DD277848A1 - DUESE FOR SPOTLIGHT - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Duese zum Strahlaetzen. Die Erfindung bezieht sich auf die Gestaltung von Duesen zum Formteilaetzen von blechfoermigen Teilen vorzugsweise aus rost- und saeurebestaendigem Stahl, insbesondere fuer die Hochvakuumtechnik und fuer die Mikroelektronik. Dabei weist die erfindungsgemaesse Duese eine Duesenplatte auf, die senkrecht zur zu aetzenden Flaeche steht und in die Duesenbohrungen eingebracht sind. Die Form der Vielzahl von Bohrungen stellt eine parallelogrammartige Matrix dar. Der Durchmesser der Duesenbohrungen entspricht in der Groessenordnung der kleinsten zu aetzenden Strukturbreite. Fig. 2The invention relates to a Duese for Strahlaetzen. The invention relates to the design of Duesen for molding of Blechchfoermigen parts preferably made of stainless and acid-resistant steel, especially for high vacuum technology and microelectronics. In this case, the invention Duese a Duesenplatte, which is perpendicular to the surface to be set and are introduced into the Duesenbohrungen. The shape of the multiplicity of bores represents a parallelogram-like matrix. The diameter of the nozzle bores corresponds in the order of magnitude to the smallest structure width to be used. Fig. 2
Description
Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Dio erfindungsgernäßo Lösung kann insbesondere zum Ätzen von punktförmigon Durchbrüchen an säure· und rostbeständigem Stahl angewendet werde«, um den Einsatz des Formteilätzens für blechförmige Teile, insbesondere in der Mikroelektronik und in der Hochvakuumtechnik, zu erleichtern.The solution according to the invention can be used in particular for etching punctiform breakthroughs on acid- and rust-resistant steel, in order to facilitate the use of the shaped part etching for sheet-metal parts, in particular in microelectronics and high-vacuum technology.
Allgemein bekannt ist das Ätzen von Formteilen mittels des Fotoresistverfahrens, das in der Mikroelektronik und bei der Loitorplattcnhorstellung weit vorbreitet ist. Dabei wird auf das zu atzende Material cino Ätzmaske beidseitig aufgebraucht und anschließend wird dieses einer bewegten Ätzmittellösung ausgesetzt.Well-known is the etching of moldings by means of the photoresist method, which is widely prevalent in microelectronics and in the manufacture of the laser plate. In this case, on the material to be etched cino etching mask is consumed on both sides and then this is exposed to a moving Ätzmittellösung.
Die Ätzmaske verschleißt bei längerer Beanspruchung durch das Ätzmedium was zu unerwünschten Ätzflächon or.er Unterätzungcn führt und die Qualität des zu ätzenden Werkstückos negativ beeinflußt.The etching mask wears on prolonged exposure to the etching medium which leads to unwanted Ätzflächon or.er Unterätzungcn and adversely affects the quality of the workpiece to be etched.
Aus oiner Vielzahl von Möglichkeiten, die geeignet sind, die Beanspruchungszoit zu verringern, bietet sich, insbesondere für rost· und säurebeständigen Stahl, der bei Einwirkung dos Ätzmittels eine don Ätzvorgang behindernde Passivierungsschicht bildot, das Strahlätzen an. Dabei worden mehrere, mittels Düsen erzeugte Ätzmittelstrahlen auf das zu ätzendo Werkstück gerichtet, wodurch eine mechanische Oberflächeneinwirkung erreicht wird, dio die Passivierungsschicht verhindert oder zerstört und den Ätzvorgang beschleunigt.Of a multitude of possibilities which are suitable for reducing the stress ozone, jet etching is recommended, in particular for stainless and acid-resistant steel, which upon exposure to the etchant imaged a passivation layer hindering the etching process. In this case, several etchant beams generated by means of nozzles were directed onto the workpiece to be etched, whereby a mechanical surface action is achieved, which prevents or destroys the passivation layer and accelerates the etching process.
Üblich ist es dabei, eine Relativbewegung zwischen der Düse und dem Werkstück zu realisieren, um eine weitgehend gleichmäßige Ätzwirkung zu erzielen.It is customary to realize a relative movement between the nozzle and the workpiece in order to achieve a substantially uniform etching effect.
In der DE 3345124 A1 wird eine Vorrichtung zur Behandlung von Gegenständen mit einor Behandlungsflüssigkeit beschrieben.DE 3345124 A1 describes a device for treating articles with a treatment liquid.
Diese Erfindung beiaßt sich mit einor günstigen Vofahrensdurchführung, die mit einer geeigneten Düsenausführung erreichtThis invention shares with an inexpensive Vofahrensdurchführung achieved with a suitable nozzle design
Dabei ist ein plattenförmig ausgebildet Düsenstock vorgesehen, in den eine Vielzahl von in den Behandlungsraum gerichteten Düsen eingebracht sind. Der Düsenstock enthält ein Kanalsystem zur Zuführung der Behandlungsflüssiijkcit zu den Düsen.In this case, a plate-shaped nozzle block is provided, into which a plurality of nozzles directed into the treatment chamber are introduced. The nozzle contains a channel system for supplying the Behandlungsflüssiijkcit to the nozzles.
Die Düsenanordnung ist regelmäßig rasterförmig.The nozzle arrangement is regularly grid-shaped.
Die zu ätzenden Werkstücke, in diesem Falle Leiterplatten, werden untor der Düsenanordnung durchgeschoben.The workpieces to be etched, printed circuit boards in this case, are pushed through untor the nozzle assembly.
Zum Strukturätzen ist eine solche Düscngpstaltung nicht geeignet, da damit koin Strahlätzen erreicht wird, sondern die Behandlungsflüssigkcit zersprüht wird, um eine gleichmäßige Flechenwirkung zu erzielen. Damit kann die beschriebene Bildung einor Passivierungsschicht jedoch nicht verhindert worden vVürdo durch eine entsprechende Düsengestaltung ein strahlförmiges Aufbringen der Behandlungsflüssigkeit erzeugt werden, wäre jedoch die gloichmäßigo Flächonwirkung nicht mehr gewährleistet, was das Enstehon von Ätzspuren zur Folge hätte und somit die Qualität von Strukturätzungon nicht gewährleistet wäre.For structural etching such a Düscngpstaltung is not suitable, since so koin beam etching is achieved, but the Behandlungsflüssigkcit is sprayed to achieve a uniform Flechenwirkung. Thus, however, the described formation of a passivation layer has not been prevented vVürdo be generated by a corresponding nozzle design a jet-like application of the treatment liquid, but the gloichmäßig surface effect would no longer be guaranteed, which would have the Enstehon etching traces and thus the quality of Strukturätzungon would not be guaranteed ,
In der DE 3334024 A1 ist eine Breitstrahlbrause beschrieben, die ein längliches, in etwa rechteckförmigos Gehäuse besitzt, in das ein Brausorohr verdrehbar eingesetzt ist. in diesem Brauserohr ist eine Reihe von Spritzdüsen angeordnet, dio oinen schleierförmigen Spritzstrahl erzeugen.In DE 3334024 A1 a wide-jet shower is described, which has an elongated, approximately rechteckförmos housing into which a shower tube is rotatably inserted. In this shower pipe, a series of spray nozzles is arranged to produce dio oinen spray jet spray.
Am Gehäuse befinden sich ein Wasserzu- und ein -ablauf. Die Verbindung m dom Brausorohr erfolgt übor oin Regelventil, mit dem gleichzeitig auch eine Verstellung erfolgon kann.There is a water inlet and outlet on the housing. The compound m is carried dom Brausorohr übor oin control valve can erfolgon with the same time an adjustment.
Würde oino derartige Düsengostaltung für den oifindungsgemäßen Einsatz genutzt, wäre zwar ein strahlförmiges Aufbringen gesichert, eine gleichmäßige Flächenwirkung jedoch ebenfalls nicht gewährleistet.Would oino such nozzle configuration used for oifindungsgemäßen use, although a jet-like application would be assured, a uniform surface effect, however, also not guaranteed.
Es ist das Ziel der Erfindung, mit oinor Gestaltung einer Düse zum Strahlätzen das Strukturätzen von Formteilen, insbesondere aus rost- und säurebeständigem Stahl, mit einer guten Qualität zu realisieren, um damit Formteile, wie sie insbesondere in der MikroelcVtf onücund in der Ultrahochvakuumtechnik zum Einsatz kommen, kostengünstig herstellen zu können.It is the object of the invention to realize with oinor design of a nozzle for jet etching the pattern etching of moldings, in particular of stainless and acid-resistant steel, with a good quality, so as moldings, as used in particular in the MikroelcVtf onücund in ultra-high vacuum technology come to be able to produce inexpensively.
• . c'·' · Darlegung des'vVesens der Erfindung•. c '·' · Presentation des'vVesens of the invention
Es ist Aufgabe der Erfindung, mit einer Düse zum Strahlätzen das Verfahren des Strukturätzens von Formteilen, insbesondere aus rost- und säurebeständigem Stahl, so zu realisieren, daß eine Ausbildung von Passivierungsschichten vermieden wird und die Einwirkung des Ätzmittels flächendeckend erfolgt.It is an object of the invention to realize with a nozzle for beam etching, the method of pattern etching of moldings, in particular of stainless and acid-resistant steel, so that a formation of passivation layers is avoided and the action of the etchant is widespread.
Zur Lösdtig der Aufgabenstellung wird davon ausgegangen, daß die Düse zum Strahlätzen mit einem Düsenstock versehen ist, in dom ein Kanalsystem zur Führung der Behandlungsflüssigkeit eingebracht ist. Der Düsenstock ist mit einer Düsenplatte abgeschossen, die eine Vielzahl von zylindrischen Duichgangsbohrungen zur Aufnahme von Düsen aufweist.To solving the problem, it is assumed that the nozzle is provided for jet etching with a nozzle, in dom a channel system for guiding the treatment liquid is introduced. The nozzle is fired with a nozzle plate having a plurality of cylindrical Duichgangsbohrungen for receiving nozzles.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabenstellung dadurch gelöst, daß die Düsenplatte senkrecht zur zu ätzenden Fläche steht und die Durchgangsbohrungen als Düsenbohrungen ausgebildet sind. Dabei ist eine erste Anzahl von Düsonbohrungen auf einer Reihe in der Nähe des Randes der D'Jsenplatte angeouJnet. Diese Düsenbohrungen weisen einen Abstand zueinander auf, der dem 5fachen Düsendurchmosser entspricht.According to the invention, the object is achieved in that the nozzle plate is perpendicular to the surface to be etched and the through holes are formed as nozzle bores. A first number of nozzle bores are arranged on a row near the edge of the D'Jsen plate. These nozzle bores are at a distance from one another which corresponds to the 5-times Durchgangsdurchmosser.
Von jeder Düsenbohtung der randnahen Reihe verläuft in einem Winkel von 12° vom Lot dieser Reihe abweichend je eino Reihe mi· oiner weiten Anzahl von Düsenbohrungen vom Rand weg.Each jet drilling of the row close to the edge extends at an angle of 12 ° away from the perpendicular of this row in each case a row of very large numbers of nozzle bores away from the edge.
Der Durchmesser der Düsonbohrungen entspricht in der Größenordnung der kleinsten zu ätzenden Ptrukturbreite.The diameter of the Düssonbohrungen corresponds in the order of the smallest to be etched Ptrukturbreite.
Besonders günstig ist es, die Düsenplatto aus Glaskeramik auszuführen.It is particularly favorable to design the nozzle plate made of glass ceramic.
Die Funktion der erfindungsgcmhßen Düse ist darin zu sehen, daß durch die Gestaltung der Durchgangsbohrungen als Düsenbohrungen diese als Strahldüsen wirken und von jeder Düsenbohrung ein Strahl des Ätzmittels auf das zu ätzende Werkstück gerichtet wird.The function of the erfindungsgcmhßen nozzle is the fact that through the design of the through holes as nozzle bores these act as jet nozzles and of each nozzle bore a beam of the etchant is directed to the workpiece to be etched.
Der Druck dieser ÄUmittelstrahlen mit einum Strahldurchmesser, der in der Größenordnung der zu ätzenden Strukturbreiten liegt, bewirkt, datt (in Ausbildung einer Passivierungsschicht ständig verhindert wird und damit der Ätzvorgang kontinuierlich ablaufen kann.The pressure of these outer beams with a beam diameter which is of the order of magnitude of the structure widths to be etched causes the thickness (in the formation of a passivation layer) to be constantly prevented and thus the etching process to proceed continuously.
Nach bekanntor Art und Weise wird eine Relativbewegung zwischen der Strahldüse und dem zu ätzenden Werkstück realisiert.After known manner, a relative movement between the jet nozzle and the workpiece to be etched is realized.
Die Gestaltung dor Reihen der Düsenbohrungon in Form einer parailelogrammförmigon Matrix gewährleistet dabei, daß dio Fläche des zu ätzenden Werkstückes, unabhängig von der Relativbewegung, gleichmäßig bestrahlt wird.The design of the rows of Düsenbohrungon in the form of a parailelogrammförmigon matrix ensures that the area of the workpiece to be etched, regardless of the relative movement, uniformly irradiated.
Dio Wahl von Glaskeramik als Material für die Düsenplatte bewirkt, daß ein Quellen dos Materials, was bei den meisten einsetzbaren Plfisiwerkstoffon auftritt, verhindert wird. Ein solcher Quellvorgang führt zu einer Verringerung des Durchmessers dor Düsonbohrungen, was die Verhinderung der Passivierungsschicht beeinträchtigt. Die Glaskeramik gewährleistet die Erfüllung der erfindungsgemdßcn Aufgabenstellung, übor einen großen Zeitbereich.The choice of glass ceramic as the material for the nozzle plate causes a swelling of the material, which occurs in most plfisistoffstoff deployable, is prevented. Such a swelling process leads to a reduction in the diameter of the nozzle bores, which impairs the prevention of the passivation layer. The glass ceramic ensures the fulfillment of the task according to the invention, over a large period of time.
Ausführungsbeispielembodiment
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausfuhrungsboispieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigtThe invention will be explained below with reference to a Ausfuhrungsboispieles. In the accompanying drawings shows
Fig. 1: cine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Düse zum Strahlatzen und Fig. 2: einen Querschnitt durch die orf;ndungsgemäße Düse.Fig. 1: cine a front view of a nozzle according to the invention for Strahlatzen and Figure 2: a cross section through the orf ; nozzle according to the invention.
Hauptbestandteil der dargestellton Düse zum Strahlätzen ist die Düsenplatte 1. In sie sind zylindrische Düsonbohrungen 2 derart eingebracht, daß sie einon horizonlalon Abstand, der dem 5fachen Durchmesser entspricht, zueinander haben. Vertikal sind dio Düsenbohrungon in einpm Winkel von 12 von der senkrechten angeordnol.The main constituent of the illustrated nozzle for jet etching is the nozzle plate 1. In them, cylindrical nozzle bores 2 are inserted so as to have a horizontal distance equal to 5 times the diameter with each other. Vertically, the nozzle bore sound is at an angle of 12 from vertical.
Damit ist bei ständigem vertikalen Vorbeifuhren des zu ätzcndei Gegenstandes aus rost- und säurebeständigem Stahl oder vertikaler alternierender Düsenbewegung bei feststehendem Gegenstand gewährleistet, daß durch das Verhältnis von Düsenhohrungsabstand und Düsenbohrungsdurchmesser boi der Schräganordnung dor Düsen jeder Punkt auf dem zu atzenden Gegenstand getroffen wird Dio Ätzmittolstrohien 3 vcrlasson unter hoher Strömungsgeschwindigkeit parallel und zylindrisch die Düsonbohrungon 2. Der Durchmesser eistüs einzelnen ÄUmittolstrahlos 3 entspricht etwa der kleinsten durchzuätzenden Bohrung am Gegenstand. Durch diesoDüsenplatteni)esiji!ung ui id din Anordtuir.g der Ätzmittelsirahlen 3 ergibt sich neben der chemischen Ai'v^iikung eino hohe mechanische Wi<tu;ig, durch die die Bildung von Passivicrungsschichton auf dem Gegenstand, jIc zum Erliegen dos Ätzprozesses führen können, wirkunpsvoll verhindert wird. Boi einer beidseitigen gleichzeitigen Ätzung, die durch die Anordnung von zwei sich gegenüberstehenden Strahldüsen gekennzeichnet ist, zwischen denen sich mittig der Gegenstand befindet, c'gibt sich ein.- Atzzeit von 8π in für ein 0,2mm starkes Blech und zu ätzende Bohrungen von 0,3mm Durchmesser.This is ensured at constant vertical vorbebeifuhren of zuätzenden article of stainless and acid-resistant steel or vertical alternating nozzle movement with a fixed object that is hit by the ratio of Düsenhohrungsabstand and nozzle bore diameter boi the oblique arrangement dor nozzles every point on the object to be etching Dio Ätzmittolstrohien vcrlasson at high flow velocity parallel and cylindrical the Düsonbohrungon 2. The diameter eistüs single ÄUmittolstrahlos 3 corresponds approximately to the smallest durchzuätzenden bore on the object. By means of this nozzle plate, besides the chemical etching, a high mechanical force results, by which the formation of the passivation layer on the object, leads to the cessation of the etching process can, is prevented in an effective way. Boi of a simultaneous two-sided etching, which is characterized by the arrangement of two opposing jet nozzles, between which the object is located, there is an etching time of 8π in 0 for a 0.2 mm thick sheet and etched holes , 3mm diameter.
Der <Vbstand der Düsenplalto 1 vom Gegenstand beträgt 20-40mm und liegt damit im Bereich der auftroffenden Ätz'nittelstrahlcn 3. Das rechtwinklige Auftrcffeii der Ätzmittelstrahlen 3 unter hoher Strömungsgeschwindigkeit bewirkt, daß der Einfluß des nach unten laufenden Ätzmittels minimal wird und das zu ätzGitdo Bild des Gegenstandes konluronscharf und -j'üichmäßig übnr dio ganze zu ätzendo Fläche hervonritt.The distance of the nozzle face 1 from the object is 20-40 mm, which is within the range of the etching jets 3. The perpendicular application of the etchant jets 3 at a high flow rate causes the influence of the downwardly running etchant to be minimal and the etching image to be etched of the object is conspicuously sharp and, as a matter of course, about the entire surface to be etched.
Die Breite der matrixförmigoo Anordnung der Oüsenbohrungen 2 richtet sich nach dor Größo tim; «m atzenden Gegenstaades. Irn vorliegenden Fall soll beispielsweise mit dor ervndunysgomaßon Düse oina Siebscheibo für Filterplättchen in Hochiiiuckfilte.n mit einem Durchmesser von 40mm gefertigt wercVin. Die Matrix wird dabei A'jtnin breit gewählt.The width of the matrix-like arrangement of the orifices 2 depends on the size ; "Mazy counter-state. In the present case, for example, with the ervndunysgomasson nozzle oina Siebscheibo for filter plates in Hochiiiuckfilte.n with a diameter of 40mm wercVin. The matrix is chosen wide A'jtnin .
Die Strahldüse ist so aufgebaut, daß das Ätzmittel von einer nicht dargestellten Pumpe über einen Ätzmittelkanal 4 in einen Druckraum 5 ström!, der hinter den Düsenbohrungen 2 nutförmig angeordnet ist.The jet nozzle is constructed so that the etchant from a pump, not shown, via an etchant channel 4 into a pressure chamber 5 ström !, Which is arranged behind the nozzle holes 2 groove-shaped.
Die Düserplatte 1 wird mit der Verschraubung 6, die 6benso wie der Grundkörper 7 mit Gewinde 8 versehen ist, auf den Grundkörper 7 geschraubt. Zum Abdichten dient der Dichtring 9 aus elastischem und säurebeständigem Material.The Düserplatte 1 is screwed onto the base body 7 with the screw 6, the 6benso as the main body 7 is provided with thread 8. To seal the sealing ring 9 is made of elastic and acid-resistant material.
Der Körper der Düse besteht aus einem säurefesten Material, z. B. Hart-PVC. Die Düsenplatte 1 kann ebenfalls aus diesem Material bestehen, allerdings weist sie dann den Nachteil auf, daß die Düsenbohrungen 2 mit ihrem Durchmesser von 0,3mm bei den herrschenden Arbeitstemperaturen von 45-50cC zuquellen, so dati das Strahlbild im Laufe der Zeit negativ verändertThe body of the nozzle is made of an acid-resistant material, eg. B. hard PVC. The nozzle plate 1 may also consist of this material, but then it has the disadvantage that the nozzle holes 2 with their diameter of 0.3 mm at the prevailing working temperatures of 45-50 c C sources, so dati the jet image over time negative changed
Günstiger ist die Verwendung von maschinell bearbeitbarer Glaskeramik. Die Düsenbohrungen 2 werden vorzugsweise mit Laserstrahl gebohrt, was eine fertigungstechnisch günstige Variante darstellt.Cheaper is the use of machinable glass ceramic. The nozzle bores 2 are preferably drilled with a laser beam, which represents a production-technically favorable variant.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD32291288A DD277848A1 (en) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | DUESE FOR SPOTLIGHT |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD32291288A DD277848A1 (en) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | DUESE FOR SPOTLIGHT |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD277848A1 true DD277848A1 (en) | 1990-04-18 |
Family
ID=5604839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD32291288A DD277848A1 (en) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | DUESE FOR SPOTLIGHT |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD277848A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010051227A1 (en) * | 2010-11-12 | 2012-05-16 | Dental Care Innovation Gmbh | Nozzle for the emission of liquid cleaning agents with abrasive particles dispersed therein |
-
1988
- 1988-12-09 DD DD32291288A patent/DD277848A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010051227A1 (en) * | 2010-11-12 | 2012-05-16 | Dental Care Innovation Gmbh | Nozzle for the emission of liquid cleaning agents with abrasive particles dispersed therein |
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Legal Events
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