Fotokemisk metalætsning
Bruger computerstøttet design (CAD)
Processen med fotokemisk metalætsning begynder med skabelsen af et design ved hjælp af CAD eller Adobe Illustrator.Selvom designet er det første trin i processen, er det ikke enden på computerberegninger.Når gengivelsen er færdig, bestemmes tykkelsen af metallet såvel som antallet af stykker, der passer på et ark, en nødvendig faktor for at sænke produktionsomkostningerne.Et andet aspekt af tykkelsen af pladen er en bestemmelse af deltolerancer, som afhænger af delens dimensioner.
Processen med fotokemisk metalætsning starter med at skabe et design ved hjælp af CAD eller Adobe Illustrator.Dette er dog ikke den eneste computerberegning, der er involveret.Efter færdiggørelse af designet bestemmes tykkelsen af metallet, samt antallet af stykker, der kan passe på et ark for at reducere produktionsomkostningerne.Ydermere afhænger deltolerancerne af delens dimensioner, som også tager hensyn til pladens tykkelse.
Metalforberedelse
Som ved syreætsning skal metallet rengøres grundigt, inden det behandles.Hvert stykke metal skrubbes, rengøres og renses med vandtryk og et mildt opløsningsmiddel.Processen eliminerer olie, forurenende stoffer og små partikler.Dette er nødvendigt for at give en glat, ren overflade, så påføringen af fotoresistfilmen kan klæbe sikkert.
Laminering af metalplader med fotoresistente film
Laminering er påføringen af fotoresistfilmen.Metalpladerne flyttes mellem ruller, der belægger og påfører lamineringen jævnt.For at undgå unødig eksponering af arkene gennemføres processen i et rum, der er oplyst med gule lys for at forhindre eksponering for UV-lys.Korrekt justering af arkene er tilvejebragt af huller udstanset i kanterne af arkene.Bobler i den laminerede belægning forhindres ved at vakuumforsegle pladerne, hvilket flader laminatlagene ud.
For at forberede metallet til fotokemisk metalætsning skal det rengøres grundigt for at fjerne olie, forurenende stoffer og partikler.Hvert stykke metal skrubbes, rengøres og vaskes med et mildt opløsningsmiddel og vandtryk for at sikre en glat, ren overflade til påføring af fotoresistfilmen.
Det næste trin er laminering, som involverer påføring af fotoresistfilmen på metalpladerne.Arkene flyttes mellem rullerne for at belægge og påføre filmen jævnt.Processen udføres i et gult oplyst rum for at forhindre eksponering for UV-lys.Huller udstanset i kanterne af arkene giver korrekt justering, mens vakuumforsegling udjævner lagene af laminat og forhindrer bobler i at dannes.
Fotoresistbehandling
Under fotoresistbehandling placeres billederne fra CAD- eller Adobe Illustrator-gengivelsen på laget af fotoresist på metalpladen.CAD- eller Adobe Illustrator-gengivelsen er præget på begge sider af metalpladen ved at sætte dem over og under metallet.Når metalpladerne har fået påført billederne, udsættes de for UV-lys, der placerer billederne permanent.Hvor UV-lyset skinner gennem de klare områder af laminatet, bliver fotoresisten fast og hærder.Sorte områder af laminatet forbliver bløde og upåvirket af UV-lyset.
I fotoresistbehandlingsstadiet af fotokemisk metalætsning overføres billederne fra CAD- eller Adobe Illustrator-designet til laget af fotoresist på metalpladen.Dette gøres ved at klemme designet over og under metalpladen.Når først billederne er påført metalpladen, udsættes den for UV-lys, hvilket gør billederne permanente.
Under UV-eksponeringen tillader de klare områder af laminatet UV-lyset at passere igennem, hvilket får fotoresisten til at hærde og blive fast.I modsætning hertil forbliver de sorte områder af laminatet bløde og upåvirkede af UV-lyset.Denne proces skaber et mønster, der vil guide ætseprocessen, hvor de hærdede områder forbliver, og de bløde områder vil blive ætset væk.
Udvikling af arkene
Fra fotoresistbehandling flyttes arkene til fremkaldermaskinen, der påfører en alkaliopløsning, for det meste natrium- eller kaliumcarbonatopløsninger, der vasker den bløde fotoresistfilm væk og efterlader de dele, der skal ætses, blotlagte.Processen fjerner den bløde resist og efterlader den hærdede resist, som er den del, der skal ætses.På billedet nedenfor er de hærdede områder i blåt, og de bløde områder er grå.De områder, der ikke er beskyttet af det hærdede laminat, er blotlagt metal, som vil blive fjernet under ætsningen.
Efter fotoresistbehandlingstrinnet overføres metalpladerne til fremkaldermaskinen, hvor en alkaliopløsning, typisk natrium- eller kaliumcarbonat, påføres.Denne opløsning vasker den bløde fotoresistfilm væk og efterlader de dele, der skal ætses, blottede.
Som følge heraf fjernes den bløde resist, mens den hærdede resist, som svarer til de områder, der skal ætses, efterlades.I det resulterende mønster er de hærdede områder vist i blåt, og de bløde områder er grå.De områder, der ikke er beskyttet af den hærdede resist, repræsenterer det blottede metal, der vil blive fjernet under ætsningsprocessen.
Ætsning
Ligesom syreætningsprocessen placeres de udviklede plader på en transportør, der flytter pladerne gennem en maskine, der hælder ætsemiddel på pladerne.Hvor ætsemidlet forbindes med det blottede metal, opløser det metallet og forlader det beskyttede materiale.
I de fleste fotokemiske processer er ætsemidlet jern(III)chlorid, som sprøjtes fra bunden og toppen af transportøren.Jernklorid er valgt som et ætsemiddel, fordi det er sikkert at bruge og genanvendeligt.Kobberchlorid bruges til at ætse kobber og dets legeringer.
Ætseprocessen skal omhyggeligt times og styres i overensstemmelse med det metal, der ætses, da nogle metaller tager længere tid at ætse end andre.For succes med fotokemisk ætsning er omhyggelig overvågning og kontrol afgørende.
I ætsningsstadiet af fotokemisk metalætsning placeres de fremkaldte metalplader på en transportør, der bevæger dem gennem en maskine, hvor ætsemiddel hældes på pladerne.Ætsemidlet opløser det blottede metal og efterlader de beskyttede områder af pladen.
Jernchlorid er almindeligt anvendt som et ætsemiddel i de fleste fotokemiske processer, fordi det er sikkert at bruge og kan genbruges.Til kobber og dets legeringer bruges i stedet kobber(II)chlorid.
Ætseprocessen skal omhyggeligt times og kontrolleres i henhold til den type metal, der ætses, da nogle metaller kræver længere ætsetider end andre.For at sikre succes med den fotokemiske ætseproces er omhyggelig overvågning og kontrol afgørende.
Fjernelse af den resterende resistfilm
Under stripningsprocessen påføres en resiststripper på stykkerne for at fjerne eventuel resterende resistfilm.Når stripningen er færdig, er den færdige del tilbage, som kan ses på billedet nedenfor.
Efter ætsningsprocessen fjernes den resterende resistfilm på metalpladen ved at påføre en resiststripper.Denne proces fjerner enhver resterende resistfilm fra overfladen af metalpladen.
Når stripningsprocessen er færdig, er den færdige metaldel tilbage, hvilket kan ses på det resulterende billede.
