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      不銹鋼蝕刻工藝的發展及現狀

      文章出處:本站  責任編輯:Editor  人氣:1802  發表時間:2021-3-5 13:29:18  【

       很多的合作伙伴來我司考察過后第一件事情就是對整個不銹鋼蝕刻工藝的流程很是好奇。在這里,達達也整理了一下詳細的資料,來為大家闡述一下整個蝕刻工藝的發展,以及現狀是如何的。

      蝕刻在世界上是有著悠久的歷史的,最初古人通過偶然的發現檸檬和醋酸當中的有機酸會對金屬造成銹蝕。但是僅僅通過這些有機酸是無法對金屬進行蝕刻加工。人類歷史上真正對蝕刻有文字記載是從15世紀發現了無機酸之后,當時主要應用與兵器盔甲和藝術品的蝕刻加工。

      通過15世紀英國的一份工匠的筆記上我們可以了解到,當時的蝕刻工藝使用的是用鹽、活性炭和醋所混合配置成的一種蝕刻劑,防蝕層則是一種由亞麻仁油組合而成的涂料。在鋼鐵制品需要加工的時候,先將防蝕涂料按照要求均勻的涂刷在鐵制品的表面,等待涂料干燥之后再把蝕刻劑涂抹在產品的表面,于是,沒有涂防蝕層的金屬表面與蝕刻劑發生了化學反應被腐蝕掉。在這之后,這些能工巧匠們更是使用過石蠟、樹脂、松香、蜂蠟、桐油和瀝青等作為防蝕層。然后使用最原始的蝕刻劑來進行蝕刻。

      而隨著人類現代科學技術的發展,金屬化學蝕刻在其中扮演了不可或缺的角色,像半導體、電子行業、精密部件加工、航空航天等等、由于其對原材料的結構不會造成破壞的特性,低價的成本,以及越來越高的精度都使得各行各業都促進了蝕刻行業的發展?,F在的蝕刻工藝已經越發的完善和規范。

      現代不銹鋼蝕刻工藝的流程:

      原材料除油處理-->水洗-->烘干-->貼干膜(或滾涂防蝕層)-->曝光(圖文轉移)-->顯影-->圖文轉移效果自檢-->烘干-->對顯影后的產品進行修版并檢驗-->蝕刻-->脫膜-->品質檢驗-->包裝發貨。

      首先會根據需求者提供的文件進行處理制作出進行圖文轉移時所需要的菲林(膠片),然后由光反應通過菲林(膠片)把圖案轉移到涂有感光油墨的金屬片的正反面上。之后又經化學反應把圖案顯現在鋼片上。最后經過化學分解的方法把不需要的圖案進行蝕刻,這樣,一件所需要的金屬制品就初步完成了。

      原材料除油的原理:

      是通過電解除油,電解除油除了具有傳統的化學除油的皂化和乳化的作用之外,還具有電化學作用。在電解條件下,電極的極化作用降低了油與溶液的界面張力,溶液對鋼片表面的潤濕性增加,使油膜與金屬間的黏附力降低,使油易于剝離并分散到溶液中乳化而除去。金屬表面的預處理主要包括除油、酸洗、表面微粗化及鈍化。除油是表面處理中的一個重要過程,如果表面清洗不干凈則無法使蝕刻材料與金屬表面牢固附著,同時也易使蝕刻不均勻。預處理,是指對某種金屬材料在進行防蝕層制作前或蝕前的預先加工處理工程。目的是為不銹鋼蝕刻加工提供一個表面狀態一致的基準,然后再這個基準上在進行后續蝕刻加工過程。

      滾涂原理:

      現在的滾涂大部分使用涂布機,使用時將膠輥與鋼輪平行靠近,并勻速向內旋轉,油墨從膠管噴至鋼輪上,均勻調節膠輥與鋼輥之間的緊密度,就可以控制粘附在膠輥上的油墨厚度與均勻度;鋼片由輸送帶往前勻速推進,與膠輥適當接觸,膠輥上的油墨就均勻的轉印到鋼片表面上。在金屬蝕刻的防蝕層制作中涂裝技術應用較多,常用的涂裝方法有絲印法、浸涂法、噴涂法、電泳涂裝等。涂覆的防蝕層表面應均勻完整、無砂眼、白點等,如發現防蝕層有上述質量缺陷,并且影響到后續的產品圖文的時候,應當退出防蝕層重新涂覆。

      干膜原理?,F在的干膜原料我們使用的是聚乙烯薄膜,然后在加熱加壓的條件下將干致抗蝕層粘貼在不銹鋼材料上面。干膜中的光致抗蝕層受熱后變軟,流動性增加,借助于熱壓輥的壓力和光致抗蝕層中膠粘劑的作用完成貼膜過程。干膜光致抗蝕劑是20世紀70年代初期發展起來的一種感光材料,至今已有多種產品用于要求不同的生產需要。干膜具有良好的工藝性能,優良的成像性和耐化學藥品性能,在線路板制造、圖文制作及精密零件的蝕刻切割上都得到非常廣泛的應用。

      曝光原理:

      首先將需蝕刻的產品圖形通過光繪的方式轉移至兩張完全一致的膠片菲林上,或是通過光刻的方式轉移至兩張完全一致的玻璃菲林上。然后通過人工對位方式或機器對位方式將菲林對準。再將已涂布感光油墨或貼好感光干膜的鋼片置于菲林中間,吸氣后即可曝光。曝光時對應菲林黑色出的鋼片未被感光,對應菲林白色出的鋼片感光,鋼片感光處的油墨或干膜發生聚合反應。最后經過顯影機,鋼片上被感光的油墨或干膜不被顯影液溶化,而未感光的油墨或干膜在顯影液唄溶化去除,這樣需蝕刻的圖形通過曝光就轉移到了鋼片上去了。

      曝光是在紫外光照射下,光引發劑吸收光能分解成游離基,游離基再引發不聚合單體進行聚合交聯反應,反應后形成不溶于稀堿溶液的體型大分子結構。曝光一般在自動面曝光機內進行,現在的曝光機根據光源的冷卻方式不同分為風冷和水冷兩種。曝光成像質量除干膜光致抗蝕劑的性能外,光源的選擇,曝光的時間(曝光量)的控制,菲林的底板質量等都是影響曝光成像質量的重要因素。

      當曝光不足時,由于單體聚合不徹底,在顯影過程中,膠膜溶脹變軟,線條不清晰,色澤暗淡,甚至脫膠,在蝕刻過程中膜起翹,滲鍍,甚至脫落;當曝光過度時,會造成難于顯影,膠膜發脆,留下殘膠等弊病。曝光將產生圖像線寬的偏差,過量的曝光會使圖形線條變細,使產品的線條變粗。根據顯影后干膜的光亮成都,圖像是否清晰,圖像線寬是否與原底片相符等等來確定適當的曝光時間。

      顯影原理:

      曝光后的鋼片放入顯影機顯影,用5%-12%Na2Co3溶液,顯影溫度30-40℃,顯影是活性基團羧基--COOHNa2Co3 反應,生產親水性集團-COONA,從而把未曝光的部分溶解下來,從而把未曝光的部分溶解下來,而曝光部分的干膜不被溶解。其留在版面上保護下面的鋼片不被蝕刻藥水蝕刻。

      掌握正確的顯影時間對保證顯影質量至關重要,如果顯影時間不足,未聚合的光致抗蝕劑得不到充分的清潔顯影,未感光的抗蝕劑殘膠可能會留在金屬表面,造成蝕刻圖形失真。如果顯影時間過度,已聚合的光致抗蝕膜由于與顯影液接觸時間過長,而發毛、失去光澤,在蝕刻過程中容量產生圖形邊緣抗蝕膜起層或脫落。正確的顯影時間主要根據干膜提供的數據再經多次實驗來確定。

      蝕刻的工藝原理:

      通常所指蝕刻也被稱為化學光蝕刻photochemical etching),指通過曝光值班、顯影后,將要蝕刻區域的保護膜去除,在蝕刻時接觸化學溶液,使用兩個陽性圖形通過從兩面的化學研磨達到溶解腐蝕的作用,形成凹凸或者鏤空成型的效果?;瘜W蝕刻是很有針對性的,是專指受控腐蝕,是金屬通過化學方法進行一種可以控制的加工方法。

      隨著電子技術的發展,越來越需要許多幾何形狀復雜、精密度要求高而機械加工難以實現的超薄型工件。而光化學蝕刻方法卻易達到部件平整、無毛刺、圖形復雜的要求,且加工周期短、成本低。它的化學原理是利用三氯化鐵水溶液作為腐蝕劑與金屬反應:

      2FeC13 + Fe = 2FeC12

      2FeC13 + Cu = CuC12 + 2FeC12

      在氯離子和氧化劑共存的條件下就可以發生金屬腐蝕。FeC13作為一種較強的氧化劑,其腐蝕作用取決于Fe3 + + e ->Fe2+反應的氧化還原電位(0.77V),加之溶液中含有大量的氯離子,且PH值低、酸性強,所以對金屬有強烈的腐蝕傾向。在更多的場合所指的都是金屬與周圍環境介質接觸,并與之發生化學或電化學作用而引起的破壞、變質所導致的金屬化學損失行為。蝕刻液中的蝕刻過程,首先是在金屬零件表面發生晶粒的溶解作用;其次在晶界上也發生溶解作用,晶界是以不同于晶粒的溶解速度發生溶解作用的。金屬表面存在著電位差,電位正的地方得到暫時的保護,電位負的地方被優先蝕刻。

      脫膜原理:

      通過較高濃度的NaOH(1%-4%),將其加溫至50℃左右,NaOH具有強腐蝕性,其與鋼片表面的感光材料發生化學反應,將保護鋼片表面的感光材料剝離。

       

      在現代科技的推動下,蝕刻行業被應用于越來越多的場景。金屬蝕刻工藝也愈發的完善,但是我國國內的不銹鋼蝕刻工藝的精度還有著很大的提升空間。全體蝕刻人仍舊任重道遠。

      如果您有蝕刻方面的需求請聯絡我司,必將竭誠為您服務!

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