光化學金屬蝕刻
利用計算機輔助設計(CAD)
光化學金屬蝕刻的過程始于使用CAD或Adobe Illustrator創(chuàng)建設計。盡管設計是過程的第一步,但并不代表計算機計算的結(jié)束。一旦渲染完成,將確定金屬的厚度以及適合放置在一張板上的零件數(shù)量,這是降低生產(chǎn)成本的必要因素。第二個與板材厚度有關的方面是確定零件公差,這取決于零件的尺寸。
光化學金屬蝕刻的過程始于使用CAD或Adobe Illustrator創(chuàng)建設計。然而,這不是唯一涉及計算機計算的環(huán)節(jié)。完成設計后,會確定金屬的厚度,以及能夠放置在一張板上的零件數(shù)量,以降低生產(chǎn)成本。此外,零件的公差取決于零件的尺寸,這也影響到板材的厚度。
金屬制備
與酸蝕刻一樣,金屬在進行加工之前必須徹底清潔。每一塊金屬都會經(jīng)過用水壓和溫和溶劑進行擦洗、清潔和凈化的過程。該過程可以去除油污、雜質(zhì)和微小顆粒。這是為了在金屬表面涂覆光刻膠膜時提供一個平滑干凈的表面,以確保牢固附著。
使用光刻膠膜對金屬片進行層壓
層壓是將光刻膠膜應用在金屬片上的過程。金屬片在滾筒之間移動,滾筒涂覆并均勻地應用層壓。為了避免金屬片的過度暴露,該過程在一個使用黃光照明的房間中進行,以防止紫外線照射。通過在金屬片邊緣打孔,提供了金屬片的正確對齊。通過將金屬片進行真空密封,可以避免層壓涂層中的氣泡,從而使層壓層平整。
為了準備金屬進行光化學金屬蝕刻,必須徹底清潔以去除油脂、污染物和顆粒。每個金屬件都會經(jīng)過擦洗、清潔和用溫和溶劑和水壓洗凈,以確保表面光滑、干凈,以便能夠應用光刻膠膜。
下一步是層壓,涉及將光刻膠膜應用到金屬片上。金屬片在滾筒之間移動,以均勻涂覆和應用膠膜。該過程在一個黃光照明的房間中進行,以防止紫外線照射。金屬片邊緣打孔提供了正確的對齊,而真空密封則使層壓層變平,并防止氣泡形成。
光化學工藝
在光刻膠處理過程中,通過將CAD或Adobe Illustrator的圖像放置在金屬板上的光刻膠層上。通過將CAD或Adobe Illustrator的圖像夾在金屬板上下兩側(cè),將其壓印在金屬板上。一旦金屬板上應用了圖像,它們會暴露在紫外光下,使圖像永久固定。紫外光透過層壓板的透明區(qū)域,使光刻膠變得堅固和硬化。層壓板的黑色區(qū)域則保持柔軟,不受紫外光的影響。
在光化學金屬蝕刻的光刻膠處理階段,CAD或Adobe Illustrator設計的圖像被轉(zhuǎn)移到金屬板上的光刻膠層上。這是通過將設計夾在金屬板的上下兩側(cè)來完成的。一旦圖像被應用到金屬板上,它會接受紫外光的照射,使圖像永久固定。
在紫外曝光過程中,光刻膠層的透明區(qū)域允許紫外光穿過,使光刻膠硬化并變得堅固。相反,光刻膠層的黑色區(qū)域保持軟性,不受紫外光的影響。這個過程形成了一個圖案,將指導蝕刻過程,其中硬化的區(qū)域?qū)⒈A粝聛恚浶缘膮^(qū)域?qū)⒈晃g刻掉。
在光刻膠處理完成后,金屬片進入開發(fā)機,該機器使用堿性溶液(主要是碳酸鈉或碳酸鉀溶液)洗去軟性光刻膠膜,使待蝕刻的零件暴露出來。這個過程去除了軟性光刻膠,只留下了硬化的光刻膠,即待蝕刻的部分。在下面的圖像中,硬化的區(qū)域為藍色,軟性區(qū)域為灰色。沒有被硬化光刻膠保護的區(qū)域是將在蝕刻過程中被去除的金屬部分。
在光刻膠處理階段之后,金屬片被轉(zhuǎn)移到開發(fā)機上,該機使用一種堿性溶液,通常是碳酸鈉或碳酸鉀。這種溶液將洗去軟性光刻膠膜,暴露出待蝕刻的部分。
因此,軟性光刻膠被去除,而硬化的光刻膠保留下來,對應于需要蝕刻的區(qū)域。在形成的圖案中,硬化區(qū)域顯示為藍色,而軟性區(qū)域顯示為灰色。未被硬化光刻膠保護的區(qū)域代表著在蝕刻過程中將被去除的暴露金屬部分。
蝕刻
與酸蝕刻過程類似,經(jīng)過顯影處理的金屬片被放置在傳送帶上,通過機器將蝕刻劑注入金屬片上。當蝕刻劑與暴露的金屬接觸時,它會溶解金屬,保留受保護的區(qū)域。
在大多數(shù)光化學過程中,常使用三氯化鐵作為蝕刻劑,它從傳送帶的底部和頂部噴灑。選擇三氯化鐵作為蝕刻劑的原因是它使用安全且可回收。對于蝕刻銅及其合金,通常使用氯化銅。
蝕刻過程需要精確的時間控制,不同金屬的蝕刻時間也有所差異,因為某些金屬的蝕刻速度比其他金屬更快或更慢。對于光化學蝕刻的成功,準確的監(jiān)控和控制至關重要。
在光化學蝕刻的蝕刻階段,經(jīng)過顯影處理的金屬片被放置在一個傳送帶上,通過一臺機器使蝕刻劑注入金屬片上。蝕刻劑會溶解暴露的金屬,留下金屬片上受保護的區(qū)域。
在大多數(shù)光化學過程中,常使用三氯化鐵作為蝕刻劑,因為它使用安全且可回收。對于銅及其合金,使用氯化銅作為蝕刻劑。
蝕刻過程必須根據(jù)被蝕刻金屬的類型進行精確的時間控制和控制,因為一些金屬需要比其他金屬更長的蝕刻時間。為確保光化學蝕刻過程的成功,精確的監(jiān)控和控制至關重要。
去除保護膜
在去除剩余膠膜的過程中,會將膠膜去除劑涂在零件上,以去除任何剩余的膠膜。完成去膜后,得到最終的零件,如下圖所示。
在蝕刻過程完成后,通過涂布膠膜去除劑來去除金屬片上的剩余膠膜。這個過程會將金屬表面上的任何剩余膠膜去除掉。
一旦剝離過程完成,最終的金屬零件就會呈現(xiàn)出來,可以在產(chǎn)生的圖像中看到。