NL1028835C2

NL1028835C2 - Method for electroforming a stud plate and a copy die, electroforming die therefor, and copy die.

Info

Publication number: NL1028835C2
Application number: NL1028835A
Authority: NL
Inventors: Harm Gerrit Knol; Lars Cristian Herzbach
Original assignee: Stork Veco Bv; Heidelberger Druckmasch Ag
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2006-10-24
Also published as: EP1871925A2; WO2006112696A2; WO2006112696A3; EP1871925B1

Description

Nederland © C OCTROOI20 (21) Aanvrage om octrooi: 1028835 (sT) Int.CI.: W W C2SD1/00 (2006.01) 0 Ingediend: 21.04.2005 (41) Ingeschreven: © Octrooihouder(s):The Netherlands © C OCTO20 (21) Patent application: 1028835 (sT) Int.CI .: W W C2SD1 / 00 (2006.01) 0 Submitted: 21.04.2005 (41) Registered: © Patent holder (s):

W 24.10.2006 I.E. 2007/01 Heidelberger Druckmaschinen AGW 24.10.2006 I.E. 2007/01 Heidelberger Druckmaschinen AG

te Heidelberg, Bondsrepubliek Duitsland © Dagtekening: (DE).in Heidelberg, Federal Republic of Germany © Date: (DE).

24.10.2006 STORKVECOB.V. te Eerbeek.24.10.2006 STORKVECOB.V. in Eerbeek.

Lars Cristian Herzbach te Weiterstadt (DE).Lars Cristian Herzbach in Weiterstadt (DE).

Ir. H.V. Mertens c.s. te 2280 GE Rijswijk.Ir. H.V. Mertens et al. In 2280 GE Rijswijk.

© Werkwijze voor het elektroformeren van een noppenplaat en een kopiematrijs, elektroformeringsmatrijs daarvoor, alsmede kopiematrijs.© Method for electroforming a stud plate and a copy die, electroforming die therefor, and copy die.

© Werkwijze voor het elektroformeren van een plaat (20) met een werkzijde voorzien van afzonderlijke verhogingen (22), welke werkwijze de stappen omvat van: het verschaffen van een vlakke geleidende elektroformeringsmatrijs (10) met van elkaar gescheiden isolerende gebieden (12); het elektrolytisch afzetten van een zeeflaag (18), die een netwerk van dammen (30) omvat, welke dammen (30) zeefopeningen (32) begrenzen, uit metaal op de elektroformeringsmatrijs (10), waarbij de dammen (30), gezien in doorsnede, ten minste een convex oppervlakdeel bezitten; het passiveren van het blootliggende oppervlak van de zeeflaag (18); het elektrolytisch afzetten van een aaneengesloten metaallaag (20) op het gepassiveerde oppervlak van de zeeflaag (18), zodanig dat ten minste de zeefopeningen (32) worden gevuld en het gepassiveerde oppervlak volledig wordt bedekt, het scheiden van de aaneengesloten metaallaag (20) met een werkzijde (52) voorzien van afzonderlijke verhogingen (22), welke verhogingen, gezien in doorsnede, ten minste een concaaf oppervlakdeel (26) bezitten, als genoemde plaat van de zeeflaag (18).A method for electroforming a plate (20) having a working side provided with separate elevations (22), the method comprising the steps of: providing a flat conductive electroforming die (10) with mutually separated insulating regions (12); electrolytically depositing a screen layer (18) comprising a network of webs (30), which webs (30) define screen openings (32) made of metal on the electroforming die (10), the webs (30), viewed in section have at least one convex surface part; passivating the exposed surface of the screen layer (18); electrolytically depositing a contiguous metal layer (20) on the passivated surface of the screen layer (18) such that at least the screen openings (32) are filled and the passivated surface is completely covered, separating the contiguous metal layer (20) with a working side (52) provided with separate elevations (22), which elevations, viewed in section, have at least one concave surface portion (26) as said plate of the sieve layer (18).

1 i_ o -1 i_ o -

De inhoud van dit octrooi komt overeen met de oorspronkelijk ingediende beschrijving met conclusie(s) en O eventuele tekening(en).The content of this patent corresponds to the originally submitted description with claim (s) and any drawing (s).

—I Octrooicentrum Nederland is het Bureau voor de Industriële Eigendom, een agentschap van het ministerie van ^ Economische Zaken I 1—I Netherlands Patent Office is the Office for Industrial Property, an agency of the Ministry of Economic Affairs I 1

| I| I

Korte aanduiding: Werkwijze voor het elektroformeren van een noppenplaat en een kopiematrijs, elektroformeringsmatrijs daarvoor, alsmede kopiematrijs.Brief description: Method for electroforming a stud plate and a copying die, electroforming die therefor, and copying die.

De onderhavige uitvinding heeft volgens een eerste aspect betrekking op een werkwijze voor het elektroformeren van een plaat met een werkzijde, die voorzien is van afzonderlijke verhogingen.According to a first aspect, the present invention relates to a method for electroforming a plate with a working side, which is provided with separate elevations.

Een dergelijke plaat, die in deze beschrijving ook wel 5 noppenplaat wordt genoemd, kan onder meer worden toegepast als transportvlak voor het transporteren van substraten, zoals vellen papier, waarbij een gering contactoppervlak tussen het transportvlak en het substraat gewenst is. Een dergelijke noppenplaat kan ook als onderdeel van een mal voor het vormen van in het bijzonder 10 3-dimensionale voorwerpen worden toegepast.Such a plate, which in this description is also referred to as a stud plate, can be used inter alia as a transport surface for transporting substrates, such as sheets of paper, wherein a small contact surface between the transport surface and the substrate is desired. Such a stud plate can also be used as part of a mold for forming, in particular, 3-dimensional objects.

Een plaat en een werkzijde, welke is voorzien van afzonderlijke verhogingen, is bekend. Een dergelijke plaat wordt in het algemeen door machinaal bewerken of vervormen van een oppervlak van een vlakke plaat vervaardigd teneinde de verhogingen te vormen. Een belangrijk 15 nadeel van de aldus vervaardigde noppenplaat is dat de verhogingen niet allemaal dezelfde hoogte ten opzichte van het door machinaal bewerken verkregen oppervlak van de plaat bezitten, hetgeen ongewenst is.A plate and a working side, which is provided with separate elevations, is known. Such a plate is generally produced by machining or deforming a surface of a flat plate to form the elevations. An important disadvantage of the thus produced stud plate is that the elevations do not all have the same height relative to the surface of the plate obtained by machining, which is undesirable.

Derhalve bestaat er behoefte aan een plaat en een werkzijde 20 voorzien van afzonderlijke verhogingen, welke een uniforme hoogte bezitten ten opzichte van het resterend oppervlak van de werkzijde van de plaat, alsmede aan een werkwijze voor de vervaardiging daarvan.There is therefore a need for a plate and a work side 20 provided with separate elevations, which have a uniform height with respect to the remaining surface of the work side of the plate, as well as a method for the manufacture thereof.

De onderhavige uitvinding beoogt in de eerste plaats in die 25 behoefte te voorzien.The present invention aims in the first place to meet that need.

De werkwijze voor het elektroformeren van een plaat werkzijde welke is voorzien van afzonderlijke verhogingen, omvat volgens de uitvinding daartoe de stappen van: het verschaffen van een vlakke geleidende elektroformerings-30 matrijs met van elkaar gescheiden isolerende gebieden; het elektrolytisch afzetten van een zeeflaag die een netwerk van dammen omvat, welke dammen zeefopeningen begrenzen, uit metaal op 1028833 - 2 - de elektroformeringsmatrijs, waarbij de dammen, gezien in doorsnede, ten minste een convex oppervlakdeel bezitten; het passiveren van het blootliggende oppervlak van de zeeflaag; het elektrolytisch afzetten van een aaneengesloten metaallaag 5 op het gepassiveerde oppervlak van de zeeflaag, zodanig dat ten minste de zeefopeningen van de zeeflaag worden gevuld en het gepassiveerde oppervlak volledig wordt bedekt; en het scheiden van de aaneengesloten metaallaag met een werkzijde voorzien van afzonderlijke verhogingen, welke verhogingen, gezien in 10 doorsnede, ten minste een concaaf oppervlakdeel bezitten, als noppenplaat van de zeeflaag.According to the invention, the method for electroforming a plate working side which is provided with separate elevations comprises the steps of: providing a flat conductive electroforming die with mutually separated insulating regions; electrolytically depositing a screen layer comprising a network of dams, which dams define screen openings, made of metal on the electroforming die, the dams having at least one convex surface portion, viewed in section; passivating the exposed surface of the screen layer; electrolytically depositing a contiguous metal layer 5 on the passivated surface of the screen layer, such that at least the screen openings of the screen layer are filled and the passivated surface is completely covered; and separating the contiguous metal layer with a working side provided with separate elevations, which elevations, viewed in section, have at least one concave surface portion, as a stud plate of the screen layer.

Bij de werkwijze volgens dit aspect van de uitvinding komen de i eerste twee stappen overeen met een gebruikelijke elektroformerings-werkwijze voor het vervaardigen van vlak zeefmateriaal. Daartoe wordt 15 een elektroformeringsmatrijs gebruikt, die is voorzien van isolerende gebieden. Een dergelijke elektroformeringsmatrijs met isolerende gebieden kan bijvoorbeeld worden vervaardigd door isolerende gebieden op een vlakke geleidende elektroformeringsmatrijs aan te brengen, zodat de isolerende gebieden kleine verhogingen ten opzichte van het 20 geleidende oppervlak van de matrijs vormen. Dergelijke isolerende gebieden worden vaak gevormd door het aanbrengen van een fotogevoelig lakmateriaal op de vlakke matrijs, gevolgd door het door een film heen belichten daarvan, welke film is voorzien van een doorgaans regelmatig patroon van de te vormen isolerende gebieden. Na de 25 belichting worden de niet-belichte fotolakdelen verwijderd, zodat isolerende gebieden van fotolakmateriaal op de elektroformeringsmatrijs achterblijven. Dergelijke isolerende gebieden worden ook wel lakeilanden genoemd. Een andere mogelijkheid is isolerende gebieden in uitsparingen (bijvoorbeeld geëtst) in het oppervlak van de 30 elektroformeringsmatrijs aan te brengen, zodat deze een plat oppervlak zonder verhogingen heeft. Vervolgens wordt de elektroformeringsmatrijs in een galvanisch bad van een elektroformeerbaar metaal of metaallegering geplaatst, en als kathode geschakeld. Metaal uit het galvanisch bad wordt aldus op de 35 geleidende delen van de elektroformeringsmatrijs afgezet. Deze afzetting of zeeflaag wordt zolang voortgezet totdat de aldus afgezette zeeflaag de gewenste dikte heeft bereikt. Aldus wordt een zeeflaag uit metaal verkregen, die dammen omvat, welke zeefopeningen begrenzen. Als gevolg daarvan bezitten de dammen in doorsnede gezien 40 ten minste een convex oppervlakdeel, dat de zeefopeningen begrenst.In the method according to this aspect of the invention, the first two steps correspond to a conventional electroforming method for producing flat screen material. An electroforming die is used for this purpose, which is provided with insulating areas. Such an electroforming mold with insulating regions can be manufactured, for example, by applying insulating regions to a flat conductive electroforming mold, so that the insulating regions form small elevations with respect to the conductive surface of the mold. Such insulating regions are often formed by applying a photosensitive lacquer material to the flat die, followed by exposing it through a film, which film is provided with a generally regular pattern of the insulating regions to be formed. After the exposure, the unexposed photoresist parts are removed, so that insulating areas of photoresist material remain on the electroforming die. Such insulating areas are also called lake islands. Another possibility is to provide insulating areas in recesses (for example, etched) in the surface of the electroforming die, so that it has a flat surface with no elevations. The electroforming die is then placed in a galvanic bath of an electroformable metal or metal alloy, and connected as a cathode. Metal from the galvanic bath is thus deposited on the conductive parts of the electroforming die. This deposit or screen layer is continued until the screen layer thus deposited has reached the desired thickness. A screen layer of metal is thus obtained which comprises dams which delimit screen openings. As a result, the dams, viewed in cross-section 40, have at least one convex surface portion which delimits the screen openings.

1028833 - 3 -1028833 - 3 -

In de context van deze beschrijving betekent in doorsnede een doorsnede in de dikterichting van de plaat, die overeenkomt met de hoogterichting van de verhogingen, respectievelijk verdiepingen.In the context of this description, in cross-section means a cross-section in the thickness direction of the plate, which corresponds to the height direction of the elevations or depressions.

Bij het vervaardigen van een normale zeef kan vervolgens deze 5 zeeflaag als basisskelet van de elektroformeringsmatrijs worden verwijderd, welk basisskelet men vervolgens verder laat opgroeien, dan wel kan men deze zeeflaag op de elektroformeringsmatrijs door laten groeien tot de gewenste dikte en daarna van de matrijs verwijderen. In tegenstelling daarmee wordt bij de werkwijze volgens 10 de uitvinding de zeeflaag niet verwijderd van de elektroformeringsmatrijs, doch wordt een passiveringslaag op het blootliggende oppervlak van de zeeflaag voorzien. Voorbeelden van geschikte passiveringsmiddelen omvatten kaliumdichromaat, kaliumpermanganaat, chroom of goud.In the manufacture of a normal screen, this screen layer can then be removed as a basic skeleton from the electroforming mold, which basic skeleton is subsequently allowed to grow further, or this screen layer can be grown on the electroforming mold to the desired thickness and then removed from the mold. . In contrast, in the method according to the invention, the screen layer is not removed from the electroforming mold, but a passivation layer is provided on the exposed surface of the screen layer. Examples of suitable passivation agents include potassium dichromate, potassium permanganate, chromium or gold.

15 Nadat deze passiveringsstap is uitgevoerd wordt de elektroformeringsmatrijs met daarop de gepassiveerde zeeflaag opnieuw in een galvanisch bad geplaatst, welk bad een elektroformeerbaar metaal of metaallegering bevat. Dit metaal of deze legering kan al dan niet identiek zijn aan het metaal of de metaallegering waaruit de 20 eerste zeeflaag is opgebouwd. Daardoor wordt een volgende metaallaag op het gepassiveerde oppervlak van de zeeflaag afgezet, waarbij de omstandigheden zoals tijdsduur zo worden gekozen dat een aaneengesloten metaallaag wordt afgezet die ten minste de zeefopeningen geheel vullen, het gepassiveerde oppervlak volledig 25 wordt bedekt, bij voorkeur totdat een vlak blootliggend oppervlak, ook wel groeifront genoemd, is bereikt. In een eindstap wordt de gevormde aaneengesloten metaallaag als beoogde noppenplaat van de eerste zeeflaag afgescheiden. Door het toepassen van de hierboven uiteengezette elektroformeringswerkwijze vormen de metaaldelen van de 30 aaneengesloten metaallaag die de zeefopeningen hebben opgevuld, de verhogingen van de noppenplaat, die enerzijds een uniforme hoogte en anderzijds een karakteristiek oppervlak bezitten. Dit karakteristieke oppervlak omvat namelijk in doorsnede gezien een concaaf oppervlakdeel. Primair afhankelijk van de vorm en afmetingen van de 35 isolerende gebieden kan dat een continu oppervlak zijn, zonder scherpe overgangen in een of meer hoeken. De verhogingen van de noppenplaat vormen een directe afdruk van de verdiepingen of zeefopeningen in de zeeflaag. De aldus verkregen noppenplaat bezit een werkzijde met verhogingen, waarvan de toppen op dezelfde hoogte 1028835 - 4 - liggen. De gebieden van de noppenplaat tussen de verhogingen zijn vlak.After this passivation step has been carried out, the electroforming mold with the passivated sieve layer thereon is again placed in a galvanic bath, which bath contains an electroformable metal or metal alloy. This metal or alloy may or may not be identical to the metal or metal alloy from which the first screen layer is constructed. Thereby, a subsequent metal layer is deposited on the passivated surface of the screen layer, the conditions such as duration being selected such that a contiguous metal layer is deposited which at least completely fills the screen openings, the passivated surface is completely covered, preferably until a surface is exposed. surface, also called growth front, has been reached. In a final step, the continuous metal layer formed is separated from the first screen layer as the intended stud plate. By applying the above-described electroforming method, the metal parts of the contiguous metal layer that have filled the screen openings form the elevations of the stud plate, which on the one hand have a uniform height and on the other hand have a characteristic surface. Namely, this characteristic surface comprises a concave surface part viewed in section. Primarily dependent on the shape and dimensions of the insulating areas, this can be a continuous surface, without sharp transitions in one or more corners. The elevations of the stud plate form a direct impression of the floors or screen openings in the screen layer. The thus obtained stud plate has a working side with elevations, the tops of which are at the same height 1028835-4. The areas of the stud plate between the elevations are flat.

Gebruikelijk zullen de isolerende gebieden bij de eerste werkwijzestap als eilanden met gelijke afmetingen en vaak volgens een 5 vast patroon, zoals hexagonaal, orthogonaal e.d., zijn gerangschikt. De uiteindelijke verhogingen in de noppenplaat zijn dan volgens hetzelfde patroon gerangschikt.Usually, the insulating regions in the first process step will be arranged as islands of equal dimensions and often according to a fixed pattern, such as hexagonal, orthogonal and the like. The final elevations in the stud plate are then arranged in the same pattern.

Een convex oppervlakdeel van een dam van de zeeflaag omvat meer bij voorkeur een cirkeldeel met constante straal als gevolg van een 10 ideale opgroei van de eerste zeeflaag.A convex surface part of a dam of the screen layer more preferably comprises a circle part with a constant radius as a result of an ideal growth of the first screen layer.

Na het verwijderen van de tweede aaneengesloten metaallaag kunnen de vierde en vijfde stap van de hierboven beschreven werkwijze volgens de uitvinding worden herhaald om een volgende noppenplaat te vervaardigen. De elektroformeringsmatrijs met de zeeflaag, waarvan 15 het oppervlak is gepassiveerd, is echter fragiel, zodat de kans op beschadiging daarvan niet onaanzienlijk is.After removing the second contiguous metal layer, the fourth and fifth steps of the above-described method according to the invention can be repeated to produce a subsequent stud plate. However, the electroforming mold with the screen layer, the surface of which is passivated, is fragile, so that the risk of damage thereof is not inconsiderable.

Teneinde dit nadeel te vermijden voorziet de uitvinding volgens een tweede aspect in het vervaardigen van een kopiematrijs voor de vervaardiging van een noppenplaat. Die kopiematrijs omvat een plaat 20 met een bovenzijde die is voorzien van afzonderlijke verdiepingen, welke verdiepingen gezien in doorsnede ten minste een convex oppervlakdeel omvatten. Deze verdiepingen komen overeen met de beoogde verhogingen in de noppenplaat. Doorgaans is de onderzijde van de kopiematrijs vlak. De werkwijze volgens dit aspect van de 25 uitvinding omvat daartoe de stappen van het elektrolytisch afzetten van een metaallaag op een elektrisch geleidende plaat met geleidende afzonderlijke verhogingen, welke verhogingen in doorsnede gezien ten minste een concaaf oppervlak deel omvatten, waarna de afgezette metaallaag als kopiematrijs van genoemde plaat wordt afgescheiden.In order to avoid this drawback, the invention provides, according to a second aspect, the manufacture of a copying die for the production of a stud plate. Said copying die comprises a plate 20 with a top side which is provided with individual depressions, which depressions comprise at least one convex surface part when viewed in cross-section. These floors correspond to the intended elevations in the stud plate. The underside of the copying die is generally flat. To this end, the method according to this aspect of the invention comprises the steps of electrolytically depositing a metal layer on an electrically conductive plate with conductive individual elevations, which elevations, seen in cross section, comprise at least a concave surface part, whereafter the deposited metal layer is used as a copy die said plate is separated.

30 Bij voorkeur is genoemde elektrisch geleidende plaat het product van de werkwijze volgens het eerste aspect van de uitvinding. Ook de kopiematrijs heeft bij voorkeur verdiepingen, waarvan de de verdiepingen begrenzende wanddelen een convex oppervlakdeel als deel van een cirkel met een constante straal omvatten.Preferably, said electrically conductive plate is the product of the method according to the first aspect of the invention. The copying die also preferably has recesses, the wall parts of which define the recesses comprising a convex surface part as part of a circle with a constant radius.

35 Met deze kopiematrijs kunnen dan opnieuw noppenplaten worden vervaardigd. Daartoe worden bij een werkwijze voor het elektroformeren van een dergelijke noppenplaat volgens een derde aspect van de uitvinding de volgende stappen uitgevoerd: het passiveren van het oppervlak van de kopiematrijs verkregen volgens 40 het tweede aspect van de uitvinding, gevolgd door het elektrolytisch 1028835 - 5 - afzetten van een verdere metaallaag op het gepassiveerde oppervlak van de kopiematrijs, zodanig dat ten minste de verdiepingen worden gevuld en het gepassiveerde oppervlak volledig is bedekt, en het scheiden van de verdere metaallaag als genoemde noppenplaat van de 5 kopiematrijs. Aldus kan op eenvoudige wijze de oorspronkelijke matrijs worden bewaard als "master", terwijl de werkelijke productie van noppenplaten met een kopiematrijs daarvan plaatsvindt.Button plates can then be made again with this copy die. To this end, in a method for electroforming such a stud plate according to a third aspect of the invention, the following steps are performed: passivating the surface of the copying die obtained according to the second aspect of the invention, followed by the electrolytic 1028835 depositing a further metal layer on the passivated surface of the copying die, such that at least the depressions are filled and the passivated surface is completely covered, and separating the further metal layer as said stud plate from the copying die. The original mold can thus be stored in a simple manner as a "master", while the actual production of stud plates with a copy mold thereof takes place.

Zoals hierboven reeds is toegelicht, kan het metaal, waaruit de zeeflaag, de aaneengesloten metaallaag en de verdere metaallaag 10 worden verkregen elk elektroformeerbaar metaal of metaallegering zijn, in het bijzonder koper, en bij voorkeur nikkel. Geschikte galvanische baden omvatten nikkelhoudende of koperhoudende baden.As has already been explained above, the metal from which the screen layer, the contiguous metal layer and the further metal layer 10 are obtained can be any electroformable metal or metal alloy, in particular copper, and preferably nickel. Suitable galvanic baths include nickel or copper baths.

Door het regelen van de badsamenstelling kan de noppenplaat met een glad oppervlak, dan wel ruwer oppervlak worden vervaardigd.By controlling the bath composition, the stud plate can be manufactured with a smooth surface or a rougher surface.

15 Bijvoorbeeld kan met een niet-gedoteerd nikkelbad, dat wil zeggen zonder glansmiddel, een ruwer product worden verkregen ten opzichte van een product dat uit een met glansmiddel gedoteerd nikkelbad is vervaardigd.For example, with a non-doped nickel bath, i.e. without brightener, a rougher product can be obtained relative to a product made from a brightener doped nickel bath.

De uitvinding ziet volgens een verder aspect op een 20 elektroformeringsmatrijs voor het vervaardigen van een kopiematrijs, welke een elektrisch geleidende plaat met een bovenzijde voorzien van afzonderlijke verhogingen omvat, welke verhogingen, gezien in doorsnede, ten minste een concaaf oppervlakdeel bezitten, en bij voorkeur een vlakke onderzijde.According to a further aspect, the invention relates to an electroforming die for manufacturing a copy die, which comprises an electrically conductive plate with a top provided with separate elevations, which elevations, viewed in section, have at least one concave surface part, and preferably a flat bottom.

25 Volgens nog een ander aspect heeft de uitvinding betrekking opAccording to yet another aspect, the invention relates to

een kopiematrijs voor het vervaardigen van een plaat met een werkzijde voorzien van afzonderlijke verhogingen, welke kopiematrijs een elektrisch geleidende plaat met een bovenzijde voorzien van verdiepingen omvat, welke verdiepingen, gezien in doorsnede, ten 30 minste een convex oppervlakdeel omvatten. De kopiematrijs kan derhalve als elektroformeringsmatrijs voor het vervaardigen van genoemde noppenplaten worden gebruikt. Een andere toepassing betreft het spuitgieten of persen van producten uit kunststof, waarbij de noppenplaat als deel van de mal wordt gebruikt. Ia copying die for manufacturing a plate with a working side provided with separate elevations, which copying die comprises an electrically conductive plate with a top provided with recesses, which recesses, viewed in section, comprise at least one convex surface part. The copying die can therefore be used as an electroforming die for manufacturing said studded plates. Another application concerns the injection molding or pressing of plastic products, wherein the studded plate is used as part of the mold. I

35 Een belangrijk verschil ten opzichte van zeefmaterialen is dat de noppenplaten volgens de uitvinding geen zeefopeningen bezitten, maar een aaneengesloten oppervlak hebben.An important difference with respect to screen materials is that the stud plates according to the invention do not have screen openings, but have a continuous surface.

De producten zijn geëlektroformeerd uit een elektroformeerbaar metaal of metaallegering. De afzonderlijke verhogingen, 40 respectievelijk de afzonderlijke verdiepingen bezitten een nagenoeg 1028835 - 6 - uniforme hoogte respectievelijk diepte, met een tolerantie in de orde van grootte van een micrometer. De verhogingen, dan wel verdiepingen kunnen volgens een regelmatig patroon zijn gerangschikt, hoewel ook een onregelmatig (stochastisch patroon) kan worden gebruikt.The products are electroformed from an electroformable metal or metal alloy. The individual elevations, 40 and the individual storeys respectively, have a substantially uniform height or depth, with a tolerance in the order of magnitude of a micrometer. The elevations or recesses can be arranged according to a regular pattern, although an irregular (stochastic pattern) can also be used.

5 Bij een voorkeursuitvoeringsvorm bezitten de isolerende gebieden een cirkelvormige dwarsdoorsnede. Daardoor wordt bereikt dat de verhogingen een nagenoeg ideale cirkelvormige dwarsdoorsnede op elke hoogte bezitten. Andere dwarsdoorsneden zoals rechthoekig, driehoekig, hexagonaal, ellipsvormig zijn eveneens denkbaar.In a preferred embodiment, the insulating regions have a circular cross-section. Thereby it is achieved that the elevations have a substantially ideal circular cross-section at any height. Other cross sections such as rectangular, triangular, hexagonal, elliptical are also conceivable.

10 De uitvinding wordt hierna toegelicht aan de hand van de bijgevoegde tekeningen, waarin figuur 1 een voorbeeld van een elektroformeringsmatrijs met een regelmatig patroon van isolerende gebieden uit fotolak toont; figuur 2 een isolerend fotolakeiland in detail toont; 15 figuur 3 een uitvoeringsvorm van een noppenplaat verkregen met de elektroformeringsmatrijs volgens figuur 1 toont; figuur 4 een detail van een verhoging van de in figuur 3 weergegeven noppenplaat toont; figuren 5-10 een aantal stappen van een werkwijze volgens de 20 uitvinding tonen voor het vervaardigen van een noppenplaat; en figuren 11-13 een aantal stappen van een werkwijze volgens de uitvinding tonen voor het vervaardigen van een kopiematrijs.The invention is explained below with reference to the accompanying drawings, in which figure 1 shows an example of an electroforming mold with a regular pattern of insulating areas of photoresist; Figure 2 shows an insulating photoresist island in detail; Figure 3 shows an embodiment of a stud plate obtained with the electroforming mold according to figure 1; Figure 4 shows a detail of an elevation of the stud plate shown in Figure 3; figures 5-10 show a number of steps of a method according to the invention for manufacturing a stud plate; and figures 11-13 show a number of steps of a method according to the invention for manufacturing a copy die.

Figuur 1 toont een vlakke elektroformeringsmatrijs 10, waarop isolerende fotolakeilanden 12 zijn aangebracht met een cirkelvormige 25 dwarsdoorsnede. De fotolakeilanden 12 zijn volgens een orthogonaal raster gerangschikt. De doorsnede van de fotolakeilanden ligt bijvoorbeeld in het gebied van 75 tot 100 micrometer bijvoorbeeld 85 micrometer. De hoogte daarvan ligt in het gebied van enkele micrometers tot een tiental micrometers bijvoorbeeld 5 micrometer, 30 terwijl de afstand tussen twee aangrenzende fotolakeilanden van een basisvorm van het orthogonale raster in de orde van grootte van 150 tot enkele honderden micrometers bijvoorbeeld 200 micrometer ligt.Figure 1 shows a flat electroforming die 10 on which insulating photoresist islands 12 are arranged with a circular cross-section. The photoresist islands 12 are arranged according to an orthogonal grid. The diameter of the photoresist islands is, for example, in the range of 75 to 100 microns, for example 85 microns. The height thereof is in the range of a few micrometers to a dozen micrometers, for example 5 micrometers, while the distance between two adjacent photoresist islands of a basic shape of the orthogonal grid is in the order of magnitude of 150 to a few hundred micrometers, for example 200 micrometers.

Figuur 2 toont een detail van een dergelijk fotolakeiland 12 met een diameter dr en hoogte hr.Figure 2 shows a detail of such a photoresist island 12 with a diameter dr and height hr.

35 Figuur 3 laat een bovenaanzicht zien van de noppenplaat 20, zoals die met behulp van de in figuren 1 en 2 weergegeven elektroformeringsmatrijs 10 kan worden vervaardigd zoals hierna verder zal worden toegelicht. De verhogingen 22, in figuur 3 aangeduid met stippen, zijn volgens een patroon gerangschikt dat i 1028835 —---Ί - 7 - overeenkomt met het orthogonale raster van de isolerende gebieden 12 van de toegepaste elektroformeringsmatrijs 10.Figure 3 shows a top view of the stud plate 20, as can be manufactured with the aid of the electroforming die 10 shown in Figures 1 and 2, as will be further explained below. The elevations 22, indicated by dots in Figure 3, are arranged in a pattern that corresponds to the orthogonal lattice of the insulating regions 12 of the electroforming die 10 used.

Figuur 4 laat een verhoging 22 in detail zien. De verhoging 22 bezit een cirkelvormige basis 24 en in doorsnede gezien een concaaf 5 buitenoppervlak 26. Dit concave buitenoppervlak 26 beschrijft een deel van een cirkel met constante straal rp. De diameter dt van de vlakke top 28 van de verhoging 22 bedraagt bijvoorbeeld 15 micrometer, bij een diameter van de basis van 85 micrometer en een hoogte van 35 micrometer. Met andere woorden opgroeistraal rp is 10 eveneens 35 micrometer.Figure 4 shows an increase 22 in detail. The elevation 22 has a circular base 24 and, viewed in section, a concave outer surface 26. This concave outer surface 26 describes a part of a circle with a constant radius rp. The diameter dt of the flat top 28 of the elevation 22 is, for example, 15 micrometres, with a diameter of the base of 85 micrometres and a height of 35 micrometres. In other words, growth radius rp is also 35 microns.

Figuren 5-10 tonen de stappen voor het vervaardigen van een dergelijke noppenplaat door middel van een voorkeurswerkwijze volgens de uitvinding.Figures 5-10 show the steps for manufacturing such a stud plate by means of a preferred method according to the invention.

Figuur 5 toont in bovenaanzicht een gedeelte van een 15 uitvoeringsvorm van een elektroformeringsmatrijs 10. De elektroformeringsmatrijs 10 omvat een vlakke plaat 14 uit elektrisch geleidend materiaal, waarop cirkelvormige gebieden 12 uit isolerend materiaal zoals fotolak zijn voorzien. D.w.z. bij deze uitvoeringsvorm vormen de gebieden 12 verhogingen met geringe hoogte 20 op de plaat 14.Figure 5 shows in top view a part of an embodiment of an electroforming mold 10. The electroforming mold 10 comprises a flat plate 14 of electrically conductive material, on which circular areas 12 of insulating material such as a photoresist are provided. I.e. in this embodiment, the regions 12 form low height elevations 20 on the plate 14.

Figuur 6 toont de elektroformeringsmatrijs 10 van fig. 5 in doorsnede.Figure 6 is a sectional view of the electroforming die 10 of Figure 5.

De elektroformeringsmatrijs 10 wordt als kathode in een galvanisch bad van bijvoorbeeld nikkel geschakeld. Bij het doorleiden 25 van elektrische stroom wordt op de blootliggende geleidende banen 16 van de elektroformeringsmatrijs 10 eerst tussen de isolerende gebieden 12 metaal afgezet, en vervolgens vindt ook gedeeltelijke overgroei over de isolerende gebieden 12 plaats.The electroforming die 10 is connected as a cathode in a galvanic bath of, for example, nickel. When conducting electric current 25, metal is first deposited on the exposed conductive paths 16 of the electroforming die 10 between the insulating regions 12, and then partial overgrowth over the insulating regions 12 also takes place.

Figuur 7 toont de elektroformeringsmatrijs 10 met lakeilanden 30 12 en de aldus daarop afgezette zeeflaag 18. De zeeflaag 18 bestaat uit een netwerk van dammen 30, die zeefopeningen 32 begrenzen. De dammen 30 zijn gedeeltelijk over de isolerende gebieden 12 heen gegroeid.Figure 7 shows the electroforming mold 10 with lake islands 12 and the screen layer 18 thus deposited thereon. The screen layer 18 consists of a network of dams 30 which border screen openings 32. The dams 30 have partially grown over the insulating regions 12.

Nadat het blootliggende oppervlak van de zeeflaag 18 is 35 gepassiveerd wordt opnieuw metaal zoals nikkel bovenop de zeeflaag 18 afgezet, waarbij de elektroformeringsmatrijs 10 met zeeflaag 18 in een galvanisch bad wordt geplaatst en als kathode worde geschakeld.After the exposed surface of the screen layer 18 has been passivated, metal such as nickel is again deposited on top of the screen layer 18, the electroforming die 10 with screen layer 18 being placed in a galvanic bath and being connected as a cathode.

Aldus wordt een aaneengesloten metaallaag als noppenplaat 20 op de zeeflaag 18 gevormd, die de zeefopeningen 32 vult en het gehele 40 oppervlak bedekt. Deze afzetting wordt zolang voortgezet tot de 1028835 - 8 - gewenste dikte (sterkte) is bereikt, en meestal een vlak opgroeifront is gevormd. Zie fig. 8.A contiguous metal layer is thus formed as a stud plate 20 on the screen layer 18, which fills the screen openings 32 and covers the entire surface. This deposition is continued until the desired thickness (strength) is reached, and a flat growth front is usually formed. See fig. 8.

Figuur 9 toont deze aaneengesloten metaallaag in doorsnede als noppenplaat 20 met een vlakke onderzijde 50 en werkzijde 52 na het 5 scheiden daarvan van de zeeflaag 18, terwijl figuur 10 een bovenaanzicht van dit product toont. De verhogingen 22 bezitten de in fig. 4 in detail getoonde vorm met een concaaf oppervlak 26.Figure 9 shows this contiguous metal layer in cross section as a stud plate 20 with a flat bottom side 50 and working side 52 after separating it from the screen layer 18, while Figure 10 shows a top view of this product. The elevations 22 have the shape shown in detail in Fig. 4 with a concave surface 26.

Figuur 11-13 tonen stappen om met het product van figuur 9 een kopiematrijs te vervaardigen. Na passivering van de noppenplaat 20, 10 bijvoorbeeld met chroom, wordt in een galvanisch bad metaal afgezet zodat de uitsparingen 38 tussen de verhogingen 22 in het product 20 volledig zijn gevuld en ook de verhogingen 22 zelf zijn bedekt. Na scheiding, zie figuur 13, is een elektrisch geleidende kopiematrijs 40 verkregen, waarvan de vorm van het afzettingsoppervlak 42 met 15 verdiepingen 44 overeenkomt met het afzetttingsoppervlak van het samenstel van elektroformeringsmatrijs, fotolakeilanden en zeeflaag, zoals weergegeven in figuur 7, Deze kopiematrijs 40 kan op dezelfde wijze worden gebruikt als dit beschreven samenstel om noppenplaten te vervaardigen.Figures 11-13 show steps for manufacturing a copy mold with the product of Figure 9. After passivation of the stud plate 20, for example with chromium, metal is deposited in a galvanic bath so that the recesses 38 between the elevations 22 in the product 20 are completely filled and the elevations 22 themselves are also covered. After separation, see Fig. 13, an electrically conductive copy die 40 is obtained, the shape of the deposition surface 42 having 15 depressions 44 corresponding to the deposition surface of the assembly of electroforming die, photoresist islands and screen layer, as shown in Fig. 7. be used in the same manner as this described assembly to manufacture studded plates.

1 0 288 351 0 288 35

Claims

A method for electroforming a sheet work side and a top provided with separate elevations, the method comprising the steps of: providing a flat conductive electroforming die (10) with mutually separated insulating regions (12); electrolytically depositing a screen layer (18) comprising a network of webs (30), which webs (30) define screen openings (32), made of metal on the electroforming die (10), the 10 webs (30), as seen in have a cross section, at least one convex surface part; passivating the exposed surface of the screen layer (18); electrolytically depositing a contiguous metal layer (20) on the passivated surface of the screen layer (18) such that at least the screen openings (32) are filled and the passivated surface is completely covered, separating the contiguous metal layer (20) with a working side (52) provided with separate elevations (22), which elevations, viewed in section, have at least one concave surface part (26) as said plate of the sieve layer (18).

The method of claim 1, wherein a convex surface portion comprises a circle portion with a constant radius. 25

3. A method for electroforming a copy die, which die comprises a plate with a top provided with individual depressions, which depressions, when viewed in section, comprise at least a convex surface part, which comprises the steps of electrolytically depositing a metal layer ( 40) on an electrically conductive plate (20) with separate elevations (22), which elevations (22) have at least one concave surface part (26) when viewed in section; separating the deposited metal layer (40) with a top provided with individual depressions (44), which depressions (44), viewed in cross-section, comprise at least one convex surface part, as a copy die from said plate (20). 1028635 - 10 -

The method of claim 3, wherein the electrically conductive plate with elevations is the product (20) of the method of claim 1.

The method of claim 3 or 4, wherein a concave surface portion comprises a constant-radius circle portion.

A method for electroforming a plate with a working side provided with separate elevations, the method comprising the steps of: passivating the surface of the copying die (40) obtained according to any of claims 3-5, electrolytically depositing a further metal layer (20) on the passivated surface of the copy die (40), such that at least the recesses are filled and the passivated surface is completely covered, providing for separating the further metal layer (20) with a working side (52) of individual elevations (22), which elevations (22), viewed in section, have at least one concave surface portion (26) as said plate from the copy die.

Method according to any of the preceding claims, wherein the electrolytic deposition takes place in a bath liquid comprising nickel and brightener. 25

An electroforming die for manufacturing a copy die, comprising an electrically conductive plate (20) with; provided on top with separate elevations (22), which elevations (22), viewed in cross-section, have at least one concave surface part (26).

A copy die for manufacturing a plate with a working side provided with separate elevations, which die comprises an electrically conductive plate (40) with a top provided with 35 levels (44), which levels (44), viewed in section, at least comprise a convex surface part. 1 028835