WO2011095386A2 - Production method for a porous micro needle assembly having rear face connection and corresponding porous micro needle assembly - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a manufacturing method for a porous micro-needle assembly with backside connector and a corresponding porous microneedle assembly.
- Porous microneedle arrays which consist for example of porous silicon, are used in the field of "transdermal drug delivery” as an extension of medicament patches, as a carrier of a vaccine or for the recovery of body fluid (so-called “Transdermal fluid”) for the diagnosis and Analysis of body parameters (eg glucose, lactate, ..) used.
- Transdermal patches for small molecules are widely known.
- chemical enhancers or various physical methods are used, which help to overcome the protective coat of the skin.
- Another method for this purpose is the mechanical penetration of the outer layers of the skin (stratum corneum) by means of fine porous microneedles combined with the administration of an active substance, preferably via an active substance plaster into which the microneedles can already be integrated, or via a metering device which has a targeted Delivery (bolus, pause, increase, ..) of active ingredients allows.
- DE 10 2006 028 781 A1 discloses a method for the production of porous micro-needles arranged on a silicon substrate in an array for the transdermal administration of medicaments.
- the method includes forming a microneedle array having a plurality of microneedles on the front side of a semiconductor substrate rising from a support region of the semiconductor substrate, and partially porosifying the semiconductor substrate to form porous microneedles, the porosification starting from the front side of the semiconductor substrate and a porous one Reservoir is formed.
- Fig. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a known from DE 10 2006 028 781 A1 manufacturing method for a porous micro-needle assembly with backside connection.
- reference numeral 100 denotes a partially porosified silicon substrate having an upper porosified region 100a and a lower non-porosified region 100b.
- An array of porous microneedles 40 rises from the porosified region 100a.
- an additional etch process provides a feedthrough 150 in the microneedles 40 which allows drug delivery from the back side of the silicon substrate 100.
- the production process according to the invention for a porous microneedle arrangement with backside connection and the corresponding porous microneedle arrangement defined in claim 1 have the advantage that both a porosification is achieved in a single anodic etching process and a backside connection to the through openings of the masking layer is obtained ,
- the idea underlying the present invention consists in focusing the electric current density in the anodic etching process by the back masking.
- the anodic etching process is carried out in such a way that, after porosification, a non-porous residual region of the support layer remains on the masking layer laterally of the passage opening.
- the anodic etching process is carried out in such a way that, after porosification, a flank region of the non-porous residual region of the support layer is formed, which drops off towards the passage opening.
- FIG. 2 shows schematic cross-sectional representations for explaining an embodiment of the production method according to the invention for a porous micro-needle arrangement with rear-side connection
- Fig. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a DE
- FIG. 1 ac show schematic cross-sectional views for explaining an embodiment of the manufacturing method according to the invention for a porous micro-needle assembly with backside connection.
- reference numeral 1 denotes a silicon semiconductor substrate having a front side VS and a back side RS.
- a microneedle arrangement 4 is formed by an etching process known for example from EP 0 625 285 B1, which has a plurality of microneedles 4a, 4b which rise from a support region 1b of the semiconductor substrate 1. At the edge of the substrate, an edge region 1 a rises from the support area 1 b. The edge region 1 a forms a lateral support structure for subsequent separation of the microneedle assembly.
- a masking layer 2 is formed with through-holes 3a, 3b, which are located in a respective backside region RS 'or RS "of the microneedles 4a and 4b.
- the masking layer 2 is formed before the formation of the microneedles 4a, 4b is applied to the backside RS of the semiconductor substrate 1 and the through-holes 3a, 3b are formed therein.
- the masking layer 2 should be resistant to the anodic etching process when porosifying the microneedle array 4, ie have a sufficiently high selectivity with respect to the microneedle array 4. In other words, the masking layer should be electrically insulating and have good HF (hydrofluoric acid) resistance.
- the masking layer 2 for example, an SiC layer, an SiN layer or a polymer layer (eg, SU8) may be used.
- the height H of the microneedles 4a, 4b is typically in the range 100-400 ⁇ m, the height h of the underlying support region 1b of the substrate 1 is preferably a few 10-100 ⁇ m.
- the passage openings 3a, 3b of the masking layer 2 typically move in the range of a few to a few 10 ⁇ m diameter or edge length.
- a porosification of the microneedle assembly 4 and a part of the edge region 1 a and of the support region 1 a is carried out in an anodic etching process which selectively places the microneedle assembly 4, the edge region 1 a and the support region 1 b opposite the masking layer 2 etches.
- silicon of the semiconductor Substrate 1 electrochemically etched in HF (hydrofluoric acid) -containing electrolyte under the action of an electric current flow I, whereby pores are formed in the silicon.
- the concentration of hydrofluoric acid is typically between 20% and 50%, advantageously between 22% and 28%.
- the current density is between 5 mA / cm 2 and 300 mA / cm 2 , advantageously between 80 and 300 mA / cm 2 , most preferably between 120 and 200 mA cm 2 .
- the current density can also be varied advantageously over the etching depth.
- the support structure must ensure a certain stability, which is why it should advantageously not fall below 50 ⁇ , resulting in etch times of typically 10 to 15 minutes.
- the electric field lines reach the needle assembly 4 or the porous microneedle assembly 4 'very homogeneously. Due to the back masking layer 2, the field lines are increasingly focused with increasing etch depth, as illustrated in areas A and C by arrows becoming increasingly narrower. This focusing drastically increases the electrical current density. In this way, even the critical current density can be exceeded in region C, above which the porosification passes into an electropolishing process.
- the state shown in Fig. 1 b corresponds to the state at the end of the anodic etching process, which is illustrated in Fig. 1 c without the current density arrows.
- microneedles 4a, 4b are transferred into porosified microneedles 4a ', 4b' of the porous microneedle assembly 4 '.
- a region of the support layer 1b lying in the rear side region RS 'or RS "above the passage opening 3a or 3b is porosified in such a way that the respective porous microneedle 4a' or 4b 'is connected to the corresponding through opening 3a or 3b as the rear side connection.
- a flank region 9 of this non-porous remaining region 8 of the support layer 1b falls in a funnel shape in accordance with the course of the field lines towards the through-opening 3a, 3b. This also supports the introduction of the active substance into the porous microneedle assembly 4 'or the adhesion of the porous microneedle assembly 4' to the remaining support layer 1b.
- part of the edge region 1 a of the semiconductor substrate is also porosified, but the remaining region is sufficient to effectively support the singulation.
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Abstract
Description
Beschreibung description
Titel title
Herstellungsverfahren für eine poröse Mikronadelanordnung mit Rückseitenanschluss und entsprechende poröse Mikronadelanordnung A method of manufacturing a porous microneedle assembly with backside connector and corresponding porous microneedle assembly
Stand der Technik State of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für eine poröse Mikronadelanordnung mit Rückseitenanschluss und eine entsprechende poröse Mikronadelanordnung. The present invention relates to a manufacturing method for a porous micro-needle assembly with backside connector and a corresponding porous microneedle assembly.
Obwohl auf beliebige mikromechanische Bauelemente anwendbar, werden die vorliegende Erfindung und die ihr zugrundeliegende Hintergrund im Hinblick auf mikromechanische Bauelemente in Siliziumtechnologie erläutert. Poröse Mikronadelanordnungen, welche beispielsweise aus porösem Silizium bestehen, werden im Bereich der "Transdermal Drug delivery" als Erweiterung von Medikamentenpflastern, als Träger eines Impfstoffes oder auch zur Gewinnung von Körperflüssigkeit (sog. Zwi- schengewebsflüssigkeit - "Transdermal fluid") für die Diagnose und Analyse von Körperparametern (z. B. Glukose, Laktat,.. )genutzt. Although applicable to any micromechanical devices, the present invention and its underlying background with respect to micromechanical devices in silicon technology will be explained. Porous microneedle arrays, which consist for example of porous silicon, are used in the field of "transdermal drug delivery" as an extension of medicament patches, as a carrier of a vaccine or for the recovery of body fluid (so-called "Transdermal fluid") for the diagnosis and Analysis of body parameters (eg glucose, lactate, ..) used.
Medikamentenpflaster (Transdermal patches) für kleine Moleküle (beispielsweise Nikotin) sind weitläufig bekannt. Um den Anwendungsbereich derartiger transdermaler Applikationen von Wirkstoffen zu erweitern, werden sogenannte chemische Enhancer oder verschiedene physikalische Methoden (Ultraschall, Hitzepulse) verwendet, die den Schutzmantel der Haut zu überwinden helfen. Transdermal patches for small molecules (such as nicotine) are widely known. In order to extend the scope of such transdermal applications of drugs, so-called chemical enhancers or various physical methods (ultrasound, heat pulses) are used, which help to overcome the protective coat of the skin.
Ein weiteres Verfahren hierzu ist das mechanische Durchdringen der äußeren Hautschichten (Stratum corneum) durch feine poröse Mikronadeln kombiniert mit der Gabe eines Wirkstoffs, vorzugsweise über ein Wirkstoffpflaster, in das die Mikronadeln bereits integriert sein kön- nen, oder über eine Dosiereinrichtung, die eine gezielte Abgabe (Bolus, Pause, Anstieg,..) von Wirkstoffen ermöglicht. Die DE 10 2006 028 781 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von porösen, auf einem Siliziumsubstrat in einem Array angeordneten Mikronadeln zur transdermalen Verabreichung von Medikamenten. Das Verfahren umfasst das Bilden einer Mikronadelanordnung mit einer Mehrzahl von Mikronadeln auf der Vorderseite eines Halbleitersubstrats, welche sich von einem Stützbereich des Halbleitersubstrats erheben, sowie ein teilweises Porosifizieren des Halbleitersubstrats zum Bilden poröser Mikronadeln, wobei die Porosifizierung von der Vorderseite des Halbleitersubstrats ausgeht und ein poröses Reservoir gebildet wird. Fig. 2 ist eine schematische Querschnittsdarstellung zur Erläuterung eines aus der DE 10 2006 028 781 A1 bekannten Herstellungsverfahrens für eine poröse Mikronadelanordnung mit Rückseitenanschluss. Another method for this purpose is the mechanical penetration of the outer layers of the skin (stratum corneum) by means of fine porous microneedles combined with the administration of an active substance, preferably via an active substance plaster into which the microneedles can already be integrated, or via a metering device which has a targeted Delivery (bolus, pause, increase, ..) of active ingredients allows. DE 10 2006 028 781 A1 discloses a method for the production of porous micro-needles arranged on a silicon substrate in an array for the transdermal administration of medicaments. The method includes forming a microneedle array having a plurality of microneedles on the front side of a semiconductor substrate rising from a support region of the semiconductor substrate, and partially porosifying the semiconductor substrate to form porous microneedles, the porosification starting from the front side of the semiconductor substrate and a porous one Reservoir is formed. Fig. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a known from DE 10 2006 028 781 A1 manufacturing method for a porous micro-needle assembly with backside connection.
Bei dem bekannten Herstellungsverfahren gemäß Fig. 2 bezeichnet Bezugszeichen 100 ein teilweise porosifiziertes Siliziumsubstrat mit einem oberen porosifizierten Bereich 100a und einem unteren nicht-porosifizierten Bereich 100b. Von dem porosifizierten Bereich 100a erhebt sich ein Array von porösen Mikronadeln 40. Bei diesem bekannten Beispiel wird durch einen zusätzlichen Ätzprozess eine Durchführung 150 in den Mikronadeln 40 geschaffen, welcher eine Wirkstoffzufuhr von der Rückseite des Siliziumsubstrats 100 her ermöglicht. In the known manufacturing method of Fig. 2, reference numeral 100 denotes a partially porosified silicon substrate having an upper porosified region 100a and a lower non-porosified region 100b. An array of porous microneedles 40 rises from the porosified region 100a. In this known example, an additional etch process provides a feedthrough 150 in the microneedles 40 which allows drug delivery from the back side of the silicon substrate 100.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Das in Anspruch 1 definierte erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für eine poröse Mikronadelanordnung mit Rückseitenanschluss sowie die entsprechende poröse Mikronadelan- Ordnung nach Anspruch 8 weisen den Vorteil auf, dass in einem einzigen anodischen Ätzprozess sowohl eine Porosifizierung erzielt wird als auch ein Rückseitenanschluss an den Durchgangsöffnungen der Maskierschicht erhalten wird. The production process according to the invention for a porous microneedle arrangement with backside connection and the corresponding porous microneedle arrangement defined in claim 1 have the advantage that both a porosification is achieved in a single anodic etching process and a backside connection to the through openings of the masking layer is obtained ,
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht in einer Fokussierung der elektrischen Stromdichte beim anodischen Ätzprozess durch die rückseitige Maskierung.The idea underlying the present invention consists in focusing the electric current density in the anodic etching process by the back masking.
Durch Elektropolitureffekte in Bereichen stark erhöhter lokaler Stromdichte unmittelbar oberhalb der Durchgangsöffnungen kann ein Zugang mit Reservoir erreicht werden, ohne dass sich die poröse Struktur aufgrund der Elektropolitur vom Halbleitersubstrat ablöst. Insbesondere lässt sich eine derartige lokale Elektropolitur allein durch Feldlinienfokussierung ohne eine Erhöhung der äußeren Stromdichte im Vergleich zum bekannten Fall erzielen. Die derartig geschaffene poröse rückseitig zugängliche Struktur zeichnet sich durch eine einfache Prozessführung aus und ist damit kostengünstig herstellbar. Die poröse Struktur ist zudem im Bereich der Stützschicht mechanisch fest angebunden. Die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des betreffenden Gegenstandes der Erfindung. By electro-polishing effects in areas of greatly increased local current density immediately above the passage openings, a reservoir access can be achieved without the porous structure peels off due to the electropolishing of the semiconductor substrate. In particular, such a local electropolishing can be achieved solely by field line focusing without an increase in the external current density compared to the known case. The thus created porous rear accessible structure is characterized by a simple process management and is therefore inexpensive to produce. The porous structure is also mechanically fixed in the area of the supporting layer. The features listed in the dependent claims relate to advantageous developments and improvements of the subject matter of the invention.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wird der anodische Ätzprozess derart durchgeführt, dass nach dem Porosifizieren seitlich der Durchgangsöffnung ein nicht poröser Restbereich der Stützschicht auf der Maskierschicht verbleibt. According to a preferred refinement, the anodic etching process is carried out in such a way that, after porosification, a non-porous residual region of the support layer remains on the masking layer laterally of the passage opening.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird der anodische Ätzprozess derart durchgeführt wird, dass nach dem Porosifizieren ein Flankenbereich des nicht porösen Restbereichs der Stützschicht entsteht, der zur Durchgangsöffnung hin abfällt. According to a further preferred development, the anodic etching process is carried out in such a way that, after porosification, a flank region of the non-porous residual region of the support layer is formed, which drops off towards the passage opening.
Zeichnungen drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.
Es zeigen: schematische Querschnittsdarstellungen zur Erläuterung einer Ausführungs- form des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für eine poröse Mikronadelanordnung mit Rückseitenanschluss; und In the drawings: FIG. 2 shows schematic cross-sectional representations for explaining an embodiment of the production method according to the invention for a porous micro-needle arrangement with rear-side connection; FIG. and
Fig. 2 eine schematische Querschnittsdarstellung zur Erläuterung eines aus der DE Fig. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a DE
10 2006 028 781 A1 bekannten Herstellungsverfahrens für eine poröse Mikronadelanordnung mit Rückseitenanschluss. 10 2006 028 781 A1 known manufacturing method for a porous micro-needle assembly with backside connection.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen Description of exemplary embodiments
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen dieselben bzw. funktionsgleiche Elemente. Fig. 1 a-c zeigen schematische Querschnittsdarstellungen zur Erläuterung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für eine poröse Mikronadelanordnung mit Rückseitenanschluss. In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 ein Halbleitersubstrat aus Silizium, welches eine Vorderseite VS und eine Rückseite RS aufweist. In the figures, like reference numerals designate the same or functionally identical elements. Fig. 1 ac show schematic cross-sectional views for explaining an embodiment of the manufacturing method according to the invention for a porous micro-needle assembly with backside connection. In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a silicon semiconductor substrate having a front side VS and a back side RS.
Auf der Vorderseite VS des Halbleitersubstrats 1 wird durch einen beispielsweise aus der EP 0 625 285 B1 bekannten Ätzprozess eine Mikronadelanordnung 4 gebildet, welche eine Mehrzahl von Mikronadeln 4a, 4b aufweist, welche sich von einem Stützbereich 1 b des Halbleitersubstrats 1 erheben. Am Rande des Substrats erhebt sich ein Randbereich 1 a vom Stützbereich 1 b. Der Randbereich 1 a bildet eine seitliche Stützstruktur für eine spätere Vereinzelung der Mikronadelanordnung. Auf der Rückseite RS des Halbleitersubstrats 1 wird eine Maskierschicht 2 mit Durchgangsöffnungen 3a, 3b gebildet, welche sich in einem jeweiligen Rückseitenbereich RS' bzw. RS" der Mikronadeln 4a bzw. 4b befinden. Vorzugsweise wird die Maskierschicht 2 vor der Bildung der Mikronadeln 4a, 4b auf der Rückseite RS des Halbleitersubstrats 1 aufgebracht und die Durchgangsöffnungen 3a, 3b darin gebildet. On the front side VS of the semiconductor substrate 1, a microneedle arrangement 4 is formed by an etching process known for example from EP 0 625 285 B1, which has a plurality of microneedles 4a, 4b which rise from a support region 1b of the semiconductor substrate 1. At the edge of the substrate, an edge region 1 a rises from the support area 1 b. The edge region 1 a forms a lateral support structure for subsequent separation of the microneedle assembly. On the rear side RS of the semiconductor substrate 1, a masking layer 2 is formed with through-holes 3a, 3b, which are located in a respective backside region RS 'or RS "of the microneedles 4a and 4b. Preferably, the masking layer 2 is formed before the formation of the microneedles 4a, 4b is applied to the backside RS of the semiconductor substrate 1 and the through-holes 3a, 3b are formed therein.
Die Maskierschicht 2 sollte beim Porosifizieren der Mikronadelanordnung 4 gegenüber dem anodischen Ätzprozess resistent sein, also eine hinreichend hohe Selektivität gegenüber der Mikronadelanordnung 4 aufweisen. Mit anderen Worten sollte die Maskierschicht elektrisch isolierend sein und eine gute HF-(Flusssäure-)Beständigkeit aufweisen. Als Maskierschicht 2 kann beispielsweise eine SiC-Schicht, eine SiN-Schicht oder eine Polymerschicht (z. B. SU8) verwendet werden. The masking layer 2 should be resistant to the anodic etching process when porosifying the microneedle array 4, ie have a sufficiently high selectivity with respect to the microneedle array 4. In other words, the masking layer should be electrically insulating and have good HF (hydrofluoric acid) resistance. As the masking layer 2, for example, an SiC layer, an SiN layer or a polymer layer (eg, SU8) may be used.
Die Höhe H der Mikronadeln 4a, 4b liegt typischerweise im Bereich 100 - 400 μιη, die Höhe h des darunter liegenden Stützbereichs 1 b des Substrats 1 beträgt vorzugsweise einige 10 - 100 μιη. Die Durchgangsöffnungen 3a, 3b der Maskierschicht 2 bewegen sich typischerweise im Bereich von einigen bis einigen 10 μιη Durchmesser bzw. Kantenlänge. The height H of the microneedles 4a, 4b is typically in the range 100-400 μm, the height h of the underlying support region 1b of the substrate 1 is preferably a few 10-100 μm. The passage openings 3a, 3b of the masking layer 2 typically move in the range of a few to a few 10 μm diameter or edge length.
Weiter mit Bezug auf Fig. 1 b wird ein Porosifizieren der Mikronadelanordnung 4 und eines Teils des Randbereichs 1 a und des Stützbereichs 1 a in einem anodischen Ätzprozess durchgeführt, welcher die Mikronadelanordnung 4, den Randbereich 1 a und den Stützbereich 1 b selektiv gegenüber der Maskierschicht 2 ätzt. Hierbei wird Silizium des Halbleiter- Substrats 1 in HF-(Flusssäure-)haltigen Elektrolyten unter Einwirkung eines elektrischen Stromflusses I elektrochemisch geätzt, wodurch Poren im Silizium entstehen. With further reference to FIG. 1 b, a porosification of the microneedle assembly 4 and a part of the edge region 1 a and of the support region 1 a is carried out in an anodic etching process which selectively places the microneedle assembly 4, the edge region 1 a and the support region 1 b opposite the masking layer 2 etches. In this case, silicon of the semiconductor Substrate 1 electrochemically etched in HF (hydrofluoric acid) -containing electrolyte under the action of an electric current flow I, whereby pores are formed in the silicon.
Bei dem besagten Ätzprozess liegt die Konzentration der Flusssäure typischerweise zwi- sehen 20% und 50%, vorteilhafterweise zwischen 22 % und 28 %. Die Stromdichte liegt zwischen 5 mA/cm2 und 300 mA/cm2, vorteilhafterweise zwischen 80 und 300 mA/cm2, meist bevorzugt zwischen 120 und 200 mA cm2. Die Stromdichte kann auch vorteilhaft über die Ätztiefe variiert werden. Die Dauer des Ätzvorganges ist abhängig von der Höhe h des Stützbereichs (10 μιη bis 100 μιη). Für eine Höhe h = 10 μιη kann die Ätzdauer unter einer Minute betragen. Für h = 100 μιη können 15 Minuten bis hin zu mehr als 45 Minuten benötigt werden. Die Stützstruktur muss eine gewisse Stabilität sicher stellen, weshalb sie vorteilhafterweise 50μιη nicht unterschreiten sollte, was zu Ätzdauern von typischerweise 10 bis 15 Minuten führt. Im Bereich A erreichen die elektrischen Feldlinien die Nadelanordnung 4 bzw. die poröse Mikronadelanordnung 4' sehr homogen. Aufgrund der rückseitigen Maskierschicht 2 werden die Feldlinien mit zunehmender Ätztiefe immer stärker fokussiert, wie in den Bereichen A und C durch immer enger werdende Pfeile illustriert ist. Durch diese Fokussierung wird die elektrische Stromdichte drastisch erhöht. Hierdurch kann im Bereich C sogar die kritische Strom- dichte überschritten werden, oberhalb derer die Porosifizierung in eine Elektropolitur übergeht. In the said etching process, the concentration of hydrofluoric acid is typically between 20% and 50%, advantageously between 22% and 28%. The current density is between 5 mA / cm 2 and 300 mA / cm 2 , advantageously between 80 and 300 mA / cm 2 , most preferably between 120 and 200 mA cm 2 . The current density can also be varied advantageously over the etching depth. The duration of the etching process depends on the height h of the support region (10 μιη to 100 μιη). For a height h = 10 μιη, the etching time can be less than one minute. For h = 100 μιη 15 minutes can be needed up to more than 45 minutes. The support structure must ensure a certain stability, which is why it should advantageously not fall below 50μιη, resulting in etch times of typically 10 to 15 minutes. In area A, the electric field lines reach the needle assembly 4 or the porous microneedle assembly 4 'very homogeneously. Due to the back masking layer 2, the field lines are increasingly focused with increasing etch depth, as illustrated in areas A and C by arrows becoming increasingly narrower. This focusing drastically increases the electrical current density. In this way, even the critical current density can be exceeded in region C, above which the porosification passes into an electropolishing process.
Der in Fig. 1 b gezeigte Zustand entspricht dem Zustand am Ende des anodischen Ätzprozesses, welcher in Fig. 1 c ohne die Stromdichtepfeile illustriert ist. The state shown in Fig. 1 b corresponds to the state at the end of the anodic etching process, which is illustrated in Fig. 1 c without the current density arrows.
Die Mikronadeln 4a, 4b sind in porosifizierte Mikronadeln 4a', 4b' der porösen Mikronadelanordnung 4' überführt. Ein im Rückseitenbereich RS' bzw. RS" oberhalb der Durchgangsöffnung 3a bzw. 3b liegender Bereich der Stützschicht 1 b ist derart porosifiziert, das die jeweilige poröse Mikronadel 4a' bzw. 4b' mit der entsprechenden Durchgangsöffnung 3a bzw. 3b als Rückseitenanschluss verbunden ist. Oberhalb der Durchgangsöffnung 3a bzw. 3b entsteht nach dem Porosifizieren durch Elektropolitur ein vollständig entfernter Bereich 7 der Stützschicht 1 b. Diese lokale Elektropolitur verbunden mit der Schaffung des entfernten Bereichs 7 als Reservoir ist für die Wirkstoffeinleitung vorteilhaft. Dadurch, dass die Porosifizierung ohne Erhöhung der Stromdichte im Vergleich zum bekannten Fall erreicht werden kann, gleichzeitig jedoch auch eine Elektropolitur erreichbar ist, wird verhindert, dass sich die poröse Struktur durch die Elektropolitur vom Siliziumsubstrat ablöst. The microneedles 4a, 4b are transferred into porosified microneedles 4a ', 4b' of the porous microneedle assembly 4 '. A region of the support layer 1b lying in the rear side region RS 'or RS "above the passage opening 3a or 3b is porosified in such a way that the respective porous microneedle 4a' or 4b 'is connected to the corresponding through opening 3a or 3b as the rear side connection. Above the through-opening 3a or 3b, after porosification by electropolishing, a completely removed region 7 of the support layer 1b is formed, This local electropolishing combined with the creation of the removed region 7 as a reservoir is advantageous for the introduction of the active ingredient Current density can be achieved in comparison to the known case, but at the same time an electropolishing is achievable, prevents the porous structure peels off the silicon substrate by the electropolishing.
Seitlich der Durchgangsöffnungen 3a, 3b verbleibt aufgrund der Verarmung der Feldlinien der elektrischen Stromdichte ein nicht poröser Restbereich 8 der Stützschicht 1 b auf derSide of the through holes 3a, 3b remains due to the depletion of the field lines of the electric current density, a non-porous residual region 8 of the support layer 1 b on the
Maskierschicht 2. Ein Flankenbereich 9 dieses nicht porösen Restbereichs 8 der Stützschicht 1 b fällt entsprechend des Verlaufs der Feldlinien zur Durchgangsöffnung 3a, 3b hin trichterförmig ab. Auch dies unterstützt die Einleitung des Wirkstoffes in die poröse Mikronadelanordnung 4' bzw. die Haftung der porösen Mikronadelanordnung 4' an der verbleibenden Stützschicht 1 b. Masking layer 2. A flank region 9 of this non-porous remaining region 8 of the support layer 1b falls in a funnel shape in accordance with the course of the field lines towards the through-opening 3a, 3b. This also supports the introduction of the active substance into the porous microneedle assembly 4 'or the adhesion of the porous microneedle assembly 4' to the remaining support layer 1b.
Wie ebenfalls aus Fig. 1 c entnehmbar, wird auch ein Teil des Randbereichs 1 a des Halbleitersubstrats porosifiziert, jedoch reicht der verbleibende Bereich, um die Vereinzelung wirkungsvoll zu unterstützen. As can also be seen from FIG. 1 c, part of the edge region 1 a of the semiconductor substrate is also porosified, but the remaining region is sufficient to effectively support the singulation.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Insbesondere sind die Materialien nur beispielhaft genannt und durch andere Materialien ersetzbar, welche die geforderten Selektivitätskriterien beim Porosifizieren erfüllen. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in many ways. In particular, the materials are only given by way of example and can be replaced by other materials which fulfill the required porosity selectivity criteria.
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