Fotochemisches Metallätzen
Verwendung von computergestütztem Design (CAD)
Der Prozess der fotochemischen Metallätzung beginnt mit der Erstellung eines Designs mithilfe von CAD oder Adobe Illustrator.Obwohl der Entwurf der erste Schritt im Prozess ist, ist er nicht das Ende der Computerberechnungen.Sobald das Rendering abgeschlossen ist, wird die Dicke des Metalls sowie die Anzahl der Teile bestimmt, die auf ein Blech passen, ein notwendiger Faktor zur Senkung der Produktionskosten.Ein zweiter Aspekt der Blechdicke ist die Bestimmung der Teiletoleranzen, die von den Teileabmessungen abhängen.
Der Prozess des fotochemischen Metallätzens beginnt mit der Erstellung eines Designs mithilfe von CAD oder Adobe Illustrator.Dies ist jedoch nicht die einzige Computerberechnung.Nach Abschluss des Entwurfs wird die Dicke des Metalls sowie die Anzahl der Teile bestimmt, die auf ein Blech passen, um die Produktionskosten zu senken.Darüber hinaus hängen die Teiletoleranzen von den Teileabmessungen ab, die auch die Dicke des Blechs beeinflussen.
Metallvorbereitung
Wie beim Säureätzen muss das Metall vor der Bearbeitung gründlich gereinigt werden.Jedes Metallstück wird mit Wasserdruck und einem milden Lösungsmittel geschrubbt, gereinigt und gereinigt.Der Prozess eliminiert Öl, Verunreinigungen und winzige Partikel.Dies ist notwendig, um eine glatte, saubere Oberfläche zu schaffen, auf der der Fotolackfilm sicher haften kann.
Laminieren von Metallblechen mit lichtbeständigen Filmen
Beim Laminieren handelt es sich um das Aufbringen des Fotolackfilms.Die Bleche werden zwischen Walzen bewegt, die die Laminierung beschichten und gleichmäßig auftragen.Um eine übermäßige Belichtung der Platten zu vermeiden, wird der Vorgang in einem mit gelbem Licht beleuchteten Raum durchgeführt, um eine Einwirkung von UV-Licht zu verhindern.Die richtige Ausrichtung der Blätter wird durch in die Kanten der Blätter gestanzte Löcher gewährleistet.Blasen in der Laminatbeschichtung werden durch Vakuumversiegelung der Folien verhindert, wodurch die Laminatschichten flacher werden.
Um das Metall für die fotochemische Metallätzung vorzubereiten, muss es gründlich gereinigt werden, um Öl, Verunreinigungen und Partikel zu entfernen.Jedes Metallstück wird mit einem milden Lösungsmittel und Wasserdruck geschrubbt, gereinigt und gewaschen, um eine glatte, saubere Oberfläche für die Anwendung des Fotolackfilms zu gewährleisten.
Der nächste Schritt ist die Laminierung, bei der die Fotolackfolie auf die Bleche aufgebracht wird.Die Folien werden zwischen Walzen bewegt, um den Film gleichmäßig zu beschichten und aufzutragen.Der Prozess wird in einem gelb beleuchteten Raum durchgeführt, um UV-Licht zu vermeiden.In die Kanten der Platten gestanzte Löcher sorgen für eine korrekte Ausrichtung, während die Vakuumversiegelung die Laminatschichten glättet und die Bildung von Blasen verhindert.
Fotolackverarbeitung
Bei der Fotolackverarbeitung werden die Bilder aus dem CAD- oder Adobe Illustrator-Rendering auf der Fotolackschicht auf dem Metallblech platziert.Die CAD- oder Adobe Illustrator-Renderings werden auf beide Seiten des Metallblechs gedruckt, indem sie über und unter das Metall gelegt werden.Sobald die Bilder auf die Bleche aufgebracht sind, werden sie UV-Licht ausgesetzt, das die Bilder dauerhaft fixiert.Dort, wo das UV-Licht durch die klaren Bereiche des Laminats scheint, wird der Fotolack fest und härtet aus.Schwarze Bereiche des Laminats bleiben weich und werden vom UV-Licht nicht beeinflusst.
In der Fotolack-Verarbeitungsstufe des fotochemischen Metallätzens werden die Bilder aus dem CAD- oder Adobe Illustrator-Design auf die Fotolackschicht auf dem Metallblech übertragen.Dies geschieht, indem das Design über und unter das Metallblech gelegt wird.Sobald die Bilder auf das Metallblech aufgebracht sind, wird es UV-Licht ausgesetzt, wodurch die Bilder dauerhaft werden.
Während der UV-Belichtung lassen die klaren Bereiche des Laminats das UV-Licht durch, wodurch der Fotolack aushärtet und fest wird.Im Gegensatz dazu bleiben die schwarzen Bereiche des Laminats weich und unempfindlich gegenüber UV-Licht.Dieser Prozess erzeugt ein Muster, das den Ätzprozess leitet, wobei die gehärteten Bereiche verbleiben und die weichen Bereiche weggeätzt werden.
Entwickeln der Blätter
Von der Fotolackverarbeitung gelangen die Blätter zur Entwicklungsmaschine, die eine Alkalilösung, meist Natrium- oder Kaliumcarbonatlösungen, aufträgt, die den weichen Fotolackfilm abwäscht und die zu ätzenden Teile freilegt.Der Prozess entfernt den weichen Resist und hinterlässt den ausgehärteten Resist, den zu ätzenden Teil.Im Bild unten sind die gehärteten Bereiche blau und die weichen Bereiche grau.Bei den Bereichen, die nicht durch das gehärtete Laminat geschützt sind, handelt es sich um freiliegendes Metall, das beim Ätzen entfernt wird.
Nach der Photoresist-Verarbeitungsphase werden die Metallbleche dann zur Entwicklungsmaschine übertragen, wo eine Alkalilösung, typischerweise Natrium- oder Kaliumcarbonat, aufgetragen wird.Diese Lösung wäscht den weichen Fotolackfilm weg und lässt die zu ätzenden Teile frei.
Dadurch wird der weiche Resist entfernt, während der ausgehärtete Resist, der den zu ätzenden Bereichen entspricht, zurückbleibt.Im resultierenden Muster werden die verhärteten Bereiche blau und die weichen Bereiche grau dargestellt.Die Bereiche, die nicht durch den ausgehärteten Lack geschützt sind, stellen das freiliegende Metall dar, das während des Ätzvorgangs entfernt wird.
Radierung
Ähnlich wie beim Säureätzverfahren werden die entwickelten Blätter auf ein Förderband gelegt, das die Blätter durch eine Maschine bewegt, die Ätzmittel auf die Blätter gießt.Wenn sich das Ätzmittel mit dem freiliegenden Metall verbindet, löst es das Metall auf und hinterlässt das geschützte Material.
Bei den meisten photochemischen Prozessen handelt es sich bei dem Ätzmittel um Eisenchlorid, das von unten und oben auf das Förderband gesprüht wird.Eisenchlorid wird als Ätzmittel gewählt, da es sicher in der Anwendung und recycelbar ist.Kupferchlorid wird zum Ätzen von Kupfer und seinen Legierungen verwendet.
Der Ätzvorgang muss sorgfältig geplant und entsprechend dem zu ätzenden Metall gesteuert werden, da das Ätzen einiger Metalle länger dauert als bei anderen.Für den Erfolg des fotochemischen Ätzens sind sorgfältige Überwachung und Kontrolle entscheidend.
In der Ätzphase des fotochemischen Metallätzens werden die entwickelten Metallbleche auf ein Förderband gelegt, das sie durch eine Maschine bewegt, wo Ätzmittel auf die Bleche gegossen wird.Das Ätzmittel löst das freiliegende Metall auf und hinterlässt die geschützten Bereiche des Blechs.
Eisenchlorid wird in den meisten photochemischen Prozessen häufig als Ätzmittel verwendet, da es sicher in der Anwendung ist und recycelt werden kann.Für Kupfer und seine Legierungen wird stattdessen Kupferchlorid verwendet.
Der Ätzvorgang muss entsprechend der Art des zu ätzenden Metalls sorgfältig zeitlich abgestimmt und kontrolliert werden, da einige Metalle längere Ätzzeiten erfordern als andere.Um den Erfolg des photochemischen Ätzprozesses sicherzustellen, sind eine sorgfältige Überwachung und Kontrolle von entscheidender Bedeutung.
Entfernen des verbleibenden Resistfilms
Während des Abziehvorgangs wird ein Resist-Stripper auf die Teile aufgetragen, um alle verbleibenden Resistfilme zu entfernen.Sobald das Abisolieren abgeschlossen ist, bleibt das fertige Teil übrig, das im Bild unten zu sehen ist.
Nach dem Ätzvorgang wird der verbleibende Resistfilm auf dem Metallblech durch Auftragen eines Resist-Strippers entfernt.Bei diesem Vorgang wird der verbleibende Lackfilm von der Oberfläche des Metallblechs entfernt.
Sobald der Entschichtungsvorgang abgeschlossen ist, bleibt das fertige Metallteil übrig, was im resultierenden Bild zu sehen ist.
