[發(fā)明專利]用于制造帶有孔洞的硅微針陣列的方法以及微針陣列

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210560534.0
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103172015A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設計）人: M.斯圖伯
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;A61M37/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 宣力偉;楊國治

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于制造帶有孔洞的硅微針陣列的方法以及一種微針陣列。

背景技術

具有通孔的微針陣列應用在化妝品以及醫(yī)藥領域中。存在大量由金屬、聚合物和硅制造微針的工藝。利用微系統(tǒng)技術的方法以及其它方法通過石印術或者掩膜工藝以及蝕刻方法或者結構化工藝制造由硅制成的微針。例如從US?2005?011?858?A1、US?2006?172?541?A1或者CN?1?526?454?A中同樣已經公開了用于制造帶有通孔的硅微針陣列的方法。所有前面所述的方法利用半導體制造中的掩膜工藝和結構化工藝來產生通孔。已知的制造具有用于從背面填充針的通孔的針的工藝是高花費的。

此外，JP?2011?072?695?A公開了一種用于制造帶有通孔的聚合物微針陣列的方法。所述微針陣列借助于熱印方法（Heissabdruckverfahren）進行制造。隨后借助于飛秒激光器在針中制造通孔，其中激光束從平坦的基底側面起穿過基底并且隨后穿入針中。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供一種按權利要求1所述的用于制造帶有通孔的硅微針陣列的方法以及一種按權利要求12所述的微針陣列。

按本發(fā)明相對于微針陣列的針定位激光器，并且隨后用激光器在微針陣列中打孔形成孔洞。

在具有以已知的柵格形式布置的微針的微針陣列中，有利地在將激光器相對于選出的針一次性地定位在確定的位置上之后使陣列根據(jù)已知的柵格柵格狀地離開。

本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式提出，在針中打孔形成孔洞并且以較小的花費實現(xiàn)硅空心針陣列。

按本發(fā)明提供了具有由微機械的半導體材料制成的基底的微針陣列，其中微針從基底中伸出并且其中基底具有孔洞。所述微針陣列具有由多孔的微機械的半導體材料制成的微針。

所述基底優(yōu)選具有鄰接微針的多孔的基底層。

所述微針陣列優(yōu)選具有平滑的背面以及對置于所述背面的帶有微針的針側面，其中孔洞從背面出發(fā)并且構造成盲孔，所述盲孔在多孔的基底層中結束。

優(yōu)選的改進方案是從屬權利要求的主題。

替代實施方式提出，在針的側邊打孔形成孔洞并且實現(xiàn)U形的針或者具有引導流體的槽的針或者在針旁邊在陣列的基底中打孔形成孔洞。

本發(fā)明提出了一種方案，以極少的花費建立在硅微針陣列的正面的針到硅微針陣列的背面的流體聯(lián)系。

用硅空心針陣列可以在皮膚表面下確定的深度中施放活性物質。

構造為空心針的微針經常具有不足夠尖的針尖。利用在針的側邊尤其在針尖附近的側面上帶有孔洞的硅針陣列可以實現(xiàn)更好的刺入特性，因為所述孔洞在刺入時很少被沖出的皮膚碎屑封閉。

在針旁邊具有孔洞的硅微針陣列實現(xiàn)了向針裝載活性物質，所述活性物質深入皮膚中，并且實現(xiàn)了將第二活性物質從微針陣列的背面輸導到皮膚表面。

本發(fā)明的另一優(yōu)點是靈活性，即能夠獨立于前面的工藝在分離晶片之前或之后在單個針陣列上進行激光加工。

此外，根據(jù)相應實際應用的需要，存在設計自由度，即可以設置單個或者多個通孔。

適合作為激光器的例如有在波長為1064nm時具有4kHz脈沖頻率的Nd:YAG激光器。然而波長也可以是532nm或者在相應可支配的激光器中可以是其它波長以及其它脈沖頻率。借助于激光打孔產生的孔洞根據(jù)焦點調節(jié)具有漏斗形或者近似管狀的輪廓。

硅針陣列可以具有由實心硅制成的針。這種硅針陣列的正面也就是針側面優(yōu)選借助于通孔與陣列背面建立流體接觸。

硅針陣列可以具有由多孔硅制成的針，例如由借助于電化學的HF蝕刻產生的多孔硅制成的針。這種硅針陣列的正面一方面可以借助于通孔與陣列背面建立流體接觸，使得所希望的流體或者物質不僅能夠沿著表面而且也可以通過多孔材料到達人體中。

另一方面可以將從陣列背面引入的孔構造成盲孔，所述盲孔在多孔層中結束。這實現(xiàn)了從陣列背面經由多孔硅層進入表皮的流體聯(lián)系。在此，也可以替代地首先將孔洞打孔到實心硅晶片上并且隨后形成多孔層以及針結構。

附圖說明

下面根據(jù)在附圖的示意圖示中說明的實施例來詳細解釋本發(fā)明。

圖1示出了具有在基底中從正面打孔的通孔的硅針陣列的示意圖以及在硅針陣列上方用于實施按本發(fā)明實施方式的方法的激光器的位置。

圖2示出了按本發(fā)明的另一實施方式用于制造帶有孔洞的硅微針陣列的方法的流程圖。

圖3示意性地示出了在陣列的基底中具有按本發(fā)明的另一實施方式從背面打孔的通孔的硅針陣列。