CN101410250A - 复合层状材料和器件的低成本制造方法 - Google Patents

Abstract

一种器件制造工艺，包括在至少一个基于片卷的制造步骤期间和至少一个基于片材的制造步骤期间执行多个无接合工艺。这些工艺利用多个模块执行。模块可被独立地控制和/或监管。模块可互换。一个或多个模块可接收和/或传递材料给另一模块。被制造的器件可以是成层器件、智能卡、传感器、致动器、体外诊断器件、微流体器件或层状器件。器件制造装置包括至少一个基于片卷的制造组件和至少一个基于片材的制造组件。至少一个基于片卷的制造组件和至少一个基于片材的制造组件被构造成执行多个无接合工艺。

Description

复合层状材料和器件的低成本制造方法

技术领域

本发明一般涉及具有一层或多层适当改性、变更或外加材料的复合层状材料和器件的制造。更特别的，本发明涉及在变化的手动或自动控制程度下以低成本、以可变数量且同时以高度的变化性和精度复杂性来制造这些材料和器件的方法。另外，本发明还涉及利用同一制造设施有效制造功能性和复杂性不同的层状材料和器件的方法。本发明领域还延伸至复杂聚合材料和器件的有效制造，其制造特征是尺寸从厘米至纳米可变化且可控制。

背景技术

在以下论述中，参考特定的结构和/或方法。然而，此参考不应被解释为承认这些结构和/或方法构成现有技术。本申请人特别保留权力来证明此结构和/或方法不被认作现有技术。

许多行业已转移到层状材料以利用此合成材料提供的增强的材料特性和功能性。一个简单例子是气象保护，涂料提供钢材所能提供的强度。一个复杂例子是通过粘结经蚀刻和切割的适当材料的平面片材(planar sheets)来制造微型流体槽路和微型反应室。另一复杂例子是制造多层印刷电路板，允许电路比曾经利用单层或双层材料所实现的电路复杂得多。另一例子是在精细织物上粘结支承层，从而提高它们的耐用性而不牺牲纹理和视觉外观。层状多功能器件的一例是“SMART”卡，其中，含有图形、电子、磁性和触觉特征的许多层被包括在一个多层器件内。

已努力研发新工艺来促使用更高的生产率和更低的成本制造此复合层状材料。随着时间的过去，已研发出两种基本工艺过程。一种方法致力于单个器件且使工艺形成流水线以使复杂性和/或功能性分层或叠加。另一方法致力于批量制造长的层状片材(long layered sheets)，由该层状片材经变型后切出单个器件。

这些方法中的每种都具有它们的优点。第一种方法可制造复杂性高的材料和器件，但成本高。另一种方法可以低成本批量制造材料和器件，但复杂性相应地降低。

这些方法的其它不足和障碍造成了生产危害，这进一步妨碍了实现以低成本批量制造复合层状器件的目标。已尝试结合这些工艺以实现这些目的，但成效是不定且有限的。

特别自十九世纪四十年代起，聚合物已被用作金属的更廉价替代品来制造耗材，且自十九世纪九十年代的中早期起，聚合物已被用于批量生产供仪器使用的复合材料和器件。由于聚合物用在低成本批量制造中的优势是显著的，所以本论述涉及采用聚合物，但同样应用于采用其它材料，包括金属、金属氧化物、金属箔、陶瓷、玻璃和这些材料的薄或厚膜面涂层或者它们的组合。

同上述两种主要的一般工艺方法一样，上世纪后期研发的表面特征制造技术通常可分为两种另外的类别。

首先是采用直接机械加工方法，其中，直接在由适当材料制成的层面上生成预期特征的图案。这些方法包括微磨、基于激光的光刻和射束扫描、等离子蚀刻、采用光致抗蚀剂的湿式化学UV光刻、软光刻、X射线光刻和打印头沉积。在这些技术中，基于激光的工艺由于易于处理且它们能够在各种材料内生成空间受限且亚微米尺寸的各向异性特征而已显示出最大的发展。

第二种方法涉及采用母模板来形成预期图案的工艺。这些特征复制工艺包括软光刻、压花、压塑、热成型、注塑和反应性注塑，且特别适于采用聚合物，尽管这些技术也可以采用包括低熔点金属和玻璃料在内的其它材料。

这些材料或器件制造方法中的大多数都仅限于生成2维或2¹/₂维的结构。这些方法的最大共同点是采用计算机数控(CNC)微磨、注塑或热压花中的一种或多种，这只能生成非常有限的特征复杂度。为制造复杂的3维聚合物部件，这些微观构造方法通常需要组装若干个单独生成的部件。然而，组装微观部件是一种存在对准挑战的连续制造工艺，而此进一步导致工艺费力、产量较低且相关产品的成本高。

另一种制造复杂聚合材料及器件的新近方法是堆叠、对准并接合(bonding)若干层已经制好的薄层(膜)。这种层合方法允许采用较简单的2维制造技术(例如，压光、模切和激光处理)和已确立的接合技术(bondingtechnologies)来生成复杂的3维材料或器件。这种3维设计方法尤其适于采用卷轴到卷轴(reel-to-reel)处理的高容量制造，如Mehalso(“TheMicrosystems Road in the USA(美国的微***公路)”，Mstnews，第4/02卷，第6-8页(2002))和Schuenemann(“Packaging f Disposable Chips forBioanalytical Applications(用于生物测定的一次性芯片的包装)”，IEEE电子元件及技术大会，内华达州，美国(2004))等所述的。

市场压力已促使批量制造策略离开传统的固定生产线方法朝向机动性和响应性的制造***发展，以提供速度和迅速的适应性来满足市场需求。这种新制造方法通常被机动地用于单个机器，或者当在组装线上制造离散部件的情况下被用于机动地给多个生产线模块再定向或者再排序。然而，对于生产线为连续工艺的卷轴到卷轴***而言，这是更难的建议。尽管美国专利4805111描述了一种可重构生产线的模块化片卷***(modularized websystem)，但由于在***使用时原材料供给的连续特征，***的机动性和所生成器件的复杂性有限。

迄今，对于层状聚合器件的制造，仅描述了批量、串行或连续的卷轴到卷轴处理技术。

在通常的批量处理中，利用一***处理一批制造大量或者许多产品。微观技术里，批量处理在制造基于硅或玻璃的器件中相当普遍。一个例子是集成电路的制造，其中，硅晶片用作基底，且随后对其进行大量的加减处理以在该基底的表面内或其上形成电子元件例如门电路和晶体管。在这些处理步骤完成后，分离并包装器件。在另一批量处理例子中，利用印刷原理印制聚合物钞票，其中，同时处理含有几十张钞票的片材或票券，然后在最终处理步骤中分离。新近技术把此印刷原理与将防伪微观特征压入聚合物钞票的表面内相结合。

然而，这些批量制造技术相当昂贵，尤其在涉及微观特征时。依据此方法制造的器件的主要工业应用是组件能被再利用的大型工业、科学和政府实验室中以高产量为方向的产品，从而在器件的工作寿命内分期偿还成本。对于微型层状生物测定器件的许多潜在应用，尤其用于即时/即用器件的一次性部件，这种高生产成本是不恰当的。

基于层状聚合物的器件的批量制造可用于经由一系列处理例如模切、接合、研磨和激光切割来形成多个微型器件。然而，由于微型化和需要此器件可靠地连接真实世界样品与仪器的技术挑战，按照这种方式制得的层状聚合器件通常比它们的硅或玻璃复制品大，且存在少见的包装挑战。另外，这些批量工艺难以自动化，使储存、操纵、对准和组装所生成的微型部件本身成为一项商业和技术挑战。结果，可经由聚合物批量工艺并行地且经济地制造的器件数量有限，使得这种方法仅适于少量生产。

串行制造是一种制造工艺与单个工件(或者相当少量工件)的连续性相互作用的制造策略。例子是注塑、热压花或机磨。尽管这些工业中广泛采用的工艺中的每种都最适宜于高产量且用于连接一系列处理的若干自动化策略可以良好地用于传统产品，但对于微型构造器件而言，所需的高度自动化工艺程序的周期、复杂性和成本都显著增加。在竞争性的工业环境下储存、操纵、组装和对准微型部件仍然是一项技术和经济挑战。因此，串行制造工艺最适于小型至中型尺寸的产品系列。

一种对批量和串行制造技术的有前景替换方式是卷轴到卷轴工艺或者所谓基于片卷(web-based)的工艺。这是用于结合包装印刷行业中普遍采用的复合聚合物层状材料的高产量制造工艺，且近来已被描述用于复合层状器件的制造，参见上述Mehalso和Scheunaman等。另外，参见美国专利6803019和6878345。

根据本发明的工艺采用从包含单个器件的卷轴连续输送的柔性层(膜)，因此，在连续基底上制造单个器件。然后，所制得的器件或者按照与美国专利6803019和6878345中所述相类似的方式在卷轴上使用，或者如上述Mehalso所述被分离为它们的单个部件。

此基于片卷的生产线易于高度自动化，因此相当省劳力。在这种连续自动化***上处理的主要优点是通常可以较低的成本实现高产量。尽管基于片卷的生产线的初始投资费用高于串行生产线，但对于适当大型生产线而言，单位产品的制造成本相当低。

此卷轴到卷轴生产线的主要优点是它们通常对加工偏差相当敏感。若生产线上的单个加工部件超出规定的公差或者不合格，那么由于生产线的连续特征，经过该处的所有部件都受到影响且产量显著降低。停止生产线以修理有问题的部件会导致整条生产线的运行暂停。

这些生产线通常致力于一个特定产品，且在安装时间和参数优化方面需要较大的投资，尤其当处理公差要求严格的具有微观特征的器件时。由于此安装时间、基于片卷的***的长度和由于磨损和撕裂或部件故障导致的不对准的总效应，通常存在许多材料损耗。商业***通常允许此损耗作为固定百分比的附加成本，且产品的最终价格相应地变化。卷轴到卷轴***的另一缺点是***内最慢的工艺限制了整个生产***的速度。

另外，卷轴到卷轴工艺中的基底需要是柔性的，以供卷轴操作***使用。参见例如美国专利6827906。这限制了所采用的层厚度和能在此生产线上组合和操作的层数量。这对于需要较大的环境界面、较大的流体容量、较大的操作结构、或者较高的部件强度、或者大量接合层(bonded layer)的许多层状材料应用而言存在问题，所有这些特征都趋向于使所得到的器件相当刚硬且因此严格限制卷轴到卷轴生产方法的适用性。

卷轴到卷轴处理***的另一缺点是基底需要保持通常平面形状且外表面几乎没有或者完全没有突起。因为此方法还限定了基底厚度，这进一步限制了产品的设计，通常需要较大的3维形状物体以提供功能性例如与外部器件的连接或者内部液体储存室的提供。

本说明书对任何现有技术的参考不或不应被看作认可或者任何形式的建议，现有技术形成公知常识的一部分。

发明内容

本发明在保留优点的同时克服上述限制，并引入新方法来消除或基本减少不足和阻碍。

本发明涉及以低成本、高产量制造复合层状材料的方法和将上述不同工艺与新颖工艺创新性结合而得到的器件，这些工艺结合时在保留优点并引入新优点的同时基本克服当前实践的限制。尽管可采用任何基材和任何后续材料来制造层状材料，但本发明的一个实施例涉及具有至少一层材料且具有从厘米至纳米的功能特征的复合聚合器件的制造。本发明还将非聚合材料引入工艺且精确地定位这些材料以允许低成本和高产量的集成功能性。

依据本发明的一种实施例，提供一种器件制造工艺，包括执行至少一个基于片卷的制造步骤和至少一个基于片材(sheet-based)的制造步骤。在另一实施例中，提供一种器件制造工艺，包括执行至少一个基于片卷的制造步骤和至少一个基于片材的制造步骤，其中，(a)在至少一个或多于一个基于片卷的制造步骤内，以及(b)在至少一个或多于一个基于片材的制造步骤内，执行多个无接合工艺(non-bonding process)。此实施例中，在基于片卷的单个步骤或者基于片材的单个步骤中执行多个无接合工艺，或者在多个基于片卷的步骤中的每个内或者在多个基于片材的步骤中的每个内执行一个无接合工艺，只要在基于片卷的单个步骤或者基于片材的单个步骤或者组成整个工艺的基于片卷的步骤集合或者基于片材的步骤集合中的至少一者内，工艺都包括多个无接合步骤。

在一些实施例中，工艺是模块化的，工艺利用多个模块执行且每个模块被独立控制。“无接合步骤(non-bonding stage)”指不需要把来自连续线的部件与来自片材(或离散)线的部件接合(例如，连接或配合)到一起的工艺。一个例子是层合。

一些模块化实施例包括多个模块，依据生产历史和所制造器件的特性从多个模块中选择特定模块。模块是还可根据需要互换，并可接收或传递材料至另一加工模块。

依据本发明此实施例的工艺可制造广范围的器件，这些器件例如包括a)成层器件、b)智能卡、c)传感器或致动器、d)电子器件、e)体外诊断器件、或f)微流体器件中的一种或多种。

依据本发明第一实施例的制造工艺具有许多优点。例如，其通过增大灵活性简化了产品种类的变化、改进了生产线操作并减少浪费。

依据本发明此实施例的工艺还包括控制***，此控制***可选择性地在模块内或在多个模块之间。在一些实施例中，每个模块被独立控制。另外，依据本发明工艺的至少部分可受分布控制***或分布监测***管辖。

本发明工艺内组件的路线选择、路线变更或定向可利用适当技术或器件来完成。在一种实施例中，器件的至少部分在制造线上组装和/或储存。另外，在一些实施例里，制造过程中依据组件的身份来引导它们。因此，在一个实施例中，给组件增加(例如附加)代码，且该代码提供组件的身份。另外，可依据组件的身份而给其它组件添加组件或从其它组件上移除组件。

在本发明的另一实施例中，提供这样一种工艺，其中，提供至少一个采用卷轴到卷轴工艺的模块和至少一个采用基于片材工艺的其它模块来制造器件的一个或多个示象。此实施例适于制造广范围的器件。例如，其适于制造a)成层器件、b)智能卡、c)传感器/致动器、d)电子器件、e)IVD器件、和f)微流体器件中至少一种。

依据本发明的工艺可用于制造任何适当产品。在一个实施例中，其用于制造层合产品。此层合产品可以是任何适当类型。另外，其适于制造复杂产品，这些产品选择性地包括：多种材料，例如聚合物、木材、纸张、硅、陶瓷和/或金属；和/或多种形状和/或厚度的材料；和/或预成形组件。

在其它实施例中，此工艺使所要制造的器件或组件多次经过至少一个模块或站。另外，所要制造的器件或组件沿着制造线或者独立于其余生产工艺朝向多个方向行进。

依据本发明的工艺可制造包括折叠器件在内的各种器件。

本发明工艺还额外包括至少一个缓冲站以处理缓冲存货。其还包括多个生产臂，且至少一个生产臂包括多个工艺。

依据另一实施例，所制造的层合器件是诊断器件，且在一个实施例中，其是微流体器件。按照这种方式可以制造多种器件，包括例如是折叠微流体器件的折叠器件。

机械加工工艺也形成本发明的部分，且一个实施例包括多层加工，其中，在多层上形成机械加工图形。牺牲层也可用于机械加工，选择性地，机械加工是双面的。

在其它实施例中，压花与至少一个其它工艺结合以改进结构复制。例如，其可包括采用切口(cut-outs)、凹槽(undercuts)、激光加工或任何其它适当工艺。

基于光学的对准***也形成本发明的部分，且包括衍射光学器件或采用干涉图形例如摩尔图形或任何其它适当光学***。

导电元件可作为本发明工艺的部分被并入器件内。此导电元件传导热量或电力。在给器件附加电极的一个实施例中，电极被定位成至少部分地覆盖智能卡载体模块。利用各种技术和器件例如热箔烫印、相互扩散或印刷技术附加导电元件。

其它工艺可选择性地将至少一个波导件并入器件内。可采用任何适当技术，例如：表面涂覆、填充至少一个预成形结构、***至少一个预成形组件。

本发明采用的适当接合工艺包括：采用至少一个构造层来尽可能减小或者避免结构变形、机械联锁技术或表面改性技术。

根据另一实施例，依据所需工艺的特性在不同生产步骤采用基于片卷(卷轴到卷轴)的工艺和基于片材的工艺。当特定类型产品的生产需要仅利用这些工艺之一或另一完成的步骤时，此实施例特别有用。

在另一实施例中，提供多个模块，依据生产历史和所制造产品的特性从多个模块中选择特定模块。在另一实施例中，多个模块可根据需要互换。优选的，此互换是自动的。

依据本发明的卷轴到卷轴工艺和片材工艺制造的示象可以是任何适当类型。例如，它们涉及所述产品的尺寸、形状、功能、附加组件、特征等。

依据本发明的另一实施例，一个或多个加工模块可接收或传递材料给另一加工模块。此加工模块可以是任何适当类型，例如，它们是可接收新材料并可在材料方向改变的情况下工作的片材或卷轴到卷轴(输送)处理器。类似地，加工模块可以是执行一个或多个加工例如构造、接合、印刷、沉积、清洗、表面处理、干燥、检测等的站。

可以利用任何适当技术或器件来控制依据本发明的模块。例如，它们可被独立控制，或者它们受***的控制或者另一模块的控制。此模块还包括例如对沿着生产线的不同位置的回馈控制***。

依据本发明的模块化工艺具有许多优点，包括：

●便于移除和***半成品以提高生产率和更好地满足市场需求；

●能够更容易且更迅速地执行维护和故障检修；

●易于更换模块且对生产的干扰最小；

●可使模块停止工作而不损害至少部分地制造产品的能力；

●可进一步优化工艺；

●由于模块的独立性和***设计的灵活性而更易于满足特定消费者的要求；

●材料浪费较少；

●总产量较高；

●由于多条生产线更易于分担负荷，应付需求变化的能力增强；

●通过以***级别和模块级别两者进行检测，质量控制更好；以及

●模块的复制改善了质量、降低了研发执行成本并加速了交付。

本发明的另一实施例包括遍及整个过程的分布式监测控制***。依据此实施例，各个制造步骤可以自我控制，且监测输出材料并给输出材料标上已通过或未通过，以便随后或者其它分离的控制器能够读取此信息并相应地处理材料。

本发明的某些实施例的优点是缓冲库存的半成材料能被识别(例如机械识别)且随后依据此识别结果进行正确的处理，而不需要利用计算机永久储存产品的处理程度和位置。另一优点是材料能被手动操作处理、返回生产线、识别并相应地处理。因而，此***避免了专用存储线和专用转移线，因为无论材料在哪里进入***都被适当地识别和发送。这的一例是在维护之后返回输入点的半成片卷基卷载生产，且已完成的加工步骤将识别并忽略片卷产品直至其到达工艺中的下一预定步骤，从而还避免了为适应半成品而对生产线进行的任何不必要变化。另一例是对废弃片基材料的手动修补，此材料将在任何步骤处返回生产线、被识别并依据其下一加工步骤而被发送。

依据本发明的另一实施例，提供一种用于制造微流体器件的工艺，包括：在至少一个基于片卷的制造步骤期间和至少一个基于片材的制造步骤期间执行至少一个无接合且无最终分离的工艺。这样制造的微流体器件例如包括折叠微流体器件。在一些实施例中，工艺是模块化的。“最终分离”指器件或制得组件在组件或器件组装的最后与其它组件或部件分离的步骤。

在另一实施例中，提供一种还包括多层叠加步骤的工艺，且在另一实施例中，来自一个或多个基于片卷工艺的材料与相同部件或组件或器件的相同面连接。

在另一实施例中，提供一种用于制造多层器件的工艺，包括至少一个基于片卷的制造步骤和至少一个基于片材的制造步骤，其中，在一个或多个基于片卷的步骤中执行一个或多个工艺，只要此工艺不是图形印刷或切割器件以使最终部件分离。

依据本发明的另一实施例，提供一种器件制造装置，包括至少一个基于片卷的制造组件和至少一个基于片材的制造组件，其中，至少一个基于片卷的制造组件和至少一个基于片材的制造组件被构造成执行多个无接合工艺。依据本发明此实施例的装置适于制造广范围的器件。在一些实施例中，此装置适于制造a)成层器件、b)智能卡、c)传感器或致动器、d)电子器件、e)IVD器件、和f)微流体器件中至少一种。另外，此装置还适于制造层合(多层)产品。

在另一实施例中，提供一种用于制造微流体器件的装置，包括至少一个基于片卷的制造组件；以及至少一个基于片材的制造组件，其中，至少一个基于片卷的制造组件和至少一个基于片材的制造组件被构造成执行多个无接合工艺。

在另一实施例中，提供一种用于制造器件的基于片卷的制造模块，包括：卷轴，被构造成输送片卷；卷轴到卷轴操作装置，用于相对于器件的示象在片卷上执行制造工艺；以及交互装置，用于使片卷与至少一个片材加工模块相互作用。

在另一实施例中，提供一种用于制造器件的片材加工模块，包括：片材操作装置，用于相对于器件的示象在片材上执行制造工艺；以及交互装置，用于使片材与至少一个卷轴到卷轴加工模块相互作用。

在本发明的另一实施例中，依据本发明工艺或者利用本发明装置制造的产品。

在另一实施例中，提供一种用于制造多层器件的工艺，其中，压花与至少一个其它工艺结合以复制结构。至少一个其它工艺包括采用切口、凹槽、激光加工或任何其它适当工艺。

本发明还涉及这样一种多层器件的制造工艺，其包括组件的光学对准。光学对准例如包括采用衍射光学器件或干涉图形(例如摩尔图形)。

在本发明的另一实施例中，提供一种用于制造多层器件的工艺，包括将至少一个导电元件并入器件，其中，导电元件利用模压并入。在另一实施例中，一种用于制造多层器件的工艺，包括将至少一个导电元件并入器件，其中，多层电路形成在被接合到一起的不导电材料的多层上。在又另一实施例中，提供一种用于在器件上的导电元件之间形成互连件和/或通道的工艺，包括经由不导电层模压导电材料的一部分。

在另一实施例中，提供一种用于在器件上的导电元件之间形成互连件和/或通道的工艺，包括形成互连件和/或通道的工艺，包括在基片上形成第一导电层、把一个或多个不导电材料加到第一导电层上、选择性地移除不导电材料、以及在至少部分地覆盖被选择性移除的不导电材料区域的不导电材料上形成第二导电层。

本发明还包括一种用于制造智能卡的工艺，包括定位电极以至少部分地覆盖智能卡载体模块。

在另一实施例中，本发明涉及一种用于制造微流体器件的工艺，包括依据器件的组件的身份引导该组件。此实施例还包括给组件附加代码的步骤，其中，该代码提供组件的身份，且引导组件包括依据组件的身份而给其它组件添加组件和/或从其它组件上移除组件。

在本发明的另一实施例中，提供一种多层器件，包括至少一个应力消除结构以减小基片的应力。此结构可以任何适当方式消除应力，例如，其可以消除多个相邻器件内的应力或者器件内的应力。在一个实施例中，器件是微流体器件。

在整个说明书(包括所附任何权利要求)中，除非上下文需要，否则措词“包括”将被理解为意味着包括所述整体或者整体或全部步骤中的步骤或群组，但不排除任何其它整体或者整体或全部步骤中的步骤或群组。

附图说明

参照附图说明本发明的各种实施例，在附图中，相同附图标记表示相同特征，且其中：

图1A代表普通模块生产单元；

图1B表示被设置用以形成普通生产单元的3×3生产单元；

图2表示具有相互串连的2×3生产单元的两个普通生产单元；

图3表示用于薄膜包装成形的片卷生产***(web production system)的示例；

图4A表示具有11个生产单元的普通生产单元；

图4B表示这些生产单元中的三个，它们具有不同的模块单元且设在用于复合多层器件制造的单个生产线内；

图5表示单向卡生产线；

图6表示具有多通道模块和多个生产臂的片材和卷轴生产线(sheet andreel production line)；

图7表示片材和卷轴双向生产线(sheet and reel bi-direction productionline)；

图8A表示具有离线运输台和缓冲存储区的片材和卷轴双向生产线；

图8B表示生产模块的片材和卷轴生产线，该生产模块被连接以处理独立运输台；

图9A表示层状微流体器件的各层；

图9B表示图9A所示微流体器件的结合层的顶视图和侧视图；

图10A-10C表示经折叠的层压器件的一例，其中，图10A表示具有折叠区域的层压器件的侧视图，图10B表示该器件的折叠，以及图10C表示经折叠的器件的侧视图；

图11A-11C表示批量或者串行制造的部件，这些部件单独的或者被安装在托盘上；

图12A和12B表示注塑部件与卡器件的连接；

图13A表示具有波导组件的微流体器件的顶视图；

图13B表示将单独制成的波导组件并入微流体器件内；

图14表示方形边缘构件的压花；

图15表示利用压花前除去的材料块压出大构件；

图16A代表这样一种构件处理，其中，该构件小于压花层的厚度；

图16B表示压花构造被推入压花层下面的空间内的一例；

图17表示经组合的激光和压花工艺；

图18A-18C表示在两层上组装被分开的微型流体结构；

图19表示用于具有两个牺牲垫层的单层的升离技术；

图20A-20D表示具有局部图案的双面机械加工的使用；

图21表示多层构造内的通路的形成；

图22表示由于层压层之间的扩散导致的内部连接的形成；

图23表示热箔压印构造；

图24A和24B表示在具有智能卡电极的器件上形成导电迹线层，其中，剖视图表示接合前后的电子层和卡组件；

图25A和25B分别表示对准用衍射形成构造的顶视图和侧视图；

图26表示在若干层上得到的对准用衍射图案；

图27表示由平行线形成的莫尔图；

图28表示由圆形图案形成的莫尔图；

图29表示由单步骤接合程序形成的不牢接合；

图30表示在多步骤接合程序中形成的图29的同一构件；

图31表示机械加工层内无支持切口的损耗；

图32A和32B表示机械加工处理中支承材料的使用；

图33表示同一基底上的层状器件之间的面内浮突构造；

图34表示同一基底上的层状器件之间的面外浮突构造；

图35表示用于接合多层材料的机械互锁方法；

图36表示用于形成波导的通道的填充；

图37表示与处理模块相关的简单控制回路构造；

图38表示处理模块内部和外部的回馈用控制回路构造；

图39表示与单个和多个处理模块相关的回馈用控制回路构造；

图40A-40D表示利用压印方法制成的多层电路的剖视图；以及

图41A-41C表示利用压印方法制造电路的生产线的例子。

具体实施方式

这里相对于同微流体器件有关的公开实施例来说明本发明。然而，本发明可应用于广泛的境况和产品，且应意识到的是，其它构造和布置也被认为落在本发明的范围内。对这里所述的构造和布置的各种变形、变更、变化和/或添加也被认为落在本发明的界限和范围内。

通过将卷轴到卷轴加工技术和片材处理***结合成为可制造任意厚度且具有精密3维表面和内部特征的平面和非平面器件的柔性制造策略，本发明制造方法克服了上述批量、串行和卷轴到卷轴制造层状材料和器件的限制。其它新颖制造方法被结合以进一步增强本发明的实用性。

此组合制造工艺的优点包括能够制造厚度范围相当广泛的多层器件(从薄到相当厚)和柔性相当广泛的多层器件(从非常柔软到刚硬)，全部在一个生产线上采用基于卷轴到卷轴的组件和基于其它来源的组件制成，从而能够储存更大的数量、对外部器件和环境提供更充分且更容易配置的接口、包含比采用现有技术的情况更多的功能性。

根据本发明的一个实施例，执行作为独立工艺的中间工艺，且为后者储存的输出被输入给能够以一种速度执行的其它工艺，该速度不同于中间工艺的速度。在一个连续的高速卷轴到卷轴***中执行各种中间工艺，且以一种速度在一个或多个片卷上执行所有制造操作。此实施例避免所有工艺必须以最慢操作的速度运行的情况。因此，本发明的此实施例允许最快组件的操作以它们的最佳速度执行，从而免除需要重构器件以执行其它操作的情况，同时工艺的剩余部分(或者至少最慢组件的操作)可以其最慢操作速度运行。由此，总产量增加且制造成本降低。

在本发明的另一实施例中，所制造的层状片卷构造可被切割、渲染(render)或分离为片材(sheets)以适应这样一种工艺，该工艺本身的特征需要批量处理或者制造对基于片卷的工艺而言太刚硬的产品。此实施例能够提高产品的复杂性而不牺牲最大化地采用高速卷轴到卷轴工艺的能力。这种卷轴到卷轴和批量处理之间的“交换(swap)”可依据生产线构造和产品批量在制造过程中的任意阶段执行。此生产策略通过允许制造在最后阶段完工的半成品进一步减少小生产过程的成本，能够使采用卷轴到卷轴且然后利用专用批量工艺完成的普通组件的生产过程更有效。特定的专用工艺可以依据各种需求例如批量处理(如上)或者小生产过程的需求来独立完成普通组件。根据一个实施例，不稳定试剂的沉积被延迟以延长产品本身的寿命和刚性产品的需求。

类似地，在本发明的另一实施例中，片材产品被引入卷轴到卷轴工艺以最大化地利用某些批量工艺中可能的复杂性，同时维持基于片卷的卷轴到卷轴工艺的总体效率。

参照图1A，模块制造单元1执行具有材料输入2、控制输入3和输出4的一个或多个制造工艺。加工模块的例子包括可***新材料或更换材料方向的片材或卷轴输送装置，或者可用于材料反向、构造、接合、印刷、沉积、清洁、表面处理、干燥、检查或其它制造工艺的工作站。图1B中表示了一种含有3×3模块生产单元的重构生产单元。在此例中，具有选择性退卷单元5的辊件设在每个生产单元6之间。该单元表示了三条可输出给其它生产单元或单元的独立运输线7。选择性地，这些运输线可以在单元输出之前组合或者分离。提供用于层流净化罩、碎屑罩、片材或卷轴水平变更的选择性区域8。

图2表示一种用于含有3×2生产单元的两个生产单元的可能构造的例子。在此例中，片材或卷轴传送单元9经过转刀10至用于构造、印刷或沉积的模块单元11，接着经过用于清洁、表面处理、干燥和/或检测的单元12，之后在接合站(bonding station)14处被接合到已于类似模块线上处理的另一层13上。接合站14的输出可送入另一加工模块的输入以便进一步加工。选择性地，第一个2×3生产单元15的输出17可单独经过下一生产单元16而不经在先接合。碎屑罩或层流净化罩18可设在每个加工线之间。

任一模块都具有它们自己独立的控制器和驱动器且在***或另一模块的控制之下。这包括来自生产线内不同点的回馈控制***。为进一步说明此点，图3表示一种包括用于形成、填充和密封薄膜包装的卷轴到卷轴片材和卷轴生产线的实施例。在此例中，所示模块生产单元散布有材料输送装置29且包括：成形库存材料输入19、薄膜形成20、填充21、接合22、印刷23、硬化24、张力控制25、材料导向和退卷26、压花和穿孔27、模切28和最终部件收集30。具有控制***的生产模块例如印刷单元23确保它们的内部处理被优化，而内部模块回馈***用于提供不同模块的最佳连接性以满足生产线的需要。这的一例是张力控制25与来自硬化单元24的其输入和接合模块22的需求之间的内部模块回馈和控制。

参照图4A和4B进一步说明本发明的模块化、混合和匹配方法。操作被分为独立的生产单元，允许一种可重构的生产线。通过改变生产单元之间的互连性或者通过改变每个生产单元内的生产单元来构造此***。在此例中，图4A所示的单个公共生产单元31包含七个生产单元32，每个生产单元被构造用于一种或多种生产工艺。这种弹性加工站能够在一条生产线内制造多个产品。尽管本发明不限于任何特定尺寸和/或数量的生产单元、或者不限于采用同一类型的生产单元或装置，但图4B所示的实施例表示了采用三个同种生产单元(33，34，35)而生产单元不同的生产线。这些模块化生产单元可以代表一种或多种生产工艺，例如但不限于：片材或卷轴装载36、卷轴装载和过程构造37、材料输送38、层压39、微细构造40、组件和接合剂沉积及硬化42、模切41、反向43、填充44、印刷45、以及检测和部件收集46站。模块化生产单元可依据产品总体制造要求而在需要时互换。

与基于片卷的标准***相比，本发明通过允许在同一条线上处理片材和卷轴原料两者，还能制造更厚且更复杂的器件。在图4B中，输入装置36能够接收片材或卷轴原料两者，且主片卷生产线47能够利用连续和非连续的生产材料两者进行操作。基于连续片卷的多层层压制品的制造通常需要连续的柔性材料通过辊隙和辊导件周围。本发明通过在同一生产线上组合基于片卷的组件处理技术与不连续的组件处理技术来允许制造刚硬、更厚且更复杂的器件，从而克服此限制。

参照图5、6和7，片材和卷轴组件用于在连续生产线上制造多层卡基器件。典型的自动化卡制造及人性化***采用批量或串行生产策略，且限于标准格式卡操作***。图5表示具有输入/输出储料器(48，49)的典型卡个性化工艺和仅接收ID-1(ISO7816)格式材料50的卡操作***。顺次在卡上操作的工艺包括：印刷或激光雕刻51、预成型叠层56的覆盖叠加52、压花53、套色54、以及最终程序设计或编码55。这些通常采用预成形叠层作为卡的***具有标准尺寸，且不需要定制。本发明允许采用加工站(不同于仅印刷)来制造特制叠层或其它从加工线的不同臂聚到一起的组件。

例如，图6表示具有多个生产臂的卡制造工艺，且具有多于一个的卷轴(57，58)或片材59输入装置，该卷轴或片材在多个生产模块60处进行加工且被聚到一起以作进一步处理。在此实施例中，不连续的卡组件与在叠加前已经过处理的输入原料(57，58)叠加。另外，此例可制造多个复杂的多层器件，这里，通过在多通道站61执行多次叠加，可以给一个部件添加多层。尽管此多通道叠加单元提供一定的灵活度，但每层的形状受到每条线上的加工站顺序的限制。通过提供可在加工站之间缓冲或者***和移除组件的生产线设计，能够克服这种限制。

图7提供一种允许工件来回移动至任意加工站63的双向生产线62。在此例中，双向线62具有位于其任一端处的输入/输出储料器64，且具有连接双向线与卷轴原料(65，66)的两个生产臂。此双向加工线方法提供充分的灵活性，但限制了产量，因为每个加工站一次仅加工或者通过一个部件。因此，处于工作中的加工站阻止另一部件通过。

图8A通过提供一个或多个完全可逆或者双向的线来克服此限制，该线具有一个或多个输送台68，此输送***立于加工线67且可沿着该线在各个阶段移入和移出部件以使线效率最大化。独立的双向线68允许部件通过使用中的加工站。在图8A的例子中，生产线类似于图7且包括双向加工线67、两个从卷轴原料(69，70)供料的生产臂、加工站71和输入/输出储料器(72，73)，外加一个或多个独立的双向线和具有缓冲站74的输送台68。

图8B的例子类似于图8A，但没有依赖于加工模块的双向加工线。取而代之的，沿着加工线的加工站71仅与一个或多个独立的双向输送台68连接，且缓冲站74也作为输入/输出储料器。在所有这些构造中，缓冲站的使用进一步提高了各个加工站之间的效率。然而，离线缓冲对于提高图8A和8B所示的整条生产线的效率而言尤其有效，其中，可在任意适当的加工站自动执行半成品的移除、***和储存。

根据其它实施例，本发明方法允许一种灵活牢固的生产线，该生产线提供更彻底的检测方法且通过在***和各个模块化水平处帮助测试来提高质量。工序间测试制度不受阶段间的停留时间的限制，从而不再成为依据本发明的加工因素。另外，对关键组件的手动检察成为可能。在一定阶段对工艺问题进行检测和修正，对大多数部件而言，原材料的损耗最小化。

本发明与传统***相比的另一优点是各个模块的分离和独立通过允许设计工艺集中在对单个模块的功能性和效率上且不为了连接性而损害这些性质来提高设计质量。出于这些相同的原因，研发和执行成本降低，新模块的交付且因此新生产线的交付和执行都加速。

本发明的又另一优点是生产过程的单个部分的故障对整个生产的冲击较小。若在基于片卷的传统生产过程中生产过程的一段或者一部分发生故障，则整个生产过程将停止即整个生产停止。在依据本发明的生产过程中，不受故障影响的所有阶段将继续制造产品，且所制造的产品被暂时储存在适当位置以等待重新进入生产过程。本发明的此特征的另一优点是废材料减少。在当前的卷轴到卷轴或者连续生产***中，由故障导致的停产使得发生故障时整条生产线上的全部或者大多数材料都被损害和浪费。而本发明的情况明显不是这样。

本发明的另一优点是能够在特定的次末阶段随意和蓄意地冻结和储存产品，在次末阶段，半成品待命直至需要成品(例如，为补充存货)、半成子部件被重新***生产过程、且例如在最终加工和包装之前附加易腐烂的或者销售指定的试剂或组件。此特征允许用最少的时间、最低的成本以及最少量的附加质量保证和质量控制过程来及时地制造消费者或用途指定的层状器件。

本发明的另一优点是不需要最终加工的阶段可被重新构造以制造用于其它设计的层状器件的次末产品，或者被构造成在同一器件内的其它生产线上重复最缓慢的生产过程，从而使固定器件的使用最大化并提高生产效率。

因此，与传统***所能实现的产量相比，对于制造小产量多样产品的器件而言，利用此模块化方法能够实现更高的总产量。

层状器件设计者现在利用这些弹性生产特征来进一步改进设计和提高产品灵活性，与之伴随着，在成本和市场方面具有先前不能实现的优势。

本发明的另一优点是能够更容易且更迅速地执行维护和故障排除，因为能够容易地更换模块而对生产的干扰最小化且能够停止特定阶段以便维护，允许制造和储存半成品。

图9A和9B表示层状微流体器件的一个实施例。图9A表示该器件的各层(75，76，77，78，79，80，81，82)，图9B表示合成的顶视图83和侧视图84。这些层可由连续材料的片材或卷轴制成，然后通过机械加工而转换为片材，或者通过接合到其它层上而转换为连续材料。

图10表示具有利用薄柔性基片连接的两个多层组件(85，86)的多层器件，该薄柔性基片可沿着柔性区域87折叠以把两个多层组件接合到一起。选择性地，此器件可以是具有至少一个柔性折叠区域的多层或多组件器件。制造这种具有柔性区域的器件或组件的优点包括：

-对电子、光学和类似组件的连接性提高，因为不太需要有损耗且易出故障的互连件或通孔。

-组件之间或者生产过程之间的合作增强，其中，那些生产过程通常被分派给多于一层。例如，组件可在一项处理中利用单个基准点和/或工具沉积在一层上，然后此层被折叠以在器件上再定位该组件。

-利用同一生产过程匹配层上的处理。一个简单的例子是层间孔的制造。若在若干单独层上***，则每项处理需要对齐各层。若利用折叠方法，则能够采用单个工具，参照彼此的孔并提供相同的处理参数。

-通过在单层上处理且然后折叠，与在两或多个单独层上处理相比，能够减少生产过程。

-由于层数减少，操作简单化。

在本发明的另一实施例中，构造膜被层压在其它组件上，其它组件可以是或者不是连续基片，可以是或者不是平面的，且可以由单个或多个部件制成。此组件包括单独或者安装在托盘上的批量或者串行制造的部件、单层或多层部件，如图11A-C所示。

图11A的微流体部件88包括电极89和微流体组件90，且在图11B中被表示为较大片材或片卷91的一部分，该片材或片卷91包含具有对准孔92和牺牲连接片93的多个部件。图11C表示被安装在载体托盘93A上以便经过加工站之间的四个微流体部件88。

根据本发明，材料层可经由各种方法与其它组件连接。切割为一定尺寸的预成形层可单独接合到其它不连续组件上(单个薄片接合到不连续组件上)。预成形层可在具有多于一个预成形层的载体层上传递给不连续组件，且可以是连续的(载体上的单个薄片接合到不连续组件上)。这些层可以作为具有预成形张力点的连续层传递给不连续部件，预成形张力点例如穿孔或者局部切割材料，这些层在接合到不连续部件之前或之后的某点利用所施加的力分离(预成型自分离薄片接合到不连续组件上)。这些层作为连续层传递给不连续部件，且在接合阶段之前或者期间完全或者部分地切穿并利用所施加的力分离(形成并接合自分离薄片到不连续组件上)。这些层可作为连续层传递给不连续部件，并在接合阶段之前或者期间与连续层分离(形成并接合自分离薄片到不连续组件上)。这些层可作为连续层传递给不连续部件，并在接合到不连续部件上之后的某点被切割(在接合到不连续部件上之后修整此连续层)。

图12A和12B表示这样一种实施例，其中，片材可以是接合到薄膜或其它片材上的单独批量或串行制造的组件。在此实施例中，较厚的注塑件94接合到微型流体卡95上，提供接口和试剂储存区。图12A和12B分别表示组装之前和之后的两个部件。串行或批量制造部件的添加包括在用于光学组件集成的波层部内的所述层状薄膜之间接合部件。这的一例表示在图13A和13B中，其中，图13A所示微流体器件的组装被表示在图13B中，该微流体器件包含被***含有微流体构造98的基片97内的预成型波导件96。预成型波导件96被放入微流体构造98旁边的基片97内的定位构造99。然后，采用密封层100密封器件，给顶面102上的微流体构造仅提供入口101且波导经由侧口103输入和输出。

依据本发明使用的材料包括作为构造层、导热层、电磁屏蔽组件或者集成组件的一部分的非金属或金属薄膜或片材。构造层对于避免接合过程导致的通道下陷而言是重要的，通道下陷是利用薄膜密封的较大微流体构造的主要问题，从而允许利用此3维成层策略制造较宽的通道。

导热层提供对器件的改进热控制，这对于优化反应条件而言是重要的。电磁(EM)屏蔽防止一次性器件上的传感器和致动器受到电磁干扰(EMI)，且在某些情况下减少片状元件的发散或者用于加强供某些致动器使用的EM场(如同磁性和顺磁性颗粒处理一样)。

其它材料也可并入产品内，此材料依据用途要求包括但不限于纸张、硝化纤维、玻璃和基于纤维的产品。

在先前所述的微型制造技术中，模切、激光处理、压花、热成形和打印头沉积的方法都是易于集成入卷轴到卷轴***内的技术。对于依据本发明的工艺，其它制造技术例如注塑和微磨也可并入制造过程内。

肉眼可见的注塑工艺适于采用可变热(variotherm)处理或者采用非热能聚合方法例如UV反应成型来制造微型部件。微型注塑的难点是把聚合物注入模腔的微型构造内所需要的高压和低粘度。微型构造的尺寸减小，制造周期和难度将增加。由于从模具喷注组件的难点，完全3维微流体构造仅利用此工艺是不可行的。取而代之的，通常多个构造被对准并接合到一起以实现埋入通道。

按照与传统计算机数控(CNC)研磨相类似的方式，微磨采用受计算机驱动的研磨工具来定构件的路线。与标准CNC研磨相比，微磨以较高的容许偏差工作且采用较小的钻头(低于100μm)。这通常是2-2.5D技术，因为在不把其它部件接合到通道上的情况下不能制造埋入通道。

模切是完全经由基底层来切割出构件的工艺。此工艺涉及具有规定边缘的工具，朝向另一表面或匹配边缘把该规定边缘压入并穿透基底。通常，利用这些方法获得的构件比微型流体标准大，一般利用旋刀来限制大于微米的构件，而模板实现低于100μm的尺寸。

迄今在激光显微机械加工方面的大多数工作都借助于紫外线激光器且主要利用准分子激光器来执行，准分子激光器能够生成低于一微米的精细各向异性蚀刻构件。不幸的是这种***昂贵且较慢。最近，已聚焦于依据材料厚度采用能够机械加工低于100μm通道的较短波长UV激光器。不幸的是这些***提供较大的受热区域，此限制了微型流体的几何形状。按照类似的方式，近红外线CO₂激光器已被证实仅用于大构件的微型流体通道的制造(几百微米的数量级)。把这些技术并入基于片卷的***内的挑战涉及激光器完成其机械加工过程所需的时间和所得到切割品的形态。

压花是一种把模具压入聚合物材料内以在该聚合物内形成复制构件的技术。所生成的复制构件是模具的负像。压花能够复制亚微米范围的构件。然而，对于较大的构件，这变得更困难，因为压花时被移动的材料需要流动至大块物料内的其它区域。压花工艺后材料松驰和应力的问题导致复制构件变形。对于通常被定向且本身是较薄和较刚硬基片的聚合物薄膜而言，此问题被放大。

热压工艺类似于标准压花工艺，降了工作温度通常接近材料玻璃态转化玻璃和压花压力较低以外。同压花技术一样，复制构件的质量取决于包括印压、温度、时间和材料特性在内的若干参数。

此压花技术通常采用平压板和长停留时间来实现高纵横比的微型构件，且一般不可用于供这类构件使用的高产量卷轴到卷轴***。美国专利6375871和6375776通过在给熔融材料压花前将熔融树脂挤压到薄膜上来将微型压花并入卷轴到卷轴制造***，从而克服此限制。英国专利GB9623185.7公开了一种采用在硬化前按照类似方式挤压和压花的UV硬化环氧树脂的方法。这种***的问题包括限制了可适用的材料，且因而限制了可获得的微流体器件的体积和表面特性。

热成型是一种通过加热薄膜至塑料的软化点、然后利用真空压力或空气压力给薄膜施力以使其相对于模具成形来构造热塑薄膜的方法。此技术因为难以实现尖角半径，所以通常最适于比两百微米大的构件。在证实此技术用于微型流体方面，只做了非常少的工作。

打印头沉积是一种利用扫描打印头例如注射器、喷胶器或喷墨盒来沉积材料的方法。这些方法包括一些可获得的迅速成型技术，例如，立体平版印刷术(SLA)和选择性激光烧结(SLS)。对微型流体应用而言，这些迅速成型技术通常具有过大的容许偏差，然而，正在研发能够形成微型流体构件的新改装。利用激光打印制造微型流体通道的Lago等的美国专利6509085和6074725中描述了用于形成通道壁的接合剂的沉积。这些***对沉积材料的化学兼容性和它们的渗透性方面存在限制。

依据本发明的工艺在灵活的生产策略中组合了卷轴到卷轴处理技术和片材处理***以制造包括用于流体、电子和光学控制的微型构件的组件。这样构造的器件可通过把构造薄膜层压到一起和/或把薄膜层压到片材上来生成。片材是可利用其它工艺例如热压花和注塑来机械加工的刚硬非柔性组件，且可设置为单个组件或形成托盘的多个组件。

薄膜可通过包括但不限于压花、激光处理、模切或热成型在内的处理构成。这些技术中的每种都具有它们自己相关的用于最佳构造的设计规则。这些设计规则包括但不限于限制尖缘例如流体通道内的尖角、加工顺序、和许多其它操作参数例如速度、温度、压力、张力等。这些工艺中的任一种都还没有与用于大量制造复杂微流体器件的卷轴到卷轴工艺结合。

为了低成本、高产量的制造，以下考虑事项可用于依据材料类型、尺寸和加工参数证实构造技术的适用性：

■滚切仅适用于非常大的构件＞1000μm。

■相配模具的模切可利用复杂工具用于大构件＞＞200μm。

■准分子激光器处理较慢，仅适于非常精细、迅速切除的构件＞1μm，且总区域范围小。

■廉价的直接写入IR激光器技术仅适于较大构件且熔融区域被容许＞＞200μm。

■薄膜压花依据被转移材料的体积通常最适于精细构件的复制＜10μm。

在这些技术中，压花代表最廉价的制造选择方式，但高速严格限制了用于薄膜或者甚至散装材料的尺寸。依据本发明的一种实施例，此工艺结合压花与其它技术以提高压花的性能并克服其它构造方法的一些限制。与传统技术相比，这允许对所有尺寸的构件进行压花并改善通道的几何形状。

用于形成3维微流体器件的成层技术通常涉及使垫圈形薄膜成层和生成具有方形边缘或毛边的通道构件。通过压花再构造这些边缘允许其它几何形状以改善液体流和器件功能性。

图14表示对方形边缘通道进行压花以生成具有圆形截面的通道几何形状。在此例中，具有方形边缘通道105的层接合到在压花温度下更刚硬的另一层106上，并使具有圆形边缘的压花工具107压向通道构件。当工具109与构造层108配合时，较软材料形成在工具构件周围。当工具104分离时，构造层110表现为工具的压花构造复制品。

按照类似的方式，通过移除构造区域内的大量材料且确保在压花过程中需要移动的材料较少，可形成大压花构件。这允许对很大的构件进行压花而无需长的模压停留时间或者不会导致较大的材料应力。图15的实施例表示多层构件111的压花，其中，在压花前利用工具113通过处理移除构造区域112内的大批材料。在压花过程中，构造材料114形成在工具115周围，构造材料117内留下工具116的成形像。

本发明的另一优点是利用切割工艺如激光器切割和模切产生的切屑和毛边在构造后也可被压花以改善通道性能。在这些情况中，机械加工面的切屑、碎片和毛边可被压花和再成形到整体结构内以提供清洁的构造面。

依据本发明的用于改进薄膜内构造的复制的另一工艺是采用压花构造下面的凹槽层使被转移的材料移向旁边而不进入周围的松散材料内，如图16A和16B中所示的。压花材料由于凹槽而具有比下方材料更低的玻璃态转化温度。两图中所示的成层组件具有压花层118、含有浮凸构造121或凹槽的层119、以及具有气孔122的底层120。可计算凹槽121的体积以与被转移的材料相匹配，从而确保模具的良好复制，且可采用气孔122或储气器来减小空气压力对凹槽的负压。图16A代表结构比压花层的厚度小的构造过程，把工具123压到压花层上，使工具构件124经由该压花层凸起一半，将一些材料从层118移入压凸构造121内。类似的例子表示在图16B中，其中，工具构件124比压花层118的深度高，且所得到的压花构造推入该压花层下面的空间内。

与基于薄膜的器件能够正常实现的压花构造相比，这些方法允许复制相当大的压花构造，尤其那些不完全无定形的材料。与正常压花相比，此工艺还提供一种停留时间较短的方法，因为仅特征附近的区域需要被加热以允许回流。与整个材料都需要被加热以允许材料流动的热压工艺或者与较多材料需要被移动的标准压花工艺相比，使材料的内在应力较大。

依据本发明的激光压花工艺能够比正常压花和热压花更迅速地复制压花特征。通过用激光预处理被压花的局部区域，改变该局部材料，这使(a)局部材料构造重组，且对于一些聚合物而言，软化点降低(尤其在定向薄膜的情况下)，(b)预加热曝光区域，(c)材料回流，以及(d)在一些情况下，切除或者移除压花区域的材料。在对所要处理的薄膜区域进行压印前，可加热局部区域或者工具以改进该工具周围的材料流动。激光束可对整个基片表面或者仅要压花的区域进行曝光。还可采用自动化***利用计算机文件方向或者工具或材料的图像识别来在适当图形内引导激光束。图17表示在利用工具127压入曝光区域128之前在材料126上扫描的聚焦激光束125。当与工具接触时，辐射材料129形成在该工具周围，在分离时留下构造面130。按照类似的方式，可采用其它材料处理例如后述的化学、电晕和UV处理来改变压花区域附近的材料特征以改进压花工艺。

与昂贵且缓慢的UV准分子***相比，为形成精细构造，此工艺允许采用波长较长的激光器。不像它们的准分子副本，此波长较长的***产生更多的热损伤且通常具有较大的焦点尺寸，这严重限制了它们对微型构造的空间分辨率且提供较差的切割质量。通过结合激光工艺与压花，与仅激光工艺相比，能够制造更精细且更准确成形的微型构造，且与仅压花相比，停留时间更短并形成更大的构造，从而提供比准分子激光工艺更迅速和更廉价的方法。依据本发明此特征的工艺还可与卷轴到卷轴***兼容。

依据本发明的模压方法分离多层上的大流体构造。此方法执行与“印刷机”类似形式的模压过程，即利用模块化且可互换的模压工具的模压。不需要成层过程，每个模块化模压工具之间的分离提供成形通道的封闭。图18A表示经模压的两层，在两分离层(131，132)上具有部分流体构造133。第一层表示通过设置第二构造层来连接的三个不连续流体件。图18B和18C表示这两层(131，132)如何在相互顶部上对齐并接合到一起以形成具有连续流体构造135的单层134。

选择性地，如果在利用模块化模压工具制成的孔之间形成压花互连件，则可采用单层方法。

另外，还可采用成层方法来避免层构造内由于提供移动自由性的一些几何形状导致的不对齐，如美国专利申请公开文献2002/0112961中具有基本大于90°角度的结构几何形状包含的。

升离技术是薄膜转换中采用的普通技术，其利用所安装的衬垫层处理(模压、辊压和激光切割等)薄膜，然后在接合之前移除这些衬垫层。此方法确保薄膜在接合之前保持清洁，且有助于移除切屑和其它相关碎片。在激光处理中，此衬垫层通过移除任何成形的凸脊和移除受激光影响的第一表面和最后表面来帮助改善切割质量。在这些分界层处热传导基本是二维的，随着切割加深和激光进入基片的材料，热传导变成基本三维，提供更小的受热区域。使一个或多个基片、衬垫层接合到较大的表面上能够提供进一步的热传导并便于移除废物以改进处理。

图19表示在激光构造处理期间采用升离技术的一例。被机械加工的基片136接合到一个或多个牺牲层(137，138)上，执行机械加工，移除该牺牲层，留下清洁的构造基片139。另外，此技术可用于提供基片的接触掩膜以使基片成形暴露于本发明所述的其它工艺。

本发明应用自动化且材料采用保护层、载体层或掩膜层。为克服移除前述层的材料处理的限制，本发明采用使用对分模的双面处理。采用单个图形的不同部分从多于一面处理材料能够提供对材料切口和不连续区域的谨慎控制。通过控制附着在每层上的每个切口区域内的材料量，能够通过移除一层或多层来移除切口区域内的材料。例如，图20A的图形提供三个切口区域(140，141，142)。若完全利用此图形对材料进行机械加工，则所有这些切口将不受支承。另外，外层将不连续，使切口或不连续区域上方的牺牲层或废区域的移除成为问题。若穿过多层器件的一层对整个图形进行机械加工，则随后外层的移除将不移除整个图形区域。通过提供外部牺牲层并利用不连续图形从两面进行机械加工，则可完全移除选定层，且仍然提供完成机械加工的内部层143。如利用图20B所示的剖视图可见的，两外层(144，145)仅被部分地机械加工，且中央层143被沿着机械加工图形完全切穿。

双面处理可在独立处理站处且在材料的两面上进行，或者材料可以翻转并在同一侧上经过站。在图20C所示的本发明一个实施例中，采用材料处理辊来操纵片材和卷轴材料，允许利用站150在构造之前将基片材料146可逆地接合到从卷轴149输送至基片146的顶面和底面上的两个保护层(147，148)上。在一个或多个站(150，151)处的处理之后，利用开卷机152移除保护层(147，148)及所附着的它们的切口区域(140，141，142)，留下不连续部分153。

在本发明的另一实施例中，材料被加工成较小的不连续组件，并被处理成附着在一个或多个载体层或部分上的连续材料。参照图20D，仅移除一个保护层154以允许连续操作材料且接合到新组件或载体层158上，然后移除第二牺牲层155。结果，留下清洁的且切口被移除的处理部157，并接合到新组件或载体层158上。

可与前述方法结合或者单独使用以改善切割质量并移除碎片的其它技术包括：

○烘炉加热

○快速加热

○激光扫描(较低的能量或较快的扫描率以清洁而不是蚀刻基片)

○空气喷射

○化学浴槽

○机械刀

聚合物基片上的导电电路通常经由蚀刻、网印或者电镀过程制成。

蚀刻用在制造柔性电路的印刷电路板(PCB)工业中。通常，覆铜的聚酰亚胺被涂覆以光致抗蚀剂，然后形成图案，并化学地蚀刻掉所得到的图案。此方法的主要缺点是限制了可采用的基片和导体的材料种类。

印刷在生产中易于执行、具有低的加工成本、且允许采用合理广泛的材料。印刷技术包括水道充填、接触掩膜、网印、凸印、凹印和印刷。此处理需要考虑的问题包括受到限制的材料厚度(＜25μm)和不能焊接到所得到的电极上。

电镀或无电镀在生产中较难以执行，但能够良好地控制空间分辨率(＞10μm)、依据曝露时间能够被电镀成几乎任何厚度、且易于在PCB工业中建立。形成种子层的方法包括湿式化学预处理和镀敷、激光消融沉积、横向蒸发、物理汽相沉积(PVD)和化学汽相沉积(CVD)技术。

依据本发明的工艺采用所构造的聚合物薄膜和片材的层来形成复杂的流体操作器件。在那些与在这些器件内采用电极有关的实施例中，需要提供使内部电极与外部电极互连的技术，这需要穿过各层的通道和层之间的互连件。

聚合物薄膜内的互连件和通道已被广泛地研发用于柔性PCB行业，其中，通孔电镀和铆接用于提供穿过各层及各层之间的连接。参见例如美国专利申请公开文献2001/0047880A1。通孔电镀能够实现精密公差，且铆接提供坚固的连接。然而，与电镀相比，铆接的空间分辨率差且难以实现埋置通道。这两种技术对高产量的卷轴到卷轴或连续生产***而言缓慢且麻烦。

在依据本发明的工艺中，使用含有电镀轨道和/或通道的薄膜。然而，也可在适当时采用供电子轨道和通道沉积使用的印刷方法，因为它们代表较廉价且产量较高的制造方法。印刷电极的任何适当方法都可与本发明结合使用。它们通常用于制造薄膜键盘和电极传感器(例如糖尿病测试条)。技术包括凹印、凸印、接触和不接触网印。用于电极成形的其它方法是把导电材料沉积到凹入通道内，如美国专利6103033中所述的。依据本发明的工艺利用这些供电子轨道成形的技术中的任一种，且除电镀以外，通过填充层状基片内的孔来形成通道。

此用于制造埋置通道和电触点的工艺的一例表示在图21中，在基片160内形成孔159，并将该基片接合到另一基片162上，该基片162具有位于所接合的基片163的孔附近的电触点161，然后利用导电材料16)填充凹孔，最后具有电触点166的另一基片165接合到通道的另一面上以经由填充孔连接两个电触点(161，166)。利用此工艺，多层可层叠层地组合，且互连轨道连接在相对端部处。填充通道的方法包括网印和刮刀填充，如音频识别器件(RFID)和传感器的制造所证明的。分别参见例如美国专利申请公开文献2005/0072595A1和美国专利6103033。

用于低电平信号采集和电化学电极的电气设计及传感器设计的另一方面是提供可靠且坚固的电连接。在迄今为此的普通电子***中，主要关心的是各个电子模块之间的连接器设计。在分层的电子及传感器***中，组件之间的内部互连也非常重要。在PCB行业中，电镀通道和焊接是已确立的方法。对于由于材料温度要求或加工参数而使得这些技术不适用的层状聚合物器件而言，仍然需要研发聚合物层之间的可靠电连接。在依据本发明的工艺中，金属相互扩散是用于影响电接合的手段之一。通过采用可兼容的软金属，在相对层上接合到一起，能够实现永久且持续的接合。

这的一例表示在图22中，其中，直接在层(169，170)的相对表面上或者在其它导电材料168的顶面上形成软金电极的图形，然后通过与电极搭接171和物理接触而接合到一起。经过几个小时至几天的较短时间后，金从两层扩散到对方内部，形成持续的接合172。在另一实施例中，软金被沉积到另一材料例如碳或银电极的顶面上，然后使这些镀金电子轨道到一起。

这种互连方法允许层状电子组件的层之间接合以及这些器件与集成电路、致动器或传感器之间的接合，例如，智能卡集成。

按照与导体之间的相互扩散技术类似的方式，形成电极互连件的印刷方法。作为一例，在相对基片上印刷基于银碳油墨的电极，然后在油墨充分干燥之前使这些基片到一起以改善导电性和电极叠加位置的接合强度。

热箔压印方法可用于从载体层转移薄膜例如金属或石墨层到基片上。此工艺涉及经由温度和压力使沉积层接合到基片上，这还导致涂层剥离载体带。通常采用的压印箔涉及用于装饰性涂层的金属层的沉积。这些金属层通常制造在载体带例如聚酯上，且蜡在压印温度下熔融剥离。图23表示热模173，此热模173将在两辊(175，176)之间移动的箔174压到基片177的表面上以把该模的匹配图案从剥离层转移到基片表面上。

对于需要较厚导电层的电极成形，可采用压印层作为电镀的种子层。这简化了传统电镀工艺，传统电镀工艺需要掩膜和难以在连续生产线上执行的物理汽相沉积(PVD)/化学汽相沉积(CVD)处理。

在一个实施例中，通过把导电材料压印到基片上、然后把不导电材料叠加到经压印的导电材料上来制造多层印刷电路。按照此方式，许多导电材料层可以叠加。通过提供没有不导电材料的区域以使导电区域连接或者通过把导电材料压过不导电层以与下面的导电层接触来制造导电层之间的互连件和通道。例如，图40A-40D的剖视图表示多层压印电路的剖视图的例子。图40A表示由两个导电层(401，403)和两个不导电层(402，404)形成的两层电路的剖视图，互连件405形成在不导电层(402，404)和导电层(401，403)叠加的区域406内。不导电材料的开口可在接合到压印电路上之前或之后利用任何适当方法制成。例如，可在接合之后采用激光器利用激光切割选择性地移除不导电材料，该激光器将选择性地蚀刻不导电材料并留下未受影响的导电材料。图40B表示同图40A相同的互连件。然而，在此实施例中，导电材料407、层401的部分或者另一块导电材料被压入下方的导电层403内以形成坚固的互连件。图40C表示不导电层402内没有开口。然而，经由不导电层402压印导电材料408以提供导电层(401，403)之间的电互连。图40D表示包含三个压印互连件(409，410，411)的多层电路的剖视图，其中，一个互连件409穿过不导电层(412，413，414)。这些多层互连件可利用穿过所有三层的一次压印动作或者在不同层上执行的多次叠加压印动作实现。

包含用于多层电路制造的加工站的生产线的实施例表示在图41A-41C中。图41A表示直接与三个加工站415连接的缓冲站416，三个加工站包括例如叠加站、激光蚀刻站和压印站。在此例中，缓冲站用于把部件移入和移离417加工站以及在内部缓冲模块418之间移动部件。图41B表示具有相同加工站的双向生产线，该加工站按顺序对齐且具有输入和输出储料器419。图41C是与图41B所示类似的双向生产线，且具有更多的加工站420，该加工站包括：印刷站，用于印刷焊剂、导电粘合剂和电阻墨水；组件沉积站，用于布置电子组件；以及烘焙站，用于烘焙焊剂或导电粘合剂。在包含电阻墨水沉积的生产线中，可采用激光器来修整所沉积的薄膜以达到沉积薄膜的规格例如电阻值。

在一些情况中将生物学和化学试剂沉积到器件内，用于同DNA和蛋白质微阵列一样的传感器制造和将试剂预装入盒内的协议自动化。用于化学沉积的技术包括：

●微点样(microspotting)(接触或不接触印刷)；

●网印；

●注射器或喷射器输出；

●照相平版印刷激活的交联

●冲洗并粘合或反应到预激活点/区域上；

●浸浴；

●机器人放置干燥试剂(Robotic placement of dried reagents)。

试剂可在进一步加工和密封之前被输送到表面上或者构造器件例如井、袋和其它容器内。在注射器输送的情况下，针头可以穿过多层材料以将试剂注入密封室内。在一些情况下，在沉积之后还需要加热或UV曝光以充分或者部分地干燥或改性沉积材料。

用于IC设置和接合的标准表面安装技术通常利用机器人拾取放置机、胶水/焊剂沉积和烘焙站来将单个电子组件设置在PCB上。在器件不能遭受正常焊接工艺的一些情况中，采用UV硫化导电环氧化物或其它导电粘合剂(例如PSA带)。

上述所有方法都可采用依据本发明的组件沉积工艺。在加工过程中采用依据本发明的材料沉积方法能够以连续而非批量的方式在制造器件内表面沉积或者完全或部分地封装组件。将沉积步骤集成到生产线内允许更高程度的加工自动化，且有助于尽可能减少最终器件的成本。组件封装对组件例如通常需要尽可能减少蒸发和防止污染的液样提供更高程度的保护。

其它印刷方法也适于化学和生物学沉积。这些方法包括凹或凸印。

图24A和24B表示经由叠加轨道、内部扩散或导电粘合剂来接合智能卡电极和其它电子传感器及电路。接触式智能卡电极模块被表示为一例，但同样适用于电极模块全部在器件内部而不在一个表面上露出的不接触式智能卡模块。表示了接合到智能卡电极模块上以允许与聚合物器件的其它区域电连接的一例。在此例中，图24A表示此卡的顶视图，且图24B表示在两电极层接合之前和之后穿过电极模块的剖视图。连接卡179的其它部件的电极178可通过从相对层叠加到电极上来与电极模块180电连接。此例中，形成在基片的下表面上的电连接件178被接合到智能卡电子模块的电焊盘181上。所接合的电极焊盘181可从电极模块180覆盖焊盘的仅部分，如图24A和24B所示，或者它们可以经由所接合的电极或叠层完全覆盖电极模块以提供环境保护。

在卷轴到卷轴处理时通常采用索引孔或标记，例如照相软片，以对基片提供准确的空间控制。采用对准标记来准确地对准多于一层被广泛地用在许多行业中以确保组件和器件的精确性和再现性。

微型流体层状器件内的对准因为构造的尺寸小(μm)而提出了特别的挑战。可采用两种方法来帮助降低器件由于不对准导致的故障率并提高质量。首先，采用对准标记通过确定层状组件的对准来提供检查***，其次，可改进构造以使它们不太依靠它们的对准。

采用对准标记是在微型机电***中用于对准的最普遍方法。

在可能时，出于可制造性设计产品，包括提供用于尽可能减小难度以实现容差要求的特征。这的例子表示在用于解决微小不对准的美国专利6322683中，在比与基片连接的端口大的基片内蚀刻井。类似地，在美国专利申请公开文献2004/0018115A1中，在比检测器大的检测区域内或者沿着可能出现最大对准误差的轴线形成通道和井。

依据本发明的工艺的一个实施例采用如上所述的控制***来帮助对准和提供质量控制。控制***回路中的参数包括但不限于与薄膜/片材的张力和速度调节相关的光学传感器回馈，以改进对准。

以至少与寻求实现的对准分辨率一样高的分辨率限定的边缘有关的任何特征可用作检测特征。用于检测此特征的传感器***可采用一个或多个用于单个位置检测或者区域成像的离散传感器。可采用图像识别和/或其它检测算法式。对于光学测量的微型特征，这需要在适当聚焦区域内的合理高精度的图像。包括干涉图案例如摩尔图案、衍射图案和微型特征的投影图像在内的图案识别都可用于帮助改善光学传感器成像。

依据本发明的另一实施例，采用由各层上的标记产生的具有狭缝的衍射图案。由于对准改变，狭缝宽度改变，因此由外部光源照明产生的衍射图案不同。参照图25A和25B，每个黑色矩形代表不同层上的标记。如图25A所示，黑色标记(182，183)且因此各层的不对准使它们的间隔产生变化。间隔的变化可来自于不只一个方向，例如，长黑色标记182与小黑色标记183之间的间隔指示与小黑色标记188之间的间隔垂直方向的对准。图25B表示利用产生衍射图案186的狭缝185衍射的光束184的衍射187。图26表示由图25A的对准标记189的照明190产生的衍射图案188。为了简单，仅表示沿一个轴线的衍射图案，然而也可结合采用其它轴线来指示各个方向的相互不对准。

在本发明的其它实施例中，采用干涉图案来指示层对准。摩尔图案可由具有角度差异或者不同周期的重叠且均匀间隔的图案生成。因此，通过在各层上设置重复构造的全部或者部分，层对准的变化可生成与层不对准相关联的不同图案。图27和28表示由设在各层上的均匀间隔线获得的具有不同间隔频率或者角对准的干涉图案。图27代表不同层上的两栏均匀间隔线(191，192)，摩尔图案由两层的角不对准生成。图28表示由与一栏均匀间隔线重叠的圆形图案生成的摩尔图案193。

接合在许多行业中都成为问题且已研发出许多技术，这些技术涉及机械互锁、电子附着、界面层与界间接合、吸附、扩散和化学接合中的一种或多种机制。尽管这些机制是公知的且接合方法已成功地用在许多行业中，但接合仍然造成了难题。成功的接合取决于许多因素，这些因素包括：接合材料、接合面的状态、接合方法及其工作参数、以及环境条件。在微型流体领域，由于需要在微型通道周围形成良好密封的同时维持微型构造的完整性，接合成为难题。

接合技术被广义地分为两种：区域接合，其中两个基片的全部表面都接合到一起；以及选择性接合，其中表面上的选择性区域被接合到一起。两种技术都可应用于微型流体接合。通常，选择性接合在生产实践中是较昂贵的技术，但接合密封的空间控制较好，减小干扰微型构造的风险。

对接合技术的进一步考虑为是否需要辅助材料来形成接合，如果这样，则材料在使用时是否将与当前工艺和应用兼容。表1列出这些接合技术中的几种。

表1：接合技术

扩散方法是一种普通批量技术，其涉及在使基片表面到一起的同时施加压力和温度，且留出供分子链从各个材料缓慢地扩散到对方内的时间。通常，这需要分子链具有足够移动性的类似材料。尽管可同时接合许多层，但需要当心使接合层减弱的空隙且需要较长的加工时间。

利用诸如等离子、电晕、或UV辅助接合技术的表面改性涉及改变表面化学族以经由电子或共价耦合来改善接合。通常，利用这些技术中的一种使聚合物暴露在含氧环境中将导致表面氧族增加，这增大表面能量并促进许多基片接合。也可暴露表面上的其它气体和液体以生成其它功能性表面族。由这些暴露技术生成的许多反应通路涉及不稳定的自由根物质。因此，此表面预处理需要在接合之前立即进行。类似的表面改性技术已用于通过软化紧邻表面附近的材料来改变表面性质。例如，已采用化学、UV和等离子曝光来使表面处的聚合物降解，从而降低材料玻璃态转化温度并使得在低界面温度下接合。

如果采用掩膜技术，也可通过表面改性来实现选择性接合，确保暴露区域受限。

粘合剂接合是采用另一材料作为连接物来把两个表面接合到一起。粘合剂可通过喷雾器、缄锭、刮刀、辊件等涂覆到整个表面上，或者作为片材或带材敷设，或者利用印刷技术或利用组成图案的粘合剂片材或带材选择性地沉积。典型粘合剂包括：氰基丙烯酸酯、硅树脂、环氧树脂、和丙烯酸树脂基材料。这类接合的两个顾虑是粘合剂与所使用材料的兼容性和预期应用。终生性能、毒性和表面相互作用也是需要考虑的事项，尤其对于面积/体积比如此大的微流体器件而言。

层压是一种使材料到一起来连接塑料薄膜的流行技术，该薄膜之一具有粘合层。此粘合层可以是如上所述的粘合剂或者具有低玻璃态转化温度的聚合物，此聚合物在温度和压力下流动以与另一表面接合。这些方法广泛用在卷轴到卷轴***里的印刷包装业，且已成功地应用于微流体器件。参见例如Schwarz等的“Microchannel Networks for Electrophoresis Separations(用于电泳分离的微型通道网络)”20 Electrophoresis 727(1999)。

溶剂辅助接合利用溶剂来胀大聚合物的表面和增大链移动性以使两表面扩散到彼此内部。这种技术的问题是难以在生产环境下处理溶剂。对于流体器件而言，溶剂残渣提供了污染源，且对于微型器件而言，溶剂使微型构造变形。

透射激光器焊接通过一种材料对所辐射的激光波长而言透明和另一材料对该激光波长而言作为吸附器来工作。这使得激光束选择性地加热两材料之间，当加热超过玻璃态转化温度时产生局部焊接。为了集成到生产环境中，主要限制是加工时间，以及兼容材料和可加工层数的限制。

除了利用底板处的激光器吸收来生成热量以外，反向传导焊接按照与透射层焊接相类似的方式工作。夹在吸收层上方的聚合物薄膜从其表面导热且局部熔融。由于限制空间分辨率的聚合物内部的均匀导热，此技术仅适于薄膜和较大的构造。

高频或者介电加热是一种通过使AC电流经过极性材料来接合该极性材料的技术。此方法可有效地接合通常在其软化点附近降解的材料。这是因为热量在材料内部均匀地生成，而不是在表面生成且然后向内部传导。然而，对于微型构造而言，这会由于非特定加热而引发问题并导致变形。

超声波焊接依赖于经由材料传递的振动能。在两材料的界面处，振动能被转化为热量。特征可用来聚集能量，且通过谨慎的能量控制和构造部件周围的几何设计，能够实现良好的密封而不致其余材料变形。

也可在连接处附近设置特定能量吸收材料来促使局部熔融，且因此当利用适当能源辐射时实现选择性接合。能量吸收器包括薄膜金属、Clearweld(商标)、聚苯胺、聚吡咯、聚烷基噻吩、金属性毫微粒、磁性和顺磁性微粒、以及其它适当掺杂质材料。能源包括电磁、微波、UV/可见和红外辐射。为了密封微型构造，效力通常取决于对材料沉积技术的限制。

上述所有工艺都可用在连续制造中，且可应用于这里所述的依据本发明的工艺中。

依据本发明的工艺的一种实施例包括采用控制***来控制接合过程。控制***回路中的参数包括但不限于温度、压力、时间、速度和薄膜张力以实现较好的接合。

特定设计规则可用于接合层状器件。这些设计规则包括与特定接合过程有关的操作参数，例如温度分布图、停留时间、张力、压力和预处理要求。然而，它们还包括使得器件的设计能够改善加工性能的设计规则。设计规则包括制造设计规则，例如最小特征的尺寸、特征的间距、纵横比和特征的锐度，以改善切口并避免材料拌住工具。设计规则还包括单独用于预期器件用途的设计规则。应用设计规则的例子包括但不限于用于控制死体积、混合扩散率、接触表面积的几何形状以及用于无源或有源元件的流体控制。

当采用压接技术来连接层状构造时，流体器件内各层的接合顺序是需要考虑的事项。这是因为微型构造形成的空隙导致紧邻构造上方和下方区域的施压减小。如果接合过程依赖于压力，则空隙旁边的接合层所形成的接合不像施压处所形成的接合那样牢固。图29所示的典型情况表示在接合之前(194，195，196，197)和接合之后(198，199，200，201)四层器件内的通道的剖视图。在一步接合工艺的此例中，通道上方的叠加膜不受其它层支承且变形到留有空隙的通道区域202或者紧邻该通道上方的弱接合区域203内。这可通过在接合到微型构造上之前接合该微型构造旁边的层来避免。如图30所示，采用两步接合工艺。首先，接合层204和205并接合层206和207，然后将四层接合到一起。

另一考虑事项是构造层的布置以避免开口沉降和特征不对准。如图31所示，使微流体构造209的中间环208不受基片210支承。若构造完全经由层叠加来机械加工且形成岛状材料，则此岛如果不受支承将脱离构造。类似地，若构造是除直线以外的，则依据构造的尺寸和相对于直线情况的横穿角，部分基片可具有一些移动自由度。这使预期微型构造阻塞和变形。避免开口和不对准的方法包括将设计分割在多层上(参见图20A-D)，如先前美国专利申请公开文献2002/0112961描述的构造过程中所述的，用于角度基本大于90°的构造几何形状的薄膜下陷。

另一避免开口沉降或不对准的方法是提供支承基体。这的一例表示在分别为顶视图和侧视图的图32A和32B中。首先，在对微流体构造214进行机械加工213前，将要构造的层211接合到牺牲层212上。在特征脱离牺牲材料212前，基片被暂时或者永久地接合到另一基片215上以防止发生移动。若构造过程发生在接合之前，则结构在接合前仅部分地形成并在其后完成。构造之前的接合涉及在构造之后且移除牺牲层212之前仅部分地接合，然后接合到另一基片215上。选择性地，若在操作之前执行接合且构造过程仅经历一层(如先前在图20A-D中所述的)，则按照与升离技术相类似的方式移除所得到的结构。

在一些情况下，由于所采用材料的内部应力，所形成的器件在接合后翘曲。克服此问题的方法包括利用例如差热辊在接合之前调节各层的张力、在接合之前或之后对一或多层进行预处理、或者在接合过程中提供此方法。提供预处理的方法包括激光器、IR和机架，且涉及急骤加热各层以在接合之前给各层预加应力。选择性地，给不同层提供不同的张力可以控制所形成结构的得到应力。采用此的一例是在接合前给器件内提供相反的张力、应力或相关力以抵消该器件绕辊件卷曲的趋势。

另一技术涉及在实际器件上提供用于帮助解除所引发的基片应力的结构。图33和34分别在平面应力内和平面应力外表示这些结构的例子。图33表示位于多层器件216之间的应力解除结构217的一例的顶视图。图34表示包含经过顶面和底面的应力解除结构219的四层器件218的剖视图的一部分。

依据本发明的工艺还容许利用机械互锁的无粘合剂接合。这对采用金属和氟化聚合物有用。结构形成在一层周围和/或穿过此层形成，此层允许另一层流入该结构内以生成将机械连接两材料到一起的凹槽。这的实施例可见图35，其中，顶层220在接合过程期间流入第三层222的空隙223内以机械互锁第二层221。

表面改性促使接合方法通常需要在表面暴露后立即接合。依据本发明的片卷***和工艺通过提供自动化且集成的暴露接合步骤尤其适于这些方法。

对于超声波接合，在通常位于微型流体边缘周围的接合用关键点处形成唇部或凸缘有助于聚集能量和改善接合。在依据本发明的工艺中，可采用模压、切割、压花和/或激光加工来形成此凸缘。

表面改性技术已用在许多行业中以改善材料的表面性质。特别的，聚合物通常包括所需要的整体物理化学性质，但缺乏特定应用所需要的表面特性。在印刷包装业，已研发出许多技术来改善这些用于接合、润湿和显示的特性。表2列出这些技术中的一些。

表2：表面处理技术

技术	工艺	类型	技术状态	评价
					研磨	机械	干或湿喷砂，手动或机械砂磨	陈旧	费力、肮脏、仅适于低产量、必须处理残渣
溶剂清洗	物理化学	擦拭、浸渍、喷射或蒸汽脱脂	陈旧	安全、处置和环境问题(即，发散)
					水基清洗	物理	多级能量冲洗	现代	环境***冲击低、容量高、成本较低
化学	化学	浸渍、刷洗	陈旧	使用安全问题
					用酸或碱蚀刻		漂洗、喷射		腐蚀性、毒性材料和危险废物处置问题
化学底漆	化学	聚乙烯胺、聚氨酯、丙烯酸酯、氯化聚合物、硝	成熟	需要特定的设备，且特定的最终用途需要不同的底漆

		化纤维或虫漆的溶液涂覆
					火焰处理	热化学	可用于平面薄膜或三维构造	成熟	火灾、对非热敏材料限于一定程度
电晕放电	电化学	可用于导电基片和介电基片	现代	主要用于薄膜和片卷
					气体等离子	电化学	可用于薄膜或三维应用，能采用AC、DC或微波频率	现代	方便且节省成本；无毒性材料或处置问题；对大量不同构造都有效
UV和UV/臭氧	电化学	用于批量***中的相异部件	发展，现代	一般仅以批量形式且需要较长的停留时间
					蒸发丙烯酸脂涂覆	物理化学	当前仅用于片卷和薄膜	发展，现代	仍然正研发用于工业规模的应用
氟化	化学	短期暴露于元素氟能批量或连续	发展，现代	需要特定设备来输送和监测氟
					静电放电控制	电学	以电荷分散或者电荷中和的形式	现代	设备简单、且依据应用复杂和昂贵

The Wiley Encyclopaedia of Packaging Technology，第二版，Aaron L.Brody和Kenneth S.Marsh编辑，ISBN 0-471-083975-5

1997，John Wiley &Sons，Inc

在执行、寿命和性能特征方面，前述每种技术都有它们自己的缺点。对于微流体器件而言，由于结构的尺寸小和表面/体积比大，接合和表面相互作用等事项是重要的。对于这些应用，采用表面改性技术来满足各种需要。表3列出通过对微流体器件进行表面改性而可以实现的一些改进。

表3：表面改性目的

产品集成和清洗	流体控制	分子的相互作用和生物适应性
			使表面改性以接合	控制表面润湿能(即，亲水性和疏水性)	防止蛋白质/酶粘附在流体结构上

改变光学性质	尽可能减少由于水的透汽性导致的流体损耗	促使蛋白质/酶粘附在流体结构上
			增大用于传感器和致动器的表面能和表面基	尽可能减少由于吸水性导致的流体损耗	防止由于表面特征/沥出物而阻止过程
移除污染物		提供用于分子附着的表面基

如上所述，接合是许多行业中的问题，且表面相互作用在电子附着、界面层及界间接合、吸附、扩散和化学接合等机构中起作用。表面分子基的变化通过改变表面能来直接或间接地产生折射率的变化，以吸附环境中的分子来形成表面涂覆。改变表面能可以直接应用于依赖表面电荷的许多传感器和致动器。表面改性方法还用于移除表面上的吸附或结合材料，或者改变表面能来排斥其它颗粒例如以避免污染。

毛细管及其它微型结构中的流体控制受液面相互作用支配。其对于这些无源和有源流体操作组件控制表面能且因此亲水性和疏水性而言是重要的。在有限体积流体被储存在器件内的应用中，限制水经由吸收和渗透导致的损耗是重要的。这对于浓度重要的小体积反应剂而言尤其重要，流体的损耗会通过改变反应剂的浓度而导致器件故障。

为确保预期应用内的表面兼容性，在一些情况下，可对表面改性以改善此兼容性。在其它情况下，用于改善一种性质例如接合的表面改性过程会损害器件性能。对于生物分子可被吸附到表面上的生物应用而言，往往存在这种情况。蛋白质若牢固地吸附在表面上会阻碍并削弱器件的功能，且需要表面上的阻挡层来防止抑制分子析出材料进入器件。选择性，需要蛋白质、DNA或其它分子与表面结合、电吸附或者经由共价键化学连接。

依据本发明的工艺可采用包括上述任一方法在内的方法来给材料表面改性。具体的，湿式化学、激光器及UV曝光、电晕、火焰和等离子方法都可集成到依据本发明的高产量工艺中。为了形成图案，这些方法中的一些需要掩膜技术来限定暴露区域。这些掩膜方法包括接触式或非接触式掩膜工艺，且按照与先前所述相类似的方式涉及升离技术。

波导管或光管制造对于通过引导激发光和/或发散光来改善传感器的响应性和设计而言是重要的。波导管通过在材料界面处反射或者透射入射光来工作。在过去，微流体器件的典型制造方法已涉及采用整个平面材料、将光纤直接***传感器***内，或者按照与半导体器件的制造相类似的方式利用平版印刷术在表面上形成图案。

改善透明材料的波导性能的一例是增大材料界面处折射率的差异。改变这些界面处的表面性能可引发折射率的变化以改善反射或透射。特别的，沉积薄膜能够提供经改良的波导面和反射面。这的一例是沉积薄(nm)的银涂层以提供负折射率。

为在复杂几何形状内引导光线，可利用预构造层来形成通道。然后，根据需要填充此通道。这些结构可通过任何适当方法来填充，例如，通过喷射且烘焙透光材料或者通过将已成形光管放入空结构内。图36表示通过刮刀涂覆而被填充以液体的通道。在此例中，具有预成形通道225的多层基片224借助于刮刀226而被填充以液体227，以在该基片224内产生波导228。结合图13A和13B说明将预制光管并入层状结构内的一例。

印刷文字、标记和装饰层用在制造中以提供器件功能、适用性和标记显示。印刷可在器件的外表面上执行，且在层状器件的情况下可在产品的内层上生成。可能的印刷工艺如下分类：

○网印，迫使油墨通过局部掩膜的网或版；

○从承载所需设计的表面转移油墨的方法，例如，苯胺印刷或凸印；

○热转移方法，例如激光印刷机和热色带印刷机；

○油墨从凹面转移的方法，例如凹印；

○油墨从平面转移的方法，例如平版印刷；

○利用点或者连续油墨处理来沉积图案的方法，例如喷墨印刷机。

给单板存储器件编程的能力在芯片上提供特定器件信息例如指令数据、示踪能力、历史和功能。

编码信息包括：

○序列号；

○制造历史；

○使用说明；

○维护数据；

○函数命令。

在单板存储器件上编程的方法包括：电触点、无线天线、磁耦合、感应和光学。

在质量控制范围内，***被提供用以确保维持所制得产品的适当标准。在制造方法中，发现、分析、改进、监测、执行和检验都可用于控制产品质量。因为要对整个过程进行控制，所以提供发现或监测的方法，且如果需要，提供回馈路径来更改过程。这可发生在工艺过程中的任何步骤或者工艺的最后。工艺过程中的监测通过更早地识别和消除问题来潜在地减少资源浪费。检查并提供回馈信号的方法涉及人类观测、机械、声学、电子、电磁和/或光学***。

高产量片卷生产线和片材生产线在执行时面临的另一问题是用于监测和控制过程中的多个步骤的计算机和工业控制器的容量有限。这个难点影响质量控制、质量保证且限制了产量。

因此，本发明的另一实施例包括遍及整个过程的分布式监测控制***。依据此实施例，各个制造步骤可以自我控制，且监测输出材料并给输出材料标上或者编上已通过或未通过，以便随后或者其它分离的控制器能够读取此信息并相应地处理材料。此***的另一优点是缓冲库存的半成品能被机械识别且随后依据此识别结果进行正确的处理，而不需要利用计算机永久储存产品的处理程度和位置。另一优点是材料能被手动操作处理、返回生产线、识别并相应地处理。因而，此***避免了专用存储线和专用转移线，因为无论材料在哪里进入***都被适当地识别和发送。这的一例是在例如维护之后返回输入点的半成片卷基卷载生产(partially completed web based reel loadedproduction)，且已完成的加工步骤将识别并忽略片卷产品直至其到达工艺中的下一预定步骤，从而还避免了为适应半成品而对生产线进行的任何不必要变化。另一例是对废弃片基材料的手动修补，此材料将在任何步骤处返回生产线、被识别并依据其下一加工步骤而被发送。

此实施例的另一优点是材料在生产模块发生故障时被自动地发送给缓冲存储器，且在该模块被修理或更换后返回。此特征利用预备制造发生前的后续加工来避免半加工库存的损耗。

另一优点是生产计算***仅监督生产而不控制它，从而允许动态灵活性和高程度的故障容差，数据处理瓶颈不妨碍故障恢复和高产量。

回馈***是依据本发明的工艺的一部分。回馈***可以任何适当形式提供且可在遍及整个过程的适当位置。例如，回馈***可设在每个模块单元内，如图37所示。依据此实施例，回馈***用于多种可能应用，例如，选择材料或加工类型、控制接合辊的温度和压力、提供对碎片和切割质量的光学检查、确保适当的膜张力、调节材料速度和对准、以及确保适当的加工站停留时间和操作参数。

还提供模块之间的回馈以确保适当的材料输送速率和材料类型以及在检查点和工艺之间传输控制信号。图38和39表示作为加工模块内部、各个工序外部以及多个工序之间的回馈的一些基本回馈体系。

具体传感方法的例子包括：

○如在以上接合中所述的温度、压力、时间、速度和膜张力；

○如在以上对准中所述的图形识别；

○基于同已知图像比较来识别产品结构的图形识别；

○利用气体或液体模具和荧光来观察通道的整体性；

○在特定条件例如温度、压力或暴露于其它材料下改变颜色或荧光的表面涂层和材料；

○采用神经网络、模糊逻辑和类似的适应控制加工方法。

依据本发明的工艺允许出于产品跟踪和控制的目的来连续监测单个组件。组件识别可用任何适当方法实现，例如：印刷方法，例如可见且UV指示器标记、文字或条形码；半导体，提供存储器；或者采用其它技术，例如RFID。

在依据本发明的工艺中易于执行包装方法，不仅由于其的挠性，而且由于实际器件制造采用的一些技术与包装业采用的技术相同。传统包装技术用于任意组合部件，包括器件级包装、用户级包装和运输用包装单个、多个或成卷组件。在一些情况下，进行消毒，包括乙撑氧、γ放射、电子束和高压蒸气灭菌。

尽管已结合这里公开的实施例对本发明进行了说明，但本领域技术人员将理解的是，可得到未具体说明的添加、删除、变形和替换而不脱离所附权利要求书中限定的本发明的精神和范围。

本申请要求享有2006年1月25日提交的美国申请60/761746的优先权，在此引入该申请的全部内容以供参考。本申请还要求享有2006年6月7日提交的美国申请60/811436的优先权，在此引入该申请的全部内容以供参考。本申请还要求享有2006年6月7日提交的澳大利亚申请2006903100的优先权，在此引入该申请的全部内容以供参考。本申请还要求享有2006年1月24日提交的澳大利亚申请2006900345的优先权，在此引入该申请的全部内容以供参考。

Claims (96)

1.一种器件制造工艺，包括：

执行至少一个基于片卷的制造步骤和至少一个基于片材的制造步骤，其中，

(a)在至少一个或多于一个基于片卷的制造步骤内，以及

(b)在至少一个或多于一个基于片材的制造步骤内，

执行多个无接合工艺。

2.根据权利要求1所述的工艺，其中，利用多个模块执行所述工艺。

3.根据权利要求2所述的工艺，其中，还包括独立控制每个所述模块。

4.根据权利要求2所述的工艺，其中，还包括：

依据生产历史和所制造器件的特性从所述多个模块中选择模块。

5.根据权利要求2所述的工艺，其中，所述多个模块是可互换的。

6.根据权利要求2所述的工艺，其中，一个或多个模块被构造成接收材料和/或传递材料至另一模块。

7.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述器件包括成层器件、智能卡、传感器、致动器、体外诊断器件、层状器件或微流体器件中的一种或多种。

8.根据权利要求2所述的工艺，其中，还包括：

利用控制***控制至少一个模块。

9.根据权利要求1所述的工艺，其中，还包括：

使至少一些所述无接合工艺受分布控制***和/或分布监测***管辖。

10.根据权利要求1所述的工艺，其中，还包括：

在制造线上组装和/或储存所述器件。

11.根据权利要求1所述的工艺，其中，还包括：

依据所述器件的组件的身份来引导它们。

12.根据权利要求11所述的工艺，其中，还包括：

给所述组件附加代码，所述代码提供所述组件的所述身份。

13.根据权利要求11所述的工艺，其中，引导组件包括依据组件的身份而给其它组件添加组件和/或从其它组件上移除组件。

14.根据权利要求2所述的工艺，其中，至少一个模块被构造成执行基于片卷的工艺以及至少一个其它模块被构造成执行基于片材的工艺。

15.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述器件包括：

多种材料，包括聚合物、木材、纸张、硅、陶瓷和/或金属；和/或

所述材料的多种形状和/或厚度；和/或

预成形组件。

16.根据权利要求2所述的工艺，其中，所述器件或其组件多次经过至少一个模块。

17.根据权利要求2所述的工艺，其中，所述器件或其组件沿着由所述模块形成的制造线朝向多个方向行进。

18.根据权利要求1所述的工艺，其中，还包括：

在至少一个缓冲站缓冲缓冲存货。

19.根据权利要求18所述的工艺，其中，还包括：

从所述缓冲站给工艺输入缓冲存货。

20.根据权利要求18所述的工艺，其中，还包括：

从工艺输出缓冲存货至所述缓冲站。

21.根据权利要求1所述的工艺，其中，还包括：

提供多个生产臂。

22.根据权利要求21所述的工艺，其中，至少一个生产臂包括多个工艺。

23.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述器件是诊断器件。

24.根据权利要求23所述的工艺，其中，所述诊断器件是微流体器件。

25.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述器件包括折叠器件和选择性的折叠微流体器件。

26.根据权利要求1所述的工艺，其中，还包括：

依据每个步骤需要的工艺的特征在不同的制造步骤采用所述至少一个基于片卷的工艺和所述至少一个基于片材的工艺。

27.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述无接合工艺之一包括在多层上机械加工出图形。

28.根据权利要求27所述的工艺，还包括采用一个或多个牺牲层来机械加工。

29.根据权利要求28所述的工艺，其中，所述机械加工是双面的。

30.根据权利要求1所述的工艺，其中，压花与至少一个其它工艺结合以复制结构。

31.根据权利要求30所述的工艺，其中，所述至少一个其它工艺包括采用切口。

32.根据权利要求30所述的工艺，其中，所述至少一个其它工艺包括采用凹槽。

33.根据权利要求30所述的工艺，其中，所述至少一个其它工艺包括激光加工。

34.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述无接合工艺之一包括光学对准。

35.根据权利要求34所述的工艺，其中，所述光学对准包括采用衍射光学器件。

36.根据权利要求34所述的工艺，其中，所述光学对准包括采用干涉图形。

37.根据权利要求36所述的工艺，其中，所述干涉图形是摩尔图形。

38.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述无接合工艺之一包括将至少一个导电元件并入所述器件内。

39.根据权利要求38所述的工艺，其中，所述导电元件传导热量和/或电力。

40.根据权利要求38所述的工艺，其中，所述器件包括智能卡，且所述无接合工艺之一包括定位电极以至少部分地覆盖智能卡载体模块。

41.根据权利要求38所述的工艺，其中，所述导电元件利用热箔烫印并入。

42.根据权利要求38所述的工艺，其中，所述导电元件利用相互扩散并入。

43.根据权利要求38所述的工艺，其中，所述导电元件利用印刷并入。

44.根据权利要求38所述的工艺，其中，所述导电元件利用模压并入。

45.根据权利要求38所述的工艺，其中，多层电路形成在被接合到一起的不导电材料的多层上。

46.根据前述任一权利要求所述的工艺，其中，还包括形成互连件和/或通道的工艺，包括经由非导电层模压导电材料的一部分。

47.根据前述任一权利要求所述的工艺，其中，还包括形成互连件和/或通道的工艺，该形成互连件和/或通道的工艺包括在基片上形成第一导电层，把一个或多个不导电材料加到所述第一导电层上，选择性地移除所述不导电材料，以及在至少部分地覆盖被选择性移除的不导电材料区域的不导电材料上形成第二导电层。

48.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述无接合工艺之一包括将至少一个波导件并入所述器件内。

49.根据权利要求48所述的工艺，其中，所述波导件通过表面涂覆并入。

50.根据权利要求48所述的工艺，其中，所述波导件通过填充至少一个预成形结构并入。

51.根据权利要求48所述的工艺，其中，所述波导件通过***至少一个预成形组件并入。

52.根据权利要求1所述的工艺，其中，还包括接合工艺。

53.根据权利要求52所述的工艺，其中，所述接合工艺包括采用至少一个构造层来减小结构变形。

54.根据权利要求52所述的工艺，其中，所述接合工艺包括机械联锁。

55.根据权利要求52所述的工艺，其中，所述接合工艺包括使片卷或片材的表面改性。

56.根据前述任一权利要求所述的工艺，包括多层叠合。

57.根据前述任一权利要求所述的工艺，其中，来自所述一个或多个基于片卷的工艺的材料与与相同部件、组件或器件的相同面连接。

58.根据前述任一权利要求所述的工艺，包括多层叠合。

59.根据前述任一权利要求所述的工艺，其中，来自所述一个或多个基于片卷的工艺的材料与相同部件、组件或器件的相同面连接。

60.一种用于制造多层器件的工艺，包括至少一个基于片卷的制造步骤和至少一个基于片材的制造步骤，其中，在一个或多个基于片卷的步骤中执行一个或多个工艺，只要此工艺不是图形印刷或切割所述器件以使最终部件分离。

61.一种用于制造微流体器件的工艺，包括：

在至少一个基于片卷的制造步骤期间和至少一个基于片材的制造步骤期间执行至少一个无接合且无最终分离的工艺。

62.根据权利要求61所述的工艺，其中，所述至少一个无接合且无最终分离的工艺由模块执行。

63.根据权利要求61或62所述的工艺，其中，还包括权利要求2至60所述的要素中的任一项或多项。

64.一种器件制造装置，包括：

至少一个基于片卷的制造组件；以及

至少一个基于片材的制造组件，其中，所述至少一个基于片卷的制造组件和所述至少一个基于片材的制造组件被构造成执行多个无接合工艺。

65.根据权利要求64所述的装置，其中，所述器件包括成层器件；智能卡；传感器；致动器；体外诊断器件；层状器件；和/或微流体器件之一。

66.根据权利要求65所述的装置，其中，所述器件是层状产品。

67.一种用于制造微流体器件的装置，包括：

至少一个基于片卷的制造组件；以及

至少一个基于片材的制造组件，其中，所述至少一个基于片卷的制造组件和所述至少一个基于片材的制造组件被构造成执行多个无接合工艺。

68.根据权利要求67所述的装置，其中，所述至少一个基于片卷的组件和所述至少一个基于片材的组件包括模块。

69.根据权利要求67所述的装置，其中，所述器件是折叠微流体器件。

70.一种用于制造器件的基于片卷的制造模块，包括：

卷轴，被构造成输送片卷；

卷轴到卷轴操作装置，用于相对于所述器件的示象在所述片卷上执行制造工艺；以及

交互装置，用于使所述片卷与至少一个片材加工模块相互作用。

71.一种用于制造器件的片材加工模块，包括：

片材操作装置，用于相对于所述器件的示象在所述片材上执行制造工艺；以及

交互装置，用于使所述片材与至少一个卷轴到卷轴加工模块相互作用。

72.一种用于制造多层器件的工艺，其中，压花与至少一个其它工艺结合以复制结构。

73.根据权利要求72所述的工艺，其中，所述至少一个其它工艺包括采用切口。

74.根据权利要求72所述的工艺，其中，所述至少一个其它工艺包括采用凹槽。

75.根据权利要求72所述的工艺，其中，所述至少一个其它工艺包括激光加工。

76.一种用于制造多层器件的工艺，包括组件的光学对准。

77.根据权利要求76所述的工艺，其中，所述光学对准包括采用衍射光学器件。

78.根据权利要求76所述的工艺，其中，所述光学对准包括采用干涉图形。

79.根据权利要求78所述的工艺，其中，所述干涉图形是摩尔图形。

80.一种用于制造多层器件的工艺，包括将至少一个导电元件并入所述器件，其中，所述导电元件利用模压并入。

81.一种用于制造多层器件的工艺，包括将至少一个导电元件并入所述器件，其中，多层电路形成在被接合到一起的不导电材料的多层上。

82.一种用于在器件上的导电元件之间形成互连件和/或通道的工艺，包括经由不导电层模压导电材料的一部分。

83.一种用于在器件上的导电元件之间形成互连件和/或通道的工艺，包括形成互连件和/或通道的工艺，该形成互连件和/或通道的工艺包括在基片上形成第一导电层，把一个或多个不导电材料加到所述第一导电层上，选择性地移除所述不导电材料，以及在至少部分地覆盖被选择性移除的不导电材料区域的不导电材料上形成第二导电层。

84.一种用于制造智能卡的工艺，包括定位电极以至少部分地覆盖智能卡载体模块。

85.一种用于制造微流体器件的工艺，包括：

依据所述器件的组件的身份引导所述组件。

86.根据权利要求85所述的工艺，其中，还包括：

给所述组件附加代码，所述代码提供所述组件的所述身份。

87.根据权利要求85所述的工艺，其中，引导组件包括依据组件的身份而给其它组件添加组件和/或从其它组件上移除组件。

88.依据前述任一权利要求所述的工艺或装置制造的器件。

89.一种多层器件，包括至少一个应力消除结构以减小基片的应力。

90.根据权利要求89所述的器件，其中，所述结构消除多个相邻器件内的应力。

91.根据权利要求89所述的器件，其中，所述结构消除所述器件内的应力。

92.根据权利要求89至91中任一项所述的工艺，其中，所述结构消除制造、运输或使用过程中的应力。

93.根据权利要求89至92中任一项所述的工艺，其中，所述器件是微流体器件。

94.一种多层或多组件器件，其中，所述器件包括至少一个折叠元件，且特征在至少一个折层的任一面上对准。

95.根据权利要求94所述的器件，其中，所述器件是微流体器件。

96.根据权利要求94所述的器件，其中，所述器件包括电路。

Images