Fotokemisk metalletsning
Använder datorstödd design (CAD)
Processen med fotokemisk metalletsning börjar med skapandet av en design med CAD eller Adobe Illustrator.Även om designen är det första steget i processen, är det inte slutet på datorberäkningar.När renderingen är klar bestäms tjockleken på metallen samt antalet bitar som får plats på en plåt, en nödvändig faktor för att sänka produktionskostnaden.En andra aspekt av tjockleken på plåten är en bestämning av deltoleranser, vilka hänger på delens dimensioner.
Processen med fotokemisk metalletsning börjar med att skapa en design med CAD eller Adobe Illustrator.Detta är dock inte den enda datorberäkningen som är inblandad.Efter att ha slutfört designen bestäms tjockleken på metallen, liksom antalet bitar som kan passa på ett ark för att minska produktionskostnaderna.Dessutom beror deltoleranserna på deldimensionerna, som också tar hänsyn till plåtens tjocklek.
Metallberedning
Precis som vid syraetsning måste metallen rengöras noggrant innan den bearbetas.Varje metallbit skrubbas, rengörs och rengörs med vattentryck och ett milt lösningsmedel.Processen eliminerar olja, föroreningar och små partiklar.Detta är nödvändigt för att ge en jämn ren yta för appliceringen av fotoresistfilmen för att säkert fästa.
Laminering av metallplåt med fotoresistenta filmer
Laminering är appliceringen av fotoresistfilmen.Metallplåtarna flyttas mellan valsar som belägger och applicerar lamineringen jämnt.För att undvika otillbörlig exponering av arken genomförs processen i ett rum upplyst med gula lampor för att förhindra exponering för UV-ljus.Korrekt inriktning av arken tillhandahålls av hål som är stansade i arkens kanter.Bubblor i den laminerade beläggningen förhindras genom att vakuumförsegla arken, vilket plattar ut laminatskikten.
För att förbereda metallen för fotokemisk metalletsning måste den rengöras noggrant för att avlägsna olja, föroreningar och partiklar.Varje metallbit skrubbas, rengörs och tvättas med ett milt lösningsmedel och vattentryck för att säkerställa en jämn, ren yta för applicering av fotoresistfilmen.
Nästa steg är laminering, vilket innebär att fotoresistfilmen appliceras på metallplåtarna.Arken flyttas mellan valsarna för att jämnt belägga och applicera filmen.Processen utförs i ett gult upplyst rum för att förhindra exponering för UV-ljus.Hål som är stansade i arkens kanter ger korrekt inriktning, medan vakuumförsegling plattar ut laminatskikten och förhindrar att bubblor bildas.
Fotoresistbearbetning
Under fotoresistbearbetning placeras bilderna från CAD- eller Adobe Illustrator-renderingen på lagret av fotoresist på metallplåten.CAD- eller Adobe Illustrator-renderingen präglas på båda sidor av plåten genom att lägga dem över och under metallen.När metallplåtarna har applicerat bilderna utsätts de för UV-ljus som placerar bilderna permanent.Där UV-ljuset lyser genom de klara områdena av laminatet blir fotoresisten fast och hårdnar.Svarta områden på laminatet förblir mjuka och opåverkade av UV-ljuset.
I fotoresistbearbetningssteget av fotokemisk metalletsning överförs bilderna från CAD- eller Adobe Illustrator-designen till lagret av fotoresist på metallplåten.Detta görs genom att lägga designen över och under plåten.När bilderna väl har applicerats på plåten utsätts den för UV-ljus, vilket gör bilderna permanenta.
Under UV-exponeringen tillåter de klara områdena av laminatet UV-ljuset att passera igenom, vilket gör att fotoresisten hårdnar och blir fast.Däremot förblir de svarta områdena i laminatet mjuka och opåverkade av UV-ljuset.Denna process skapar ett mönster som kommer att styra etsningsprocessen, där de härdade områdena kommer att finnas kvar och de mjuka områdena etsas bort.
Utveckla arken
Från fotoresistbearbetning flyttas arken till framkallningsmaskinen som applicerar en alkalilösning, mestadels natrium- eller kaliumkarbonatlösningar, som tvättar bort den mjuka fotoresistfilmen och lämnar de delar som ska etsas exponerade.Processen tar bort den mjuka resisten och lämnar den härdade resisten, som är den del som ska etsas.På bilden nedan är de härdade områdena i blått och de mjuka områdena är gråa.De områden som inte skyddas av det härdade laminatet är exponerad metall som kommer att tas bort under etsningen.
Efter fotoresistbearbetningssteget överförs metallplåtarna till framkallningsmaskinen där en alkalilösning, typiskt natrium- eller kaliumkarbonat, appliceras.Denna lösning tvättar bort den mjuka fotoresistfilmen och lämnar de delar som behöver etsas exponerade.
Som ett resultat tas den mjuka resisten bort, medan den härdade resisten, som motsvarar de områden som behöver etsas, lämnas kvar.I det resulterande mönstret visas de härdade områdena i blått och de mjuka områdena är gråa.De områden som inte skyddas av den härdade resisten representerar den exponerade metallen som kommer att tas bort under etsningsprocessen.
Etsning
Ungefär som syraetsningsprocessen placeras de framkallade arken på en transportör som flyttar arken genom en maskin som häller etsmedel på arken.Där etsmedlet ansluter till den exponerade metallen löser det upp metallen och lämnar det skyddade materialet.
I de flesta fotokemiska processer är etsmedlet järnklorid, som sprutas från botten och toppen av transportören.Järnklorid väljs som etsmedel eftersom det är säkert att använda och återvinningsbart.Kopparklorid används för att etsa koppar och dess legeringar.
Etsningsprocessen måste vara noggrant tidsbestämd och kontrolleras i enlighet med den metall som etsas eftersom vissa metaller tar längre tid att etsa än andra.För att lyckas med fotokemisk etsning är noggrann övervakning och kontroll avgörande.
I etsningsstadiet av fotokemisk metalletsning placeras de framkallade metallplåtarna på en transportör som för dem genom en maskin där etsmedel hälls på plåtarna.Etsmedlet löser upp den exponerade metallen och lämnar kvar de skyddade områdena på plåten.
Järnklorid används ofta som etsmedel i de flesta fotokemiska processer eftersom det är säkert att använda och kan återvinnas.För koppar och dess legeringar används istället kopparklorid.
Etsningsprocessen måste vara noggrant tidsbestämd och kontrollerad efter vilken typ av metall som etsas, eftersom vissa metaller kräver längre etsningstider än andra.För att säkerställa framgången för den fotokemiska etsningsprocessen är noggrann övervakning och kontroll avgörande.
Skala av den återstående resistfilmen
Under avskalningsprocessen appliceras en resistavdragare på bitarna för att avlägsna eventuell kvarvarande resistfilm.När strippningen är klar är den färdiga delen kvar, vilket kan ses på bilden nedan.
Efter etsningsprocessen avskalas den återstående resistfilmen på metallplåten genom att applicera en resiststrippare.Denna process tar bort eventuell kvarvarande resistfilm från ytan på metallplåten.
När avskalningsprocessen är klar finns den färdiga metalldelen kvar, vilket kan ses på den resulterande bilden.
