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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。尽管设计是该过程的第一步,但它并不是计算机计算的终点。一旦渲染完成,就会确定金属的厚度以及适合放置在一张金属片上的零件数量,这是降低生产成本的必要因素。金属片的厚度的另一个方面是对零件公差的确定,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步骤。在完成设计后,会确定金属的厚度以及适合放置在一张金属片上的零件数量,以降低生产成本。此外,零件的公差取决于零件尺寸,这也与金属片的厚度有关。

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金属准备

与酸蚀刻一样,在进行处理之前,金属必须经过彻底清洁。每一块金属都会经过刷洗、清洁和用水压和温和的溶剂清洗的过程。该过程会去除油污、杂质和微小颗粒。这是为了提供一个平滑干净的表面,以便安全粘附光刻胶膜。

使用光刻胶膜层覆盖金属板

层压是将光刻胶膜层应用在金属板上。金属板通过辊子之间移动,涂覆和均匀地应用层压。为了避免金属板的不必要暴露,该过程在用黄色灯光照明的房间中进行,以防止紫外光照射。金属板边缘上的打孔提供了板材的正确对齐。通过真空封口金属板,可以避免层压涂层中出现气泡,这使得层压层变得平整。

为了准备金属进行光化学金属蚀刻,必须对其进行彻底清洁,以去除油污、杂质和颗粒。每一块金属都会被刷洗、清洁,并使用温和的溶剂和水压进行清洗,以确保为光刻胶膜的应用提供一个平滑、干净的表面。

下一步是层压,它涉及将光刻胶膜应用到金属板上。金属板在辊子之间移动,以均匀地涂覆和应用胶膜。该过程在一个黄光照明的房间中进行,以防止紫外线的暴露。金属板边缘打孔提供适当的对齐,而真空封口则使层压层变平并防止气泡形成。

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光刻胶膜处理

在光刻胶膜处理过程中,来自CAD或Adobe Illustrator渲染的图像被放置在金属板上的光刻胶膜层上。通过将CAD或Adobe Illustrator渲染夹在金属板的上下两侧,将图像印在金属板的两面上。一旦金属板上应用了图像,它们就会被暴露在紫外光下,以永久固定图像。紫外光透过层压层的透明区域照射时,光刻胶膜会变得坚硬并固化。层压层中的黑色区域则不受紫外光的影响,仍然保持柔软。

在光化学金属蚀刻的光刻胶膜处理阶段,CAD或Adobe Illustrator设计的图像被转移到金属板上的光刻胶膜层上。这是通过将设计夹在金属板的上下两侧进行的。一旦图像被应用到金属板上,它会被暴露在紫外光下,使图像变得永久。

在紫外光照射过程中,层压层中的透明区域允许紫外光穿过,导致光刻胶膜变硬并变得坚固。相反,层压层中的黑色区域保持柔软,并不受紫外光的影响。这个过程创建了一个图案,用于引导蚀刻过程,其中硬化的区域将保留下来,而柔软的区域将被蚀刻掉。

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显影金属板

经过光刻胶膜处理后,金属板移至显影机器,该机器使用碱性溶液,主要是碳酸钠或碳酸钾溶液,冲洗金属板,洗去柔软的光刻胶膜,使待蚀刻的部分暴露出来。该过程去除了柔软的胶膜,只留下了硬化的胶膜,也就是待蚀刻的部分。在下面的图像中,硬化的区域为蓝色,柔软的区域为灰色。没有被硬化层保护的区域是暴露的金属,在蚀刻过程中将被去除。

在光刻胶膜处理阶段之后,金属板被转移到显影机器中,这里使用一种碱性溶液,通常是碳酸钠或碳酸钾。这种溶液冲洗金属板,洗去柔软的光刻胶膜,使待蚀刻的部分暴露出来。

因此,柔软的胶膜被去除,而硬化的胶膜,对应需要蚀刻的区域,则保留下来。在所得的图案中,硬化的区域显示为蓝色,柔软的区域显示为灰色。未被硬化胶膜保护的区域代表了在蚀刻过程中将被去除的暴露金属。

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蚀刻

与酸蚀刻过程类似,经过显影处理的金属板被放置在传送带上,通过一个机器,蚀刻剂被倾倒在金属板上。当蚀刻剂接触到暴露的金属时,它会溶解金属,而保护的部分则不受影响。

在大多数光化学过程中,蚀刻剂使用的是氯化铁,它从传送带的底部和顶部喷洒。氯化铁被选择为蚀刻剂,因为它使用安全且可回收。氯化铜用于蚀刻铜及其合金。

蚀刻过程必须仔细控制时间,并根据被蚀刻的金属来进行控制,因为不同金属的蚀刻时间可能不同。对于光化学蚀刻的成功,仔细的监测和控制是至关重要的。

在光化学金属蚀刻的蚀刻阶段,经过显影处理的金属板被放置在传送带上,通过一个机器,蚀刻剂被倾倒在金属板上。蚀刻剂会溶解暴露的金属,留下金属板上受保护的区域。

在大多数光化学过程中,常用的蚀刻剂是氯化铁,因为它使用安全且可回收。对于铜及其合金,通常使用氯化亚铜作为蚀刻剂。

蚀刻过程必须根据被蚀刻金属的类型进行仔细的时间控制和控制,因为某些金属需要比其他金属更长的蚀刻时间。为了确保光化学蚀刻过程的成功,仔细的监测和控制至关重要。

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去除剩余的胶膜

在去除剩余胶膜的过程中,会使用胶膜去除剂来清除残留的胶膜。完成去除后,得到最终的零件,如下图所示。

在蚀刻过程完成后,通过涂抹胶膜去除剂来去除金属板上剩余的胶膜。这个过程会清除金属板表面上任何剩余的胶膜。

一旦去除胶膜的过程完成,最终的金属零件就会留下,可以在生成的图像中看到。

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