Pelajaran 6.8MemotongBab 6 · Pemotongan dan permesinan non-tradisional

Permesinan kimia dan etsa fotokimia

Masker hasil cetak cahaya membuat etsa hanya melarutkan logam yang terbuka

Permesinan kimia menghilangkan logam dengan melarutkannya, sementara masker melindungi area yang ingin dipertahankan. Bentuknya yang paling umum, etsa fotokimia, mencetak masker itu dengan cahaya, mirip mencuci foto. Foil pencukur listrik, grille speaker ponsel, dan kontak elektronik kecil dibuat dengan cara ini.

Foto: Adam Greig, CC BY-SA 2.0, melalui Wikimedia Commons

Etsa fotokimia · empat tahap dalam penampangBaca keempat panel dari kiri ke kanan, baris atas lebih dulu; angka dalam lingkaran sesuai dengan langkah-langkah di bawah.

Cara kerjanya

Bersihkan. Lembaran logam dihilangkan lemaknya dan dioksidasi balik (deoksidasi) agar masker menempel sempurna.
Lapisi. Kedua sisi dilaminasi dengan photoresist (film plastik peka cahaya).
Ekspos. Lembaran berada di antara dua phototool (film yang dicetak dengan bentuk komponen) dan disinari UV. Cahaya mengeraskan resist di mana pun film itu bening.
Kembangkan. Bilasan mencuci resist yang tidak terkena cahaya, menyisakan jendela logam terbuka di tempat pemotongan akan dilakukan.
Etsa. Lembaran bergerak di bawah semprotan etchant hangat (larutan korosif, sering feri klorida) di kedua sisi. Logam larut dari atas dan bawah hingga keduanya bertemu dan tembus.
Lepaskan. Sisa resist dibuang dan lembaran dibilas. Puluhan komponen jadi kemudian dipatahkan dari lembaran lewat tab penahan kecil.

Permesinan kimia adalah versi besarnya: panel dirgantara besar dilapisi maskant (lapisan pelindung mirip karet), masker dipotong dengan tangan, dan seluruh panel dicelup ke dalam tangki untuk menipiskan area tertentu.

Fakta kunci

Material: Hampir semua logam: baja tahan karat, tembaga, kuningan, nikel, aluminium, titanium, paduan nikel, berapa pun kekerasannya
Komponen khas: Komponen datar dan tipis dengan detail halus: mesh, filter, shim, pegas datar, lead frame, stensil; permesinan kimia: kantong menipis pada kulit pesawat
Ukuran komponen: Lembaran biasanya setebal sekitar 0,01–2 mm; komponen dari beberapa milimeter hingga seukuran lembaran; panel hasil permesinan kimia sepanjang beberapa meter
Presisi: Sering sekitar ±10% dari ketebalan lembaran; lubang terkecil kira-kira selebar ketebalan lembaran
Hasil permukaan: Lembaran mempertahankan permukaan aslinya; tepi potong halus dan bebas gerigi (burr), dengan sedikit rusuk di tengah ketebalan
Ukuran batch yang cocok: Dari prototipe dalam beberapa hari hingga jutaan komponen; biaya bergantung pada jumlah lembaran, bukan kerumitan komponen
Biaya perkakas dan mesin: Perkakas sangat murah: satu phototool berharga beberapa ratus dolar; lini etsa dan penanganan bahan kimia adalah investasi sebenarnya
Kecepatan: Etsa biasanya mengikis beberapa sepersekian ratus milimeter per menit dari setiap sisi; lembaran tipis selesai dalam hitungan menit

Kekuatan dan batasan

Kekuatan

Tanpa gerigi, tanpa panas, tanpa tegangan pada logam
Kekerasan tidak berpengaruh
Perkakas murah yang bisa diubah dalam hitungan jam
Kerumitan gratis: 10 lubang atau 10.000 biayanya sama

Batasan

Hanya lembaran tipis, biasanya di bawah sekitar 2 mm
Lubang tidak bisa jauh lebih kecil daripada ketebalan lembaran
Tepi tidak benar-benar siku: ada sedikit undercut dan rusuk
Bahan kimia korosif butuh penanganan hati-hati dan pengolahan limbah

Di mana dipakai

ElektronikLead frame, kaleng pelindung (shielding can), kontak, stensil pasta solder
DirgantaraKulit badan dan sayap pesawat hasil permesinan kimia, shim, filter
Otomotif dan energiPelat sel bahan bakar, grid baterai, sensor, pelat penukar panas
MedisPisau bedah, mesh implan, filter
Barang konsumenFoil pencukur, grille speaker, komponen jam tangan, pelat dekoratif
Hobi dan perhiasanDetail kit model, perhiasan etsa, papan nama

Cara mengenalinya

Komponen logam yang sangat tipis dengan lubang atau pola yang luar biasa halus.
Tepi potong halus dan bebas gerigi; di bawah kaca pembesar, ada rusuk tipis di sepanjang tengah ketebalan.
Bekas tab kecil di sekeliling kontur, tempat komponen ditahan di lembaran.
Huruf atau logo yang ditenggelamkan hingga setengah kedalaman lembaran (half-etching) pada papan nama dan komponen model.

Bandingkan dengan

Pemotongan laser6.2juga tidak butuh perkakas keras, tetapi memanaskan tepi dan memotong satu fitur pada satu waktu; etsa memotong semua fitur sekaligus.Punching6.1lebih murah per komponen pada volume sangat besar, tetapi butuh die yang dikeraskan dan meninggalkan gerigi.Fotolitografi13.2gagasan cahaya dan masker yang sama, diperkecil menjadi pola pada mikrochip.

Tonton

Precision Micro · Setiap langkah proses, dijelaskan dengan jelas

United Western Enterprises Inc. · Menyusuri bengkel photo etching sungguhan

NW Etch · Cuplikan produksi pelapisan, pengeksposan, dan etsa

Advanced Chemical Etching Ltd · Lini produksi etsa lengkap di pabrik

Lihat foto asli

Wikipedia: Photochemical machining — langkah, material, dan aplikasi
Wikipedia: Chemical milling — maskant, penggoresan, perendaman tangki, dan penggunaan di dirgantara
Pencarian foto Wikimedia Commons

Ingat

Masker hasil cetak cahaya menentukan di mana etchant melarutkan logam.
Cocok untuk lembaran tipis dengan pola halus dan rumit, dan tidak meninggalkan gerigi atau kerusakan akibat panas.
Cari lubang yang sangat halus, tepi bebas gerigi, dan sedikit rusuk di tengah ketebalan.