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金屬蝕刻原理

文章出處:本站  責任編輯:Editor  人氣:1902  發表時間:2019-9-9 15:05:29  【

 金屬蝕刻就是先在基板上用絲印或網印的方式把基板上需要保護的部位遮住,然后用化學或電化學方式侵蝕掉不需要的部位,最后退去保護膜,得到制品的一種加工方式。
是生產標牌、電路板、金屬工藝品、金屬版畫等過程中的關鍵步驟。最初的技術工業生產應用是在印刷絲路版,因絲路板的絲線細而密,機械加工很難完成。不同的金屬材料,性質各不相同,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、 化學蝕刻法—用強酸或強堿溶液直接對工件未被保護部位進行化學腐蝕,這也是目前使用最多的一種方法,優點是蝕刻深度可深可淺,蝕刻速度很快,缺點是腐蝕液對環境有很大的污染,特別是蝕刻液不易回收。并且在生產過程中對操作工人的身體健康有害。

2、 電化學蝕刻—這是一種把工件做陽極,使用電解質通電,陽極溶解,從而達到蝕刻目的的方法,其優點在于環保方面,對環境污染很小,對操作工人的身體健康無害,缺點是蝕刻深度較小,大面積蝕刻時,電流分布不均勻,深度不易控制。
3、 激光蝕刻法—優點是線性邊沿整齊無側蝕現象,但成本很高,約為化學蝕刻法的一倍。印刷電路板行業印刷錫膏時,所用的不銹鋼絲網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
熱風預烘干
曝光
顯影
補光固化
干燥
蝕刻
脫墨
后制作
對于較小的平面工件,可直接采用絲印的方式完成涂布的工序,但對于大面積,絲印無法進行的產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、潤滑油、乳化液及工作人員分泌的汗漬油脂等。
成份組成:氫氧化鈉、碳酸鈉等堿性物質十二烷基苯磺酸鈉等。
脫脂不完全會影響后面涂布工序中保護膜與工件的接合力,以致在蝕刻過程中保護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對產品需保護部位得到充分的保護。
此工序和制作網板中的涂布工序差不多,只是制作網板是在網砂上涂感光油墨,而金屬蝕刻是直接在工件表面涂布
熱風預烘干(30-40℃,10-15分)
目的只是防止曝光時感光油墨粘住菲霖。要在暗室中進行操作。
曝光
高壓汞燈、碘鎵燈、金屬鹵素燈。
時間:二十秒左右,抽真空;根據工件的精度要求適當調整曝光時間。精度要求越高,曝光時間要適當縮短
顯影
對于水性感光油墨,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。
對于油性感光油墨,可采用有機溶劑進行手工顯影或噴射顯影。
補光固化
增加固化膜對底材的結合力,提高耐蝕刻性能。
采用高壓汞燈照射 或用紫外光照射,照射時間的長短要根據各自油墨的不同特性來決定,時間太長,油墨老化,結合力不好導致不能很好保護工件,時間太短,固化效果不好,結合力也不好,也不能很好保護工件。

干燥 90-110℃/5-10分,增加固化膜對底材的結合力,提高耐腐蝕或耐電鍍性能。
若要永久保留固化膜,可進行140-160℃/30分鐘以上熱烘烤
蝕刻
1.化學蝕刻
蝕刻液一般都是強酸或強堿。盡可能使反應快速完成,一般蝕刻速度為0.04mm/分鐘,蝕刻速度越快,側蝕的程度就越小,所得到的工件精密度就越高。
2.電化學蝕刻
把工件做陽極,在電解液中通電,工件上未被保護部位因作陽極而溶解,從而達到蝕刻的目的。電化學蝕刻的蝕刻速率一般由工件表面的電流密度來控制。
對于蝕刻完成既為成品的產品,直接退去保護油墨。要根據所采用的油墨性質來選用脫墨液:
1.對于水性油墨,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.對于油性油墨,要用有機溶劑進行浸泡約十分鐘,然后進行擦洗去除。

對于蝕刻的成品,進行手工填漆、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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