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金屬蝕刻原理

文章出處:本站  責(zé)任編輯:Editor  人氣:1485  發(fā)表時(shí)間:2019-9-9 15:05:29  【

 金屬蝕刻就是先在基板上用絲印或網(wǎng)印的方式把基板上需要保護(hù)的部位遮住,然后用化學(xué)或電化學(xué)方式侵蝕掉不需要的部位,最后退去保護(hù)膜,得到制品的一種加工方式。
是生產(chǎn)標(biāo)牌、電路板、金屬工藝品、金屬版畫等過(guò)程中的關(guān)鍵步驟。最初的技術(shù)工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用是在印刷絲路版,因絲路板的絲線細(xì)而密,機(jī)械加工很難完成。不同的金屬材料,性質(zhì)各不相同,蝕刻圖型的精度不同,蝕刻深度不同,所采用的蝕刻方法、工藝以及所用蝕刻液的配方大不一樣,所采用的感光抗蝕材料也各不相同。
1、 化學(xué)蝕刻法—用強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液直接對(duì)工件未被保護(hù)部位進(jìn)行化學(xué)腐蝕,這也是目前使用最多的一種方法,優(yōu)點(diǎn)是蝕刻深度可深可淺,蝕刻速度很快,缺點(diǎn)是腐蝕液對(duì)環(huán)境有很大的污染,特別是蝕刻液不易回收。并且在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)操作工人的身體健康有害。

2、 電化學(xué)蝕刻—這是一種把工件做陽(yáng)極,使用電解質(zhì)通電,陽(yáng)極溶解,從而達(dá)到蝕刻目的的方法,其優(yōu)點(diǎn)在于環(huán)保方面,對(duì)環(huán)境污染很小,對(duì)操作工人的身體健康無(wú)害,缺點(diǎn)是蝕刻深度較小,大面積蝕刻時(shí),電流分布不均勻,深度不易控制。
3、 激光蝕刻法—優(yōu)點(diǎn)是線性邊沿整齊無(wú)側(cè)蝕現(xiàn)象,但成本很高,約為化學(xué)蝕刻法的一倍。印刷電路板行業(yè)印刷錫膏時(shí),所用的不銹鋼絲網(wǎng)大多是用激光蝕刻法制作的。
工藝流程
基板的清洗與表面處理
涂布
熱風(fēng)預(yù)烘干
曝光
顯影
補(bǔ)光固化
干燥
蝕刻
脫墨
后制作
對(duì)于較小的平面工件,可直接采用絲印的方式完成涂布的工序,但對(duì)于大面積,絲印無(wú)法進(jìn)行的產(chǎn)品只能采用直接在工件表面涂布顯影。
基板的清洗與表面處理
目的:除去工件表面的防銹油、潤(rùn)滑油、乳化液及工作人員分泌的汗?jié)n油脂等。
成份組成:氫氧化鈉、碳酸鈉等堿性物質(zhì)十二烷基苯磺酸鈉等。
脫脂不完全會(huì)影響后面涂布工序中保護(hù)膜與工件的接合力,以致在蝕刻過(guò)程中保護(hù)膜脫落造成工件的損壞。
涂布感光油墨。
可以采用滿版印刷、刷涂、滾涂或噴涂的方式,對(duì)油墨涂層的均一性要求不是很高,只要能保證涂層能夠在蝕刻時(shí)對(duì)產(chǎn)品需保護(hù)部位得到充分的保護(hù)。
此工序和制作網(wǎng)板中的涂布工序差不多,只是制作網(wǎng)板是在網(wǎng)砂上涂感光油墨,而金屬蝕刻是直接在工件表面涂布
熱風(fēng)預(yù)烘干(30-40℃,10-15分)
目的只是防止曝光時(shí)感光油墨粘住菲霖。要在暗室中進(jìn)行操作。
曝光
高壓汞燈、碘鎵燈、金屬鹵素?zé)?/a>
時(shí)間:二十秒左右,抽真空;根據(jù)工件的精度要求適當(dāng)調(diào)整曝光時(shí)間。精度要求越高,曝光時(shí)間要適當(dāng)縮短
顯影
對(duì)于水性感光油墨,可采用1%碳酸鈉水溶液或直接用清水,溫度25-30℃,手工顯影或噴射顯影。
對(duì)于油性感光油墨,可采用有機(jī)溶劑進(jìn)行手工顯影或噴射顯影。
補(bǔ)光固化
增加固化膜對(duì)底材的結(jié)合力,提高耐蝕刻性能。
采用
高壓汞燈照射 或用紫外光照射,照射時(shí)間的長(zhǎng)短要根據(jù)各自油墨的不同特性來(lái)決定,時(shí)間太長(zhǎng),油墨老化,結(jié)合力不好導(dǎo)致不能很好保護(hù)工件,時(shí)間太短,固化效果不好,結(jié)合力也不好,也不能很好保護(hù)工件。

干燥 90-110℃/5-10分,增加固化膜對(duì)底材的結(jié)合力,提高耐腐蝕或耐電鍍性能。
若要永久保留固化膜,可進(jìn)行140-160℃/30分鐘以上熱烘烤
蝕刻
1.化學(xué)蝕刻
蝕刻液一般都是強(qiáng)酸或強(qiáng)堿。盡可能使反應(yīng)快速完成,一般蝕刻速度為0.04mm/分鐘,蝕刻速度越快,側(cè)蝕的程度就越小,所得到的工件精密度就越高。
2.電化學(xué)蝕刻
把工件做陽(yáng)極,在電解液中通電,工件上未被保護(hù)部位因作陽(yáng)極而溶解,從而達(dá)到蝕刻的目的。電化學(xué)蝕刻的蝕刻速率一般由工件表面的電流密度來(lái)控制。
對(duì)于蝕刻完成既為成品的產(chǎn)品,直接退去保護(hù)油墨。要根據(jù)所采用的油墨性質(zhì)來(lái)選用脫墨液:
1.對(duì)于水性油墨,可采用20%氫氧化鈉水溶液/50~60℃浸泡約十分鐘,然后擦拭,去除油墨。
2.對(duì)于油性油墨,要用有機(jī)溶劑進(jìn)行浸泡約十分鐘,然后進(jìn)行擦洗去除。

對(duì)于蝕刻的成品,進(jìn)行手工填漆、電泳涂裝或者電鍍,從而形成同一平面兩種雙色甚至多種顏色的外觀效果

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