光蚀刻工艺基本原理

newmaker    来源：美国American Machinist 杂志

欢迎访问e展厅 展厅 12 其它金属加工设备展厅 喷丸强化设备, 缩管机, 铆接机, 倒角机, 拉丝机, ... 光蚀刻工艺是一种与制造印刷电路板类似的工艺，将零件图像通过紫外线曝光而传输到涂有光刻胶的金属上。然后，未曝光的光刻胶被冲洗掉，留下需要蚀刻的裸金属。在蚀槽法蚀刻中，将准备好的板浸没在蚀刻剂中；在传送带法蚀刻中，在板的上下表面喷上高压蚀刻剂。由金属的合金和厚度确定在蚀刻剂中的曝光长度。在所用的许多蚀刻剂中，最常用的是氯化铁，它适合一系列有色金属和黑色金属，用起来比较简单，并且可以很简单地加以中和。某些贵金属及大量高性能合金需要采用腐蚀性较强的蚀刻剂，诸如氢氟酸等，这种蚀刻剂在使用时需要特别小心。 商用蚀刻设备需要严格遵守环保法规，并接受严格监控。大部分此类设备都具备废物处理能力，可以将融化的金属从蚀刻剂中去除，并中和所有化学物质，且在排放前将工艺水恢复到从技术上而言可以饮用的状态。 在开始光蚀刻工艺时，需要制作图片工具。将客户文件（一般采用2D CAD格式，诸如DXF或DWG等）针对待蚀刻材料的厚度进行补偿，然后在软件中分步和重复，以保证特定板材尺寸的使用实现最大化。某些零件可以部分重叠或“嵌套”，以提高材料利用率。复合文件被发送到一个分辨率很高的数字成像设备上——通常为激光绘图仪——然后在两张光学透明的聚酯薄膜上成像。这种图片工具的顶部和底部通过光学和机械方式对齐并冲孔。图片工具很便宜，一般不到300美元，并且可以在24～48小时内生产出来。 洁净度对于光蚀刻的成功非常关键，所用的材料也必须彻底清洁。可用的清洁工艺有多种，包括弱酸清洗、磨料打磨或酒精擦拭等，最后在去离子水中漂洗。 清理干净的板材叠合起来，两侧抹上薄层由紫外线激活、被称作干膜光刻胶的聚合物。光刻胶对光会发生反应，特别是在紫外线光谱内，因此层压、成像和显影都是在黄色调的安全光下完成的。 涂有光刻胶的金属板材被放置到图片整理器上下部之间，该上下部在打印机销轴上对齐。然后，通过一个橡皮滚子排除掉空气，并抽入真空确保乳化液和光刻胶之间紧密接触。板在高强度紫外灯下曝光，使图像被曝光区域内的光刻胶开始硬化。 成像后的板被放置在一个显影器中，由显影器洗掉未曝光的光刻胶，留下具有零件外形的裸金属。将要被加工成零件的金属通过显影的光刻胶保护起来。 蚀刻机大约40英尺长，可以加工的板材宽度大约为29英寸。在沿蚀刻机长度方向运行的从动轮传送带的顶部和底部，配备一系列摆动喷嘴。在蚀刻机首先的两个腔体中，喷嘴分配经过加热和加压的蚀刻剂。在最后两个腔体中，蚀刻剂通过清洗液一系列连续漂洗而中和。 再生化学品管理通过连续监控蚀刻剂强度和金属盐的馏分而为蚀刻工艺保障了一致性和可预测性。蚀刻剂的比重自动维持在一个很窄的范围，从而保证化学品和工艺水更有效的使用。 蚀刻完成后，剩余光刻胶在另一条自动喷雾线中采用类似于洗碗机用苛性清洗剂的碱液中去除，或者，如果零件非常精密，则可以采用槽液去胶。在上述任何一种情况下，去胶后都需要用去离子水漂洗并用温热的空气吹干。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (7/27/2009)