DE2013196B2

DE2013196B2 - Verfahren zur aetztechnischen herstellung von formteilen

Info

Publication number: DE2013196B2
Application number: DE19702013196
Authority: DE
Inventors: Ruprecht v. Dipl.-Phys. 8000 München Siemens
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-03-19
Filing date: 1970-03-19
Publication date: 1972-02-03
Also published as: LU62805A1; BE764508A; DE2013196A1; ZA711342B; US3738879A; NL7102467A; JPS5220940B1; GB1283509A; FR2083411A1; FR2083411B1

Description

Man kann vorteilhafterweise Metallfolien verwenden, die aus mehreren diskreten Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung und unterschiedlichen Ätzverhaltens bestehen. Beispielsweise kann der Kern der Metallfolie aus einem ersten Metall bzw. aus einer Metallegierung bestehen, die von der verwendeten Ätzflüssigkeit relativ stark angegriffen wird, während die Oberflächenschichten aus einem zweiten Metall bzw. einer zweiten Metallegierung bestehen, die von der Ätzflüssigkeit relativ weniger stark angegriffen wird. In weiterer Ausbildung der Erfindung können zwischen Kern und Oberflächenschichten weitere Schichten angeordnet sein, deren Ätzverhalten jeweils zwischen dem benachbarter Schichten liegt. Vorteilhafterweise wird die Stärke der Kernschicht etwa doppelt so groß gemacht wie die der übrigen Schichten.

Bei Verwendung von Metallfolien, die aus diskreten Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung und unterschiedlichen Ätzverhaltens bestehen, können allerdings an den Grenzen zwischen benachbarten Schichten auf Grund des unstetigen Übergangs Unebenheiten entstehen. Ist dies nicht zulässig, so verwendet man vorteilhafterweise Metallfolien mit von der Oberfläche in Richtung auf die Folienmitte stetiger Änderung der Zusammensetzung. Metallfolien mit einer derartigen stetigen Änderung der Zusammensetzung kann man aus Metallfolien, die aus diskreten Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung bestehen, dadurch herstellen, daß man diese einer Diffusionsbehandlung bei hohen Temperaturen aussetzt.

Der Ätzangriff in Richtung senkrecht zur Folienoberfläche kann dadurch noch verstärkt werden, daß die zu ätzenden Metallfolien als Kathoden geschaltet an eine Gleichspannung gelegt werden. Ferner wird eine Ätzung senkrecht zur Folienoberfläche noch dadurch begünstigt, daß die Ätzung im Wege der Sprühätzung erfolgt.

Die unterschiedliche Ätzgeschwindigkeit kann ferner durch Lokalelementbildung verstärkt oder hervorgerufen sein. Durch die kathodische Schaltung der Metallfolie kann die Wirkung des Lokalelements noch verlängert und damit ein noch stärker differenzierter Ätzangriff erzielt werden.

Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Figur erläutert.

Ausführungsbeispiel 1
5

Auf eine Kupfer-Beryllium-Folie 1 mit einem Anteil von 2 % Beryllium, die eine Stärke von 20 μΐη aufweist, werden beidseitig Kupferschichten 2 und 3 in einer Stärke von etwa 10 μΐη aufgebracht. Auf

ίο diese Verbundmetallfolie wird nach einer Vorreinigung auf beide Oberflächen Fotolack aufgebracht. Die beidseitigen Fotolackschichten 4 und 5 werden sodann deckungsgleich über Glasfotomasken belichtet. Die belichteten Fotolackschichten werden entwickelt, wodurch die zu ätzenden Teile der Oberfläche der Verbundmetallfolie freigelegt werden. Hierauf erfolgt die Ätzung in Chrom-Schwefelsäure. Wie in der Figur dargestellt, entspricht der Verlauf der Ätzung zunächst der Ätzung in einem homo-

ao genen Metall. Ist jedoch die äußere Kupferschicht 2 bzw. 3 durchgeätzt, so erfolgt der weitere Ätzangriff im wesentlichen nur in der Kupfer-Beryllium-Schicht 1. Die Unterätzung ist also im wesentlichen nicht stärker als die Unterätzung einer 20 ,um starken Metallfolie, obwohl die Gesamtstärke der Verbundmetallfolie 40 μΐη beträgt. Wie in der Figur gezeigt, können insbesondere an den Übergängen der übereinanderliegenden Schichten Kanten 6, 7 auftreten. Die strichlierten Linien 8 zeigen im Vergleich hierzu den Ätzverlauf in einer homogenen zusammengesetzten Metallfolie. Die Figur zeigt die Ätzkontur schematisch. Diese Kontur tritt auf, wenn der Ätzvorgang ideal gemäß Grundprinzip der Erfindung verläuft, d. h., daß der Ätzangriff in der oberen Schicht klein gegen den in der Kernschicht ist.

Ausführungsbeispiel 2

Die im Ausführungsbeispiel 1 angegebene Verbundfolie wird auf eine Temperatur von 800° C erhitzt. Hierdurch erfolgt eine Diffusion, so daß zwischen den übereinander liegenden Schichten 1, 2, 3 ein gleitender Übergang der Zusammensetzung gebildet wird. Wird nun wiederum wie im Ausführungsbeispiel 1 geätzt, so tritt keine Kantenbildung auf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren Patentansprüche: ; zur :ätztechnischen Herstellung von .Formteilen aus relativ dicken Metallfolien mit Schichten unterschied-

1. Verfahren zur ätztechnischen Herstellung licher Ätzbeständigkeit, wobei die Oberflächenvon Formteilen aus relativ dicken Metallfolien 5 schichten eine höhere Ätzbeständigkeit aufweisen als mit Schichten unterschiedlicher Ätzbeständigkeit, der Kern, bei dem auf die Metallfolienoberfläche wobei die Oberflächenschichten eine höhere Ätz- eine Ätzmaske aufgebracht wird und die von der beständigkeit aufweisen als der Kern, bei dem Maske freigelassenen Bereiche der Oberfläche geätzt auf dieMetallfohenoberfläche eine Ätzmaske auf- werden, wobei für die Ätzbehandlung aller Schichten gebracht wird und die von der Maske freigelasse- io der Metallfolie die gleiche Ätzflüssigkeit verwendet nen Bereiche der Oberfläche geätzt werden, wo- wird. . ,

bei für die Ätzbehandlung aller Schichten der . Bei der ätztechnischen Herstellung von Formteilen

Metallfolie die gleiche Ätzflüssigkeit verwendet wird- auf Sie Oberfläche der Metallfolien, aus denen

wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile herausgeätzt werden sollen, eine Ätz-

Metallfolien geätzt werden, deren Schichten 15 maske aufgebracht, beispielsweise eine Photolack-

unterschiedlicher Ätzbeständigkeit sich hinsieht- ätzmaske, bevor der Ätzvorgang beginnt. Das Ätz-

lich der Dicke höchstens um einen Faktor 5 von- mittel, das an den von der Ätzmaske nicht bedeckten

einander unterscheiden. " Stellen angreift, wirkt jedoch nicht nur senkrecht zur

2. Verfahren' nach Anspruch 1, dadurch ge- Oberfläche der Metallfolie, sondern es unterätzt kennzeichnet, daß aus mehreren diskreten Schich- 20 auch die Maske, so daß die Konturen, die sich durch ten unterschiedlicher Zusammensetzungund unter- die Ätzung ergeben, nicht ganz mit den Konturen schiedlichen Ätzverhaltens bestehende Metall- der Ätzmaske übereinstimmen. Um Formteile mit folien verwendet werden. feinen Strukturen herzustellen, mußte man daher

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch bisher möglichst dünne Metallfolien verwenden und gekennzeichnet, daß Metallfolien verwendet wer- 25 zur Erzielung der gewünschten Stärke der Formteile den, deren Kern aus einem ersten Metall bzw. eine Reihe solcher geätzter MetaUfolien übereinandereiner Metallegierung besteht, das bzw. die von schichten. Um mit einer geringeren Anzahl von überder verwendeten Ätzflüssigkeit relativ stark an- einandergeschichteten geätzten Folien auszukomgegriffen wird und deren Oberflächenschichten men, müßte man dickere Metallfolien verwenden, aus einem zweiten Metall bzw. einer Metallegie- 30 deren Formätzung jedoch, wenn es sich urn feine rung bestehen, das bzw. die von der Ätzflüssigkeit Strukturen handelt,, jaul/die-'genannten Schwierigweniger stark angegriffen wird, keiten stößt. .. ...

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge- Aus der USA.-Patentschrift 2 829 460 ist bereits kennzeichnet, daß ' Metallfolien -Verwendet wer- · ein Ätzverfahren zuf?.He"rstelluäg einer lithographiden, zwischen deren Kern- und Oberflächen- 35 sehen Schablone bekannt, bei dem auf eine Grundschichten weitere Schichten angeordnet sind, platte eine Metallschicht mit anderer Ätzbarkeit aufderen Ätzverhalten jeweils zwischen dem benach- gebracht wird und zunächst mit einem ersten Ätzbarter Schichten liegt. mittel die Abdeckschicht· und.; sodann mit einem

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- zweiten Ätzmittel die Grundplatte geätzt wird.'
kennzeichnet, daß Metallfolien verwendet wer- 40 Aus der deutschen Patentschrift 419 110.ist es den, bei denen die Dicke der Kernschicht etwa auch bekannt, aus einer dicken Platte aus leicht ätzdoppelt so groß ist wie die der-übrigen _:Schichten. barem Werkstoff, die rnit einer dünnen Schicht aus

6. Verfahren nach einem oder mehreren der schwer ätzbarem Werkstoff bedeckt ist, dadurch ein Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Sieb herzustellen, daß unter Verwendung einer Metallfolien mit von der Oberfläche in Richtung 45 Maske mit weiten. Öffnungen und eines schwächeren auf die Folienmitte stetiger Änderung der Zu- Ätzmittels die" leicht'"atzbäre Platte und unter Versammensetzung verwendet werden. Wendung einer Maske mit feinen Öffnungen und eines

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch ge- starken Ätzmittels die dünnere Schicht geätzt wird, kennzeichnet, daß Metallfolien aus diskreten Es wurde auch schon durch unsere ältere Patent-Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung 50 anmeldung P^;ü8 12 193.2-45 vorgeschlagen;-bei der einer Diffusionsbehandlung bei hohen Tempera- Herstellung von Formätzteilen das zu ätzende Blech türen ausgesetzt werden, um stetige Übergänge zur Vermeidung von Kantenabbrüchen mit einer zu erzielen. dünnen Zwischenschicht in der Stärke von 0,5 bis

8. Verfahren nach einem oder mehreren der 10 μΐη aus einem ätzfesten Metall zu bedecken.
Ansprüche 1 bis 7, dadurch, gekennzeichnet, daß; '.5S^--f,;.;D. er· vorliegenden Erfindung liegt die Aufgäbe zudie zu ätzenden Metallfolien als Kathoden ge- gründe, in relativ dicken Metallfolien feine "'Strukschaltet an eine Gleichspannung gelegt werden. türen herzustellen' und; dabei eine Unterätzung zu

9. Verfahren nach einem oder mehreren der verhindern. Diese'Aufgäbe wird dadurch gelöst, daß Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß erfindungsgemäß Metallfolien geätzt werden, deren die Metallfolien sprühgeätzt werden. 60 Schichten unterschiedlicher Ätzbeständigkeit sich Mn-

10. Verfahren nach einem oder mehreren der sichtlich der Dicke höchstens um einen Faktor 5 Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß voneinander unterscheiden.

Metallfolien geätzt werden, bei denen die unter- Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahschiedliche Ätzgeschwindigkeit in den verschie- rens ergibt sich eine größere Ätzgeschwindigkeit in denen Metallfolienlagen durch Lokalelementbil- 65 Richtung senkrecht zur Folienoberfläche als in horidung hervorgerufen oder verstärkt wird. zontaler Richtung. Dies bedeutet, daß die Unterätzung der Ätzmaske gegenüber herkömmlichen Ätzverfahren verringert wird.