WO2004070199A1 - Herstellungsverfahren für eine lochscheibe zum ausstossen eines fluids - Google Patents

Herstellungsverfahren für eine lochscheibe zum ausstossen eines fluids Download PDF

Info

Publication number
WO2004070199A1
WO2004070199A1 PCT/EP2004/000526 EP2004000526W WO2004070199A1 WO 2004070199 A1 WO2004070199 A1 WO 2004070199A1 EP 2004000526 W EP2004000526 W EP 2004000526W WO 2004070199 A1 WO2004070199 A1 WO 2004070199A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
negative structure
manufacturing
laser beam
perforated
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/000526
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Fricke
Ursus KRÜGER
Marc De Vogelaere
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO2004070199A1 publication Critical patent/WO2004070199A1/de

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1853Orifice plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • B23K26/382Removing material by boring or cutting by boring
    • B23K26/389Removing material by boring or cutting by boring of fluid openings, e.g. nozzles, jets
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/168Assembling; Disassembling; Manufacturing; Adjusting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F02M61/1806Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for characterised by the arrangement of discharge orifices, e.g. orientation or size
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M2200/00Details of fuel-injection apparatus, not otherwise provided for
    • F02M2200/90Selection of particular materials
    • F02M2200/9046Multi-layered materials

Definitions

  • the invention relates to a production method for a perforated disc for ejecting a fluid with at least one galvanically generated layer having at least one passage, in which an auxiliary layer is applied to a base, a negative structure of the passage in the
  • Auxiliary layer is generated, later the layer around the negative structure is galvanically generated on the base and later the negative structure is removed, the wall areas of the passages being at an angle unequal to 90 °.
  • Such a manufacturing process is e.g. B. from the German patent application DE 198 15 800 AI known.
  • a perforated disk for ejecting a fluid is to be generated galvanically on a carrier plate as a base and then detached therefrom.
  • layers are z. B. applied from a photoresist.
  • This photoresist is used to form a negative structure for the passages of the perforated disk that form the channel structure, the negative structure being formed by exposing the photoresist to UV light and then removing the unexposed parts of the photoresist.
  • the respective position of the perforated disk to be formed is then generated galvanically around the negative structure formed, and by removing the negative structure, the passages through the holes are made after all layers of the perforated disk have been completed
  • This negative structure is formed from a light-sensitive layer, the areas which are to form the negative structures being pretreated through the openings of a mask by means of radiation (light, X-ray radiation). The non-irradiated parts of the layer are then removed from the base so that the galvanic layer can grow there.
  • the object of the invention is to provide a manufacturing method for a perforated disk for ejecting a fluid, with which the perforated disk can be produced in a comparatively simple manner by electroplating.
  • this object is achieved in that the negative structure is generated by means of a laser beam.
  • passages can be generated galvanically, the axes of symmetry of which run obliquely to the layer interface, so that the fluid to be ejected can advantageously be impressed with a state of motion which is oblique in relation to the surface of the perforated disk.
  • Another possibility is the galvanic formation of tapered nozzle openings, in which the wall areas of the passages formed are at least partially oriented obliquely to the layer interface due to the conical shape.
  • a favorable embodiment of the invention provides that a light-sensitive layer is applied as an auxiliary layer on the base to produce the negative structure, the negative structure is formed by exposing the light-sensitive layer by means of a laser beam, and then the unexposed parts of the light-sensitive layer are removed.
  • the use of a laser beam has the advantage that the light can be introduced into the light-sensitive layer in a locally limited manner. This advantageously makes it possible to save on masks for covering parts of the light-sensitive layer which are not to be exposed, which simplifies the production process.
  • the laser can be aligned at an angle unequal to 90 ° to the interface of the light-sensitive layer, so that the wall areas of the negative structure can be produced directly with an oblique orientation to the layer interface.
  • the use of a laser beam is particularly advantageous if the negative structure is formed for passages with a constant cross-section by displacing the laser beam in parallel.
  • the laser beam must be guided over the entire cross-sectional area of the negative structure to be formed, so that the light-sensitive layer is cured in the area mentioned.
  • the laser beam can thus be used to form a negative structure which has the dimensions of the laser beam.
  • parallel displacement of the laser beam the negative structure can advantageously be produced with a comparatively simple guide movement of the laser beam.
  • An alternative embodiment of the invention provides that a to create the negative structure on the base Auxiliary layer is applied and the negative structure is generated by laser ablation of the parts of the auxiliary layer surrounding the negative structure.
  • the auxiliary layer does not consist of a light-sensitive layer, but rather the parts of the solid auxiliary layer that are not required to form the negative structure are removed by means of the laser.
  • the passages to be formed by the negative structure can advantageously also be produced with extremely small dimensions, since because of the removal of the parts surrounding the negative structure, the negative structure itself is independent of the dimensions of the laser beam.
  • a perforated support disk is used as the base for the galvanic coating, which forms a layer of the perforated disk itself.
  • the perforated support plate can advantageously by means of an economical process such. B. punching are generated so that the time required for galvanic production of a galvanic layer corresponding to the perforated support plate can be saved. As a result, the overall manufacturing times for the perforated disk are reduced, which advantageously results in a higher economic efficiency of the manufacturing process.
  • a galvanic coating can also advantageously be carried out on both sides of the perforated support disk.
  • the perforated support disk thus forms a basic body, so to speak, which is provided on both sides with high-precision galvanic layers. This means that the passages used for supplying and discharging the fluid can pass through the respective passages
  • the galvanic coating is carried out simultaneously on both sides of the perforated support disk in parallel manufacturing steps.
  • the manufacturing time for the perforated disk can advantageously be reduced further by providing the perforated disk with a galvanic bath with both layers at the same time.
  • a further increase in efficiency can be achieved if the manufacturing steps of the galvanic coating that precede the actual metal deposition, ie the possible application of an electroplating start layer and the application and development of light-sensitive layers, are carried out in parallel manufacturing steps.
  • FIGS. 1a to g schematically show the manufacturing steps of an exemplary embodiment of the method according to the invention for forming a perforated disk
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment of method steps b and c according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows in perspective the negative structure for forming a galvanic layer corresponding to the shape of layer 21b according to FIG. 1f on a base on which a plurality of disks are produced next to one another
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of the production method for producing a conical negative structure in an exemplary embodiment of the perforated disk according to the invention, the detail shown being similar to the detail X in FIG.
  • a perforated support disk 11 is shown in section in FIG. 1 a, the support disk serving as a base for a galvanic coating and the only through hole 12 being punched out of a stainless steel strip, for example.
  • the through hole 12 according to FIG. 1 a can be filled according to FIG. 1 b with a filling compound 13 made of plastic, as a result of which a closed support surface 14 a, 14 b is formed on both sides of the perforated support disk 11 for the construction of further layers.
  • the perforated support disk is then initially provided on both sides with an electroplating start layer 15a, 15b and a light-sensitive layer 16a, 16b.
  • the light-sensitive layers 16a, 16b can be developed directly with a laser beam 19, for example by putting on a mask 17 and exposure, for example by means of white light 18 or without the interposition of a mask.
  • the mask 17 is irradiated obliquely by means of the white light 18, so that a negative structure with walls extending obliquely to the surface of the light-sensitive layer 16a is formed. These walls correspond exactly to the incidence of light 181 through the mask, which is indicated in FIG. 1d.
  • the laser beam 19 is also oriented obliquely to the surface of the light-sensitive layer 16b, the negative structures to be formed corresponding exactly to the cross section of the laser beam 19.
  • the walls of the nega- The active structure thus corresponds exactly to an edge 191 of the laser beam in the light-sensitive layer 16b.
  • the negative structures 20a, 20b, the filling compound 13 and the electroplating starter layers 15a, 15b in the region of the filling compound 13 and the negative structures 20a, 20b are removed, for example, by an etching treatment.
  • This process is also known as a resist strip.
  • a cavity is thus created which forms a channel system 24 penetrating the finished perforated disk 23, forming passages or passage openings 22 for a fluid.
  • an additional layer 25 with a sieve structure can be applied to the perforated disk, which serves to filter the fluid passed through the perforated disk 23 in order to prevent the channel structure 24 from becoming blocked.
  • the supporting disk 11 according to FIG. 2 is constructed in exactly the same way as the supporting disk according to FIG. 1.
  • the metallic see layer 27 takes over the function of the electroplating start layer 15a and the light-sensitive layer 28 takes over the function of the light-sensitive layer 16a according to FIG. 1.
  • a filling compound can be dispensed with, since the film 26 has sufficient rigidity to to bridge the through hole 12.
  • the negative structures 20b are produced on a base 29 on which a plurality of galvanically produced perforated disks are to be produced next to one another.
  • FIG. 3 shows the negative structure for a layer of a perforated disk. This layer is separated by a further negative structure 20c from adjacent layers for further perforated disks, of which cutouts 30 can be seen in each case. It can be seen in the case of the negative structures 20b that they form a ring of passages, each of which corresponds to the layer interface of the. to. Generating layer - defined by the surface of the base 29 - have an angle not equal to 90 °.
  • FIG. 4 shows how a conical negative structure 20d, indicated by the cross-hatched area, can be formed by means of the laser beam 19.
  • the laser must be guided at a variable angle to the surface of the light-sensitive layer 16b, the two limit positions being shown in section according to FIG. 4, in which the laser forms the side walls of the negative structure.
  • the negative structure 20d could also be produced by means of laser ablation.
  • an already hardened auxiliary layer (not shown) would then have to be used.
  • a laser beam 19a would remove the parts of the auxiliary layer not required to form the negative structure 20d.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine einteilige Lochscheibe beispielsweise zum Einspritzen von Kraftstoff, welche mehrere aufeinander folgende Lagen (11, 21a, 21b) aufweist, wobei diese Lagen durch ein Kanalsystem (24) zur Durchleitung des Kraftstoffes durchsetzt werden. Erfindungsgemäss sind die Wandbereiche in zumindest einer als Schicht ausgebildeten Lage schräg zur Oberfläche der Lochscheibe angeordnet. Hierdurch kann dem ausgestossenen Kraftstoff vorteilhaft ein besonders komplexer Bewegungszustand aufgeprägt werden, was zu einer besseren Verteilung im Zylinder führt. Die Schicht mit den schräg verlaufenden Durchgängen kann erfindungsgemäss durch ein galvanisches Herstellungsverfahren erzeugt werden, bei dem während der galvanischen Herstellung der Schicht (21b) die Durchgänge (22) mit einer Negativstruktur ausgefüllt sind, welche beispielsweise mittels eines entsprechend ausgerichteten Laserstrahls mit einer den Wandungen der Durchgänge entsprechenden schrägen Ausrichtung in einer lichtempfindlichen Schicht erzeugt werden, wobei die nicht benötigten Teile der lichtempfindlichen Schicht anschliessend entfernt werden.

Description

Beschreibung
HERSTELLUNGSVEREFAHREN FÜR EINE LOCHSCHEIBE ZUM AUSSTOSSEN EINES FLUIDS
Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für eine Lochscheibe zum Ausstoßen eines Fluids mit mindestens einer galvanisch erzeugten, mindestens einen Durchgang aufweisenden Schicht, bei dem eine Hilfsschicht auf eine Unterlage aufge- bracht wird, eine Negativstruktur des Durchgangs in der
Hilfsschicht erzeugt wird, später die Schicht um die Negativstruktur herum galvanisch auf der Unterlage erzeugt wird und später die Negativstruktur beseitigt wird, wobei die Wandbereiche der Durchgänge in einem Winkel ungleich 90° verlaufen.
Ein solches Herstellungsverfahren ist z. B. aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 15 800 AI bekannt. Danach soll eine Lochscheibe zum Ausstoßen eines Fluides galvanisch auf einer Trägerplatte als Unterlage erzeugt und anschließend von dieser wieder gelöst werden. Zur Bildung der einzelnen galvanischen Lagen der Lochscheibe werden jeweils Schichten z. B. aus einem Fotolack aufgetragen. Dieser Fotolack dient zur Bildung einer Negativstruktur für die die Kanalstruktur bildenden Durchgänge der Lochscheibe, wobei die Negativstruktur durch Belichten des Fotolackes mit UV-Licht und anschließendes Entfernen der unbelichteten Teile des Fotolackes gebildet wird. Danach wird die jeweils zu bildende Lage der Lochscheibe galvanisch um die gebildete Negativstruktur herum erzeugt und durch Beseitigung der Negätivstruktur werden nach Fertig- Stellung aller Lagen der Lochscheibe die Durchgänge durch die
Lochscheibe gebildet. In der DE 34 08 849 C2, DE 34 08 848 C2, DE 34 01 963 AI, DE 44 ,04 021 AI und DE 35 24 411 C2 sind weiter Verfahren zur galvanischen Herstellung von Schichten auf einer Unterlage offenbart, bei denen auf der Unterlage zunächst eine Negativ- Struktur für Aussparungen in den galvanisch zu bildenden
Schichten erzeugt wird. Diese Negativstruktur wird aus einer lichtempfindlichen Schicht gebildet, wobei die Bereiche, die die Negativstrukturen bilden sollen, durch die Öffnungen einer Maske hindurch mittels einer Bestrahlung (Licht, Röntgen- Strahlung) vorbehandelt werden. Die nicht bestrahlten Teile der Schicht werden anschließend von der Unterlage entfernt, so dass dort die galvanische Schicht aufwachsen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren für eine Lochscheibe zum Ausstoßen eines Fluides anzugeben, mit dem sich die Lochscheibe vergleichsweise einfach galvanisch erzeugen lässt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Negativstruktur mittels eines Laserstrahls erzeugt wird.
Hierdurch lassen sich insbesondere Durchgänge galvanisch erzeugen, deren Symmetrieachsen schräg zur Schichtgrenzfläche verlaufen, so dass dem auszustoßenden Fluid vorteilhaft ein Bewegungszustand aufgeprägt werden kann, der im Verhältnis zur Oberfläche der Lochscheibe schräg verläuft. Eine andere Möglichkeit ist die galvanische Bildung von konisch zulaufenden Düsenöffnungen, bei denen die Wandbereiche der gebildeten Durchgänge aufgrund der konischen Form zumindest teilweise schräg zur Schichtgrenzfläche ausgerichtet sind. Hierdurch kann vorteilhaft eine besonders feine Verteilung beim Ausstoßen des Fluids erreicht werden. Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zur Erzeugung der Negativstruktur eine lichtempfindliche Schicht als Hilfsschicht auf der Unterlage aufgebracht wird, die Negativstruktur durch Belichten der lichtempfindlichen Schicht mittels eines Laserstrahls gebildet wird und anschließend die unbelichteten Teile der lichtempfindlichen Schicht entfernt werden. Die Verwendung eines Laserstrahls hat den Vorteil, dass mit diesem das Licht lokal begrenzt in die lichtempfindliche Schicht eingebracht werden kann. Damit können Masken zur Abdeckung nicht zu belichtender Teile der lichtempfindlichen Schicht vorteilhaft eingespart werden, wodurch sich das Herstellungsverfahren vereinfacht. Außerdem kann der Laser mit einem Winkel ungleich 90° zur Grenzfläche der lichtempfindlichen Schicht ausgerichtet werden, so dass sich die Wandbereiche der Negativstruktur mit schräger Ausrichtung zur Schichtgrenzfläche direkt herstellen lassen.
Die Verwendung eines Laserstrahls ist besonders vorteilhaft, wenn die Negativstruktur für Durchgänge mit einem konstanten Querschnitt ausgebildet wird, indem der Laserstrahl parallel verschoben wird. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens muss der Laserstrahl über die gesamte zu bildende Querschnittsfläche der Negativstruktur geführt werden, so dass die lichtempfindliche Schicht in dem genannten Bereich ausge- härtet wird. Im Grenzfall kann mittels des Laserstrahls also eine Negativstruktur gebildet werden, die gerade die Abmessungen des Laserstrahls aufweist. Durch Parallelverschiebung des Laserstrahls kann vorteilhaft die Negativstruktur mit einer vergleichsweise einfachen Führungsbewegung des Laser- Strahls hergestellt werden.
Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass zur Erzeugung der Negativstruktur auf die Unterlage eine Hilfsschicht aufgebracht wird und die Negativstruktur durch Laserablation der die Negativstruktur umgebenden Teile der Hilfsschicht erzeugt wird. Bei diesem Verfahren besteht die Hilfsschicht nicht aus einer lichtempfindlichen Schicht, son- dem es werden vielmehr die Teile der festen Hilfsschicht, die zur Bildung der Negativstruktur nicht benötigt werden, mittels des Lasers entfernt. Hierdurch können die durch die Negativstruktur zu bildenden Durchgänge vorteilhaft auch mit äußerst geringen Abmessungen hergestellt werden, da wegen des Abtragens der die Negativstruktur umgebenden Teile die Negativstruktur selbst von den Abmessungen des Laserstrahls unabhängig ist.
Es ist vorteilhaft, wenn als Unterlage für die galvanische Beschichtung eine gelochte Tragscheibe verwendet wird, die selbst eine Lage der Lochscheibe bildet. Die gelochte Tragscheibe kann vorteilhaft mittels eines wirtschaftlichen Verfahrens wie z. B. Stanzen erzeugt werden, so dass der Zeitaufwand für eine galvanische Herstellung einer der gelochten Tragscheibe entsprechenden galvanischen Schicht eingespart werden kann. Hierdurch sinken die Fertigungszeiten für die Lochscheibe insgesamt, wodurch vorteilhaft eine höhere Wirtschaftlichkeit des Herstellungsverfahren erreicht wird.
Weiterhin vorteilhaft kann auf beiden Seiten der gelochten Tragscheibe eine galvanische Beschichtung erfolgen. Damit bildet die gelochte Tragscheibe sozusagen einen Grundkörper, der beidseitig mit hochpräzisen galvanischen Schichten versehen ist. Damit können die für das Zuführen und Ausstoßen des Fluides zum Einsatz kommenden Durchgänge an den jeweiligen
Außenseiten der gebildeten Lochscheibe in hoher Präzision gefertigt werden, so dass auch das Ausstoßen des Fluids vorteilhaft mit hoher Präzision erfolgen kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die galvanische Beschichtung auf beiden Seiten der gelochten Tragscheibe in parallel ablaufenden Fertigungsschritten gleichzeitig erfolgt. Hier- durch kann die Fertigungszeit für die Lochscheibe vorteilhaft weiter verringert werden, indem die Lochscheibe mit einem galvanischen Bad gleichzeitig mit beiden Schichten versehen wird. Eine weitere Effizienzsteigerung lässt sich erzielen, wenn auch die Fertigungsschritte der galvanischen Beschich- tung, die dem eigentlichen Metallabscheiden vorgelagert sind, also das eventuelle Aufbringen einer Galvanikstartschicht und das Aufbringen und Entwickeln von lichtempfindlichen Schichten, in parallel ablaufenden Fertigungsschritten vorgenommen werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Hierbei zeigen
Figur la bis g schematisch die Fertigungsschritte eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Ver- fahrens zur Bildung einer Lochscheibe,
Figur 2 eine alternative Ausgestaltung der Verfahrensschritte b und c gemäß Figur 1,
Figur 3 perspektivisch die Negativstruktur zur Bildung einer galvanischen Schicht entsprechend der Gestalt der Schicht 21 b gemäß Figur lf auf einer Unterlage, auf der mehrere Scheiben nebeneinander hergestellt werden und
Figur 4 ein Ausführungsbeispiel des Herstellungsverfahrens für die Erzeugung einer konischen Ne- gativstruktur bei einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lochscheibe, wobei der dargestellte Ausschnitt dem Ausschnitt X in Figur ld ähnlich ist. In Figur la ist eine gelochte Tragscheibe 11 im Schnitt dargestellt, wobei diese als Unterlage für eine galvanische Beschichtung dienende Tragscheibe und das einzige Durchgangs- loch 12 beispielsweise aus einem Edelstahlband gestanzt wurden.
Das Durchgangsloch 12 gemäß Figur la kann gemäß Figur lb mit einer Verfüllmasse 13 aus Kunststoff ausgefüllt werden, wo- durch auf beiden Seiten der gelochten Tragscheibe 11 je eine geschlossene Tragfläche 14a, 14b für den Aufbau weiterer Schichten gebildet wird.
Wie Figur lc zu entnehmen ist, wird die gelochte Tragscheibe anschließend beidseitig zunächst mit je einer Galvanikstart- Schicht 15a, 15b und einer lichtempfindlichen Schicht 16a, 16b versehen.
Wie in Figur ld angedeutet, können die lichtempfindlichen Schichten 16a, 16b beispielsweise durch Auflegen einer Maske 17 und Belichten beispielsweise mittels Weißlicht 18 oder auch ohne Zwischenschaltung einer Maske direkt mit einem Laserstrahl 19 entwickelt werden.
Die Maske 17 wird mittels des Weißlichtes 18 schräg bestrahlt, so dass sich eine Negativstruktur mit schräg zur 0- berfläche der lichtempfindlichen Schicht 16a verlaufenden Wänden bildet. Diese Wände entsprechen genau einem Lichteinfall 181 durch die Maske, welcher in Figur ld angedeutet ist, Ebenso ist der Laserstrahl 19 schräg zur Oberfläche der lichtempfindlichen Schicht 16b ausgerichtet, wobei die zu bildenden Negativstrukturen genau dem Querschnitt des Laserstrahls 19 entsprechen. Die Wandungen der zu bildenden Nega- tivstruktur entspricht damit genau einem Rand 191 des Laserstrahls in der lichtempfindlichen Schicht 16b.
Wie Figur le zu entnehmen ist, werden nicht belichtete Teile der lichtempfindlichen Schichen 16a, 16b entfernt, wodurch Negativstrukturen 20a, 20b aus den entwickelten Teilen der Schichten 16a, 16b gebildet werden. Diese Negativstrukturen sollen in den zu bildenden Galvanikschichten 21a, 21b (vgl-. Figur lf) das Volumen für ein Kanalsystem einnehmen. Die zu bildenden Galvanikschichten 21a, 21b entsprechen in ihrer Dicke den jeweiligen lichtempfindlichen Schichten 16a, 16b.
Nach Beendigung der galvanischen Beschichtung werden die Negativstrukturen 20a, 20b die Verfüllmasse 13 sowie die Galva- nikstartschichten 15a, 15b im Bereich der Verfüllmasse 13 bzw. der Negativstrukturen 20a, 20b beispielsweise durch eine Ätzbehandlung entfernt. Dieser Vorgang wird auch als Resist- Strip bezeichnet. Im Bereich der Verfüllmasse 13 sowie den Negativstrukturen 20a, 20b entsteht damit ein Hohlraum, der ein unter Bildung von Durchgängen bzw. Durchtrittsöffnungen 22 für ein Fluid ein die fertig gestellte Lochscheibe 23 durchsetzendes Kanalsystem 24 bildet. Ergänzend kann auf die Lochscheibe eine zusätzliche Schicht 25 mit einer Siebstruktur aufgebracht werden, die zur Filterung des durch die Loch- scheibe 23 geführten Fluids dient, um ein eventuelles Verstopfen der Kanalstruktur 24 zu verhindern.
Die Tragscheibe 11 gemäß Figur 2 ist genauso aufgebaut wie die Tragscheibe gemäß Figur 1. Alternativ zu den Galva- nikstartschichten .15a, 15b und lichtempfindlichen Schichten
16a, 16b gemäß Figur 1 ist auf die Tragscheibe 11 gemäß Figur 2 eine Folie 26, bestehend aus einer metallischen Lage 27 und einer lichtempfindlichen Lage 28, aufgebracht. Die metalli- sehe Lage 27 übernimmt dabei die Funktion der Galvanikstart- Schicht 15a und die lichtempfindliche Lage 28 die Funktion der lichtempfindlichen Schicht 16a gemäß der Figur 1. Auf eine Verfüllmasse kann bei diesem Ausführungsbeispiel verzich- tet werden, da die Folie 26 eine genügende Steifigkeit aufweist, um das Durchgangsloch 12 zu überbrücken.
Gemäß Figur 3 werden die Negativstrukturen 20b auf einer Unterlage 29 erzeugt, auf der- mehrere galvanisch erzeugt Loch- Scheiben nebeneinander hergestellt werden sollen. In Figur 3 ist die Negativstruktur für eine- Schicht einer Lochscheibe dargestellt. Diese Schicht ist durch eine weitere Negativstruktur 20c von benachbarten Schichten für weitere Lochscheiben getrennt, von denen jeweils Ausschnitte 30 zu erken- nen sind. Bei den Negativstrukturen 20b ist zu erkennen, dass diese einen Kranz von Durchgängen bilden, die jeweils zur Schichtgrenzfläche der. zu .erzeugenden Schicht - definiert durch die Oberfläche der Unterlage 29 - einen Winkel ungleich 90° aufweisen.
Der Figur 4 lässt sich entnehmen, wie mittels des Laserstrahls 19 eine konische Negativstruktur 20d, angedeutet durch den kreuzschraffierten Bereich, gebildet werden kann. Hierbei muss der Laser mit veränderlichem Winkel zur Oberflä- ehe der lichtempfindlichen Schicht 16b geführt werden, wobei die beiden Grenzpositionen im Schnitt gemäß Figur 4 dargestellt sind, in denen der Laser die Seitenwände der Negativstruktur bildet.
Alternativ und in Figur 4 angedeutet könnte die Negativstruktur 20d auch mittels Laserablation erzeugt werden. Anstelle der lichtempfindlichen Schicht 16b üsste dann eine bereits ausgehärtete Hilfsschicht (nicht dargestellt) verwendet wer- den, wobei ein Laserstrahl 19a die nicht zur Bildung der Negativstruktur 20d benötigten Teile der Hilfsschicht entfernen würde.

Claims

Patentansprüche
1. Herstellungsverfahren für eine Lochscheibe zum Ausstoßen eines Fluids mit mindestens einer galvanisch erzeugten, mindestens einen Durchgang (22) aufweisenden Schicht (21a, 21b) , bei dem eine Hilfsschicht auf eine Unterlage (11) aufgebracht wird, eine Negativstruktur (20a, 20b) des Durchgangs (22) in der Hilfsschicht (16a, 16b) mit einer derartigen Geometrie erzeugt wird, dass Wandbereiche des Durchgangs (22) in einem Winkel ungleich 90° zur Schichtgrenzfläche verlaufen, später die Schicht (21a, 21b) um die Negativstruktur (20a, 20b) herum galvanisch auf der Unterlage (11, 29) erzeugt wird und später die Negativstruktur (20a, 20b) beseitigt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Negativstruktur mittels eines Laserstrahls (19, 19a) erzeugt wird.
2. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Hilfsschicht eine lichtempfindliche Schicht (16a, 16b) ist, - die Negativstruktur (20a, 20b) durch Belichten der lichtempfindlichen Schicht (16a, 16b) mittels des Laserstrahls (19) gebildet wird und anschließend die unbelichteten Teile der lichtempfindlichen Schicht (16a, 16b) entfernt werden.
3. Herstellungsverfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass die Negativstruktur (20a, 20b) für Durchgänge mit einem konstanten Querschnitt ausgebildet wird, indem der Laserstrahl parallel verschoben wird.
4. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Negativstruktur (20a, 20b). durch Laserablation der die Negativstruktur umgebenden Teile der Hilfsschicht erzeugt wird.
5. Herstellungsverfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Unterlage eine gelochte Tragscheibe (11) verwendet wird, die selbst eine Lage der Lochscheibe bildet.
6. Herstellungsverfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auf beiden Seiten der gelochten Tragscheibe (11) eine galvanische Beschichtung erfolgt.
7. Herstellungsverfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z. e i c h n e t , dass die galvanische Beschichtung auf beiden Seiten der ge- lochten Tragscheibe (11) in parallel ablaufenden Fertigungsschritten gleichzeitig erfolgt.
PCT/EP2004/000526 2003-02-03 2004-01-22 Herstellungsverfahren für eine lochscheibe zum ausstossen eines fluids WO2004070199A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10305427.8 2003-02-03
DE10305427A DE10305427B4 (de) 2003-02-03 2003-02-03 Herstellungsverfahren für eine Lochscheibe zum Ausstoßen eines Fluids

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004070199A1 true WO2004070199A1 (de) 2004-08-19

Family

ID=32695214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2004/000526 WO2004070199A1 (de) 2003-02-03 2004-01-22 Herstellungsverfahren für eine lochscheibe zum ausstossen eines fluids

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10305427B4 (de)
WO (1) WO2004070199A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004070188A2 (de) * 2003-02-03 2004-08-19 Siemens Aktiengesellschaft Herstellungsverfahren für eine lochscheibe zum ausstossen eines fluids
DE102014009573A1 (de) 2013-07-02 2015-01-08 Caterpillar Inc. Filter für eine zumessöffnungsplatte einer einspritzvorrichtung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3401963A1 (de) * 1984-01-20 1985-07-25 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zur herstellung von fotoresiststrukturen mit gestuften flanken
DE3524411A1 (de) * 1985-07-09 1987-01-15 Kernforschungsz Karlsruhe Verfahren zum herstellen von spinnduesenplatten
EP0667450A1 (de) * 1994-02-09 1995-08-16 Robert Bosch Gmbh Düsenplatte, insbesondere für Einspritzventile und Verfahren zur Herstellung einer Düsenplatte
WO1996030645A1 (de) * 1995-03-29 1996-10-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur herstellung einer lochscheibe
WO1997002433A1 (de) * 1995-06-30 1997-01-23 Robert Bosch Gmbh Mikroventil und verfahren zur herstellung eines mikroventils

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3408849A1 (de) * 1984-03-10 1985-09-19 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe Verfahren zur herstellung geschichteter vielkanalplatten aus metall fuer bildverstaerker
DE3408848A1 (de) * 1984-03-10 1985-09-19 Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe Verfahren zur herstellung von vielkanalplatten
DE19815800A1 (de) * 1998-04-08 1999-10-14 Bosch Gmbh Robert Brennstoffeinspritzventil

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3401963A1 (de) * 1984-01-20 1985-07-25 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zur herstellung von fotoresiststrukturen mit gestuften flanken
DE3524411A1 (de) * 1985-07-09 1987-01-15 Kernforschungsz Karlsruhe Verfahren zum herstellen von spinnduesenplatten
EP0667450A1 (de) * 1994-02-09 1995-08-16 Robert Bosch Gmbh Düsenplatte, insbesondere für Einspritzventile und Verfahren zur Herstellung einer Düsenplatte
WO1996030645A1 (de) * 1995-03-29 1996-10-03 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur herstellung einer lochscheibe
WO1997002433A1 (de) * 1995-06-30 1997-01-23 Robert Bosch Gmbh Mikroventil und verfahren zur herstellung eines mikroventils

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004070188A2 (de) * 2003-02-03 2004-08-19 Siemens Aktiengesellschaft Herstellungsverfahren für eine lochscheibe zum ausstossen eines fluids
WO2004070188A3 (de) * 2003-02-03 2005-02-03 Siemens Ag Herstellungsverfahren für eine lochscheibe zum ausstossen eines fluids
DE102014009573A1 (de) 2013-07-02 2015-01-08 Caterpillar Inc. Filter für eine zumessöffnungsplatte einer einspritzvorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
DE10305427A1 (de) 2004-08-12
DE10305427B4 (de) 2006-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0641657B1 (de) Düsenplatte für Fluidstrahl-Druckkopf und Verfahren zu deren Herstellung
EP0547371B1 (de) Verfahren zum Herstellen gestufter Formeinsätze
DE3222680A1 (de) Tintenstrahlkopf
DE69733920T2 (de) Fexible optische Rückwandverdrahtung
EP3093123B1 (de) Verfahren zum herstellen einer dreidimensionalen struktur
EP0542768B1 (de) Verfahren zur herstellung von mikrostrukturen mit beispielsweise unterschiedlicher strukturhöhe
EP0209651B1 (de) Verfahren zum Herstellen von Spinndüsenplatten
EP0062300A2 (de) Verfahren und Herstellung von Leiterplatten
DE2854822A1 (de) Aus massivem, einheitlichem metall bestehende lochplatte zur verwendung in einem tintenstrahldrucker und verfahren zu ihrer herstellung
DE4400315C1 (de) Verfahren zum stufenweisen Aufbau von Mikrostrukturkörpern und damit hergestellter Mikrostrukturkörper
DE3524196C2 (de)
DE2933570B2 (de) Verfahren zum Herstellen von Trenndüsenelementen
EP0020986B1 (de) Verfahren zum Herstellen von Trenndüsenelementen zur Trennung gas- oder dampfförmiger Gemische, insbesondere Isotopengemische
DE3517729C2 (de)
DE3507112A1 (de) Tintenstrahlaufzeichnungskopf
WO2004070199A1 (de) Herstellungsverfahren für eine lochscheibe zum ausstossen eines fluids
WO2018130536A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von freilassungen in der beschichtung von transparenten bauteilen einer beleuchtungseinrichtung
EP1966480B1 (de) Hochdruckverbindung und verfahren zum herstellen einer hochdruckverbindung
EP0179452B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Druckköpfen für eine Tintenschreibeinrichtung
EP0618502A1 (de) Verfahren zum Herstellen gestufter Formeinsätze, gestufte Formeinsätze und damit abgeformte gestufte Mikrostrukturkörper hoher Präzision
DE19942433C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes
DE3631804C2 (de)
DE69934197T2 (de) Vorrichtung zum beseitigen von flüssigkeit aus einem tintenstrahldrucker
WO2004070188A2 (de) Herstellungsverfahren für eine lochscheibe zum ausstossen eines fluids
DE102018127451A1 (de) Vorrichtung sowie Verfahren zur additiven Herstellung eines Bauteils

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase