Der photochemische Bearbeitungsprozess

Foto-Tool-Design

Tongjin Etching verwendet Mylar-Folie, um ein Arbeitswerkzeug herzustellen, im Gegensatz zu den „harten“ Werkzeugen, die beim Metallstanzen verwendet werden. Wenn ein neues Teil bestellt wird, muss ein Fotowerkzeug erstellt werden, um das Teil zu profilieren. Tongjin Etching kann ein Fotowerkzeug entweder anhand einer vom Kunden bereitgestellten bemaßten Zeichnung oder durch Arbeiten mit einer vom Kunden bereitgestellten CAD-Datei mit detaillierten Abmessungen erstellen. Sobald die CAD-Datei eingegangen ist, werden die Werkzeugingenieure von Tongjin das Teil in seiner Gesamtheit neu zeichnen und die Abmessungen ändern, um die einzigartigen Eigenschaften des PCM-Ätzverfahrens auszugleichen. (Alle Merkmale müssen für Oberflächen- und seitliches Ätzen kompensiert werden, die während des Ätzprozesses gleichzeitig auftreten.)

Sobald das Bild fertiggestellt ist, wird es über einem vom Werkzeugingenieur festgelegten Bereich angeordnet, um die Anzahl der Einheiten pro Metallblech zu maximieren. Danach wird das Bild an einen Laser-Fotoplotter gesendet und auf einem Stück Mylar-Film erstellt, der dann entwickelt wird. Wenn alle Merkmale auf beiden Seiten des Teils identisch sind, wird ein Duplikatfilm erstellt; wenn nicht, wird ein zweites Filmstück entwickelt und mit dem ersten ausgerichtet. In die beiden Folienstücke werden Löcher gestanzt und von oben nach unten ausgerichtet. In beide Folienstücke werden Registrierlöcher gestanzt. Dies ist entscheidend, um eine Fehlausrichtung des Films während der nachfolgenden Verarbeitung zu verhindern.

Materialvorbereitung/Reinigung

Sobald das Material auf die angegebene Blattgröße geschnitten wurde, wird es chemisch gereinigt, um alle Fremdkörper, Staub, Fett, Öl und andere Verunreinigungen von der Oberfläche zu entfernen, damit der Fotolack auf dem Metall haften kann. Die Bleche werden durch eine große Vierkammer-/Stufen-Fördersprühmaschine geführt, wobei jede Kammer eine unterschiedliche Konzentration an Reinigungsmitteln sowie drei Spülstufen nach der Reinigung enthält.

Die Verwendung von Hochdruck und das Spülen der Platten mit zwei Kammern mit Stadtwasser vor einer abschließenden Spülung mit deionisiertem (DI) Wasser stellt sicher, dass die Platten wirklich sauber und bereit für den nächsten Schritt im PCM-Prozess sind.

Beschichtung

Der nächste Schritt im Prozess ist das Auftragen von Fotolack. Da Tongjin Etching einen wässrigen Trockenfilm-Fotolack verwendet, bezeichnen wir dies als „den Beschichtungsvorgang“. Der Beschichtungsvorgang ist genau das, wonach er sich anhört: Auf die gereinigten Bleche wird mit einer Heißwalzen-Laminieranlage Trockenfilm-Fotolack aufgerollt. An diesem Punkt des Prozesses werden die Metallbleche in einer Umgebung mit gelbem Sicherheitslicht verarbeitet.

Tongjin verwendet nur Trockenfilm-Fotolacke (anstelle von flüssigen Typen), da Trockenfilm für Volumenanwendungen sinnvoller ist, tendenziell besser kontrollierbar ist und in den meisten Fällen leicht entfernt werden kann. Trockenfilm kann auch zum Maskieren für selektives Plattieren oder andere Arten von Endbearbeitungsvorgängen verwendet werden.

Während Tongjin normalerweise beide Seiten eines zuvor zugeschnittenen Metallblechs beschichtet, können Metalle in dünneren Stärken in einigen Fällen den Vorbereitungsprozess umgehen und der Resist kann auf die gesamte Spule aufgetragen werden. Dies liegt daran, dass dünneres Material im Allgemeinen frei von Verunreinigungen ist und der aggressiven Chemie nicht lange genug ausgesetzt wird, damit der Fotolack versagt. Sobald das Blatt oder die Spule mit Photoresist beschichtet ist, werden alle Kanten von dem Überschuss beschnitten. An diesem Punkt ist das Material zur Belichtung bereit.

Drucken/Bildgebung

In diesem Bereich wird das Fotowerkzeugbild auf das Metallblech übertragen, indem das Polymer innerhalb des Fotolacks aktiviert wird. Das Metallblech wird zwischen zwei Filmstücke (das Fotowerkzeug) eingelegt, der Bediener erzeugt ein Vakuum, um Luftblasen zu vermeiden und sicherzustellen, dass es keine Lücken zwischen dem Fotowerkzeug und dem Metall gibt. Die Platte wird dann UV-Licht ausgesetzt.

Die Bereiche auf dem Fotowerkzeug, die das UV-Licht daran gehindert haben, den Fotolack zu sehen, härten oder härten nicht aus, sodass ein Bild im Fotolack erzeugt wird. Tongjin hat verschiedene Arten von Belichtungseinheiten für alle Arten von Teilen. Sobald das Fotowerkzeug auf das Metallblech gedruckt wurde, kann es zum Entwickeln in den Nassprozessbereich bewegt werden.

Entwicklung

Alle Blätter, die beschichtet und belichtet wurden, müssen ein Entwicklungssystem mit Förderband durchlaufen. Die unbelichteten Bereiche des Photoresists werden in einer Hochdruck-Alkalilösung abgespült, wodurch das blanke Metall freigelegt wird und der Resist auf den Bereichen verbleibt, die vor dem Ätzmittel geschützt werden müssen. Der Entwicklungsprozess bildet auf beiden Seiten des Metalls ein haftendes, dauerhaftes Bild, das nun für den Ätzprozess bereit ist.

Radierung

Tongjin verwendet je nach zu ätzendem Grundmetall verschiedene Arten von Ätzmitteln. Tongjin trennt die Säuren, sodass keine Metalle in das Ätzmittel eingebracht werden, wodurch dessen Integrität erhalten bleibt. Alle Ätzmittel werden überwacht und auf freie Säure und das ORP (Oxidations-Reduktions-Potenzial) getestet. Diese werden zweimal täglich überwacht und dokumentiert. Tongjin war eines der ersten Unternehmen, das Chlor als Oxidationsmittel für unsere Eisenchlorid- und Kupferchlorid-Ätzung einführte. Das Chlor reoxidiert diese Mittel und hält sie „gesund“, wodurch Ausfallzeiten vermieden und die Produktion auf einem optimalen Niveau gehalten werden.

Die Bleche werden in ein großes Förderband-Sprühsystem gelegt, das sie von beiden Seiten mit der geeigneten Ätzchemie besprüht und das blanke Metall auflöst. Die Geschwindigkeit des Förderers wird sorgfältig kalibriert, sodass die Blätter, wenn sie sich der letzten Spülkammer nähern, vollständig durchgeätzt sind und alle Abmessungen innerhalb der festgelegten Toleranzen gehalten werden.

Nach dem Ätzen und Spülen sind die Bleche zum Ablösen des Fotoresists bereit.

Abisolieren

Auf den ungeätzten Abschnitten der geätzten Metallbleche verbleibt noch der Photoresist. Sie werden entweder im Tank gestrippt oder auf Tongjins 30-Fuß-Förderband-Sprühstripper gestrippt. Der Resist wird mit einer Lösung auf Natriumhydroxidbasis entfernt, und nach dem Abziehen werden die Bleche in Leitungswasser gereinigt, dann in entionisiertem Wasser gespült und getrocknet. Nachdem der Fotolack entfernt wurde, werden die Teile oder Bleche weiter geprüft und verpackt zum Versand an den Kunden oder vorbereitet für Folgeoperationen wie Plattieren, Umformen, Läppen, Schweißen, Löten usw.