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創建設計。盡管設計是該過程的第一步,但它并不是計算機計算的終點。一旦渲染完成,就會確定金屬的厚度以及適合放置在一張金屬片上的零件數量,這是降低生產成本的必要因素。金屬片的厚度的另一個方面是對零件公差的確定,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創建設計。然而,這不是唯一涉及計算機計算的步驟。在完成設計后,會確定金屬的厚度以及適合放置在一張金屬片上的零件數量,以降低生產成本。此外,零件的公差取決于零件尺寸,這也與金屬片的厚度有關。
金屬準備
與酸蝕刻一樣,在進行處理之前,金屬必須經過徹底清潔。每一塊金屬都會經過刷洗、清潔和用水壓和溫和的溶劑清洗的過程。該過程會去除油污、雜質和微小顆粒。這是為了提供一個平滑干凈的表面,以便安全粘附光刻膠膜。
使用光刻膠膜層覆蓋金屬板
層壓是將光刻膠膜層應用在金屬板上。金屬板通過輥子之間移動,涂覆和均勻地應用層壓。為了避免金屬板的不必要暴露,該過程在用黃色燈光照明的房間中進行,以防止紫外光照射。金屬板邊緣上的打孔提供了板材的正確對齊。通過真空封口金屬板,可以避免層壓涂層中出現氣泡,這使得層壓層變得平整。
為了準備金屬進行光化學金屬蝕刻,必須對其進行徹底清潔,以去除油污、雜質和顆粒。每一塊金屬都會被刷洗、清潔,并使用溫和的溶劑和水壓進行清洗,以確保為光刻膠膜的應用提供一個平滑、干凈的表面。
下一步是層壓,它涉及將光刻膠膜應用到金屬板上。金屬板在輥子之間移動,以均勻地涂覆和應用膠膜。該過程在一個黃光照明的房間中進行,以防止紫外線的暴露。金屬板邊緣打孔提供適當的對齊,而真空封口則使層壓層變平并防止氣泡形成。
光刻膠膜處理
在光刻膠膜處理過程中,來自CAD或Adobe Illustrator渲染的圖像被放置在金屬板上的光刻膠膜層上。通過將CAD或Adobe Illustrator渲染夾在金屬板的上下兩側,將圖像印在金屬板的兩面上。一旦金屬板上應用了圖像,它們就會被暴露在紫外光下,以永久固定圖像。紫外光透過層壓層的透明區域照射時,光刻膠膜會變得堅硬并固化。層壓層中的黑色區域則不受紫外光的影響,仍然保持柔軟。
在光化學金屬蝕刻的光刻膠膜處理階段,CAD或Adobe Illustrator設計的圖像被轉移到金屬板上的光刻膠膜層上。這是通過將設計夾在金屬板的上下兩側進行的。一旦圖像被應用到金屬板上,它會被暴露在紫外光下,使圖像變得永久。
在紫外光照射過程中,層壓層中的透明區域允許紫外光穿過,導致光刻膠膜變硬并變得堅固。相反,層壓層中的黑色區域保持柔軟,并不受紫外光的影響。這個過程創建了一個圖案,用于引導蝕刻過程,其中硬化的區域將保留下來,而柔軟的區域將被蝕刻掉。
顯影金屬板
經過光刻膠膜處理后,金屬板移至顯影機器,該機器使用堿性溶液,主要是碳酸鈉或碳酸鉀溶液,沖洗金屬板,洗去柔軟的光刻膠膜,使待蝕刻的部分暴露出來。該過程去除了柔軟的膠膜,只留下了硬化的膠膜,也就是待蝕刻的部分。在下面的圖像中,硬化的區域為藍色,柔軟的區域為灰色。沒有被硬化層保護的區域是暴露的金屬,在蝕刻過程中將被去除。
在光刻膠膜處理階段之后,金屬板被轉移到顯影機器中,這里使用一種堿性溶液,通常是碳酸鈉或碳酸鉀。這種溶液沖洗金屬板,洗去柔軟的光刻膠膜,使待蝕刻的部分暴露出來。
因此,柔軟的膠膜被去除,而硬化的膠膜,對應需要蝕刻的區域,則保留下來。在所得的圖案中,硬化的區域顯示為藍色,柔軟的區域顯示為灰色。未被硬化膠膜保護的區域代表了在蝕刻過程中將被去除的暴露金屬。
蝕刻
與酸蝕刻過程類似,經過顯影處理的金屬板被放置在傳送帶上,通過一個機器,蝕刻劑被傾倒在金屬板上。當蝕刻劑接觸到暴露的金屬時,它會溶解金屬,而保護的部分則不受影響。
在大多數光化學過程中,蝕刻劑使用的是氯化鐵,它從傳送帶的底部和頂部噴灑。氯化鐵被選擇為蝕刻劑,因為它使用安全且可回收。氯化銅用于蝕刻銅及其合金。
蝕刻過程必須仔細控制時間,并根據被蝕刻的金屬來進行控制,因為不同金屬的蝕刻時間可能不同。對于光化學蝕刻的成功,仔細的監測和控制是至關重要的。
在光化學金屬蝕刻的蝕刻階段,經過顯影處理的金屬板被放置在傳送帶上,通過一個機器,蝕刻劑被傾倒在金屬板上。蝕刻劑會溶解暴露的金屬,留下金屬板上受保護的區域。
在大多數光化學過程中,常用的蝕刻劑是氯化鐵,因為它使用安全且可回收。對于銅及其合金,通常使用氯化亞銅作為蝕刻劑。
蝕刻過程必須根據被蝕刻金屬的類型進行仔細的時間控制和控制,因為某些金屬需要比其他金屬更長的蝕刻時間。為了確保光化學蝕刻過程的成功,仔細的監測和控制至關重要。
去除剩余的膠膜
在去除剩余膠膜的過程中,會使用膠膜去除劑來清除殘留的膠膜。完成去除后,得到最終的零件,如下圖所示。
在蝕刻過程完成后,通過涂抹膠膜去除劑來去除金屬板上剩余的膠膜。這個過程會清除金屬板表面上任何剩余的膠膜。
一旦去除膠膜的過程完成,最終的金屬零件就會留下,可以在生成的圖像中看到。
