金属蚀刻

光化学金属蚀刻

利用计算机辅助设计(CAD)

光化学金属蚀刻的过程始于使用CAD或Adobe Illustrator创建设计。尽管设计是过程的第一步,但并不代表计算机计算的结束。一旦渲染完成,将确定金属的厚度以及适合放置在一张板上的零件数量,这是降低生产成本的必要因素。第二个与板材厚度有关的方面是确定零件公差,这取决于零件的尺寸。

光化学金属蚀刻的过程始于使用CAD或Adobe Illustrator创建设计。然而,这不是唯一涉及计算机计算的环节。完成设计后,会确定金属的厚度,以及能够放置在一张板上的零件数量,以降低生产成本。此外,零件的公差取决于零件的尺寸,这也影响到板材的厚度。

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金属制备

与酸蚀刻一样,金属在进行加工之前必须彻底清洁。每一块金属都会经过用水压和温和溶剂进行擦洗、清洁和净化的过程。该过程可以去除油污、杂质和微小颗粒。这是为了在金属表面涂覆光刻胶膜时提供一个平滑干净的表面,以确保牢固附着。

使用光刻胶膜对金属片进行层压

层压是将光刻胶膜应用在金属片上的过程。金属片在滚筒之间移动,滚筒涂覆并均匀地应用层压。为了避免金属片的过度暴露,该过程在一个使用黄光照明的房间中进行,以防止紫外线照射。通过在金属片边缘打孔,提供了金属片的正确对齐。通过将金属片进行真空密封,可以避免层压涂层中的气泡,从而使层压层平整。

为了准备金属进行光化学金属蚀刻,必须彻底清洁以去除油脂、污染物和颗粒。每个金属件都会经过擦洗、清洁和用温和溶剂和水压洗净,以确保表面光滑、干净,以便能够应用光刻胶膜。

下一步是层压,涉及将光刻胶膜应用到金属片上。金属片在滚筒之间移动,以均匀涂覆和应用胶膜。该过程在一个黄光照明的房间中进行,以防止紫外线照射。金属片边缘打孔提供了正确的对齐,而真空密封则使层压层变平,并防止气泡形成。

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光化学工艺

在光刻胶处理过程中,通过将CAD或Adobe Illustrator的图像放置在金属板上的光刻胶层上。通过将CAD或Adobe Illustrator的图像夹在金属板上下两侧,将其压印在金属板上。一旦金属板上应用了图像,它们会暴露在紫外光下,使图像永久固定。紫外光透过层压板的透明区域,使光刻胶变得坚固和硬化。层压板的黑色区域则保持柔软,不受紫外光的影响。

在光化学金属蚀刻的光刻胶处理阶段,CAD或Adobe Illustrator设计的图像被转移到金属板上的光刻胶层上。这是通过将设计夹在金属板的上下两侧来完成的。一旦图像被应用到金属板上,它会接受紫外光的照射,使图像永久固定。

在紫外曝光过程中,光刻胶层的透明区域允许紫外光穿过,使光刻胶硬化并变得坚固。相反,光刻胶层的黑色区域保持软性,不受紫外光的影响。这个过程形成了一个图案,将指导蚀刻过程,其中硬化的区域将保留下来,而软性的区域将被蚀刻掉。

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在光刻胶处理完成后,金属片进入开发机,该机器使用碱性溶液(主要是碳酸钠或碳酸钾溶液)洗去软性光刻胶膜,使待蚀刻的零件暴露出来。这个过程去除了软性光刻胶,只留下了硬化的光刻胶,即待蚀刻的部分。在下面的图像中,硬化的区域为蓝色,软性区域为灰色。没有被硬化光刻胶保护的区域是将在蚀刻过程中被去除的金属部分。

在光刻胶处理阶段之后,金属片被转移到开发机上,该机使用一种碱性溶液,通常是碳酸钠或碳酸钾。这种溶液将洗去软性光刻胶膜,暴露出待蚀刻的部分。

因此,软性光刻胶被去除,而硬化的光刻胶保留下来,对应于需要蚀刻的区域。在形成的图案中,硬化区域显示为蓝色,而软性区域显示为灰色。未被硬化光刻胶保护的区域代表着在蚀刻过程中将被去除的暴露金属部分。

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蚀刻

与酸蚀刻过程类似,经过显影处理的金属片被放置在传送带上,通过机器将蚀刻剂注入金属片上。当蚀刻剂与暴露的金属接触时,它会溶解金属,保留受保护的区域。

在大多数光化学过程中,常使用三氯化铁作为蚀刻剂,它从传送带的底部和顶部喷洒。选择三氯化铁作为蚀刻剂的原因是它使用安全且可回收。对于蚀刻铜及其合金,通常使用氯化铜。

蚀刻过程需要精确的时间控制,不同金属的蚀刻时间也有所差异,因为某些金属的蚀刻速度比其他金属更快或更慢。对于光化学蚀刻的成功,准确的监控和控制至关重要。

在光化学蚀刻的蚀刻阶段,经过显影处理的金属片被放置在一个传送带上,通过一台机器使蚀刻剂注入金属片上。蚀刻剂会溶解暴露的金属,留下金属片上受保护的区域。

在大多数光化学过程中,常使用三氯化铁作为蚀刻剂,因为它使用安全且可回收。对于铜及其合金,使用氯化铜作为蚀刻剂。

蚀刻过程必须根据被蚀刻金属的类型进行精确的时间控制和控制,因为一些金属需要比其他金属更长的蚀刻时间。为确保光化学蚀刻过程的成功,精确的监控和控制至关重要。

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去除保护膜

在去除剩余胶膜的过程中,会将胶膜去除剂涂在零件上,以去除任何剩余的胶膜。完成去膜后,得到最终的零件,如下图所示。

在蚀刻过程完成后,通过涂布胶膜去除剂来去除金属片上的剩余胶膜。这个过程会将金属表面上的任何剩余胶膜去除掉。

一旦剥离过程完成,最终的金属零件就会呈现出来,可以在产生的图像中看到。

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