Einsatz von einkristallinem Silizium als Werkzeugwerkstoff für Schneidprozesse dünner Folien

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Das Ziel dieses Projekts ist die grundlegende Qualifizierung von einkristallinem Silizium als Werk-zeugwerkstoff zum Scherschneiden dünner metallischer Folien. Die hohe Genauigkeit von Fertigungsverfahren der Mikrosystemtechnik soll so für die Miniaturisierung von Scherschneid-werkzeugen genutzt werden. Im Fokus der zweiten Projektphase steht dabei zunächst eine Erweiterung des Prozessverständnisses anhand von Modellversuchen, die gezielt Prozessfehler wie Positionierungenauigkeiten abbilden. Dabei wird auch die Sensitivität von Siliziumgeometrien, deren Oberflächengüte und -härte aufgrund unterschiedlicher Herstellungs- und Beschichtungs-verfahren variieren, hinsichtlich der Werkzeugbelastung analysiert. Um Positionierungenauigkeiten werkzeugtechnisch zu minimieren, wird auf mikrosystemtechnischer Basis ein neuartiges Werkzeugsystem entwickelt. Mit Hilfe eines galvanischen Abformungsprozesses wird eine Negativ-form des hochpräzisen Siliziumstempels erzeugt, die als exakt angepasste Matrize genutzt wird. Ein in der Grundfläche des Siliziumstempels integriertes ebenfalls abgeformtes Nebenformelement wird zur hochgenauen Positionierung von Stempel und Matrize verwendet und ersetzt den sonst aufwendigen Positioniervorgang. Die Qualifizierung dieser Prozesskette zur Herstellung eines selbstjustierbaren Werkzeugsystems erfolgt in Scherschneidversuchen an dünnen Kupferfolien.