DE10321590A1 - Function layer microstructuring method, using photochemical etching of outer lacquer layer to reveal chrome protection layer which is etched before microstructuring of underlying function layer - Google Patents

Function layer microstructuring method, using photochemical etching of outer lacquer layer to reveal chrome protection layer which is etched before microstructuring of underlying function layer Download PDF

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Abstract

The microstructuring method uses photochemical etching of outer lacquer layer on at least one side of layer structure incorporating function layer which contains palladium, for revealing underlying chrome protective layer, which is then etched using first etching solution, before microstructuring of function layer via selective chemical etching and final removal of remaining areas of the protective layer via further etching solution.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Mikrostrukturierung einer Pd-haltigen Funktionsschicht aus einem Schichtverbund gemäß dem ersten und zweiten Patentanspruch. Hierbei handelt es sich um ein sog. paralleles Mikrostrukturierungsverfahren.The The invention relates to a method for microstructuring a Pd-containing Functional layer of a layer composite according to the first and second claim. This is a so-called parallel microstructuring process.

Parallele Ätzverfahren strukturieren simultan den gesamten Oberflächenbereich eines Schichtverbundes. Insbesondere als photochemische oder elektrolytische Ätzverfahren sind diese zur Strukturierung von Materialien geeignet, welche sich ausreichend chemisch ätzen lassen. Dabei dienen lithographisch strukturierte Photolacke als Ätzmaske, welche direkt auf die zu strukturierende Schicht aufgebracht wird.Parallel etching processes structure the entire surface area of a layer composite simultaneously. In particular as a photochemical or electrolytic etching process these are suitable for structuring materials that are etch sufficiently chemically to let. Lithographically structured photoresists serve as an etching mask, which is applied directly to the layer to be structured.

[1] gibt einen Überblick über Photoätzverfahren unter Verwendung lithographisch strukturierter Photolacke.[1] gives an overview of photoetching processes using lithographically structured photoresists.

Ferner wird in [2] ein Verfahren beschrieben, bei dem eine Funktionsschicht, welche auf ein Substrat aufgebracht ist, mit einem derartigen strukturierbaren Photolack als Ätzmaske überzogen ist. Zwischen Funktionsschicht und Substrat befindet sich zudem eine Opferschicht, welche nach der Strukturierung selektiv durch einen weiteren Ätzprozess aufgelöst wird und so die strukturierten Funktionsschicht freigibt.Further a method is described in [2] in which a functional layer, which is applied to a substrate with such a structurable Photoresist coated as an etching mask is. There is also between the functional layer and the substrate a sacrificial layer, which is selected by the structuring another etching process disbanded and thus releases the structured functional layer.

Für Materialien mit hoher Korrosionsbeständigkeit sind jedoch sehr aggressive Ätzlösungen erforderlich, bei denen die üblicherweise verwendeten Photolacke, aber auch die chemisch resistenteren Negativlacke, schnell versagen, d. h. sich bereits nach kurzer Einwirkungszeit auf- oder ablösen. Dieser Effekt tritt insbesondere bei kleinen Strukturabmessungen im Mikrometerbereich, wie in der Mikrosystemtechnik üblich, in Erscheinung und sorgt damit für eine eingeschränkte Reproduzierbarkeit der Ergebnisse.For materials with high corrosion resistance however, very aggressive etching solutions are required where those usually used photoresists, but also the more chemically resistant negative varnishes, fail quickly, d. H. after a short exposure time dissolve or detach. This effect occurs especially with small structure dimensions in the micrometer range, as is customary in microsystem technology, in Appearance and thus ensures a restricted Reproducibility of the results.

In der DE 102 08 263 ist ein Verfahren zur Mikrostrukturierung einer metallischen Funktionsschicht aus einem Schichtverbund bestehend aus einem Substrat, beschichtet mit einer Zwischenschicht, einer Haftschicht, der Funktionsschicht, einer Schutzschicht sowie einem Lack in der genannten Reihenfolge beschrieben. Hierbei bieten sich Schutzschichten aus Gold an, welche sich gut mit Königswasser auflösen lassen.In the DE 102 08 263 describes a method for microstructuring a metallic functional layer from a layer composite consisting of a substrate, coated with an intermediate layer, an adhesive layer, the functional layer, a protective layer and a lacquer in the order mentioned. Protective layers made of gold are available, which can be easily dissolved with aqua regia.

Ein Verfahren zur Mikrostrukturierung speziell von Paladium (Pd)-haltigen Funktionsschichten ist dagegen nicht bekannt.On Process for microstructuring especially of functional layers containing palladium (Pd) however, is not known.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Mikrostrukturierung einer Pd-haltigen Funktionsschicht ohne die genannten Nachteile vorzuschlagen.From that based on the invention, the object of a method for microstructuring a Pd-containing functional layer without propose the disadvantages mentioned.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im ersten und zweiten Patentanspruch beschriebene Verfahren gelöst. In den weiteren Patentansprüchen sind bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens beschrieben.The The object is achieved by the solved the method described in the first and second claim. In the further patent claims Preferred embodiments of the method are described.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Mikrostrukturierung einer Pd-haltigen Funktionsschicht aus einem Schichtverbund beschrieben. Der Schichtverbund umfasst dabei die Pd-haltige Funktionsschicht, beschichtet beidseitig mit je einer Schutzschicht sowie einem Lack in der genannten Reihenfolge.According to the invention Process for microstructuring a Pd-containing functional layer described a layer composite. The layered network includes the Pd-containing functional layer, coated on both sides with one Protective layer and a varnish in the order mentioned.

Alternativ umfasst der Schichtverbund ein Substrat, beschichtet mit einer Zwischenschicht, einer Haftschicht, der Funktionsschicht, einer Schutzschicht sowie einem Lack in der genannten Reihenfolge. Dabei kann die Zwischenschicht und die Haftschicht auch zu einer Kombischicht zusammengefasst werden, wenn eine ausreichende Adhäsion der Funktionsschicht auf dieser gewährleistet ist. Außerdem kann die Zwischenschicht oder die Kombischicht als Abhebeschicht oder als Opferschicht gestaltet sein. Während die Opferschicht während des Verfahrens selektiv chemisch entfernt wird, ist eine Entfernung einer Abhebeschicht nicht erforderlich, wenn die Adhäsion für ein zerstörungsfreies Abheben der Funktionsschicht nicht zu groß ist. Wird eine separate Haftschicht eingesetzt, kann auch diese während des Verfahrens selektiv chemisch entfernt werden.alternative the composite layer comprises a substrate coated with an intermediate layer, an adhesive layer, the functional layer, a protective layer and a varnish in the order mentioned. The intermediate layer can and the adhesive layer can also be combined to form a combination layer, if adequate adhesion the functional layer on this is guaranteed. Besides, can the intermediate layer or the combination layer as a lifting layer or be designed as a sacrificial layer. During the sacrificial layer during the procedure is selectively chemically removed is removal of a lift-off layer not required if the adhesion for a non-destructive take off the functional layer is not too large. Will be a separate adhesive layer used, can also this during of the process are selectively removed chemically.

In einem ersten Verfahrensschritt wird die oberste Lackschicht photochemisch durch Belichtung selektiv strukturiert, womit die darunter liegende Schutzschicht nur in den belichteten Bereichen für eine chemischen Ätzprozess freigelegt wird.In In a first process step, the top layer of lacquer becomes photochemical selectively structured by exposure, with which the underlying protective layer only in the exposed areas for a chemical etching process is exposed.

In einem zweiten Verfahrensschritt werden diese freigelegten Bereiche der Schutzschicht selektiv chemisch mit einer ersten Ätzlösung geätzt und dort das Material der Schutzschicht aufgelöst, wobei die darunter liegenden Funktionsschichtbereiche freigelegt werden.In In a second process step, these exposed areas the protective layer is selectively chemically etched with a first etching solution and there the material of the protective layer dissolved, with the underlying Functional layer areas are exposed.

Bei dem Verfahren mit der Funktionsschicht, welche beidseitig mit einer Schutzschicht und einer Lackschicht versehen ist, bietet es sich an, die Lackschichten auf beiden Seiten photochemisch durch Belichtung zu strukturieren. Die darauf folgenden Ätzschritte würden so auf beiden Seiten auf den Schichtverbund einwirken, womit in vorteilhafter Weise eine Prozesszeitreduzierung der genannten Verfahrensschritte realisierbar wird.In the process with the functional layer, which is provided on both sides with a protective layer and a lacquer layer, it is advisable to structure the lacquer layers on both sides by exposure to light. The subsequent etching steps would act on the laminate on both sides, which is advantageous a process time reduction of the above-mentioned process steps becomes feasible.

In dem darauf folgenden dritten Schritt werden die freigelegten Bereiche der Funktionsschicht chemisch selektiv geätzt und diese damit unter Bildung von die Funktionsschichtdicke vollständig durchdringenden Aussparungen strukturiert. Pd-haltige Funktionsschichten bereiten dabei jedoch grundsätzlich Schwierigkeiten, da sich chemisch gelöstes Paladium als schwarzer Niederschlag zu einer Schutzschicht auf die zu ätzenden Oberfläche wieder absetzt und eine weitere Ätzung zunehmend verhindert. Zur Vermeidung derartiger Paladiumschichten muss die Ätzlösung einen Überschuss an Liganden enthalten, welche die Bildung von stabilen Paladiumkomplexen ermöglicht; Paladium wird so gebunden und kann sich nicht mehr absetzen.In The next third step is the exposed areas the functional layer is chemically selectively etched, thereby forming it of recesses that completely penetrate the functional layer thickness structured. However, functional layers containing Pd prepare in principle Difficulties because chemically dissolved paladium turns black Precipitation to a protective layer on the surface to be etched again and another etch increasingly prevented. To avoid such layers of palladium the etching solution has an excess contain ligands, which form stable palladium complexes permits; Paladium is bound in this way and can no longer settle.

Ein vorteilhafter Ansatz umfasst die Zusetzung von Chlorid-Ionen, beispielsweise KCl (Kaliumchlorid) oder NaCl (Natriumchlorid) in die Ätzlösung. Die Zugabe von Chlorid-Ionen ist jedoch durch die Löslichkeit dieser in der Ätzlösung begrenzt.On advantageous approach includes the addition of chloride ions, for example KCl (potassium chloride) or NaCl (sodium chloride) in the etching solution. The However, the addition of chloride ions is limited by the solubility of these in the etching solution.

Ergänzend oder alternativ zu der Zusetzung von Chlorid-Ionen werden für die Durchführung des dritten Verfahrensschritts zwei Ätzlösungen vorgeschlagen, welche im Rahmen dessen im Wechsel eingesetzt werden. Dabei dient eine, d. h. die zweite Ätzlösung der chemischen Strukturierung der Funktionsschicht und die andere, die dritte Ätzlösung der Entfernung der Paladiumschicht. Die Intervalle für jeden Wechsel der Ätzlösung richten sich nach der Geschwindigkeit, in der sich die genannte Paladiumschicht auf der zu strukturierenden Funktionsschicht auf- bzw. abbaut. Dabei wirkt sich auf die Prozesszeit ein zweiseitiger Ätzprozess, wie er in Anspruch 1 beschrieben wird, in besonders vorteilhafter Weise auf die Anzahl dieser Wechsel und damit auf die Wirtschaftlichkeit des Strukturierungsverfahrens aus.Complementary or alternatively to the addition of chloride ions are used to carry out the third Process step two etching solutions proposed which are used alternately as part of this. It serves a D. H. the second etching solution chemical structuring of the functional layer and the other that third etching solution of removal the palladium layer. Set the intervals for each change of the etching solution yourself according to the speed at which the said palladium layer builds up or breaks down on the functional layer to be structured. there affects the process time a two-sided etching process, as it claims 1 is described, in a particularly advantageous manner on the number this change and thus on the economy of the structuring process out.

Schließlich werden in mindestens einem weiteren Schritt die verbleibenden Bereiche der Schutzschichten durch einen Ätzprozess mit einer dritten Ätzlösung chemisch entfernt sowie im Falle des Verfahrens nach Anspruch 2 die Abhebeschicht und die Haftschicht von der strukturierten Funktionsschicht entfernt.Finally be the remaining areas in at least one further step the protective layers through an etching process chemically with a third etching solution removed and in the case of the method according to claim 2, the lifting layer and the adhesive layer is removed from the structured functional layer.

Wesentlich für den Erfolg des Verfahrens ist jedoch, dass die Schutzschicht auf der Funktionsschicht aus einem Material hergestellt ist, welches sich einerseits idealer weise inert gegenüber der zweiten und dritten Ätzlösung verhält und andererseits mit einer weiteren Ätzlösung, welche wiederum die Pd-haltige Funktionsschicht nicht anätzt, entfernen lässt. Unter diesen Voraussetzungen eignet sich Chrom als Schutzschichtmaterial.Essential for the However, the success of the process is that the protective layer on the Functional layer is made of a material that is on the one hand ideally behaves inert towards the second and third etching solution and on the other hand with another etching solution, which again do not etch the Pd-containing functional layer, remove it leaves. Under these conditions, chrome is suitable as a protective layer material.

Die Chromschicht bildet nämlich eine geschlossene Oxidschicht aus, welche gegenüber Halogenid-Ionen wie Fluorid einerseits thermodynamisch sehr stabil ist, andererseits eine hohe Aktivierungsenergie besitzt, wodurch ein Ätzangriff verhindert wird.The Chrome layer forms namely a closed oxide layer made of halide ions such as fluoride on the one hand is very stable thermodynamically, on the other hand a high one Has activation energy, which prevents an etching attack.

Prinzipiell kommen für diesen Zweck auch andere passivierbare Metalle, wie z.B. Niob oder Hafnium in Frage, die eine geschlossene und thermodynamisch stabile Oxidschicht mit hoher Aktivierungsenergie ausbilden. Insofern sind derartige Oxidschichten auch gegenüber Königswasser oder anderen stark oxidierenden Lösung beständig.in principle come for other passivable metals, e.g. Niobium or Hafnium in question, which is a closed and thermodynamically stable Form oxide layer with high activation energy. In this respect are such oxide layers also strong against aqua regia or others oxidizing solution resistant.

Chrom lässt sich mit Hexacyanoferrat, welches sich sowohl gegenüber Paladium als auch speziell gegenüber Nickel-Titan-Paladium-Formgedächtnislegierungen inert verhält, rückstandsfrei wegätzen, verhält sich aber andererseits inert gegenüber den als zweite Ätzlösung vorgeschlagenen Lösung mit Fluss- und Salpetersäure als auch gegenüber der als dritte Ätzlösung vorgeschlagene Lösung mit Natriumchlorid und Königswasser.chrome let yourself with hexacyanoferrate, which is both compared to paladium and specifically across from Nickel-titanium shape memory alloys, Paladium behaves inertly, residue etch away, behave on the other hand, it is inert to those proposed as a second etching solution Solution with Hydrofluoric and nitric acid as well as opposite the one proposed as the third etching solution solution with sodium chloride and aqua regia.

Beispielsweise wurde eine 8,5 μm starke Funktionsschicht aus NiTiPd (Ni: 25,5 at.%, Ti: 51,0 at.%, Pd: 23,5 at.%) auf einem keramischen Substrat mit einer zweiten Ätzlösung, bestehend aus 13 ml HF, 34 ml HNO3, 5 ml H2O und 8 g NaCl sowie einer dritten Ätzlösung und 75 ml HNO3 und 25 ml HCl innerhalb von 3 Minuten vollständig, d.h. von einer Seite her durch die gesamte Funktionsschichtdicke hindurch strukturiert. Die laterale Strukturgenauigkeit lag hierbei bei 2 μm, die Ausbeute des Verfahrens nahezu 100 %. Zur Vorbereitung wurden beide Oberflächen der Funktionsschicht mit einem PVD-Verfahren mit je einer Chromschicht (Schichtdicke 200 nm) beschichtet und anschließend der Schichtverbund mit Hilfe einer Klebeschicht auf das Substrat aufgebracht.For example, an 8.5 μm thick functional layer made of NiTiPd (Ni: 25.5 at.%, Ti: 51.0 at.%, Pd: 23.5 at.%) Was made up on a ceramic substrate with a second etching solution 13 ml HF, 34 ml HNO 3 , 5 ml H 2 O and 8 g NaCl as well as a third etching solution and 75 ml HNO 3 and 25 ml HCl completely, ie structured from one side through the entire functional layer thickness. The lateral structural accuracy was 2 μm, the yield of the process was almost 100%. In preparation, both surfaces of the functional layer were coated with a PVD process, each with a chrome layer (layer thickness 200 nm), and then the layer composite was applied to the substrate using an adhesive layer.

Schließlich muss die Schutzschicht sich einerseits zuverlässig haftend auf die Funktionsschicht auftragen lassen und andererseits auch für die zweite und dritte Ätzlösung eine unüberwindliche Barriere darstellen, sodass ein Angriff der Funktionsschicht unterhalb der Schutzschicht vermieden wird.After all, must on the one hand, the protective layer adheres reliably to the functional layer leave and on the other hand also for the second and third etching solutions insurmountable Represent barrier, so attack the functional layer below the protective layer is avoided.

Die Funktionsschicht kann insbesondere eine Schicht aus einer Formgedächtnislegierung sein. Alternativ kommen beispielsweise Funktionsschichten aus elektro- oder magnetostriktiven Materialien in Betracht. Die Funktionsschicht kann im Ausgangszustand sowohl mikrostrukturiert als auch unstrukturiert sein.The The functional layer can in particular be a layer made of a shape memory alloy. Alternatively, for example, functional layers made of electronic or magnetostrictive materials. The functional layer can be both microstructured and unstructured in the initial state his.

Das Substrat dient im Rahmen des Anspruchs 2 vor allem als Träger für die Mikrostrukturierung. Die mikrostrukturierte Funktionsschicht wird durch mechanisches Abheben vom Substrat entfernt, wobei die Haftung der direkt unter der Funktionsschicht angeordneten Schicht (Abhebe-, Kombi- oder Haftschicht) so beschaffen ist, dass dabei keine Zerstörung der mikrostrukturierten Funktionsschicht erfolgt. Alternativ wird die Funktionsschicht durch selektives chemisches Entfernen der Zwischenschicht (Opfer- oder Kombischicht) vom Substrat gelöst (vgl. [2]). Nachfolgend wird, falls vorhanden, die Haftschicht aufgelöst. In einer weiteren Variante bleibt die Zwischenschicht als Abhebeschicht erhalten und es wird nur die Haftschicht selektiv aufgelöst, thermisch zersetzt oder auf eine andere Weise entfernt. Das Substrat muss insbesondere chemisch, aber auch thermisch und/oder mechanisch ausreichend beständig sein, damit die Verfahrensschritte ohne Beschädigung des Substrats durchgeführt werden können. Als Substratmaterial eignet sich insbesondere Aluminiumoxid. Es ist für praktisch alle Anwendungsfälle ausreichend beständig gegenüber hohen Temperaturen, mechanischen Beanspruchungen und chemischen Reagenzien. Es weist einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf wie die Formgedächtnislegierung TiNi; außerdem haften zahlreiche als Zwischenschicht einsetzbare metallische oder nichtmetallische Schichten gut auf Aluminiumoxid. Alternativ können auch andere keramische Werkstoffe als Substratmaterialien herangezogen werden. Die Auswahl des Werkstoffes richtet sich insbesondere nach den erforderlichen thermischen Eigenschaften, z.B. dem thermischen Ausdehnungsverhalten der zu strukturierenden Funktionsschicht, sowie der für die Ätzvorgänge erforderlichen thermischen und chemischen Beständigkeiten.The substrate serves as part of the An Proverb 2 above all as a carrier for microstructuring. The microstructured functional layer is removed from the substrate by mechanical lifting, the adhesion of the layer directly underneath the functional layer (lift-off, combination or adhesive layer) being such that the microstructured functional layer is not destroyed. Alternatively, the functional layer is detached from the substrate by selective chemical removal of the intermediate layer (sacrificial or combination layer) (cf. [2]). The adhesive layer, if present, is subsequently dissolved. In a further variant, the intermediate layer is retained as a lift-off layer and only the adhesive layer is selectively dissolved, thermally decomposed or removed in some other way. In particular, the substrate must be sufficiently resistant to chemicals, but also thermally and / or mechanically, so that the process steps can be carried out without damaging the substrate. Aluminum oxide is particularly suitable as the substrate material. It is sufficiently resistant to high temperatures, mechanical loads and chemical reagents for practically all applications. It has a coefficient of thermal expansion similar to that of the shape memory alloy TiNi; In addition, numerous metallic or non-metallic layers that can be used as an intermediate layer adhere well to aluminum oxide. Alternatively, other ceramic materials can also be used as substrate materials. The selection of the material is based in particular on the required thermal properties, for example the thermal expansion behavior of the functional layer to be structured, and the thermal and chemical resistance required for the etching processes.

Schutzschichten aus Chrom lassen sich mittels eines PVD-Verfahren haftfest auf die Funktionsschicht auftragen und weisen bereits bei dünnsten Schichtdicken eine für das Verfahren erforderliche Dichtigkeit zumindest für das zweite Ätzmittel auf. Die hierfür erforderlichen Schichtdicken sollte so gewählt werden, dass eine vollständige Bedeckung gewährleistet ist und zugleich die Ätzzeit zu deren Entfernung minimal ist. Sie liegen je nach Oberflächenbeschaffenheit der Funktionsschicht zwischen 50 nm (polierte Oberfläche) bis maximal 200 nm (strukturierte Oberfläche).protective coatings made of chrome can be adhered to the using a PVD process Apply functional layer and show even the thinnest layer thickness one for the method required tightness at least for the second etchant on. The one for this required layer thicknesses should be chosen so that a complete coverage guaranteed is and at the same time the etching time is minimal to remove. They lie depending on the surface condition the functional layer between 50 nm (polished surface) to maximum 200 nm (structured surface).

Alternativ kann die Schutzschicht auch mit Hilfe von Masken bereits strukturiert aufgestäubt werden, wobei dies ein nachträgliches nasschemisches Strukturieren dieser Schicht erspart. Mit dieser Vorgehensweise, mit welcher man einzelne Verfahrensschritte einspart, sind jedoch nur Strukturierungen mit geringeren lateralen Auflösungen sowie mit einer geringeren Abbildungsschärfe zu erzielen.alternative the protective layer can also be structured with the help of masks be dusted being an afterthought saves wet chemical structuring of this layer. With this approach, with which one saves individual process steps, however only structuring with lower lateral resolutions as well to achieve with a lower image sharpness.

Die Zwischenschicht sowie die Haftschicht, alternativ die Kombischicht, dienen als Zwischenlagen zwischen dem Substrat und der Funktionsschicht. Sie müssen zur Durchführung des Verfahrens geeignet sein, d.h. nicht nur über ausreichende mechanische, thermische und chemische Eigenschaften verfügen, sondern auch eine ausreichende Haftung zum Substrat und zu der Funktionsschicht aufweisen. Ferner müssen sie nach der Strukturierung der Funktionsschicht zur Ablösung dieser von dem Substrat selektiv, beispielsweise durch Ätzen oder einem Lösungsprozess mit einem Lösungsmittel, von der Funktionsschicht restlos entfernbar sein.The Intermediate layer and the adhesive layer, alternatively the combination layer, serve as intermediate layers between the substrate and the functional layer. You need to to carry out of the process, i.e. not only have sufficient mechanical, have thermal and chemical properties, but also adequate adhesion to the substrate and to the functional layer. Furthermore, they have to after structuring the functional layer to replace it selectively from the substrate, for example by etching or a solution process with a solvent, be completely removable from the functional layer.

Die Zwischenschicht und die Haftschicht können als separate Schichten ausgebildet oder, wie zuvor ausgeführt, zu einer Kombischicht zusammengefasst sein. Die separate Haftschicht ist insbesondere dann erforderlich, wenn die Zwischenschicht (als Kombischicht) aufgrund ihrer Materialeigenschaften nicht für eine haftfeste Verbindung mit der Funktionsschicht geeignet ist.The Intermediate layer and the adhesive layer can be separate layers formed or, as previously stated, to a combination layer be summarized. The separate adhesive layer is special required if the intermediate layer (as a combination layer) is due their material properties not for an adhesive bond is suitable with the functional layer.

Die Funktionsschicht wird entweder als dünne gewalzte Folie auf die Haftschicht oder Kombischicht aufgebracht oder ganzflächig auf die Haftschicht oder Kombischicht beispielsweise mit einem PVD-Verfahren aufgestäubt. Besteht die Funktionsschicht beispielsweise aus der Formgedächtnislegierung TiNiPd, sollte sie nach dem Aufstäuben, sofern technisch möglich, bei erhöhter Temperatur, etwa bei 500°C, längere Zeit, z. B. etwa eine Stunde lang, getempert werden. Durch die Temperung wird die Schicht rekristallisiert und mit einer Formgedächtnisgestalt versehen.The Functional layer is applied either as a thin rolled film to the Adhesive layer or combination layer applied or all over the adhesive layer or combination layer, for example with a PVD process sputtered. For example, the functional layer consists of the shape memory alloy TiNiPd, should after dusting, if technically possible, at increased Temperature, around 500 ° C, longer Time, e.g. B. annealed for about an hour. By tempering the layer is recrystallized and with a shape memory shape Mistake.

Anstelle eines planaren Substrats kann das Verfahren auch in Verbindung mit einem Substrat anderer Geometrie (gestuft, zylindrisch, gebogen, strukturiert etc.) kombiniert werden. Hierdurch lassen sich spezielle Formgedächtnisgestalten der Funktionsschichten einprägen.Instead of of a planar substrate, the method can also be used in conjunction with a substrate of a different geometry (stepped, cylindrical, curved, structured etc.) can be combined. This allows special shape memory designs to be created of the functional layers.

Literatur:Literature:

  • [1] Allen, D. M.: Elektrolytisches Photoätzen, Galvanotechnik 84 (1993), Nr. 6, S.1873-1878[1] Allen, D. M .: Electrolytic Photo Etching, Electroplating 84 (1993), No. 6, pp. 1873-1878
  • [2] DE 198 21 841 C1 [2] DE 198 21 841 C1

Claims (10)

Verfahren zur Mikrostrukturierung einer Pd-haltigen Funktionsschicht aus einem Schichtverbund, umfassend die Funktionsschicht, beidseitig beschichtet mit je einer Schutzschicht, sowie einem Lack in der genannten Reihenfolge, bei dem man a) in einem ersten Schritt den Lack auf mindestens einer Seite photochemisch durch Belichtung selektiv strukturiert und die darunter liegende Schutzschicht in den belichteten Bereichen freilegt, b) in einem zweiten Schritt die freigelegten Bereiche der Schutzschichten selektiv chemisch mit einer ersten Ätzlösung ätzt und diese damit strukturiert, wobei die darunter liegende Funktionsschicht in diesen Bereichen freigelegt wird, c) in einem dritten Schritt die freigelegten Bereiche der Funktionsschicht chemisch selektiv ätzt und diese unter Bildung von die Funktionsschichtdicke vollständig durchdringenden Aussparungen strukturiert, sowie d) in mindestens einem weiteren Schritt die verbleibenden Bereiche der Schutzschicht durch einen Ätzprozess mit einer weiteren Ätzlösung chemisch entfernt, dadurch gekennzeichnet, dass e) die Schutzschicht aus Chrom besteht.Process for microstructuring a Pd-containing functional layer from a layer composite, comprising the functional layer, coated on both sides with a protective layer in each case, and a lacquer in the order mentioned, in which a) in a first step, the lacquer on at least one side is selected photochemically by exposure structured and the underlying protective layer exposed in the exposed areas, b) in a second step the exposed areas selectively chemically etches the protective layers with a first etching solution and structures them with the underlying functional layer being exposed in these areas, c) in a third step chemically selectively etching the exposed areas of the functional layer and structuring them to form recesses that completely penetrate the functional layer thickness , and d) in at least one further step, the remaining areas of the protective layer are chemically removed by an etching process with a further etching solution, characterized in that e) the protective layer consists of chromium. Verfahren zur Mikrostrukturierung einer Pd-haltigen Funktionsschicht aus einem Schichtverbund bestehend aus einem Substrat, beschichtet mit einer Zwischenschicht, einer Haftschicht, der Funktionsschicht, einer Schutzschicht sowie einem Lack in der genannten Reihenfolge, bei dem man a) in einem ersten Schritt den Lack photochemisch durch Belichtung selektiv strukturiert und die darunter liegende Schutzschicht in den belichteten Bereichen freilegt, b) in einem zweiten Schritt die freigelegten Bereiche der Schutzschicht selektiv chemisch mit einer ersten Ätzlösung ätzt und diese damit strukturiert, wobei die darunter liegende Funktionsschicht in diesen Bereichen freigelegt wird, c) in einem dritten Schritt die freigelegten Bereiche der Funktionsschicht chemisch selektiv ätzt und diese unter Bildung von die Funktionsschichtdicke vollständig durchdringenden Aussparungen strukturiert, sowie d) in mindestens einem weiteren Schritt die verbleibenden Bereiche der Schutzschicht durch einen Ätzprozess mit einer weiteren Ätzlösung chemisch entfernt und die Zwischenschicht und die Haftschicht von der strukturierten Funktionsschicht entfernt, dadurch gekennzeichnet, dass e) die Schutzschicht und die Haftschicht aus Chrom bestehen.Process for microstructuring a Pd-containing Functional layer of a layer composite consisting of a substrate, coated with an intermediate layer, an adhesive layer, the functional layer, a protective layer and a varnish in the order mentioned, where you a) in a first step through the paint photochemically Exposure selectively structured and the underlying protective layer exposed in the exposed areas, b) in a second Step selectively chemically exposed the areas of the protective layer etches with a first etching solution and this is structured with the underlying functional layer is exposed in these areas c) in a third step chemically selectively etches the exposed areas of the functional layer and this completely penetrating to form the functional layer thickness Structured cutouts, as well d) in at least one other Step the remaining areas of the protective layer through an etching process chemically with another etching solution removed and the intermediate layer and the adhesive layer from the structured Functional layer removed, characterized in that e) the protective layer and the adhesive layer consist of chrome. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Zwischenschicht entweder eine Opferschicht oder eine Abhebeschicht ist.The method of claim 2, wherein the intermediate layer is either a sacrificial layer or a lift-off layer. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus Keramik besteht und eine planare, strukturierte oder gebogene Oberfläche aufweist und die Haftschicht mit einem PVD-Verfahren mit einer Schichtdicke bis zu 200 nm auf die Funktionsschicht aufgetragen ist.A method according to claim 2 or 3, characterized in that the substrate is made of ceramic and a planar, structured or curved surface and the adhesive layer with a PVD process with a layer thickness up to 200 nm is applied to the functional layer. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschicht aus einer Formgedächtnislegierung besteht, welche als gewalzte Folie oder mit einem PVD-Verfahren hergestellt ist.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the functional layer consists of a shape memory alloy, which as rolled film or with a PVD process. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte Schritt mehrere nasschemische Ätzschritte mit einer zweiten und einer dritten Ätzlösungen im Wechsel umfasst, welche sich gegenüber der Schutzschicht inert verhalten, wobei eine der beiden Ätzlösungen Chlorionen enthält.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the third step involves multiple wet chemical etching steps with a second and a third etching solution in the Change includes, which is inert to the protective layer behave, one of the two etching solutions containing chlorine ions. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschicht aus einer Nickel-Titan-Paladium-Legierung besteht sowie die zweite Ätzlösung Flusssäure und Salpetersäure und die dritte Ätzlösung Natriumchlorid und Königswasser enthalten.A method according to claim 6, characterized in that the functional layer is made of a nickel-titanium-palladium alloy exists and the second etching solution hydrofluoric acid and nitric acid and the third caustic solution, sodium chloride and aqua regia contain. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht mit einem PVD-Verfahren mit einer Schichtdicke bis zu 200 nm auf die Funktionsschicht aufgetragen ist.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the protective layer with a PVD process a layer thickness of up to 200 nm is applied to the functional layer is. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ätzlösung aus einer alkalischen Hexacyanoferrat Ätzlösung besteht, welche das Chrom von Schutzschicht und Haftschicht selektiv auflöst und sich gegenüber der Formgedächtnislegierung inert verhält.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the first etching solution an alkaline hexacyanoferrate etching solution, which the chromium of the protective layer and the adhesive layer selectively dissolves and opposes the Shape memory alloy behaves inertly. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschicht vor den weiteren Schritten durch eine Temperung mit einer eingeprägten Gedächtnisgestalt versehen wird.Method according to one of the preceding claims 5 to 9, characterized in that the functional layer before the other Steps are tempered with an embossed memory shape.
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