Die Ätztechnik im Detail erkunden: Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung

In der heutigen fortschrittlichen Fertigungslandschaft Ätzverfahren—auch bekannt als Fotoätzen—zeichnet sich als hochpräzises, kostengünstiges und skalierbares Verfahren zur Herstellung komplexer Metallkomponenten aus. Von der Luft- und Raumfahrt bis zur Elektronik liefert diese Methode gratfreie, spannungsfreie und hochpräzise Ergebnisse mit außergewöhnlicher Wiederholbarkeit.

In diesem Artikel stellen wir einen Schritt-für-Schritt-Ätzprozess-Leitfaden vor, der erklärt, wie Rohmaterialien durch die Kraft der Chemie und der Photolithographie in komplizierte Metallteile umgewandelt werden.

Schritt 1: Materialauswahl

Der Prozess beginnt mit der Auswahl des geeigneten Metallblechs. Gängige Materialien sind:

• Edelstahl (SS304, SS316, SUS301 usw.)

• Kupfer und Kupferlegierungen

• Nickel, Titan, Aluminium

• Sonderlegierungen (auf Anfrage)

Die Materialstärke liegt typischerweise zwischen 0,02 mm und 3,0 mm, abhängig von der Anwendung.

Schritt 2: Reinigung & Vorbereitung

Metallbleche werden in einer Reinraumumgebung gründlich gereinigt, um Öle, Oxidation und Verunreinigungen zu entfernen. Eine saubere Oberfläche gewährleistet eine genaue Haftung der Photoresistschichten im nächsten Schritt.

Schritt 3: Photoresistbeschichtung

Ein lichtempfindlicher Photoresistfilm wird auf das Metallblech laminiert. Diese Schicht definiert die zu ätzenden Bereiche und die Bereiche, die geschützt bleiben sollen.

Schritt 4: Belichtung

Unter Verwendung von hochauflösenden Phototools (Masken) wird das beschichtete Blech UV-Licht ausgesetzt. Dadurch wird das Designmuster auf das Metall übertragen, wodurch die dem Licht ausgesetzten Bereiche gehärtet werden, während andere löslich bleiben.

Schritt 5: Entwicklung

Der unbelichtete Photoresist wird mit einem milden Entwickler entfernt, wodurch das blanke Metall in den Bereichen freigelegt wird, die geätzt werden müssen. Dieser Schritt finalisiert die Maske für den chemischen Prozess.

Schritt 6: Chemisches Ätzen

Das Blech wird durch eine Ätzmaschine geführt, die eine Eisen(III)-chlorid- oder Kupfer(II)-chlorid-Lösung auf die freiliegenden Bereiche sprüht. Das Metall wird präzise aufgelöst, ohne seine mechanischen Eigenschaften zu verändern.

Hauptvorteile:

• Keine Grate

• Keine mechanische Spannung

• Extrem feine Details erreichbar

Schritt 7: Entfernung

Der restliche Photoresist wird entfernt und das Blech gereinigt, wodurch das fertige geätzte Muster zurückbleibt.

Schritt 8: Qualitätskontrolle

Die Endprodukte werden einer Dimensions- und Sichtprüfung unterzogen, einschließlich 2D-Bildverarbeitungssystemen, Dickenmessungen und Mikroskopkontrollen, um sicherzustellen, dass jedes Teil den Kundenspezifikationen entspricht.

Anwendungen von fotogeätzten Teilen

Geätzte Komponenten werden häufig verwendet in:

• Bipolarplatten für Brennstoffzellen

• Filtermaschen und -siebe

• Lautsprechergitter und Typenschilder

• RFI/EMI-Abschirmung

• Encoder-Scheiben, Unterlegscheiben und -scheiben

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