文件EP-OS 0354660中介绍了一种制成孔板形状的 喷嘴，该孔板表现为所谓的“S形孔板”。这是指位于该孔板内的进 入孔和排出孔相互偏移设置，因此在该孔板内流动的液体必然产生一 “S形流动”。所述的孔板由两个平的、底部相互接合的片制成，该 片由硅组成。在该硅片的某些区域厚度变小，在第一片中的孔和第二 片中的孔之间形成平行于片端面的切缝。通过掩膜蚀刻技术，制造出 具有多个进入孔与排出孔的孔板结构。其截锥形的孔板内的孔轮廓以 合乎逻辑的方式由各向异性的蚀刻技术制出。
文件EP-OS 0314285中介绍了一种由弹性阀门片和 同样由硅制成的喷嘴片构成的阀门结构。该两硅片相互连接并且相互 间可有相对的偏移。在硅阀门片内具有与喷嘴片的排出孔偏移设置的 进入孔。在该阀门结构关闭时，该硅阀门片的凸出面密封住喷嘴片的 排出孔，而当通过一操纵机构使喷嘴片弯曲时，便形成一S形的液体 的通道，并使该阀门结构打开。
US-PS 4907748介绍了一种燃料喷嘴，在其下游的 端部具有一由两硅片构成的喷嘴。类似于上述孔板，在该两硅片中具 有相互偏移设置的进入孔与排出孔，因此，流动的液体，此处为燃料， 产生一“S形流动”。
所有上述由硅制成的孔板均具有断裂强度差的缺点，这是由于硅 的脆性而引起的。当例如喷油嘴疲劳荷重时(发动机振动)，该硅片 便具有断裂的危险。将该硅片安装在金属构件，如喷油嘴上时，也是 费力的，因为必须寻找一种无应力的夹紧方法，并且该硅片与喷油嘴 之间的密封也是存在问题的。将硅制成的孔板通过焊接密封在喷油嘴 上是不可实现的。其另一缺点为，由于经常地流通液体，该硅孔板的 孔会产生棱磨损。
此外，文件DE-PS 483615介绍了一种用于喷射式内 燃机的喷嘴，其同样由两喷嘴片构成，该喷嘴片具有相互偏移设置的 进入孔与排出孔，以实现流过的燃料的撕碎。该喷嘴绝对不具有能与 喷射的燃料的形状相符的几何尺寸。

本发明的目的是，借助于一个孔板，即无需额外的能量、仅通 过可利用的介质压力来实现液体的均匀、极细的雾化，其中，可获得 极高的雾化质量及与相应的要求相匹配的射束形状，在此，这种孔板 能被尽可能简单、成本低并且大批量地制造。
本发明提出了一种尤其是用于喷油嘴的孔板，它包含一用于液 体流动的完整的通道、至少一进入孔和至少一排出孔，该进入孔和排 出孔在一平面上的投影中无任何部位相互覆盖，其中，每个进入孔都 被设置于孔板的一上层内，每个排出孔都设置于孔板的一下层内，在 所述上层和下层之间至少另外设置了一中间层，该中间层至少具有一 通道，该通道将至少一进入孔与至少一排出孔相连通，孔板的上下相 互重叠安置的层被相互上下重叠电镀沉积上。
本发明还提出了一种尤其是用于喷油嘴的孔板，它包含一用于 液体流动的完整的通道、至少一进入孔和至少一排出孔，该进入孔和 排出孔在一平面上的投影中无任何部位相互覆盖，其中，每个进入孔 都被设置于孔板的一上板内，每个排出孔都设置于孔板的一下板内， 在所述上板和下板之间设置了至少一个中间板，它具有至少一个通 道，该通道将至少一进入孔与至少一排出孔完全连通，并且进入孔、 排出孔以及通道是借助于电火花、线切割或冲压制成的。
本发明还提出了一种尤其是用于喷油嘴的孔板，它包含一用于 液体流动的完整的通道、至少一进入孔和至少一排出孔，该进入孔和 排出孔在一平面上的投影中无任何部位相互覆盖，其中，每个进入孔 都被设置于孔板的一上板内，每个排出孔都设置于孔板的一下板内， 在上板和下板之间至少另外设置了一个中间板，它具有至少一个通 道，该通道将至少一个进入孔与至少一排出孔完全连通，并且该孔板 是由塑料或者由一种陶瓷材料制成的。
发明的孔板具有如下优点，即无需额外的能量即可实现液体的 均匀雾化，也就是说，仅通过可支配的介质压力来实现液体的均匀雾 化，并可获得极高的雾化质量及总是与要求相符的射束形状。此外， 当此种孔板应用于内燃机的喷油嘴上时，可减少内燃机的废气排放量 并可降低燃料的消耗。
应用本发明S形孔板，可形成一般形状、特殊形状的射束。此种 孔板可实现各种不同射束横截面的单射束喷射物、双射束喷射物和多 射束喷射物，该射束横截面例如为矩形、三角形、十字形、椭圆形。 该独特的射束形状可实现与一预定的几何尺寸的最佳的配合，该尺寸 例如为内燃机的不同的吸气管横截面。由此便形成了上述优点，即利 用射束对内燃机吸气管横截面的形状配合性产生一均匀分布的、可降 低废气产生的混合物，并避免了废气中有害物质在吸气管壁表面上的 积聚。
其优点尤其在于，用于实现进入孔与排出孔流体连通的通道具有 通道接续部分(腔)，在该通道接续部分内形成一由流过的液体所推 动的涡流。该涡流与推动流体之间的交互作用导致交互作用区的时间 上的不稳定性。因此流体中必然激起振荡，并由此可形成独特的射束 形状，并且由该振荡所产生的湍流导致在喷雾状物中的液滴的直径被 减小。
另一优点由在孔板中置入一阻挡部分而产生。在该阻挡部分的后 部形成一具有强烈横向脉冲的涡流拖曳。在该涡流拖曳中的湍流有助 于形成一具有极细粒液滴的均匀的喷雾状物。在喷雾状物中的液滴直 径的具优点的减小的结果是形成一均匀的喷雾状物。该均匀的喷雾状 物减小了液滴的分布密度，并因此降低了液滴凝结的可能性。
其他的优点由实施例描述中提及。
本发明孔板的制造方法具有如下优点，即该孔板以可复制方式， 以极大件数，极精确和低成本地同时被制造出来，由于其为金属结构， 因而可防止断裂，并可通过例如焊接的方式极简单且低成本地安装在 一金属构件上，例如喷油嘴上。本发明方法步骤允许一极大的结构自 由性，即孔板的孔轮廓形状可自由地选择。以具优点的方式，如通过 紫外深度光刻照相、干燥蚀刻或烧蚀与微电镀结合的方法，可层叠沉 积出总是具有新的结构的薄的金属层。此过程适于制造具有两个、三 个或多个层的孔板。
其优点尤其在于，在一电镀步骤中至少制出孔板的一包括两级层 或确切地说两功能级层的层，该电镀步骤中用到了所谓的“侧向生长” 电镀方法，因此无需附加镀上一层电镀起始层及一新的光致抗蚀剂 层，通过上述级层的光致抗蚀剂结构，实现金属的生长。借助于“侧 向生长”，可明显地节约成本及时间。
附图说明
本发明的实施例仅在附图中简要示出，并在后面的描述中被详 细阐述。
图1部分示出了具有本发明孔板的喷油嘴，
图2为孔板的底视图，
图3为孔板沿图2中线III-III的截面图，
图4所示为一三层孔板的通流区域，
图5所示为一具有一第一通道接续部分的三层孔板的通流区 域，
图6所示为一具有一第二通道接续部分的三层孔板的通流区 域，
图7所示为一具有通道接续部分的五层孔板的通流区域，
图8所示为一具有通道接续部分的四层孔板的流通区域，
图9为一具有侧面通道接续部分的孔板的顶视图，
图10所示为一具有阻挡部分的孔板的通流区域，
图11为一孔板的底视图，
图12为沿图111中线XII-XII的截面图，
图13为一孔板的底视图，
图14为另一具有无角孔的孔板的底视图，
图15为沿图14中线XV-XV的截面图及刀具(在相反的 流动方向上)，
图16至20为通过多层金属电镀制造孔板的方法示意图，
图21所示为侧向生长后的孔板，
图22为具有不同层直径的孔板的截面图，
图23为图22中孔板的中间部分的顶视图，
图24为另一孔板的顶视图，
图25至27为总是具有矩形进入孔的孔板的中间部分的顶视 图，
图28为具有非对称分布的孔的孔板的顶视图，
图29至30为具有非对称分布的孔的孔板的中间部分的顶视 图，
图31为具有圆形孔的孔板的中间部分的顶视图，
图32为具有十六个镰刀形进入孔的孔板的中间部分的顶视 图，
图33为具有半圆形进入孔和镰刀形排出孔的孔板的中间部分 的顶视图。

图1所示的实施例为混合气密封强迫式点火内燃机燃料喷射装置 的喷油嘴的部分截面图。该喷油嘴具有一管状的阀座1，在该阀座1 内形成有一同心于喷嘴纵轴2的纵向孔3，在该纵向孔内设有一例如 管状的阀针5，该阀针5在其下游部分端部6与一例如球形的阀门关 闭体7相连，在该阀门关闭体7的球面上例如具有5个平面部分8。
该喷油嘴的控制以一种已知的方式，例如电磁控制方式来实现。 一图中所示的含有一电磁线圈10、一衔铁11和一铁芯12的电磁 装置控制阀针5沿轴向移动，并因此实现该喷油嘴的打开或关闭，该 喷油嘴的打开是借助阀针5抵抗一图中没有示出的复位弹簧的弹力向 上运动而实现的。该衔铁11通过例如激光焊接与阀针5的远离阀门 关闭体7的端部相连，并与铁芯12对准。
在下游位置，在阀座1的远离铁芯12一端，具有一通过焊接密 封装配于同心于纵轴线2的纵向孔3内的、圆柱形的阀座16。阀座 16的定向孔15用于当阀针5轴向移动时实现阀门关闭体7的导 向。在该阀座16的位于阀门关闭体7的下游的下端面17，该阀座 16与一例如钵形的垫圈21对中且固定连接，且该垫圈17直接紧 贴在阀座16上。该垫圈21的形状类似于一已知的钵状喷孔盘，该 圈21的中部范围具有一阶梯形的通孔22，在该通孔22内设有本 发明所涉及的孔板23。
阀座16与垫圈21的连接例如通过一环形的且密封的、由激光 焊接形成的第一焊缝25来实现，通过这种安装方法，可以避免该垫 圈21产生所不希望的变形，在该垫圈21的中间区域具有一通孔2 2，并在该通孔22内置有一孔板23。该垫圈21再通过一环形的 且密封的第二焊缝30与纵向孔3的内壁相连。    
由阀座16和钵状垫圈21形成的位于纵向孔3内的阀座部分的 插入深度确定了阀针5的行程大小，这是因为，当电磁线圈10没被 激励时，阀针5的一个终端位置由位于阀座支承面29上的阀门关闭 体7确定。当电磁线圈10被激励时，阀5的另一终端位置由位于铁 芯12上的衔铁11确定。这两个阀针5的终端位置之间的距离即为 所述的阀针5的行程。
球形阀门关闭体7与在流体流动方向上呈缩小的截锥状的阀座1 6的阀座支承面29共同起作用，该支承面29由通孔15和阀座1 6的下端面17之间的部分沿轴向方向形成。
该置于垫圈21的通孔22中并通过垫圈21直接固定在阀座1 6的端面17上的孔板23，仅在图1中简单地示范性画出，并将按 照后面的附图详细地加以描述。将孔板23置于垫圈21内，并且采 用一夹紧装置31固定该孔板23，这仅仅是将该孔板23安装在阀 座支承面29下游的一种可能的方案。此种将孔板23间接固定在阀 座16上的方法具有如下优点，即可避免由温度引起的穿孔板23的 变形，该变形例如在用焊接或钎焊的方法固定该孔板23时产生。采 用该垫圈21绝不是唯一的固定孔板23的方法，如何固定该孔板2 3并不是本发明的实质，固定该孔板23可由已知的接合方法，如焊 接、钎焊或粘接来实现。
图2所示为该孔板23的仰视图。该孔板23为一扁平的多层圆 盘，因此该孔板23又被称为多层覆金属喷孔盘。在垫圈21内例如 对中设有该孔板23。通过本发明的孔板23的生产方法，该孔板2 3形成一由多层组成的结构。该孔板23的多层结构在图3中清楚地 示出，图3为图2中沿线III-III看去的孔板23的截面示意 图。简而言之，此处已经提到了几个实质的、及在所述生产方法中也 涉及到的特征，本发明的孔板23的生产方法将在后面更加详细地阐 述。
图2和图3中所示的孔板23通过电镀沉积的方法，制成三层金 属层。由于该孔板23由深度光刻照相技术及电镀技术制造出来，因 此其外形上具有突出的特征：
—层的厚度为常数，沿该盘表面厚度不变，
—通过该深度光刻照相技术的结构化处理，在层内形成垂直的切 口，该切口形成流体流过的空腔；
—通过各金属层的结构化的多层结构，实现了该切口具有所希望 的侧凹和切入深度，
该切口具有与轴向平行的壁，其横截面的形状为任意，例如为矩 形、多角形、倒成圆角的矩形、倒成圆角的多角形、椭圆形、圆形等。
各层相继由电镀沉积而形成，因此随后的层与位于其下的层通过 电镀粘附而连接在一起。
在第一实施例中，该孔板23例如由三个具有相同外直径的圆形 层组成。一上层35具有例如四个矩形的、与喷嘴纵轴线2或孔板2 3的中轴线的距离相同并相互之间呈90°角的进入孔36。该进入 孔36与孔板23的直径相比，设置于靠近喷嘴纵轴线2附近。一下 涂层37具有四个矩形的排出孔38，该排出孔38与进入孔36相 比具有更大的与喷嘴从纵轴线2之间的距离，并因此沿径向与进入孔 36偏移一定距离。该排出孔38具有与进入孔36相比更小的孔宽 度，进入孔36和排出孔38沿两相互垂直的、并与喷嘴纵轴线2相 垂直的轴线39中心分布，即该孔板23的孔沿该二对称轴39对称 分布。一径向通道42沿轴39在上层35和下层37间的中间层4 0内伸展，该径向通道42直接与进入孔36和排出孔38相连。该 近似梯形通道42的尺寸例如为，刚好覆盖进入孔36和排出孔37 的投影区域。本实施例中，所有的四个通道42彼此相互分离。在图 2和图3中用虚线表示了该通道42的另外一种方案，该方案的通道 42的尺寸与本实施例中通道42的尺寸不同，或确切地说大于本实 施例中通道42的尺寸，因此该通道42越过下层37的出气口38 沿径向明显地向外延伸(见图5和图6)。
当孔板23的直径为4mm至5mm时，该孔板23的厚度为 0.5mm，其上层35和下层37例如各为0.1mm，中间层4 0为0.3mm。该孔板23的尺寸数据以及所有在该实施例描述中 所给的数据仅用来更好地理解本发明，而绝对不是限制本发明。另外， 在全部的附图中，该孔板23的每一结构的相对尺寸也不是绝对地按 比例画出的。
由于如前面所述的该排出孔38沿径向相对于进入孔36偏移一 定距离，因此使介质例如燃料产生S形流动。如图4所示，孔板23 的介质流动区域强调为进气口36、槽42和出气口38，图中解释 了原则上的流动关系。图中的箭头清楚地示出该流动为S形，因此本 发明孔板23被称为S形孔板。介质从孔板23的进入孔36流向排 出孔38，从该每一进入孔36流出的流体通过水平通道42沿径向 向外流动。在该通道42的终端例如设有一如图4所示的排出孔3 8。
介质通过径向通道42获得一径向速度分量。在短的轴向排出口 内，流体并没有完全失去其径向速度分量，相反，该流体在排出孔3 8的进入孔36一侧的壁上发生分离，并与喷嘴纵轴线或中轴线2成 一角度排出该孔板23外。该多个例如不对称的、相互之间可调整的、 通过一相应的结构由进入孔36和排出孔38和通道42获得的单射 束的组合，形成一具有不同流量分布的完全新的总合的总射束。
通过在该孔板23内中所具有强流体转折作用的所谓的S形结 构，流体内将形成一强烈的促进雾化的湍流，并由此形成一垂直于流 体的极大的速率梯度，该速度梯度为垂直于流体流动方向上流体的速 度变化的标志，在流体中部的速度明显大于在壁附近的速度。该由于 速度差导致的流体内增加的剪切应力有助于流体在排出孔38附近分 解为细滴。由于流体在排出孔一侧发生分离，且由于不存在轮廓导向 的作用，因此该流体没有受到流体阻尼。在分离侧，流体具有极高的 速度，然而排出孔38侧相邻的流体的速度却降低。因此，促进雾化 的湍流和剪切应力在排出孔内不会消失。
在图5和图6中所示为本实施例孔板23，其中，位于中间涂层 40内的通道42不仅从进入孔36延伸至排出孔38，而且越过该 排出孔38向该孔板23的外侧延伸。该通道42的加长部分被称为 通道接续部分43(腔)。前面所做的陈述原则上是在流体导向的原 理和射束成型与雾化的作用下来实现的。流入排出孔38的液体从通 道接续部分43(腔)旁边流过，并使该通道接续部分43内形成一 涡流。在该涡流和该推动涡流形成的主动流之间的相互作用导致在相 互作用区域产生时间上的不稳定性。该涡流的大小周期性变化，并且 当从旁边流过的流体增加时，该涡流对该流体产生排挤作用(涡流变 小并逆转)。该排出的流体因此在其流动方向上被周期性地偏转并向 由此而激发振荡。在排出的流体中的振荡的频率和幅度取决于该通道 接续部分43的结构，以及其径向的深度c和高度h，该高度h由中 间层40的厚度给出。图5所示的实施例中例如c＝h，而图6中该 通道接续部分43的尺寸为c＝2×h。该图6中所示通道接续部分 43的几何尺寸导致形成一双涡流，该双涡流由流体的脉冲交换推动 并具有相反的涡流方向。
通过该在单独的排出射束中的振荡，使不仅在单射束中而且在总 的喷雾状物中均产生一振荡集中。通过该振荡集中，可以实现各种不 同特殊形状的射束截面(例如矩形、三角形、十字形、圆形)。没有 该振荡集中的存在，该截面形状是不可能实现的；否则，该单射束的 截面形状将具有形成圆形的趋势。该任意的集中或单射束以及作为所 有单射束总和的总的喷雾状物，通过该脉冲交换经常处于相互作用状 态，当流体中的振荡频率高时，该相互作用尤其是可以实现的。通过 该单射束方向的改变，使该喷雾状物可均匀分布于射束横截面上。因 此，该喷雾状物可更好地、均匀地与进气管的空气流相混合，并形成 一降低废气产生量的混合物。
该由于湍流而形成的、垂直于流体流向的横向脉冲，此外还导致 在喷射的喷雾状物中的液滴分布密度具有较大的均匀性。由此降低了 液滴凝聚的概率，也就是说，小液滴凝聚成大液滴的概率。该具优点 的液滴直径的减小结果，即为在该喷雾状雾中实现了液滴的相对均匀 的分布。通过所述S形结构，可在流体中产生一细刻度(高频率)湍 流，该湍流使射束直接排出孔板23并相应地分解成细滴。该由湍流 产生的剪切应力越大，该流体矢量的散射也就越大。该剪切应力的作 用在于，控制在所有液体平面上一“混乱状态”的发生，因此可确保 该射束和喷雾状雾的形成，并能实现如前面所述的不同的截面或集 中。
图7、8、9中所示为具有轻微改变的实施例，与前述实施例的 主要区别在于，其具有三个以上的层，并且不仅仅具有在径向方向上 作为通道42的加长部分的通道接续部分43’。图7所示为一具有 五个层的孔板23，在已知三个层35、37和40旁边还另外设有 两个中间层40’。该两附加的层40’总是位于中间层40与上层 35或下层37之间。为了确保液体从进入孔36流到排出孔38而 通过该孔板23，这两个层40’也具有相应的孔45，该孔45与 在中间层内的通道42形成连接。在该孔45附近，在中间层40’ 中至少设有一通道接续部分43’，该通道接续部分43’例如具有 该中间层40’的高度。在径向方向上，例如在进入孔36与排出孔 38之间，具有一通道接续部分43’。此时，该流体将在该通道接 续部分43’内再形成一涡流。除了在通道4 2的轴向上设有的通道 接续部分43’，在该通道42的径向上也可以设有通道接续部分4 3。
图8所示的方案为带有四个层的孔板23，仅带有一附加的中间 层40’。根据该层40’布置在层40之上或之下，该层40’必 须还另外具有一孔45，此处图8中所示，该孔45直接设于排出孔 38之上。在该层40’内具有附加的通道接续部分43’，该通道 接续部分43’为轴向设置于通道42内的空间，在其中形成涡流。 该位于层40’内的三个通道接续部分43’可以相同间距分布或任 意分布。该孔板23的部分的顶视图如图9所示，图中清楚地显示， 该通道接续部分43’不仅可设在该孔板23的轴向方向，也就是说 沿该孔板的深度方向上设置，而且可以使其完全超过通道42的宽度 而设置在通道42的宽度方向上。因此，通道接续部分43、43’ 在所有的三个方向上，也就是说在长，宽和深度方向上，成形于通道 42内。
所有前面的例子可设置成具有如图10所示的边界层阻挡部分5 0。该孔板23此时设有四个层。在上层35和下层37之间具有两 个中间层40、40’，该直接设置在下层37上的附加中间层40’， 其在通道42范围内、在垂直于流动方向上设有一例如六面体形、尖 棱形的凸出部分，即阻挡部分50。可以设想，也可在中间层40内 设置一阻挡部分50，而该阻挡部分50从上伸入到通道42内。该 阻挡部分50相对于进入孔36沿径向偏移一段距离设置在通道42 内。该通道42位于层35和37之间，不仅在层40内，而且也在 层40’内伸展。
液体的主流掠过该边界层阻挡部分50。在阻挡棱(Stolp erkante)51后面、下游部分，从该阻挡部分50起的流体 开始分离，并且由于该阻挡部分50的下游突然的横截面增大而产生 一压力上升(从动能转换到压力能一扩压器效应)。此种压力上升导 致在该阻挡部分50后部形成强烈的边界层涡流。
在该阻挡部分50的后部形成一具有强横向脉冲的、始终增大的 涡流拖曳，该涡流拖曳一直到达排出孔38。该涡流拖曳作为“湍流 段”(Turbulenzstrang)通过该主流。该涡流拖曳 中的湍流具有极细刻度(高频率)并具有一大的幅值。该频率和幅值 由该阻挡部分50的高度和从旁边掠过的主流的速率引起，即由该阻 挡部分50上部的通道截面引起。
该涡流拖曳可减小流动损耗，因为在该涡流拖曳中发生一垂直于 主流的、朝向壁方向的高湍流度的脉冲交换。因此可以实现，该阻挡 部分50不易在通道42的壁上发生分离，并由此可更好利用通流横 截面。在该壁上的流体分离将导致一压力损耗。该阻挡部分50也用 来形成极细滴的、均匀的喷雾状物，并再实现不同的喷射集中。
在前述的例子中，每一对进入孔36/排出孔38由一单独的通 道42实现连通。与此相对，在图11和12中所示的实施例，在孔 板23中仅有一唯一的共用的通道42’。全部四个进入孔36汇合 入该例如正方形的通道42’，并且全部四个排出孔38也从该通道 42’中引出。当排出孔38为矩形或正方形对，在中间层内的通道 42’的外轮廓为八角形，由于总是有两角相距很近，因此该轮廓近 似为正方形，如图11所示。该通道42’的内部由一中间层40的 正方形的实体岛状部分53限定。该内部的实体岛状部分53的横截 面大小为，位于上层35内的由进入孔36限定的区域。因此该层4 0由两部分组成，即由通道42完全包围的实体岛状部分53及一同 样由通道42’的外部区域54。图12为该穿孔23沿图11中线 XII-XII的截面图。
通过该附加形成的连通区域，形成一新增的、所谓的死水区域， 该主流从该死水区域旁流过。在该死水区域内按照具有通道接续部分 43、43’的腔原理产生一由该主流所激励的振荡。相应地，该振 荡作用于类似于前述具有通道接续部分43、43’(腔)的例子中 的射束成型和雾化。
该排出孔38并不是绝对地沿径向偏移于进入孔36设置，如前 述例子中的情形，而且可以在任意希望的方向上设置。在图13和图 14中，示出了此种偏移设置的两个实施例中，图13和图14分别 为孔板23的底视图和顶视图。图中清楚地显出，该排出孔38在圆 周方向上与该进入孔36偏移设置，例如相对于沿径向偏移的例子旋 转了90°。在图13中，该位于孔板23的中间层40内的通道4 2’具有一八角形的，然而几乎正方形的外轮廓，通道42’的壁的 角总是位于进入孔36和排出孔38附近。该中间层40的实体岛状 部分53将通道42’向内限定出一同样近似为正方形的，但为八角 形的轮廓。该通道42’的外边界壁和内边界壁例如互相旋转45° 设置。因此该外部区域54和实体岛状体部分53不具有相互平行的 壁。
在图14和图15(为沿图14中线XV-XV的截面图)中所 示的孔板23，具有无角的进入孔36和排出孔38。该位于上层3 5中的进入孔36例如具有一椭圆形的截面，而位于下层37中的排 出孔37被制成圆形。该内部的实体岛状部分53例如具有一正方形 截面，而该位于中间层40内的通道42’向外由外部区域54限定 成圆形。在应用不同的制造方法时，为了更好地处理该孔板，在该孔 板23的外边界附近，例如具有两个定位通孔56。
该进入孔36和排出孔38可以任意大小的偏移相互设置。在图 13和图14的实施例中，实际上具有与所有前述实施例相比较小的 偏移。通过该偏移的大小，该射束方向和湍流度可得到调准或调整。
该图13中所示的进入孔36、排出孔38以及通道42、42’ 总是具有正方形或矩形的截面。本发明涉及的方法允许制造出孔板2 3的完全其它截面形状的通流孔(见图14)。可以想象该截面可为 倒成圆角的矩形或正方形、圆形、扇形、椭圆形、椭圆扇形、多边形、 倒成圆角的多边形等。每一结构的壁平行于喷嘴纵轴线2。令人感兴 趣的是，该不同结构的进入孔36和排出孔38，可通过一通道42、 42’直接互相连通。适宜的截面转换例如为，从正方形向矩形转换 及反过来转换，从矩形向圆形转换及反过来转换，从椭圆形向圆形转 换及反过来转换。
下面将按照附图16至21对本发明的尤其适宜的且优选的孔板 23的制造方法进行详细地阐述。在这些图中没有详细显示图1至图 15中带有相应轮廓的孔板23的实施例，而只显示了澄清该制造原 理的布置。虽然在该图16至20中所示的例子的层厚度的相对尺寸 与前述的实施例中所述的孔或通道的尺寸不一致。本发明的制造方法 步骤可适用于所有图示实施例的制造。
由于喷嘴对其结构尺寸和精密度的较高的要求，因此，形成微结 构的方法对于该喷油嘴的制造具有重要的意义。一般来说，为了实现 液体例如燃料的流动，在喷嘴或该孔板内必须设置一液体流经的通 道，该通道已经实现了如前面所述的在流体内湍流的形成。另外，该 排出孔的宽度应小于10微米，以实现液体例如燃料的有效的雾化。 本发明提出一种金属孔板的制造方法，该孔板的制造是以成功地应用 光刻照相技术(紫外-深度光刻照相)和接下来的微电镀技术为基础 的。该方法的特征为，可确保在大面积尺寸范围内实现结构的高精密 性，因此可以实现极大件数的大批量生产。根据本发明的方法步骤， 可在一片晶片上同时制出多个孔板23。
本方法的起点为一平的且稳定的基片60，例如该基片60为金 属(铜)、硅、玻璃或陶瓷。该基片60通常的厚度为50μm与2 mm，该厚度值当然对后面的方法步骤没有影响。在该基片60清洁 后，首先应用一种不导电的材料，如玻璃或硅，在该基片60上至少 镀上一层辅助层61。此外，例如还涉及到一电镀起始层61’(例 如铜)，该电镀起始层61’导电，以实现后面的微电镀。该电镀起 始层61’也可用作消耗层61，以在后来通过腐蚀实现孔板结构的 简单的分离。如果该基片60已经由导电材料例如铜，则可省去该电 镀起始层61’。如果铜被应用作消耗层61/电镀起始层61’，则 必须在该基片60和该电镀起始层61’之间镀一薄铬层(例如80 nm)作为附着层61”。镀该辅助层61、61’、61”(在应用 聚酰亚胺作为光致抗蚀剂时典型为GrCu或CrCuCr)例如通 过溅镀或无电流金属沉积来实现。
在此种该基片60的预处理之后，在该任选的辅助层61、6 1’、61”之上整个平面涂上一层光致抗蚀剂(光刻胶)。由此可提 供三种不同的方案：
1、在例如大于100℃时固体抗蚀剂的层压；
2、液体抗蚀剂的离心涂镀，或
3、液体状态的聚酰亚胺的离心涂镀。
在由所有三种方案形成的光致抗蚀剂63干燥后，其为固定的形 状。该光致抗蚀剂63的厚度与所述金属层的厚度相当，该厚度可由 后来的电镀过程实现，也就是说，该厚度为孔板23的下层37的厚 度。按照孔板23的层的所希望的厚度，该抗蚀剂的典型厚度为10 μm至300μm之间。为实现金属结构，需借助一光刻照相掩膜6 4倒置入光致抗蚀剂63内，以实现该光致抗蚀剂63通过该掩膜直 接借助紫外光65曝光(紫外-深度光刻照相)。另外一种光致抗蚀 剂63的结构为，在该光致抗蚀剂63上沉积一层氧化物(如SiO2)或氮化物，该氧化物或氧化物作为用于光致抗蚀剂63的干 燥蚀刻过程的光刻照相结构化掩膜。此外，还应用一种激光烧蚀技术， 以在掩膜涂完后借助激光除去光致抗蚀剂63的爆炸性的物质。上述 方法步骤包含在图16中。
在光致抗蚀剂63经过紫外曝光后，以及应用完其它提及的方法 (干燥蚀刻、烧蚀)后，即形成了如图17中所示的光致抗蚀剂63 中由掩膜64所确定的结构。该光致抗蚀剂63中的结构呈现一用来 形成后来的孔板23的层37的负性结构。图18显示了一在电镀填 充后在光致抗蚀剂63中形成的抗蚀槽68，该抗蚀槽68至少延伸 至光致抗蚀剂63的上缘。通过电镀的方法，在基片60上的抗蚀槽 68内沉积上金属70。通过电镀，该金属70紧挨沉积于负性结构 66的轮廓中，因此，可真实地复制出前面所给出的真实轮廓。为了 制造多层的孔板结构，金属70镀层的高度应与光致抗蚀剂63的高 度相一致。该光致抗蚀结构63按照所希望的设计，也可高于镀层的 高度，由此可改善电镀层的厚度分布。该沉积材料的选择总是取决于 对涂层特性的要求，尤其是机械稳定性、化学耐蚀性、可焊接性和其 它重要的特性。此外，该材料可采用镍、镍钴、镍铁、铜，也可采用 其他的金属和合金。
为了实现孔板23的结构，必须从有选择性地镀上辅助层61、 61’，62”开始，以实现相应的层数。如图19所示，例如光致 抗蚀剂63’层用于形成后来的孔板23的中间层40。图中划线的 参考标号显示了重复过程，每一金属层相互沉积并相互附着。孔板2 3的各层可应用不同的金属70来制成。
最后，要形成单独的孔板23，为此要除去辅助层61，以将孔 板23从基片60上分离。之后，通过腐蚀将电镀起始层61’除去， 并使残留的光致抗蚀剂63、63’从金属结构上脱离。该脱离可通 过一种KOH处理办法或通过一种氧气等离子方法来实现，以及当光 致抗蚀剂63、63’为聚酰亚铵时，可采用一种溶剂(例如丙酮) 来实现。该光致抗蚀剂63、63’的去除过程类似于一般所熟知的 “脱模”过程。可以想象，当选用适当的电镀起始层61’时，例如 可借助一种磁的办法来实现与基片60的机械式分离。图20示范性 示出了一具有三层的、从基片60上分离下来的孔板23，在通常情 况下进入孔36和排出孔38的高度要比图中所示的高度小。
图21所示为该“S型”孔板23的另一实施例，该孔板23通 过一与上述制造方法不同的技术制造出来。该新技术可被称为“侧向 生长”法，通过该“侧向生长”技术，可以实现两个相互接触的、在 前述实施例中被称作并且描述为层的孔板23的级层在一个步骤中通 过电镀沉积而形成，而不需要为形成一“三层孔板”而所需要的第三 次电镀步骤。因此，该通过“侧向生长”而形成的两级层在该意义下 不再具有相互分离形成的层，而在一次生长的意义下仅表现为一个层 而没有中间边界。
下层37的制造以一种熟知的方式，如图16至图18所清楚描 述的方法来完成。之后，该电镀沉积的金属70以熟知的形式在第二 层光致抗蚀剂结构63’内生长并一直到达光致抗蚀剂63’的上缘 (图19)。接下来该电镀层生长超过光致抗蚀剂63’。该光致抗蚀 剂结构63’在水平方向和垂直方向大约以相同的数量级生长。此种 生长取代了一另外的电镀起始层61’和第三个电镀层，因为后来形 成的孔板23的两个层35、40是在一个电镀步骤中制造出来的。 该生长的高度应这样形成，在上面的生长形成的层35’中的进入孔 36与S型孔板的要求相符，即进入孔36与排出孔38偏移设置。 该种方法的两光致抗蚀剂层63、63’确定了排出孔38和通道4 2的尺寸。此外，进入孔36的尺寸由另外一作为结构化涂层的光致 抗蚀剂层63’确定。因此该光致抗蚀剂结构63、63’具有三个 级层。该第三层光的抗蚀剂63’最后作为该侧向生长的层35’的 “挡止部分”确定了进入孔36的形成。
本方法制成的进入孔36可为圆形、椭圆形或多角形。借助于“侧 向生长”，孔板23的制造时间被明显缩短，并降低了电镀表面的粗 糙度。镀层的数目越多，电镀表面的粗糙度也随之增加。附加的磨光 方法，如电镀抛光方法也因此而不是必需的了。该侧向生长的另外一 优点为，不需要在不导电的光致抗蚀层63’之上再涂一层用于形成 进入孔36的新的电镀起始层61’。
图22至图33为本发明孔板23的另外的实施例示意图，由于 该实施例孔板23基本上具有“S型孔板”的特征，因此只对其进行 简单的解释，并对其令人感兴趣的设计或结构形式进行说明。下面所 有的孔板实施例可由上面所详细阐述的电镀的金属沉积制造方法制 成。
图22和23示出了一孔板23，该孔板23至少部分地通过侧 向生长制成。因此，上层35’具有至少两个功能级层，即一通道4 2’在其内伸展的级层，以及一个与该级层相对的、包含有进入孔3 6的级层。下层37的直径大于上层35’的直径，进入孔36具有 圆形的截面，四个排出孔38为圆弧形的镰刀形。在上层35’的下 级层内的通道42’也同样如进入孔36制成圆形，其直径略大于镰 刀形排出孔38的外直径。通过此种布置，可实现液体的沿径向向外 的所谓的S形流动。由此可形成一沿径向对称分布的、较好雾化的射 束。
图24为一孔板23的顶视图，该孔板23可实现扁射束喷射。 在上层35内的四个进入孔36制成矩形。相对于每一进入孔36精 密设置有一通道42和一排出孔38，排出孔38例如被制成正方形 或矩形，完全覆盖进入孔36和排出孔38的投影的通道42具有一 六角形轮廓，该轮廓相应于进入孔36和排出孔38的尺寸而变化。 该进入孔36和排出孔38的偏移设置确保了在两个方向上形成扁射 束。
同样图24，图25至27所示为另外一些孔板23的顶视图， 该孔板可形成扁射束，图中仅简单示出了孔板23的中心部分。通道 42’与一进入孔36及所有的排出孔38相连通。液体从中间的矩 形进入孔36流入。排出孔38例如同样被制成具有矩形或正方形轮 廓，该矩形排出孔38的纵向伸展方向平行或垂直于进入孔36的纵 向伸展方向。通过此种偏移设置同样可形成扁射束。该进入孔36的 尺寸以及排出孔38的数量和尺寸用按照射束造型的需求而变化。
图28示出了一孔板23，其孔的几何尺寸与大小与图24所示 的孔板23极其相似。该孔板23尤其应用于如下情况，如喷油嘴在 内燃机中具有独特的安装位置，不仅要求从孔板23喷出扁射束，而 且该射束与喷嘴纵轴线/中轴2(图1和3)成一定角度喷射，图2 8中所示的孔板23即可实现这些。由进入孔36、通道42和排出 孔38构成的功能单元可在S形流动方向上形成锥形喷射。本实施例 具有四个这样的功能单元。此种锥形喷射或锥形射束可以合适的方式 组合，以使总射束可非常好地与实际需求相符。通过图28中所示的 孔板23可实现在两个方向上的喷射，该射束的喷射的方向不正好相 反。
图29和图30所示为再一孔板23的中心的情况，该孔板23 同样可形成独特的射束。该孔板23具有3个含有一个进入孔36、 一个通道42和一个排出孔38的功能单元。为实现所希望的射束， 该功能单元非对称或偏心分布于通过两轴线39交点的中轴线2。通 过该表面上不规则的分布，可获得极好的单方向射束。在图29中， 每一扇形的通道42与一圆形的进入孔36及一镰刀形的排出孔38 相连通。与此相对，图30中孔板23的开孔范围设置为角形的，液 体流入例如为正方形的进入孔36，然后从门角形的通道42一直流 到矩形的排出孔38。两进入孔36所设置的通道42在排出孔38 范围内联合，因此流体可通过一V形排出孔38排出孔板23。因此 进入孔36的数目与排出孔38的数目不一致。
图31至图33中所示的孔板23的进入孔36与排出孔38的 数目也不一致。图31所示的实施例中，其孔均为圆形，液体从上层 35的圆形的进入孔36流入并从四个同样为圆形的排出孔38离开 孔板23，该排出孔38在下层37中对称于进入孔36分布。圆形 通道42’完全覆盖所有的排出孔38。
图32示出了具有四个功能单元的孔板23。液体从每个功能单 元的四个、总共十六个镰刀形的进入孔36流入孔板23。每四个进 入孔36精确设置一圆形通道42’，该圆形通道的直径例如完全覆 盖该镰刀形的进入孔36。每个功能单元只设有一个排出孔38，该 排出孔38为圆形并为镰刀形的进入孔36的投影所覆盖。该四个功 能单元对称于中轴线2设置于轴39上。
图33所示的具有完全非对称分布的孔的孔板23。该于中心位 置的进入孔36具有近半圆形的轮廓，而明显较小的排出孔38所具 有的镰刀形在进入孔36的圆形凸出一侧在下层37中伸展。排出孔 38的数量为任意；在所示例子中具有3个排出孔38。圆形的通道 42’的大小完全覆盖所有的孔。
所有上述的孔板23并不仅用于喷油嘴；其也可用于许多方面如 喷墨嘴、医用吸入器、油墨喷射印刷机或升华干燥方法。该孔板23 一般适用于产生一种极细粒的喷雾状物，例如以一大的角度产生一极 细粒的喷雾状物。除了前面被详细阐述的用微电镀来制造孔板23的 方法，还有其它方法如电火花加工(Senkerodieren)， 线切割(Drahterodieren)，激光切割、冲压、金属 蒸发、烧结或塑料注塑方法来制造具有上述轮廓的S形孔板。
图15中示范性示出了几个刀具，该刀具用来说明孔板23的 其他制造方法。定位孔56用来使单个的金属板彼此间在接合时能达 到精确的定位。该孔板23的每层在接合前是分别加工的，通过冲压 冲头73冲压加工或通过工具电极74腐蚀加工而成。除了应用金属 材料作为本发明的孔板外，也可应用陶瓷材料来制造该S形孔板。