden Bauteilen eingebracht und als Mittel zur teilweisen Blockierung der Strahlung eine flache, strahlungsundurchlässige Maske verwendet werden, die mit strahlungsdurchlässigen Bereichen versehen ist und zwischen der Strahlungsquelle und den zu verklebenden Bauteilen positioniert wird. Hierdurch wird einerseits ein einfacher und vergleichsweise flexibler Fertigungsaufbau ermöglicht, andererseits sind gute Resultate hinsichtlich einer gewünschten Festigkeit der miteinander verklebten Baugruppen erzielbar.

[0011] Besonders bewährt haben sich als Strahlung eine UV-Strahlung und entsprechend als Klebstoff ein UV-aushärtender Klebstoff. UV-Klebstoffe sind einkomponentig (leicht verarbeitbar), lösungsmittelfrei und sehr schnell aushärtbar. Vorzugsweise werden dabei Klebstoffe auf Acrylat-Basis (bspw. Vitralit ® 5140 oder Vitralit ® UV 4024) oder auf Cyanacrylat-Basis (bspw. Loctite ® 4305) eingesetzt.

[0012] Der Effekt, dass man bei dem oben beschriebenen Verfahren in definierten Bereichen Hohlräume erzeugen kann, ermöglicht auch eine Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur gezielten Strukturierung eines mikrofluidischen Systems. Dies ist beispielsweise für solche Fälle denkbar, wo durch Kleben fluidische Kanalsysteme gedeckelt oder verschlossen werden sollen. Dabei können beispielsweise zusätzliche Mikroverbindungskanäle, Be - oder Entlüftungskanäle sowie Kapillare von einigen Mikrometern im Klebstoff mit einer sehr hohen Oberflächengüte erzeugt werden, die durch andere Strukturierungsverfahren (zum Beispiel wegen der geringen Tiefe oder wegen der Oberflächengenauigkeit) nur schwer möglich wären.

[0013] Aufgrund des Effekts, dass die im beschriebenen Verfahren entstandenen Hohlräume mechanisch eine geringere Haftung der miteinander verklebtem Bauteile zur Folge haben können, kann das erfindungsgemäße Verfahren sogar zur gezielten Erzeugung von Überdruck-Solltrennstellen in einem mikrofluidischen System verwendet werden.

[0014] Die Erfindung betrifft daher auch ein mikrofluidisches System, umfassend wenigstens ein Bauteil mit wenigstens einem Kanal. Dabei ist erfindungsgemäß wenigstens ein Kanal des mikrofluidischen Systems zumindest bereichsweise durch einen strahlungsaushärtenden Klebstoff begrenzt. Der Kanal kann auf diese Weise bereichsweise eine sehr hohe Oberflächengüte aufweisen. Vorzugsweise ist ein solches mikrofluidisches System mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar.

[0015] Die Erfindung betrifft ferner auch ein mikrofluidisches System, umfassend wenigstens zwei durch einen Klebstoff miteinander verklebte Bauteile, innerhalb derer wenigstens ein Kanal oder ein Sammelraum für ein Fluid gebildet isf, wobei im Klebstoff wenigstens ein Hohlraum vorhanden ist. Der wenigstens eine Hohlraum ist in seiner Position erfindungsgemäß derart gewählt, dass im Bereich des Hohlraums bei Überschreiten eines bestimmten Fluiddrucks eine Trennung der miteinander verklebten Bauteile erfolgt. Durch diese Maßnahme wird auf einfache Weise ein mikrofluidisches System mit Überdruck-Solltrennstellen bereitgestellt. Auch ein solches mikrofluidisches System ist vorzugsweise mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar.

[0016] Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen deutlich, was mit Hilfe der beiliegenden Figuren näher erläutert werden soll. Dabei bedeuten

Fig. 1

eine äußerst prinziphafte Schnittdarstellung zur Erläuterung eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2

eine äußerst prinziphafte Schnittdarstellung zur Erläuterung eines optionalen zweiten Verfahrensschritts vom ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 3

eine äußerst prinziphafte Darstellung in einer Draufsicht zur Erläuterung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 4

eine äußerst prinziphafte Schnittdarstellung zur Erläuterung einer erfindungsgemäßen Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 5

eine äußerst prinziphafte Schnittdarstellung zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.

[0017] Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zunächst wird auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Darin sind ein erstes flächiges Bauteil 1 (beispielsweise aus Kunststoff) und ein zweites flächiges Bauteil 2 aus einem Ausschnitt einer nicht weiter dargestellten mikrofluidischen Baugruppe ersichtlich. Zwischen den Bauteilen 1 und 2 ist flächig ein strahlenhärtender Klebstoff 3 eingebracht. Eine nicht dargestellte Strahlungsquelle sendet Strahlen 4 in Richtung auf den Klebstoff 3 aus. Zwischen der Strahlungsquelle und dem Klebstoff 3 ist eine Abdeckmaske 5 positioniert, welche strahlungsundurchlässige Bereiche 50 und strahlungsdurchlässige Bereiche 51 aufweist. Die durch die strahlungsdurchlässigen Bereiche 51 hindurch tretende Strahlung 4 tritt durch das ebenfalls strahlungsdurchlässige Bauteil 2 (bspw. Glas) hindurch auf den darunter befindlichen Klebstoff 3. Dieser beginnt damit, sich in diesen Bereichen auszuhärten, wodurch er dort in bestimmten Maßen einer Schrumpfung unterliegt, die von der Art des verwendeten Klebstoffs und der eingesetzten Strahlung abhängen. Im konkret dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein UV-aushärtender Klebstoff in Kombination mit einer UV-Strahlungsquelle verwendet. Die meisten UV-Klebstoffe haben eine Schrumpfung während der Aushärtung von circa 2-10 %. Durch die Schrumpfung ist der unter den strahlungsundurchlässigen Bereichen 50 befindliche, noch flüssige Klebstoff 3 bestrebt, in Richtung der bestrahlten Bereiche des Klebstoffs 3 nachzufließen. Dadurch bilden sich Hohlräume 6 unterhalb der strahlungsundurchlässigen Bereiche 50 der Abdeckmaske 5 aus. Die Abdeckmaske 5 ist gezielt so positioniert bzw. ausgebildet, dass die Bildung der Hohlräume 6 lediglich an unkritischen Stellen erfolgt, also beispielsweise an solchen Stellen, in denen eine durch die Hohlräume 6 reduzierte Klebekraft in Kauf genommen werden kann. Die gezeigte mikrofluidische Baugruppe weist entsprechend kleine Dimensionen auf. So beträgt die Dicke der Bauteile 1 und 2 ca. 0,5 -1 mm und die Schichtdicke des Klebstoffs 3 circa 200-300 µm, wobei der Abstand zwischen Abdeckmaske 5 und Klebstoff 3 möglichst gering zu wählen ist, damit durch Streustrahlung bedingte Nachteile (Kanteneffekte) möglichst vermieden werden können. Der Abstand beträgt daher circa 0,5-1 mm, wobei die Abdeckmaske 5 durchaus auf dem zweiten Bauteil 2 aufliegen kann,

[0018] In Fig. 2 ist nunmehr ein zweiter optionaler Verfahrensschritt dargestellt. Es ist ersichtlich, dass dabei die Abdeckmaske 5 aus dem Strahlengang entnommen wurde, wobei deren ursprüngliche Position nur noch gestrichelt angedeutet ist. Es können nunmehr alle Strahlen 4 ungehindert auf den Klebstoff 3 auftreffen, wodurch eine komplette Aushärtung des Klebstoffs 3 erfolgt. Durch die komplette Aushärtung des Klebstoffs 3 ändern die Hohlräume 6 ihre Position im Wesentlichen nicht. Es entstehen auch keine neuen Hohlräume. Die Hohlräume 6 nehmen lediglich noch geringfügig an Größe zu (vgl. 6').

[0019] In der Fig. 3 ist in einer Draufsicht ebenfalls eine aus einem ersten Bauteil 7 und einem darauf aufliegenden zweiten Bauteil 9 bestehende mikrofluidische Baugruppe dargestellt. Das erste Bauteil 7 kann wiederum beispielsweise aus Kunststoff bestehen und das zweite Bauteil 9 aus UV-durchlässigem Glas. Das erste Bauteil 7 weist eine kreisrunde Öffnung 8 auf, welche beispielsweise den fluidischen und auch fluiddichten Zugang eines nicht näher dargestellten Kanalsystems zu einem ebenfalls nicht näher dargestellten Drucksensor sicherstellen soll. Zu einer gezielten Beeinflussung einer Verklebung ist auf das zweite Bauteil 9 eine kreisringförmige Abdeckmaske 10 mit einem in einem konzentrischen Abstand von der Öffnung 8 befindlichen Innendurchmesser 100 aufgelegt. Die Abdeckmaske 10 ist aus einem UVundurchlässigen Material, beispielsweise Chrom oder Aluminium. Zwischen dem ersten Bauteil 7 und dem zweiten Bauteil 9 ist im Bereich der Abdeckmaske 10 ein in dieser Darstellung nicht näher ersichtlicher, UV-härtender Klebstoff zur Verklebung der Bauteile 7 und 9 eingebracht. Konkret ist der Klebstoff so aufgebracht, dass sich radial gesehen ein mit Klebstoff benetzter Bereich 11 ergibt, der sich wiederum in einen durch die Abdeckmaske 10 strahlungsmäßig abgedeckten Bereich 12 und einen für die UV-Strahlung zugänglichen Bereich 13 unterteilt. Wird nun UV-Strahlung in Richtung auf den Klebstoff ausgestrahlt, so wird diese im Bereich 12 durch die Abdeckmaske 10 blockiert und kann lediglich im Bereich 13 ungehindert auf den Klebstoff auftreffen. Hierdurch findet wie bereits beschrieben eine Aushärtung des Klebstoffs mit einhergehender Schrumpfung in diesem Bereich statt, der dazu führt, dass flüssiger Klebstoff aus dem Bereich 12 in den Bereich 13 nachfließt. Dadurch entstehen unterhalb der Abdeckmaske 10 Hohlräume 14. Diese Wohnräume 14 befinden sich jedoch nicht im kritischen Bereich unmittelbar an der Öffnung 8 (in diesem Bereich soll eine zuverlässige Klebung und Dichtigkeit vorliegen), sondern radial gesehen weiter davon entfernt. Die Fläche der Abdeckmaske 10 ist so gewählt, dass unter dieser genügend flüssiger Klebstoff aufgenommen wird, der bei Aushärtung des bestrahlten Klebstoffs in den Bereich 13 nachfließen kann und somit im gesamten Bereich 13 eine ausgehärtete, hohlraumfreie Klebstoffschicht vorliegt.

[0020] In Fig. 4 ist dargestellt, wie das erfindungsgemäße Verfahren in besonderer Weise erfindungsgemäß verwendet werden kann. So ist wiederum ein mikrofluidisches Bauteil 15 mit mehreren Kapillarkanälen 16 in einer Draufsicht ersichtlich. Auf dem Bauteil 15 ist ebenfalls ein nicht näher dargestelltes Bauteil zur Deckelung der Kapillarkanäle 16 vorgesehen. Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es nun möglich, einen zusätzlichen (in sich abgeschlossenen) Kapillarkanal 16' auszubilden, welcher bereichsweise durch ausgehärteten Klebstoff 19 besteht und eine sehr hohe Oberflächengüte aufweist. Dazu wird an der gewünschten Stelle des Bauteils 15 (und zwar im Kreuzungsbereich von zwei vorhandenen Kapillarkanälen) flüssiger Klebstoff 17 eingebracht, dann das Bauteil 15 durch das erwähnte, nicht näher dargestellte Bauteil zur Deckelung verschlossen und anschließend an dieser Stelle eine Abdeckmaske 18 in einer solchen Größe, Position und Form aufgebracht, dass der Klebstoff 17 im Zentrum des Kreuzungsbereichs von der Strahlung nicht getroffen werden kann, am Rand des Kreuzungsbereichs jedoch zumindest teilweise. Während der Aushärtung des Klebstoffs 17 wird dieser in bereits beschriebener Weise schrumpfen (19) und flüssigen Klebstoff 17 derart nach sich ziehen, dass der Kapillarkanal 16' entsteht.

[0021] Schließlich ist in Fig. 5 eine mit der in den Fig. 1 und 2 vergleichbaren Ansicht gezeigt, mit der eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert werden soll. Auch hier ist ein erstes mikrofluidisches Bauteil 1' ersichtlich, auf dem ein zweites mikrofluidisches (für die im Beispiel eingesetzte Strahlung durchlässiges) Bauteil 2' aufgebracht ist. Zwischen den Bauteilen 1' und 2' ist wiederum ein Klebstoff 3' vorgesehen, der durch die eingesetzte Strahlung aushärtet. Ferner sind Strahlen 20, 20' (Elektronenstrahlen) ersichtlich, mit denen der Klebstoff 3 beaufschlagt wird. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 erfolgt hier nicht eine gezielte Blockierung der Strahlen durch eine Maske, sondern es erfolgt teilweise eine gezielte Ablenkung der Strahlen 20' durch jeweils geeignete Mittel (beispielsweise ansteuerbare Elektromagneten, nicht näher dargestellt). Es ist ersichtlich, dass durch die abgelenkten Strahlen 20' ein Bereich 21 erhöhter Strahlungsintensität erzeugt wird (was durchaus gewünscht und für bestimmte Anwendungsfälle vorteilhaft sein kann) und ein Bereich 22, in dem keine Strahlen auf den Klebstoff 3' auftreffen. Bedingt durch die Schrumpfung des Klebstoffs 3' während seiner Aushärtung bildet sich wiederum im Bereich 22 im Wesentlichen kontrolliert ein Hohlraum 6 aus. Da die Ablenkung der Strahlen 20' ansteuerbar ist, kann diese flexibel an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden.

Bezugszeichenliste

[0022] 

1,1'

erstes Bauteil

2,2'

zweites Bauteil

3,3'

Klebstoff

4

Strahlung

5

Abdeckmaske

50

strahlungsundurchlässige Bereiche

51

strahlungsdurchlässige Bereiche

6, 6'

Hohlräume

7

erstes Bauteil

8

Öffnung im ersten Bauteil

9

zweites Bauteil

10

kreisringförmige Abdeckmaske

100

Innendurchmesser der Abdeckscheibe

11

mit Klebstoff benetzter Bereich

12

durch Abdeckmaske abgedeckter Bereich

13

für Strahlung zugänglicher Bereich

14

Hohlräume

15

mikrofluidisches Bauteil

16

Kapillarkanal

17

flüssiger Klebstoff

18

Abdeckmaske

19

ausgehärteter Klebstoff

20, 20'

Strahlung

21

Bereich erhöhter Strahlungsintensität

22

Bereich, in dem keine Strahlung auf den Klebstoff auftrifft

Ansprüche

1. Verfahren zur Aushärtung eines Klebstoffs (3,3'), welcher an wenigstens einem ersten Bauteil (1,7,15) und an wenigstens einem mit dem ersten Bauteil (1,7,15) zu verklebenden zweiten Bauteil (2,9) angeordnet ist, wobei die Aushärtung durch Beaufschlagung des Klebstoffs (3,3') mit einer Strahlung (4,20,20') eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der in Richtung auf den Klebstoff (3,3') gerichteten Strahlung (4,20) derart beeinflusst wird, dass diese nicht (22, 50) auf den Klebstoff (3,3'), zumindest jedoch lediglich auf einen ausgewählten Bereich (21,51) des Klebstoffs (3,3') auftrifft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Strahlung (4,20) blockiert oder abgelenkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von dem Bereich bzw. der Fläche (12), auf den die Strahlen aufgrund von Blockierung oder Ablenkung nicht auf den vorhandenen Klebstoff auftreffen können zu dem Bereich bzw. der Fläche (13), auf den die Strahlen auf den vorhandenen Klebstoff auftreffen derart gewählt ist, dass das den Strahlen nicht ausgesetzte Klebstoffvolumen zumindest geringfügig größer ist als das Schrumpfvolumen des aushärtenden Klebstoffs.

4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Bestrahlungsvorgang eine komplette Beaufschlagung des Klebstoffs (3,3') mit der Strahlung (4,20) erfolgt.

5. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (3,3') als Schicht zwischen den zu verklebenden Bauteilen (1,2 bzw. 7,9) eingebracht wird und als Mittel zur teilweisen Blockierung der Strahlung (4) eine flache, strahlungsundurchlässige Maske (5,10) verwendet wird, die mit strahlungsdurchlässigen Bereichen (51,100) versehen ist und zwischen der Strahlungsquelle und den zu verklebenden Bauteilen (1,2 bzw. 7,9) positioniert wird.

6. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Strahlung (4) eine UV-Strahlung und als Klebstoff (3) ein UV-aushärtender Klebstoff verwendet werden.

7. Verwendung des Verfahrens nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6 zur Strukturierung eines mikrofluidischen Systems.

8. Verwendung des Verfahrens nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6 zur Erzeugung von Überdruck-Solltrennstellen in einem mikrofluidischen System.

9. Mikrofluidisches System, umfassend wenigstens ein Bauteil (15) mit wenigstens einem Kanal (16,16'), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kanal (16') zumindest bereichsweise durch einen strahlungsaushärtenden Klebstoff (19) begrenzt ist.

10. Mikrofluidisches System, umfassend wenigstens zwei durch einen Klebstoff miteinander verklebte Bauteile, innerhalb derer wenigstens ein Kanal oder ein Sammelraum für ein Fluid gebildet ist, wobei im Klebstoff wenigstens ein Hohlraum vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Hohlraum in seiner Position derart gewählt ist, dass im Bereich des Hohlraums bei Überschreiten eines bestimmten Fluiddrucks eine Trennung der miteinander verklebten Bauteile erfolgt.

Zeichnung