Die Erfindung betrifft eine Ätzvorrichtung für ein zu bear- beitendes Werkstück mittels einer Ätzflüssigkeit sowie ein Ätzsystem mit der Ätzvorrichtung.

Ätzvorrichtungen dienen zur chemischen Bearbeitung von Werkstücken. Hierbei wird die Ätzflüssigkeit, die auch Bei- ze genannt wird, auf eine zu bearbeitende Oberfläche des Werkstücks aufgebracht. Zwischen der Ätzflüssigkeit und der Werkstückoberfläche findet eine chemische Reaktion statt, wobei die Werkstückoberfläche abgetragen und eine Vertie- fung ausgebildet wird. Auf diese Weise können insbesondere metallische Werkstücke benutzerdefiniert strukturiert oder elektrische Leiterbahnen auf Platinen in der Elektronikfer- tigung ausgebildet werden. Ebenso kann die Werkstückober- fläche mit einem heterogenen Gefüge für eine Werkstoffprü- fung kontrastiert werden. Bei sogenannten Farbätzungen kön- nen unterschiedliche Schichten einer Werkstückoberfläche selektiv eingefärbt werden.

Es ist wünschenswert, die chemische Reaktion zwischen der Ätzflüssigkeit und der zu bearbeitenden Werkstückoberfläche möglichst genau zu untersuchen und prozesstechnisch zu steuern, um eine hohe Ätzqualität zu erreichen.

Die bekannten Ätzvorrichtungen haben den Nachteil, dass das Ätzen des Werkstücks empirisch optimiert werden muss, da keine zuverlässige Überwachung des Ätzvorgangs, insbesonde- re in-situ, also während des Ätzprozesses, gegeben ist. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, unter Vermeidung der Nachteile aus dem Stand der Technik eine Ätzvorrichtung zu entwickeln, die zeit- und kostengünstig einen optimier- ten Ätzvorgang ermöglicht. Entsprechendes gilt für das Ätzsystem.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Ätzvor- richtung für ein zu bearbeitendes Werkstück mittels einer Ätzflüssigkeit mit einem Hohlraum, in den das Werkstück einbringbar ist, wobei der Hohlraum zumindest bereichsweise von mindestens einer Arretierung der Ätzvorrichtung für das Werkstück umgeben ist, wobei die Arretierung und eine der Arretierung zugewandte Stirnseite der Ätzvorrichtung teil- weise einen Zwischenraum zum Einbringen der Ätzflüssigkeit umgeben und wobei die der Arretierung zugewandte Stirnseite der Ätzvorrichtung zumindest bereichsweise transparent aus- gestaltet ist. Daneben wird die Aufgabe der Erfindung ge- löst durch ein Ätzsystem mit einer erfindungsgemäßen Ätz- vorrichtung, wobei die Ätzvorrichtung über mindestens eine Ätzflüssigkeitszulaufleitung mit mindestens einer Ätzflüs- sigkeitsquelle und über mindestens eine Ätzflüssigkeitsab- laufleitung mit mindestens einem Ätzflüssigkeitsreservoir verbunden ist.

Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, dass mit der Arretierung konstruktionsbedingt ein einfach vorzusehender, reproduzierbarer Anschlag für die zu bearbeitende Oberflä- che des Werkstücks gegeben ist. Daneben befindet sich die zu bearbeitende Oberfläche des Werkstücks insbesondere wäh- rend des Ätzprozesses stets in dem gleichen, vordefinierten Abstand zur transparent ausgestalteten Stirnseite der Ätz- vorrichtung, wodurch eine besonders einfache visuelle in situ-inspektion ermöglicht wird, um den Ätzprozess einfach und effektiv zu optimieren.

Im Folgenden werden Richtungsangaben in Anlehnung an ein zylindrisches Koordinatensystem beschrieben; dabei ent- spricht eine axiale Richtung einer vertikalen Richtung, wo- bei eine radiale Richtung und eine Umfangsrichtung jeweils horizontal und damit senkrecht zur axialen Richtung ausge- richtet sind.

Zur Verbesserung der Beständigkeit kann die Ätzvorrichtung ein Gehäuse aus ätzbeständigem Material aufweisen, insbe- sondere in einem zum Hohlraum benachbart angeordneten Be- reich. Bevorzugt weist das Gehäuse eine verschließbare Öff- nung auf, durch die das zu bearbeitende Werkstück in den Hohlraum eingebracht werden kann. Das Werkstück kann an ei- nem Werkstückhalter anbringbar sein, der insbesondere aus einem ätzbeständigen Material hergestellt ist, und dessen Abmessungen vorzugsweise an die Abmessungen der Ätzvorrich- tung angepasst sind. Durch Einbringen des Werkstücks in den Hohlraum gelangt das Werkstück und/oder der Werkstückhalter vorzugsweise zumindest bereichsweise in Kontakt mit der Ar- retierung und verbleibt während des darauffolgenden Ätzpro- zesses in einer Position, die durch die Position und/oder die Geometrie der Arretierung vorgebbar ist.

Vorzugsweise ist die mindestens eine Arretierung derart an- geordnet, dass die zu bearbeitende Werkstückoberfläche pa- rallel zu dem transparenten Bereich der zur Arretierung zu- gewandten Stirnseite ausgerichtet ist, um optische Abbil- dungsfehler zu vermeiden. Vorzugsweise ist die Arretierung an einer seitlichen Innen- wandung des Hohlraums angeordnet. In einer konstruktiv ein- fachen Ausgestaltung der Erfindung kann die Arretierung als mindestens ein Vorsprung zwischen dem Hohlraum und dem Zwi- schenraum ausgestaltet sein. Der Zwischenraum kann im Sinne der Erfindung insbesondere ein Teil des Hohlraums und/oder mit diesem verbunden sein. Die Arretierung kann als ein zum Hohlraum, insbesondere radial nach innen gerichteter Vor- sprung ausgebildet sein, wobei mehrere Vorsprünge über den Umfang der Innenwandung verteilt angeordnet sein können. Bevorzugt ist die Arretierung ring- oder rahmenförmig in Umfangsrichtung ausgebildet. Dadurch können ein im Hohlraum angeordnetes Werkstück und/oder der Werkstückhalter, an dem das Werkstück anbringbar ist, randseitig an der ring- oder rahmenförmigen Arretierung anliegen und werden zuverlässig an dieser gehalten. In einer solchen Anordnung können die Arretierung sowie die Innenwandung des Hohlraums, an der die Arretierung angeordnet sein kann, teilweise den Zwi- schenraum begrenzen. Gleichzeitig kann der Zwischenraum zu einer Seite durch das Werkstück und/oder den Werkstückhal- ter begrenzt werden, die randseitig an der Arretierung an- liegen. Die zu ätzende Werkstückoberfläche kann hierbei zum Zwischenraum weisen. In den Zwischenraum eingebrachte Ätz- flüssigkeit kann auf diese Weise auf die zu bearbeitende Werkstückoberfläche gelangen, wobei das Werkstück eine geo- metrisch vordefinierte, reproduzierbare Position einnimmt und durch den transparenten Bereich der zur Arretierung zu- gewandten Stirnseite der Ätzvorrichtung einsehbar ist.

Der transparente Bereich der zur Arretierung zugewandten Stirnseite kann als in eine Vertiefung der Stirnseite ein- gefügter Glas- und/oder KunstStoffeinsatz, insbesondere als eingefügte Glasscheibe, ausgestaltet sein. Insbesondere kann der Glaseinsatz ein optisches Glas aufweisen, das sich in seiner chemischen Zusammensetzung von gewöhnlichem Fens- terglas unterscheidet und üblicherweise zur Herstellung op- tischer Elemente, wie Linsen, Spiegeln oder Prismen verwen- det wird. Die Verwendung von optischem Glas begünstigt die optische Überwachung des Ätzprozesses mittels der erfin- dungsgemäßen Ätzvorrichtung, insbesondere in Kombination mit einem optischen Sensor, der beispielsweise als Mikro- skop ausgebildet ist. Im Sinne der Erfindung bezeichnet transparent eine für die visuelle Inspektion des Ätzprozes- ses ausreichende Transmissionsfähigkeit für den konkret verwendeten Wellenlängenbereich, der den optisch sichtbaren Wellenlängenberiech umfasst, aber nicht notwendigerweise auf diesen beschränkt ist. Die Glasscheibe kann zur Vertie- fung korrespondierend, kreisförmig ausgestaltet und/oder radial zentriert an der Stirnseite angeordnet sein. Vor- zugsweise weist die Glasscheibe einen Durchmesser zwischen 90 mm und 100 mm und/oder eine Dicke von etwa 1 mm auf.

Vorzugsweise ist im Hohlraum mindestens ein Klemmelement derart vorgesehen, dass das in den Hohlraum einbringbare Werkstück und/oder der Werkstückhalter, an dem das Werk- stück anbringbar ist, mit der Arretierung verklemmbar ist. Das Klemmelement kann hierzu dazu ausgestaltet sein, das in den Hohlraum einbringbare Werkstück und/oder der Werkstück- halter mit einer zur Arretierung gerichteten Kraft zu be- aufschlagen. Dadurch wird sichergestellt, dass auch Werk- stücke mit verschiedenen Geometrien stets in Anlage mit der Arretierung gelangen, so dass sich die zu bearbeitende Werkstückoberfläche in einem vordefinierten Abstand zum transparenten Bereich der Stirnseite der Ätzvorrichtung be- findet. Beispielsweise ist das Klemmelement in Richtung der Arretierung, insbesondere linear beweglich. In einer besonders einfachen konstruktiven Ausgestaltung weist das Klemmelement mindestens ein Federelement auf, wo- bei das Federelement als Schrauben- und/oder als Metallfe- der ausgebildet sein kann. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das Klemmelement einen insbesondere linear verfahrba- ren Schlitten aufweisen, der mit einer Kraft in Richtung der Arretierung beaufschlagt sein kann.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in dem Hohlraum eine Werkstückaufnahme angeordnet, um das zu bearbeitende Werkstück und/oder den in den Hohlraum ein- bringbaren Werkstückhalter, an welchem das Werkstück an- bringbar ist, aufzunehmen, wobei insbesondere die Werk- stückaufnahme das Klemmelement aufweist.

Im Sinne der Erfindung dient die Werkstückaufnahme dazu, das Werkstück und/oder den Werkstückhalter, an dem das Werkstück anbringbar ist, aufzunehmen, um diese innerhalb des Hohlraums in einer definierten Lage positionieren zu können. Die Werkstückaufnahme weist vorzugsweise eine An- schlagskante für das Werkstück auf, die die Auflagefläche des Werkstücks seitlich, also radial begrenzt und die Posi- tion des Werkstücks vorgibt. Bevorzugt kann die Werkstück- aufnahme einen Innenraum mit zumindest einem Klemmelement aufweisen, mit dem das Werkstück für den Ätzprozess positi- onierbar und fixierbar ist. Die Werkstückaufnahme ist vor- zugsweise derart in dem Hohlraum angeordnet, dass das hie- rauf anordbare Werkstück mit seiner zu bearbeitenden Werk- stückoberfläche in Richtung des Zwischenraums weist. Die Werkstückaufnahme kann, insbesondere bei verschlossener Ätzvorrichtung, vollständig im Hohlraum angeordnet sein und/oder, bei geöffneter Ätzvorrichtung, teilweise aus dem Hohlraum ragen. Die Werkstückaufnahme kann insbesondere mittels eines Lagers beweglich in dem Hohlraum angeordnet sein und/oder kann mittels eines FestStellelements in einer definierten Position fixierbar sein. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Werkstückaufnahme zy- linderförmig, insbesondere hohlzylinderförmig ausgestaltet.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Werkstückaufnahme teleskopierbar ausgestaltet, beispiels- weise als insbesondere zwei vorzugsweise ineinander geführ- te Zylinderhülsen, die einen gemeinsamen Innenraum ausbil- den. Über eine stirnseitige Öffnung können das Werkstück und/oder der Werkstückhalter mit dem Werkstück in den In- nenraum der Werkstückaufnahme angeordnet werden. Im Sinne eines platzsparenden Aufbaus kann das Klemmelement, insbe- sondere die Schraubenfeder, im Innenraum der Werkstückauf- nahme angeordnet sein und insbesondere über die Innenwan- dung der Werkstückaufnahme beweglich geführt sein. Dadurch kann die Innenwandung der Werkstückaufnahme eine Verstel- lachse für das Klemmelement und das darauf positionierbare Werkstück und/oder den Werkstückhalter definieren.

Die erste Zylinderhülse der Werkstückaufnahme kann einen geringfügig größeren Innendurchmesser als der Außendurch- messer der zweiten Zylinderhülse der Werkstückaufnahme auf- weisen. Dadurch lassen sich die Zylinderhülsen insbesondere übereinander führen, so dass diese über einen gemeinsamen Kontaktbereich relativ zueinander und entlang einer gemein- samen Längsachse verschiebbar sind. Vorzugsweise ist die Werkstückaufnahme zumindest teilweise aus ätzbeständigem Material, beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE) ge- fertigt. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist ein in den Hohl- raum, insbesondere in den Zwischenraum mündender Zulaufka- nal für die Ätzflüssigkeit zumindest abschnittsweise in Richtung des Hohlraums, insbesondere in Richtung des Zwi- schenraums verbreiternd ausgestaltet, insbesondere stetig verbreiternd. Beispielsweise sind die Seitenwände in dem sich verbreiternden Abschnitt des Zulaufkanals nicht paral- lel zueinander ausgerichtet sondern schließen einen endli- chen, spitzen Winkel zwischen sich ein. Vorzugsweise ist der Zulaufkanal über einen horizontalen, insbesondere radi- alen Abschnitt verbreiternd ausgestaltet. Im Sinne der Er- findung gelangt die Ätzflüssigkeit über den Zulaufkanal in den Zwischenraum und damit zu der zu bearbeitenden Oberflä- che des Werkstücks. Es hat sich gezeigt, dass durch die sich verbreiternde Ausgestaltung des Zulaufkanals die Bil- dung von Luftblasen wesentlich verringert ist gegenüber ei- nem Zulaufkanal mit einer konstanten Breite. Der Ätzvorgang wird durch die dadurch erzielte Homogenisierung der Ätz- flüssigkeit verbessert. Der Zulaufkanal kann insbesondere abschnittsweise zwischen der Arretierung und der zur Arre- tierung zugewandten Stirnseite der Ätzvorrichtung ausgebil- det sein, der Durchmesser des Zulaufkanals kann größer sein als der Durchmesser des Ablaufkanals, insbesondere in einem zum Zwischenraum gerichteten Abschnitt. Vorzugsweise ist der Zulaufkanal, insbesondere dessen horizontaler, höchst vorzugsweise dessen verbreitender Abschnitt als Nut ausge- staltet, die von den Seitenwänden umgeben ist und bei- spielsweise eine Tiefe von 1 mm aufweist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Klemmelement elektrisch leitend mit einem elektrischen Anschluss verbun- den, um das in den Hohlraum einbringbare Werkstück elektrisch kontaktieren. Dadurch wird ein elektrolytischer Ätzvorgang mit der erfindungsgemäßen Ätzvorrichtung mög- lich, der auch als Elektroätzen bekannt ist. Hierbei wird die zu bearbeitende Oberfläche des Werkstücks unter Verwen- dung eines elektrischen Stroms abgetragen. Das Werkstück ist dadurch elektrisch kontaktierbar. Bei dieser Art des Ätzens können im Vergleich zum rein chemischen Ätzen weni- ger korrosive Ätzflüssigkeiten verwendet werden, um das Werkstück zu bearbeiten. Die Ätzflüssigkeit dient dabei als Elektrolyt und das elektrisch mit dem Anschluss verbundene Werkstück als Elektrode, insbesondere als Anode. Es liegt dabei im Rahmen des fachmännischen Könnens, eine zweite, vorzugsweise aus Edelmetall bestehende Elektrode als Katho- de an einer geeigneten Position innerhalb oder außerhalb der Ätzvorrichtung in die Ätzflüssigkeit zu tauchen. Vor- zugsweise ist die Kathode derart im Hohlraum angeordnet, dass die Kathode bei dem Ätzvorgang elektrisch leitend mit der Ätzflüssigkeit verbunden ist. Die Kathode ist vorzugs- weise lösbar mit der Ätzvorrichtung verbunden, so dass die Kathode austauschbar ist. Eine konstruktiv einfache Weiter- bildung der Erfindung kann vorsehen, dass die Kathode zy- linderförmig ausgestaltet ist.

Durch Anlegen einer Spannung zwischen der Anode und der Ka- thode fließt ein Strom, wobei sich Ionen aus der Anode, hier also dem Werkstück, lösen und durch die Ätzflüssigkeit als Elektrolyt zur Kathode gelangen. Die besagten Ionen des Werkstücks scheiden sich ab oder fallen aus der Lösung als Niederschlag auf der Kathode aus. Hierdurch wird die Werk- stückoberfläche an den gewünschten Stellen geätzt.

Vorzugsweise ist die Kathode innerhalb des Hohlraums derart angeordnet, dass sie während des elektrolytischen Ätzvor- gangs keinen mechanischen Kontakt zu dem Werkstück hat, um einen elektrischen Kurzschluss zu vermeiden.

Vorzugsweise kann insbesondere im Hohlraum ein Heizelement angeordnet sein, das dazu ausgestaltet ist, die in den Zwi- schenraum eingebrachte Ätzflüssigkeit auf eine benutzerde- finierte Temperatur zu heizen. Dadurch ist es möglich, das Werkstück auch thermisch zu ätzen. Ein derartiges Ätzver- fahren beruht auf der Erkenntnis, dass durch eine gewünsch- te Temperierung der Ätzflüssigkeit das Ergebnis des Ätzpro- zesses maßgeblich beeinflusst und gesteuert, mithin opti- miert werden kann. Hierfür kann das Heizelement in einfa- cher Weise in dem Hohlraum der Ätzvorrichtung angeordnet und/oder als Heizplatte ausgestaltet sein.

Das Heizelement kann als elektrisches Heizelement ausge- staltet sein, das zugeführte elektrische Energie in Wärme umwandeln kann. In einer konstruktiv einfachen Ausgestal- tung der Erfindung ist das Heizelement im Bereich des Zu- laufkanals angeordnet, so dass die Ätzflüssigkeit beim Durchströmen des Zulaufkanals in Richtung des zu bearbei- tenden Werkstücks auf eine benutzerdefinierte Temperatur geheizt und so in Kontakt mit dem Werkstück gelangen kann. Das Heizelement kann als Heizplatte ausgestaltet sein, die insbesondere in der Werkstückaufnahme angeordnet ist.

Zusätzlich zum Heizelement kann mindestens ein Temperatur- sensor vorgesehen sein, um die Temperatur der Ätzvorrich- tung, insbesondere der Ätzflüssigkeit zu bestimmen und zu überwachen. Bevorzugt weist der Hohlraum und/oder die Werk- stückaufnahme den Temperatursensor auf, vorzugsweise in de- ren Innenraum. Vorzugsweise ist ein Magnetrührer oder ein drehbarer Strömungspropeller vorgesehen, die dazu ausge- staltet sind, eine gleichmäßige Benetzung der Werkstück- oberfläche mit Ätzflüssigkeit zu bewirken. Hierzu können der Magnetrührer und/oder der Strömungspropeller in einer stromauf zum Zwischenraum angeordneten Ätzflüssigkeitslei- tung und/oder im Zulaufkanal angeordnet sein. Dadurch kann ein gleichmäßiger und homogener Materialabtrag an der zu ätzenden Werkstückoberfläche erreicht werden, die im Sinne der Erfindung als Werkstückprobe bezeichnet wird. Mikrosko- pisch betrachtet werden die infolge des Ätzprozesses ent- stehenden Ionen des Werkstücks optimiert abtransportiert, so dass den Ätzprozess störende statische Effekte vermieden und im Ergebnis auch ein reproduzierbares Ätzergebnis er- halten werden können. Das Heizelement kann im Hohlraum der Ätzvorrichtung, beispielsweise als Heizplatte, angeordnet und/oder mit dem Klemmelement verbunden sein.

Vorzugsweise weist eine Auflagefläche der Ätzvorrichtung, die insbesondere als mindestens ein Standfuß ausgebildet ist, einen Drucksensor auf. Im Sinne der Erfindung vermag ein Drucksensor, eine auf die Ätzvorrichtung in Richtung einer Unterlage, auf der die Ätzvorrichtung angeordnet ist, gerichteten Kraft zu bestimmen. Der Drucksensor registriert damit in der Regel die Gewichtskraft der Ätzvorrichtung aber auch eine gegenüber dieser vergrößerten Kraft, falls externe Komponenten beispielsweise auf die Ätzvorrichtung abgelegt werden oder mit dieser in Kontakt gelangen. Insbe- sondere weist jeder Standfuß einen Drucksensor auf. Der Drucksensor kann mit einer Auswerteeinheit verbunden sein, die die vom Drucksensor bestimmte Kraft ausliest und mit einem definierten Grenzwert vergleicht, so dass beispiels- weise bei einem Überschreiten des Grenzwertes ein Warnsig- nal ausgegeben wird, das auf eine drohende Beschädigung der Ätzvorrichtung in Folge der auf diese wirkenden Kraft hin- weist. Das Warnsignal kann optisch und/oder akustisch sein. Auf diese Weise kann insbesondere dann, wenn während der Inspektion des Ätzprozesses ein optischer Sensor in Kontakt mit dem transparenten Bereich der Ätzvorrichtung gelangt, das Warnsignal ausgegeben werden, bevor der optische Sensor den transparenten Bereich der Stirnseite zerstört und dadurch Ätzflüssigkeit aus der Ätzvorrichtung austritt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Ätzvorrichtung zweiteilig ausgestaltet, wobei ein Unterteil der Ätzvorrichtung insbesondere den Hohlraum zumindest teilweise und/oder ein Oberteil der Ätzvorrichtung die Ar- retierung und/oder den Zwischenraum umfassen können. Das Oberteil der Ätzvorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, den Hohlraum zu verschließen, wobei in einem verschlossenen Zustand der Ätzvorrichtung das Oberteil die der Arretierung zugewandte Stirnseite mit dem transparenten Bereich umfas- sen kann. Daneben kann die Arretierung an einer dem Hohl- raum zugewandten Seite des Oberteils, insbesondere zwischen dem Hohlraum und dem Zwischenraum angeordnet sein.

Das Unterteil der Ätzvorrichtung kann in konstruktiv einfa- cher Weise die Auflagefläche, insbesondere den mindestens einen Standfuß, umfassen. Vorzugsweise ist die Ätzvorrich- tung, insbesondere das Oberteil und/oder das Unterteil, zy- linderförmig ausgestalte, wobei alternativ auch quader-, insbesondere würfelförmige Ausgestaltungen vorgesehen sein können.

Das Oberteil kann als Deckelelement für das Unterteil aus- gestaltet sein, mit dem der Hohlraum des Unterteils wahl- weise dicht verschlossen oder wieder freigegeben werden kann. Vorzugsweise weist das Oberteil eine zum Unterteil korrespondierende Außenkontur auf, so dass die Außenseite des Oberteils bündig an der Außenseite des Unterteils an- liegt, wenn das Unterteil mit dem Oberteil verbunden, ins- besondere verschlossen ist. Dies ermöglicht eine einfache Handhabung der erfindungsgemäßen Ätzvorrichtung. Bevorzugt ist eine ätzbeständige Dichtung, die beispielsweise als Dichtungsring ausgestaltet ist, in einem Bereich zwischen dem Oberteil und dem Unterteil vorgesehen. Zum Verschluss des Hohlraums können das Unterteil und das Oberteil an ih- ren jeweiligen Außenseiten angeordnete und zueinander kor- respondierende Verschlusselemente aufweisen, so dass das Unterteil mit dem Oberteil lösbar verbunden, insbesondere kraft- und/oder formschlüssig verbunden werden kann. Bevor- zugt ist hierzu mindestens ein Schnellspanner vorgesehen, um das Oberteil mit dem Unterteil zu verklemmen.

Vorzugsweise befindet sich die Arretierung stets in einem vordefinierten Abstand zu der zur Arretierung zugewandten Stirnseite, wobei hierzu insbesondere das Oberteil die min- destens eine Arretierung aufweisen kann.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen das Oberteil den Zulaufkanal und das Unterteil eine Ätz- flüssigkeitszulaufleitung auf, wobei die Ätzflüssigkeitszu- laufleitung bei geschlossenem Zustand der Ätzvorrichtung mit dem Zulaufkanal verbunden ist. Der Durchmesser der Ätz- flüssigkeitszulaufleitung kann dem Durchmesser des Zulauf- kanals, insbesondere in einem zur Ätzflüssigkeitszulauflei- tung gerichteten Abschnitt, entsprechen. Dadurch ist es möglich, Ätzflüssigkeit über die Ätzflüssigkeitszulauflei- tung und über den Zulaufkanal in den Zwischenraum zu der zu bearbeitenden Oberfläche des Werkstücks zu leiten. Dabei kann die Ätzflüssigkeitszulaufleitung auch dann mit einer Ätzflüssigkeitsquelle verbunden bleiben, wenn das Oberteil in Folge des Austauschs eines Werkstücks vom Unterteil ent- fernt wird. Im Vergleich zu einer Zufuhr der Ätzflüssigkeit ausschließlich über das Oberteil sind die hierfür erforder- lichen, ätzflüssigkeitsführenden Verbindungen nicht von den Bewegungen des Oberteils, etwa beim Öffnen oder Schließen des Hohlraums beeinträchtigt. Die Ätzflüssigkeitszulauflei- tung kann zumindest abschnittsweise als Glasrohr ausgestal- tet oder mit einem solchen Glasrohr verbunden sein.

Vorzugsweise ist mindestens ein optischer Sensor der Ätz- vorrichtung derart angeordnet, dass das in den Hohlraum einbringbare Werkstück zumindest teilweise durch den trans- parenten Bereich von dem optischen Sensor erfassbar ist, um den Ätzprozess visuell inspizieren zu können. Der optische Sensor kann als optisch vergrößerndes System ausgebildet sein und/oder elektromagnetische Strahlung im Infrarot-, Ultraviolett- und/oder sichtbaren Spektrum verwenden, um das Werkstück zu inspizieren. In einer vorteilhaften Wei- terbildung der Erfindung ist der optische Sensor als Mikro- skop, insbesondere als Objektiv eines Mikroskops, ausgebil- det, das insbesondere in Richtung des Werkstücks verfahrbar sein kann. Daneben kann der optische Sensor eine Kamera, insbesondere eine Videokamera aufweisen, um Bildinformatio- nen des Werkstücks zu speichern und zu bearbeiten. Der op- tische Sensor kann in einem insbesondere veränderlichen Ab- stand zu der zur Arretierung weisenden Stirnseite angeord- net sein. Der optische Sensor kann daneben zur Ausgabe ei- nes Warnsignals ausgebildet sein, wenn der optische Sensor einen vordefinierten Abstand zu dem transparenten Bereich der Stirnseite unterschreitet und/der diesen berührt. Die Ätzflüssigkeitsquelle der erfindungsgemäßen Ätzsystems kann in einfacher Weise als ein dichtend verschließbares Behältnis ausgestaltet sein, das eine ätzbeständige Ober- fläche aufweist und zur Lagerung von Ätzflüssigkeiten dient. Vorzugsweise weist das Ätzsystem eine Mehrzahl der- artiger Ätzflüssigkeitsquellen auf, die über ein Leitungs- system, das insbesondere mindestens ein Ventil und mindes- tens eine Zuführleitung aufweisen kann, miteinander verbun- den sein können. Das mindestens eine Ventil ist vorzugswei- se als Zweiwegeventil ausgebildet.

Das erfindungsgemäße Ätzsystem kann mindestens eine Pum- peinrichtung und/oder mindestens eine Ventileinrichtung aufweisen, die mindestens mittelbar mit der Ätzflüssig- keitszulaufleitung und/oder mit der Ätzflüssigkeitsablauf- leitung verbunden ist, um Ätzflüssigkeit mit einer insbe- sondere vordefinierten Fließgeschwindigkeit zum Zwischen- raum zu leiten und/oder von dem Zwischenraum abzuleiten. Mittels der Pumpeinrichtung und/oder der Ventileinrichtung kann der Fluss der Ätzflüssigkeit benutzerdefiniert gesteu- ert werden, beispielsweise um den Ätzvorgang benutzerdefi- niert zu starten und/oder ihn zu beenden.

Die Pumpeinrichtung umfasst mindestens eine Pumpe und ist insbesondere über die Ventileinrichtung mit der mindestens einen Ätzflüssigkeitsquelle sowie mit dem Zulaufkanal und mit der Ätzflüssigkeitszulaufleitung verbunden, um Ätzflüs- sigkeit von der Ätzflüssigkeitsquelle über die Ätzflüssig- keitszulaufleitung und den Zulaufkanal in den Zwischenraum zu fördern. Daneben kann die Pumpeinrichtung mit dem Zu- laufkanal, der Ablaufleitung und dem Ätzflüssigkeitsreser- voir verbunden sein, um die Ätzflüssigkeit nach dem Ätzpro- zess benutzerdefiniert aus dem Zwischenraum zum Ätzflüssig- keitsreservoir zu leiten. Die Pumpeinrichtung ist insbeson- dere elektrisch steuerbar ausgestaltet und kann die Ein- stellung eines volumen- und/oder druckgeregelten Ätzflüs- sigkeitsstroms erlauben.

Die Ventileinrichtung umfasst mindestens ein steuerbares Ventil, insbesondere ein Magnetventil, das als Sperr-, Wege oder Mischventil ausgestaltet sein kann. Das mindestens ei- ne steuerbare Ventil ist vorzugsweise als Zweiwegeventil ausgebildet. Die Ventileinrichtung kann elektrisch ansteu- erbar sein. Durch die Ventileinrichtung kann der Ätzflüs- sigkeitsstrom auf einfache Weise mittels eines elektrischen Signals insbesondere benutzerdefiniert freigegeben oder ge- sperrt werden, um den Ätzprozess der Ätzvorrichtung zu be- ginnen, zu unterbrechen und/oder zu beenden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Ventileinrichtung und/oder die Pumpeinrichtung mit mehreren Ätzflüssigkeitsquellen verbunden, um die Ätzflüssigkeit in einem benutzerdefinierten Mischungsverhältnis in den Zwi- schenraum zu fördern. Hierfür kann mindestens ein Mischven- til vorgesehen sein. Daneben kann eine Spülflüssigkeits- quelle vorgesehen sein, um eine in der Spülflüssigkeits- quelle befindliche Spülflüssigkeit, insbesondere mittels der Pumpeinrichtung und/oder der Ventileinrichtung, benut- zerdefiniert in den Zwischenraum zu leiten, um den Ätzpro- zess zu unterbrechen und die Ätzflüssigkeit kontrolliert aus dem Zwischenraum zu fördern.

Vorzugsweise ist die Pumpeinrichtung und/oder die Venti- leinrichtung mit einer Steuereinheit derart verbunden, dass die Ätzflüssigkeit mit einem benutzerdefinierten Prozesspa- rameter in die Ätzvorrichtung einbringbar ist, wobei der Prozessparameter mindestens ein Parameter der folgenden Gruppe umfasst: Zusammensetzung der Ätzflüssigkeit, Fließ- geschwindigkeit der Ätzflüssigkeit, Dichte der Ätzflüssig- keit, Zeitpunkt des Zulaufs der Ätzflüssigkeit in den Zwi- schenraum, Zeitpunkt des Abflusses der Ätzflüssigkeit aus dem Zwischenraum.

Die Steuereinheit kann dazu ausgestaltet sein, die Pumpein- richtung und/oder die Ventileinrichtung mit einer vorgege- benen Taktfrequenz zu steuern. Vorzugsweise ist die Zusam- mensetzung der zum Zwischenraum geleiteten Ätzflüssigkeit mittels der Steuereinheit benutzerdefiniert steuerbar, ins- besondere mittels der genannten Mischventile. Daneben kann die Steuereinheit mit dem elektrischen Anschluss und/oder mit dem Heizelement verbunden sein, um den elektrischen und/oder den thermischen Ätzprozess zu steuern.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung kann vorse- hen, dass das Heizelement als Teil des Ätzsystems außerhalb der Ätzvorrichtung derart angeordnet ist, dass die Ätzflüs- sigkeit temperiert wird, bevor und/oder während sie in die Ätzflüssigkeitszulaufleitung und/oder in den Zulaufkanal tritt.

Die Ätzvorrichtung und/oder zumindest eine Komponente des Ätzsystems können in einer Auffangwanne angeordnet sein, um die Umgebung vor gegebenenfalls austretender Ätzflüssigkeit im Falle einer Leckage zu schützen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen erläu- tert sind. Dabei zeigen: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungs- gemäßen Ätzvorrichtung in einer Frontansicht, wo- bei ein Unterteil und ein Oberteil der Ätzvor- richtung voneinander gelöst dargestellt sind;

Fig. 2 die Ätzvorrichtung gemäß Fig. 1 mit zusammenge- setztem Unterteil und Oberteil;

Fig. 3 die Ätzvorrichtung gemäß Fig. 1 in einem Schnitt;

Fig. 4 die Ätzvorrichtung gemäß Fig. 2 in einem Schnitt;

Fig. 5 das Oberteil der Ätzvorrichtung gemäß Fig. 1 ei- ner Aufsicht;

Fig. 6 das Oberteil gemäß Fig. 5 in einer Unteransicht;

Fig. 7 das Unterteil der Ätzvorrichtung gemäß Fig. 1 in einer Aufsicht;

Fig. 8 eine Werkstückaufnahme der Ätzvorrichtung gemäß Fig. 1 in a) einer Frontansicht und b) einer Auf- sicht;

Fig. 9 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungs- gemäßen Ätzvorrichtung mit einem optischen Sensor in einer geschnittenen Frontansicht;

Fig. 10 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungs- gemäßen Ätzvorrichtung zum elektrolytischen Ät- zen; Fig. 11 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungs- gemäßen Ätzvorrichtung zum thermischen Ätzen;

Fig. 12 einen Teil eines Ätzsystems in Seitenansicht;

Fig. 13 der Teil des Ätzsystems gemäß Fig. 12 in einem Schnitt;

Fig. 14 der Teil des Ätzsystems gemäß Fig. 12 in Auf- sicht;

Fig. 15 der Teil des Ätzsystems gemäß Fig. 12 in Hinter- ansicht;

Fig. 16 ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsge- mäßen Ätzvorrichtung in einer Seitenansicht;

Fig. 17 die Ätzvorrichtung gemäß Fig. 16 in einem Schnitt und

Fig. 18 das Ätzsystem gemäß Fig. 13 bis 15, das einen Ätzmittelkreislauf aufweist.

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfin- dungsgemäßen Ätzvorrichtung 1, die zur chemischen Bearbei- tung eines Werkstückes 16 mittels einer Ätzflüssigkeit dient. Die Ätzvorrichtung 1 ist zweiteilig und näherungs- weise zylinderförmig ausgebildet und umfasst ein Unterteil 2 und ein Oberteil 3, wobei das Oberteil 3 dazu ausgestal- tet ist, einen in dem Unterteil 2 ausgebildeten Hohlraum 11 (siehe Fig. 3 und 4) zu verschließen. Die Ätzvorrichtung 1 weist einen Schnellspannverschluss 4 auf, der einen Spann- bügel 5 und einen dazu korrespondierenden Vorsprung 6 um- fasst. Der Spannbügel 5 ist an der radialen Mantelfläche 2a des Unterteils 2 angeordnet, während der Vorsprung 6 an der radialen Mantelfläche 3a des Oberteils 3 angeordnet ist.

Das Unterteil 2 weist eine Ätzflüssigkeitszulaufleitung 7 und eine Ätzflüssigkeitsablaufleitung 8 auf. Die Ätzflüs- sigkeitszulaufleitung 7 verläuft radial durch die Mantel- fläche 2a des Unterteils 2 und mündet in ein vertikal aus- gerichtetes Glasrohr 7a, das den Hohlraum 11 durchgreift, einer oberen Stirnseite 2b des Unterteils 2 übersteht und gemäß Fig. 1 zum Oberteil 3 gerichtet ist. Die Ätzmittelab- laufleitung 8 verläuft ebenfalls durch die Mantelfläche 2a des Unterteils 2 und mündet in dessen Hohlraum 11. Auf ei- ner dem Oberteil 3 abgewandten Unterseite 2c des Unterteils 2 sind Standfüße 9 mit Auflageflächen vorgesehen.

Das Oberteil 3 weist auf der dem Unterteil 2 zugewandten Unterseite 3b eine Zentrierung 10 auf, mittels derer das Oberteil 3 radial zentriert auf dem Unterteil 2 positio- niert und unter enger Passung in dieses eingesetzt werden kann. Die Zentrierung 10 weist hierfür einen geringfügig kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des Hohl- raums 11 auf. Die Zentrierung 10 weist in einer in Fig. 1 nicht gezeigten Weise eine radial seitlich angeordnete, chemisch und korrosiv beständige Dichtung auf. Zur besseren Übersichtlichkeit ist die Zentrierung 10 in den nachfolgen- den Fig. nicht mehr gezeigt.

Die in Fig. 1 gezeigte Ätzvorrichtung 1 befindet sich in einem Beschickungszustand, in dem ein Werkstück 16 inner- halb des Unterteils 2 auf einer Schraubenfeder 13 in einer zylinderförmigen, ätzbeständigen Werkstückaufnahme 12 des Unterteils 2 positioniert werden kann. Dieser Zustand ist in Bezug auf Fig. 3 erläutert.

Fig. 2 zeigt die Ätzvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 mit dem Un- terteil 2 und dem Oberteil 3 in einem zusammengesetzten Zu- stand, wobei der Spannbügel 5 und der Vorsprung 6 miteinan- der verspannt sind. Gemäß Fig. 2 befindet sich die Ätzvor- richtung 1 in einem Betriebszustand, welcher in Bezug auf Fig. 4 erläutert ist.

Fig. 3 zeigt die Ätzvorrichtung 1 gemäß Fig. 1, also im Be- schickungszustand, in einem Schnitt. Entsprechend der Dar- stellung in Fig. 1 ist das Oberteil 3 von dem Unterteil 2 gelöst und angehoben dargestellt. Das Unterteil 2 weist den Hohlraum 11 an der oberen Stirnseite 2b auf. In dem Hohl- raum 11 ist wie bereits gesagt die Werkstückaufnahme 12 an- geordnet, die in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel hohl ausgestaltet ist und auf einer zu dem Oberteil 3 ge- wandten Seite eine Öffnung 24 auf ihrer oberen Stirnseite aufweist, um das Werkstück 16 aufzunehmen.

Innerhalb der Werkstückaufnahme 12 ist ein Klemmelement in Gestalt einer metallischen Schraubenfeder 13 angeordnet, auf die das Werkstück 16 positionierbar ist. An einem dem Oberteil 3 abgewandten Ende ist die Schraubenfeder 13 mit der Werkstückaufnahme 12 starr verbunden. Die Werkstückauf- nahme 12 ist in Fig. 8 im Detail gezeigt und wird weiter unten im Einzelnen beschrieben.

Das Oberteil 3 weist an seiner axial oberen Stirnseite 14a einen transparenten Bereich 14 auf, der hier als optisches Glas 14b ausgebildet ist, das als Einsatzteil bündig an der

Stirnseite 14a des Oberteils 3 angeordnet ist und auf dem Oberteil 3 auf einem Bereich aufliegt, der insofern als Auflagefläche dient. An dem Oberteil 3 ist eine hier ring- förmige Arretierung 15 ausgebildet. Bei geöffnetem Hohlraum 11 - die Ätzvorrichtung 1 befindet sich im Beschickungszu- stand - wird ein zu ätzendes Werkstück 16 mit einer zu ät- zenden und zu untersuchenden Werkstückprobe 16a in die Werkstückaufnahme 12 und auf der Schraubenfeder 13 positio- niert. Anschließend wird das Oberteil 3 auf das Unterteil 2 aufgesetzt und mit diesem verspannt, um den Hohlraum 11 zu verschließen. Hierbei gelangt die Arretierung 15 mit einem Randbereich des Werkstücks 16 in mechanischen Kontakt. Die Verschlussbewegung des Oberteils 3 wird mittels der Arre- tierung 15 auf das Werkstück 16 und auf die Schraubenfeder 13 übertragen, wodurch diese mechanisch gespannt wird und als Klemmelement dient. Bei verschlossenem Hohlraum 11 - die Ätzvorrichtung 1 befindet sich im Betriebszustand - ist das Werkstück 16 somit zwischen der Schraubenfeder 13 und der Arretierung 15 eingeklemmt und mit einer axial nach oben, zur Arretierung 15 gerichteten Kraft beaufschlagt. Dies ist in Fig. 4 gezeigt.

Der Arretierung 15 ist als ringförmig umlaufender radialer Vorsprung 15a ausgebildet; bei verschlossenem Hohlraum 11 ist axial zwischen dem transparenten Bereich 14 des Ober- teils 3 und der Oberfläche des Werkstücks 16 ein Zwischen- raum 17 ausgebildet, wobei der Vorsprung 15 zwischen dem Hohlraum 11 und dem Zwischenraum 17 angeordnet sowie die Oberfläche des Werkstückes 16 parallel zu der Stirnseite 14a, insbesondere parallel zur Oberfläche des eingesetzten Glases 14b ausgerichtet ist. Dies ist vorteilhaft, da die Oberfläche des Werkstückes 16, insbesondere die Oberfläche der zu untersuchenden Werkstückprobe 16a, durch den trans- parenten Bereich 14 gleichmäßig gut erkennbar sind und ein Mikroskop als optischer Sensor 26 verwendet werden kann, um das Werkstück 16 während des Ätzprozesses zu überwachen. Durch das Klemmelement 13, das als Schraubenfeder 13 ausge- bildet ist, befindet sich die zu bearbeitende Werkstück- oberfläche stets in einem konstruktiv vordefinierten - axi- alen - Abstand zum Glas 14b. Dies ermöglicht eine zuverläs- sige Inspektion des Werkstücks 16 auch in situ während des Ätzprozesses. Die optische Achse des optischen Sensors 26 entspricht dabei der axialen Richtung.

Die Ätzflüssigkeitszulaufleitung 7 mündet gemäß Fig. 4 im geschlossenen Zustand der Ätzvorrichtung 1, also insbeson- dere bei dem durch das Oberteil 3 verschlossenem Hohlraum 11, über das Glasrohr 7a in einen Zulaufkanal 18 des Ober- teils 3. Der Durchmesser der Ätzflüssigkeitszulaufleitung 7 sowie der Durchmesser des Glasrohrs 7a entsprechen jeweils dem Durchmesser des zu dieser gerichteten Abschnitts des Zulaufkanals 18. Der Zulaufkanal 18 erstreckt sich durch das Oberteil 3 und mündet in den Zwischenraum 17. Dadurch gelangt die Ätzflüssigkeit auf die zu ätzende Oberfläche des Werkstücks 16. Über einen Ablaufkanal 19 kann die Ätz- flüssigkeit zusammen mit den gelösten Bestandteilen des Werkstückes 16 aus dem Zwischenraum 17 in den Hohlraum 11 und über die Ätzflüssigkeitsablaufleitung 8 des Unterteils 2 aus der Ätzvorrichtung 1 geleitet werden.

Fig. 5 zeigt das Oberteil 3 in einer Aufsicht, in der er- kennbar ist, dass das Oberteil 3 eine im Wesentlichen kreisrunde Außenkontur aufweist, an deren radial äußerer Mantelfläche 3a insgesamt drei Vorsprünge 6 über den Umfang gleichverteilt angeordnet sind. Der transparente Bereich 14 weist ebenfalls eine im Wesentlichen kreisrunde Außenkontur auf und ist - als optisches Glas 14b - in bereits erläuter- ter Weise in das Oberteil 3 eingesetzt. Aufgrund der Trans- parenz des optischen Glases 14b, das den transparenten Be- reich 14 ausbildet, ist in der Aufsicht der Fig. 5 der Zu- laufkanal 18 ersichtlich, der axial unterhalb des transpa- renten Bereichs 14 ausgebildet ist. Der Zulaufkanal 18 weist einen Abschnitt auf, welcher im Wesentlichen axial unterhalb des optischen Glases 14b verläuft und durch zwei Wände 20, 21 seitlich begrenzt ist. In diesem Abschnitt ist der Zulaufkanal 18 als 1 mm tiefe Nut ausgestaltet, die von den Wänden 20, 21 umgeben ist. Die Wände 20, 21 weisen ei- nen sich in Richtung des Zwischenraums 17 zunehmenden Ab- stand zueinander auf und schließen dadurch zwischen sich einen spitzen Winkel ein, so dass der Zulaufkanal 18 in Richtung des Zwischenraums 17 verbreiternd ausgestaltet ist. Dadurch werden die Strömungseigenschaften der durch den Zulaufkanal 18 zum Werkstück 16 fließenden Ätzflüssig- keit verbessert und insbesondere die Bildung von Luftblasen in dem Zwischenraum 17 vermeiden. Der Ablaufkanal 19 des Oberteils 3 ist ebenfalls in Fig. 5 ersichtlich und weist in dem in Fig. 5 ersichtlichen Bereich einen konstanten Durchmesser auf, der kleiner als der Durchmesser des Zu- laufkanals 18 ist.

Fig. 6 zeigt das Oberteil 3 der Fig. 5 in einer Unteran- sicht. Der Zulaufkanal 18 ist derart angeordnet, um bei verschlossenem Hohlraum 11 des Unterteils 2 mit dem Glas- rohr 7a und mit der Ätzflüssigkeitszulaufleitung 7 des Un- terteils 2 zu kommunizieren. Der Ablaufkanal 19 mündet in den durch das Oberteil 3 verschlossenen Hohlraum 11 des Un- terteils 2. In Fig. 6 ist lediglich der Teil des optischen Glases 14b zu sehen, der von dem ringförmigen Vorsprung 15a der Arretierung 15 umrandet ist. Die Unterseite des Ober- teils 3 der Fig. 6 weist radial in etwa mittig zwischen der Arretierung 15 und der Mantelfläche 3a eine Ringnut 3c auf, in die ein Dichtungsring 3d eingesetzt ist, um den Hohlraum 11 des Unterteils 2 bei zusammengesetzter Ätzvorrichtung 1 nach außen abzudichten.

Fig. 7 zeigt das Unterteil 2 der Ätzvorrichtung 1, das die zu dem Oberteil 3 korrespondierende, zylinderförmige Man- telfläche 2a aufweist, an der drei Spannbügel 5 über den Umfang gleichverteilt angeordnet sind. Die Spannbügel 5 sind zu den Vorsprüngen 6 des Oberteils 3 korrespondierend ausgebildet. In der Aufsicht der Fig. 7 ist der Hohlraum 11 des Unterteils 2 freigegeben. In bereits erläuterter Weise dient die Ätzflüssigkeitszulaufleitung 7 dazu, Ätzflüssig- keit in den Zulaufkanal 18 des Oberteils 3 zu fördern. Die Ätzflüssigkeitsablaufleitung 8 dient dazu, die aus dem Ab- laufkanal 18 des Oberteils 3 austretende Ätzflüssigkeit aus dem Hohlraum 11 des Unterteils 2 zu führen. Wie anhand von Fig. 7 erkennbar ist, ist der Ätzmittelablaufkanal 8 teil- weise als Nut 8a ausgebildet, die in einen Boden 11a des Hohlraums 11 eingeformt ist und durch die Mantelfläche 2a des Unterteils 2 verläuft. Die Oberseite des Unterteils 2 gemäß Fig. 7 weist eine Ringnut 2d auf, die korrespondie- rend zur Ringnut 3c des Oberteils 3, mithin ebenfalls zur Aufnahme des Dichtungsrings 3d bei verschlossener Ätzvor- richtung 1 ausgestaltet ist.

In einer alternativen Ausgestaltung der Ätzvorrichtung 1 kann der Ablaufkanal 19 des Oberteils 3 unmittelbar in die Ätzmittelablaufleitung 8 des Unterteils 2 münden, wobei die Ätzmittelablaufleitung 8 analog zu der Ätzmittelzulauflei- tung 7 teilweise ein Glas- oder KunstStoffrohr aufweisen kann oder mit einem Glas- oder KunstStoffrohr verbunden sein kann. Fig. 8 zeigt in Ansicht a) eine Frontansicht und in Ansicht b) eine Aufsicht auf die Werkstückaufnahme 12. Die Werk- stückaufnahme 12 weist eine abgestufte Hohlzylinderform mit einem unteren Zylinderteil 22 und einem oberen Zylinderteil 23 auf, wobei das obere Zylinderteil 23 einen geringeren Durchmesser als das untere Zylinderteil 22 aufweist. Beide Zylinderteile 22 und 23 sind als Hülsen ausgestaltet und begrenzen den Innenraum 12a, der in Fig. 3 gezeigt ist und in dem das bereits beschriebene Klemmelement in Gestalt der Schraubenfeder 13 angeordnet werden kann. Das obere Zylin- derteil 23 weist stirnseitig die Öffnung 24 auf, durch die das Werkstück 16 eingeführt und auf die in der Werkstück- aufnahme 12 positionierte Schraubenfeder 13 aufgelegt wer- den kann. Die Zylinderteile 22, 23 sind aus Polytetrafluo- rethylen (PTFE) hergestellt.

Das untere Zylinderteil 22 weist an seiner Mantelfläche 22a eine Öffnung 25 auf, die den Innenraum 12a der Werkstück- aufnahme 12 freigibt. Die aus dem Ablaufkanal 19 in den Hohlraum 11 des Unterteils 2 geleitete Ätzflüssigkeit kann über die Öffnung 25 in den Innenraum 12a der Werkstückauf- nahme 12 gelangen und kann durch die Öffnung 25 aus der Werkstückaufnahme 12 wieder abfließen. Der Innenraum 12a der Werkstückaufnahme 12 ist somit nicht gegenüber dem Hohlraum 11 des Unterteils 2 abgedichtet.

Fig. 9 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfin- dungsgemäßen Ätzvorrichtung 1, die in ihrem Aufbau im We- sentlichen identisch zum ersten Ausführungsbeispiel der Ätzvorrichtung 1 ist und entsprechend identisch aufgebaute Komponenten aufweist (vgl. Fig. 1 bis 8). Für die gleichen technischen Komponenten werden in Fig. 9 die gleichen Be- zugszeichen wie in den Fig. 1 bis 8 verwendet und auf die entsprechenden Ausführungen verwiesen.

Die Ätzvorrichtung 1 gemäß Fig. 9 weist zur visuellen In- spektion eines Ätzvorgangs einen axial oberhalb des Glases 14b angeordneten optischen Sensor 26 auf, der im gezeigten Ausführungsbeispiel als schematisch dargestelltes Mikroskop 26 ausgestaltet ist, wobei Fig. 9 ein axial verfahrbares Objektiv 26a des Mikroskops 26 zeigt, um den Ätzprozess, insbesondere in situ, visuell zu inspizieren. Bei der axia- len Bewegung des Objektivs 26a besteht die Gefahr, dass das Objektiv 26a in Kontakt mit dem Glas 14b gelangt und die- ses, bei fortgesetzter Bewegung, bricht, was insbesondere aufgrund der dann austretenden Ätzflüssigkeit gravierende Schäden verursachen würde. Zur Vermeidung einer Beschädi- gung der Ätzvorrichtung 1 weisen deren Stellfüße 9 jeweils einen Drucksensor 9a auf. Die Drucksensoren 9a sind dazu ausgestaltet, einen gegen den Untergrund gerichtete Kraft zu bestimmen. Diese Kraft entspricht im Normalbetrieb der Gewichtskraft der Ätzvorrichtung 1. Gelangt jedoch das Ob- jektiv 26a in Kontakt mit dem Glas 14b, erhöht sich die von den Drucksensoren 9a bestimmte Kraft. In diesem Fall ist vorgesehen, dass ein Warnsignal ausgegeben wird, um einen Benutzer auf eine bevorstehende Beschädigung der Ätzvor- richtung 1 hinzuweisen.

Fig. 10 zeigt die erfindungsgemäße Ätzvorrichtung 1 in ei- nem dritten Ausführungsbeispiel, das ähnlich zu der Ausge- staltung gemäß Fig. 9 ist und entsprechend teilweise iden- tisch aufgebaute Komponenten aufweist. Daher werden für die gleichen technischen Komponenten in Fig. 10 die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 9 verwendet und auf entsprechende Ausführungen verwiesen. Im Unterschied zur Ausgestaltung der Fig. 9 ist die Schraubenfeder 13 elektrisch leitfähig ausgestaltet und mit elektrisch leitenden Metallplatte 27a des Unterteils 2 kontaktiert. Die Schraubenfeder 13 weist an ihrer zu dem Werkstück 16 weisenden Seite einen elektri- schen Kontakt 27b auf, der in Anlage mit dem Werkstück 16 steht und dazu dient, das Werkstück 16 elektrisch zu kon- taktieren. Die Werkstückaufnahme 12 ist ebenfalls elektrisch leitend ausgestaltet und kann über einen zweiten Anschluss 27c ebenfalls elektrisch kontaktiert werden, so- dass das zu ätzende Werkstück 16 mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt werden kann. Hierdurch eignet sich die Ätzvorrichtung der Fig. 10 zum elektrolytischen Ätzen des Werkstückes 16.

Fig. 11 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der erfin- dungsgemäßen Ätzvorrichtung 1, die in ihrem Aufbau ähnlich zu der Ausgestaltung der Fig. 10 ist und entsprechend teil- weise identisch aufgebaute Komponenten aufweist. Daher wer- den für die gleichen technischen Komponenten in Fig. 11 die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 10 verwendet und auf entsprechende Ausführungen verwiesen. Im Unterschied zu der in Fig. 10 gezeigten Ätzvorrichtung 1 weist die Ätzvorrich- tung 1 der Fig. 11 eine an dem Unterteil 2 und innerhalb der Werkstückaufnahme 12 angeordnete, elektrische Heizplat- te 28 als Heizelement auf sowie einen Temperatursensor 29, der radial das Unterteil 2 auf axialer Höhe der Werkstücks 16 durchgreift und in den Hohlraum 11 ragt. Die Heizplatte 28 wandelt zugeführte elektrische Energie in Wärme um und ist mit dem elektrischen Anschluss 27 des Unterteils 2 elektrisch verbunden. In dem hier gezeigten Ausführungsbei- spiel ist die Heizplatte 28 über das Federelement 13 und das Werkstück 16 thermisch leitend mit der Ätzflüssigkeit in dem Zwischenraum 17 verbunden, um die Ätzflüssigkeit be- nutzerdefiniert zu temperieren und deren Temperatur zu re- geln.

Fig. 12 zeigt einen Teil eines erfindungsgemäßen Ätzsystems 30, das neben der in Fig. 12 nicht gezeigten Ätzvorrichtung 1 und einem in Fig. 12 nicht gezeigten Ätzflüssigkeitsre- servoir 48 vier Ätzflüssigkeitsquellen 31 aufweist, von de- nen in Fig. 12 perspektivisch bedingt nur eine Ätzflüssig- keitsquelle 31 ersichtlich ist. Die Ätzflüssigkeitsquellen 31 sind innerhalb einer Wanne 32 angeordnet, so dass bei einer Leckage aus den Ätzflüssigkeitsquellen 31 austretende Ätzflüssigkeit in der Wanne 32 gesammelt wird und weitere Schäden der Umgebung vermieden werden.

Die Ätzflüssigkeitsquellen 31 sind jeweils über eine Ätz- flüssigkeitsleitung 33 mit einem Gehäuse 34 verbunden, in dem eine Pumpeinrichtung 38 und eine Ventileinrichtung 39 angeordnet sind, wobei die Pumpeinrichtung 38 und die Ven- tileinrichtung 39 in Fig. 12 nicht gezeigt sind. Das Gehäu- se 34 umfasst ferner eine ebenfalls in Fig. 12 nicht sicht- bare Steuereinheit 37, mit der die Pumpeinrichtung 38 und die Ventileinrichtung 39 steuerbar sind, um Ätzflüssigkeit aus der Ätzflüssigkeitsquelle 31 zu der Ätzvorrichtung 1 zu fördern. Das Gehäuse 34 umfasst einen Deckel 35, in dem ei- ne als Bedienpanel ausgestaltete und in Fig. 12 nicht ge- zeigte Eingabeeinheit 36 integriert ist. Die Eingabeeinheit 36 ist signaltechnisch mit der Steuereinheit 37 verbunden und erlaubt es, die in dem Gehäuse 34 angeordneten Kompo- nenten zum Betrieb der Ätzvorrichtung 1 zu steuern.

Fig. 13 zeigt den in Fig. 12 gezeigten Teil des Ätzsystems 30 in einem schematischen Schnitt, gemäß dem die in dem Ge- häuse 34 angeordnete Pumpeinrichtung 38 und die Ventilein- richtung 39 ersichtlich sind. In dem hier gezeigten Ausfüh- rungsbeispiel handelt es sich bei der Ventileinrichtung 39 um ein Wegeventil, mittels dessen Ätzflüssigkeit aus min- destens einer der vier Ätzflüssigkeitsquellen 31 zu der Pumpeinrichtung 38 geleitet wird. Das Bedienpanel 36 ist auf einer dem Gehäuse abgewandten Seite des Deckels 35 an- geordnet und mit der Steuereinheit 37 verbunden, die einen Mikrocontroller aufweist. Über die signaltechnischen Ver- bindungen zwischen der Steuereinheit 37 und der Pumpein- richtung 38 sowie der Ventileinrichtung 39 ist es möglich, diese zu steuern. Die Steuerung kann zeitgesteuert erfol- gen, sodass der Ätzprozess zu benutzerdefinierten Zeitpunk- ten begonnen und beendet werden kann. Die Pumpeinrichtung 38 ist mit der Ätzmittelzulaufleitung 7 der erfindungsgemä- ßen Ätzvorrichtung 1 verbunden, was in Fig. 13 nicht darge- stellt ist.

In einer alternativen Ausführungsform ist die Ventilein- richtung 39 als Mischventil ausgestaltet, mit dem es mög- lich ist, die in den Ätzflüssigkeitsquellen 31 befindlichen Ätzflüssigkeiten in einem definierbaren Verhältnis zur Ätz- vorrichtung 1, insbesondere in deren Zwischenraum 17 zu fördern. Das Mischverhältnis lässt sich über das Bedienpa- nel 36 einstellen. Ebenfalls lässt sich über das Bedienpa- nel 36 ein zeitlicher Ablauf für den Ätzvorgang einstellen. Eine der Ätzflüssigkeitsquellen 31 kann mit einer Spülflüs- sigkeit gefüllt sein, die benutzerdefiniert über die Steu- ereinheit 37 derart ansteuerbar ist, dass der Ätzvorgang insbesondere benutzerdefiniert durch ein Zuleiten der Spülflüssigkeit in den Zwischenraum 17 der Ätzvorrichtung 1 gefördert wird. Auf diesem Weg kann der Ätzvorgang kontrol- liert beendet werden. Fig. 14 zeigt den Teil des Ätzsystems 30 gemäß den Fig. 12 und 13 in Aufsicht, aus der die vier Ätzflüssigkeitsquellen 31 ersichtlich sind, die wie bereits gesagt jeweils über eine Ätzflüssigkeitsleitung 33 mit der Ventileinrichtung 39 innerhalb des Gehäuses 34 des Ätzsystems 30 verbunden sind. Über Zuführleitungen 40 kann Ätzflüssigkeit zu der erfin- dungsgemäßen Ätzvorrichtung 1 gefördert werden. Fig. 15 zeigt den Teil des Ätzsystems 30 der Fig. 12 bis 14 in Hin- teransicht, aus der insbesondere die Anordnung der Ätzflüs- sigkeitsquellen 31 in der Wanne 32 hervorgeht.

Fig. 16 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der erfin- dungsgemäßen Ätzvorrichtung 1 in einer Seitenansicht, wobei die Ätzvorrichtung 1 in einer Auffangwanne 41 und die Auf- fangwanne 41 selbst auf einem Untergrund 42 angeordnet ist. Der Untergrund 42 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Mikroskopiertisch ausgestaltet. Fig. 17 zeigt die Ätzvor- richtung 1 der Fig. 16 in einem schematischen Schnitt, aus dem hervorgeht, dass sich die Ätzvorrichtung über deren be- reits beschriebenen Standfüßen 9 in Kontakt mit der Auf- fangwanne 41 befindet.

Fig. 18 zeigt das Ätzsystem 30, das teilweise bereits in Bezug auf die Fig. 12 bis 15 erläutert wurde, und mit einer erfindungsgemäßen Ätzvorrichtung 1 gemäß den Figuren 1 bis 11, in einem Ätzmittelkreislauf betrieben ist.

Gemäß Fig. 18 ist der in den Fig. 12 bis 15 gezeigte Teil des Ätzsystems 30 über eine der Zuführleitungen 40 mit der Ätzflüssigkeitszulaufleitung 7 verbunden. Mittels einer Fernbedienung 43 oder der Eingabeeinheit 36 lässt sich be- reits erläuterter Weise einstellen, in welchem Volumen- strom, zu welchem Zeitpunkt oder mit welcher Temperatur ei- ne Ätzflüssigkeit durch die Ätzflüssigkeitszulaufleitung 7 in die Ätzvorrichtung 1 gefördert werden soll.

Nach dem Ätzprozess tritt die Ätzflüssigkeit durch die Ätz- mittelablaufleitung 8 wieder aus der Ätzvorrichtung 1 aus und gelangt zu einem ersten Zweiwegeventil 46. Dieses ist elektrisch steuerbar ausgebildet und in hier nicht gezeig- ter Weise signaltechnisch mit der Steuereinheit 37 verbun- den. Mittels eines elektrischen Steuersignals lässt sich die aus der Ätzvorrichtung 1 tretende Ätzflüssigkeit wahl- weise über eine Ablaufleitung 47 in ein Ätzmittelreservoir 48 leiten. Das Ätzmittelreservoir 48 erlaubt es, eine durch den Ätzprozess verunreinigte Menge an Ätzflüssigkeit aus dem Ätzsystem 30 zu führen. Es liegt im Rahmen des in Figur 18 gezeigten Ausführungsbeispiels, dass die verunreinigte Ätzflüssigkeit bedarfsweise und in Abhängigkeit einer Nut- zereingabe über die Fernbedienung 43 aus dem Ätzsystem 30 geführt wird oder jedoch automatisiert und in regelmäßigen zeitlichen Abständen.

Alternativ lässt sich das erste Zweiwegeventil 46 über ein elektrisches Steuersignal derart ansteuern, dass die Ätz- flüssigkeit in eine Rücklaufleitung 49 geleitet wird. Über die Rücklaufleitung 49 gelangt die Ätzflüssigkeit zu einem zweiten Zweiwegeventil 50, welches ebenfalls elektrisch steuerbar ausgestaltet und in hier nicht gezeigter Weise signaltechnisch mit der Steuereinheit 43 verbunden ist.

Über das zweite Zweiwegeventil 50 kann die in der Rücklauf- leitung 49 befindliche Ätzflüssigkeit einer der Ätzmittel- quellen 31 zurückgeführt werden, um anschließend weiterver- wendet werden zu können. Alternativ kann die Ätzflüssigkeit über die Bypassleitung 52 unmittelbar in die Ätzmittelzu- laufleitung 7 geleitet werden, ohne zuvor einer Ätzflüssig- keitsquelle 31 zugeführt werden zu müssen. Hierbei kann die Ätzflüssigkeit über die Leitungen 7, 8 und 49 zirkulieren und bei geeigneter Betätigung des ersten Zweiwegeventils 46 schließlich in das Ätzmittelreservoir 48 geleitet werden.

Wie in Bezug auf Figur 13 bereits erläutert, kann eine der Ätzflüssigkeitsquellen 31 Spülmittel, z.B. in der Gestalt von Alkohol enthalten, welches in oben bereits beschriebe- ner Weise über die Ätzflüssigkeitszulaufleitung 7 in die Ätzvorrichtung 1 geführt werden kann, um den darin ablau- fenden Ätzprozess zu beeinflussen. Anschließend kann das Spülmittel über die Ätzflüssigkeitsablaufleitung 8 in eben- falls bereits beschriebener Weise über das erste Zweiwege- ventil 46, die Rücklaufleitung 49, das zweite Zweiwegeven- til 50 sowie die Bypassleitung 52 zu Spülzwecken in dem Ätzsystem 30 zirkulieren. Nach Abschluss eines derartigen Spülvorganges kann das Spülmittel über Ansteuerung des ers- ten Zweiwegeventils 46 in das Ätzmittelreservoir 48 oder ein anderes, hier nicht gezeigtes, Spülmittelreservoir ab- geführt werden. In entsprechender Weise kann eine Reinigung der Ätzvorrichtung 1 erfolgen, indem bei entsprechender An- steuerung der Steuereinheit 37 Luft aus dieser über die Ätzflüssigkeitszulaufleitung 7 in die Ätzvorrichtung 1 ge- langt und von dort aus über die Ätzflüssigkeitsablauflei- tung 8, das erste Zweiwegeventil 46, die Ablaufleitung 47 und schließlich zum Ätzflüssigkeitsreservoir 48 geleitet wird, von wo aus die Luft in die äußere Umgebung gelangen kann.