一、蝕刻機(jī)概述
蝕刻機(jī)是通過化學(xué)或物理手段,對金屬、玻璃、陶瓷等材質(zhì)工件表面進(jìn)行選擇性腐蝕或剝離,以形成特定圖案、紋理或結(jié)構(gòu)的設(shè)備,廣泛應(yīng)用于電子電路制造(如PCB板蝕刻)、金屬飾品加工、精密零部件成型等領(lǐng)域。
根據(jù)蝕刻原理,常見的蝕刻機(jī)主要分為兩類:一是化學(xué)蝕刻機(jī),利用酸性或堿性蝕刻液與工件表面材質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),實現(xiàn)腐蝕去除;二是物理蝕刻機(jī)(如等離子蝕刻機(jī)),通過高能粒子轟擊工件表面,依靠物理碰撞作用剝離材質(zhì),適用于對化學(xué)腐蝕敏感的材質(zhì)加工。
二、蝕刻機(jī)的操作方法(以應(yīng)用廣泛的化學(xué)蝕刻機(jī)為例)
1、前期準(zhǔn)備
工件預(yù)處理:先清除工件表面的油污、氧化層及雜質(zhì)——金屬工件可采用酒精擦拭或超聲波清洗,玻璃工件可使用專用玻璃清洗劑;清洗后需徹底干燥,避免水分影響蝕刻液濃度或?qū)е鹿ぜ砻娓g不均。
蝕刻液配制:根據(jù)工件材質(zhì)選擇適配的蝕刻液(如銅材質(zhì)常用氯化鐵溶液,鋁材質(zhì)常用氫氧化鈉溶液),按濃度要求精確配比(例如銅蝕刻液濃度通??刂圃?8-42波美度),配制過程中需在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行,避免蝕刻液揮發(fā)氣體危害人體。
設(shè)備檢查:檢查蝕刻機(jī)的溫控系統(tǒng)(確保能穩(wěn)定控制蝕刻液溫度)、攪拌系統(tǒng)(保證蝕刻液均勻)、噴淋系統(tǒng)(若為噴淋式蝕刻機(jī),需確認(rèn)噴頭無堵塞)及廢液回收裝置是否正常,同時檢查設(shè)備的漏電保護(hù)、防腐涂層是否完好。
2、參數(shù)設(shè)置
溫度設(shè)置:根據(jù)蝕刻液類型和工件材質(zhì)調(diào)整溫度,例如氯化鐵蝕刻銅時,溫度一般控制在45-55℃——溫度過低會導(dǎo)致蝕刻速度變慢,過高則可能加速蝕刻液分解、增加工件過腐蝕風(fēng)險。
時間設(shè)置:參考工件厚度、蝕刻圖案復(fù)雜度設(shè)定蝕刻時間,薄型銅片(厚度0.1-0.3mm)蝕刻時間通常為3-5分鐘,厚型工件需適當(dāng)延長;初次操作可先進(jìn)行小批量試蝕刻,根據(jù)蝕刻效果微調(diào)時間。
其他參數(shù):噴淋式蝕刻機(jī)需設(shè)置噴淋壓力(一般為0.2-0.4MPa),確保蝕刻液均勻噴射在工件表面;浸泡式蝕刻機(jī)需設(shè)置攪拌轉(zhuǎn)速(通常200-300r/min),避免局部蝕刻液濃度下降。
3、工件蝕刻
工件固定與進(jìn)料:將預(yù)處理后的工件(若需選擇性蝕刻,需提前粘貼防腐蝕保護(hù)膜,露出待蝕刻區(qū)域)固定在蝕刻機(jī)的工件架上,確保工件位置穩(wěn)定,避免蝕刻過程中移位;啟動進(jìn)料系統(tǒng),將工件送入蝕刻腔(或浸泡槽)。
蝕刻過程監(jiān)控:蝕刻期間需實時觀察工件表面腐蝕情況,可通過蝕刻機(jī)的觀察窗或定時取出小樣本檢查——若發(fā)現(xiàn)局部蝕刻過慢,需檢查噴淋是否均勻或蝕刻液濃度;若出現(xiàn)過腐蝕(工件邊緣變毛糙),需立即降低溫度或縮短蝕刻時間。
蝕刻終止與取件:達(dá)到設(shè)定蝕刻時間后,啟動出料系統(tǒng)取出工件,迅速將工件放入中和槽(如酸性蝕刻液用碳酸鈉溶液中和,堿性蝕刻液用稀鹽酸中和),中和時間一般為1-2分鐘,避免殘留蝕刻液持續(xù)腐蝕工件。
4、后期處理
工件清洗與干燥:中和后的工件需用清水反復(fù)沖洗3-4次,徹底去除殘留的中和液和蝕刻液;清洗后放入烘干箱(溫度 50-60℃)烘干,或自然晾干,防止工件表面生銹(金屬工件)或產(chǎn)生水漬(玻璃工件)。
蝕刻液維護(hù):蝕刻過程中,蝕刻液濃度會逐漸下降,需定期檢測濃度并補(bǔ)充新液;當(dāng)蝕刻液中雜質(zhì)(如金屬離子)含量過高(如銅蝕刻液中銅離子濃度超過120g/L)時,需更換新液,避免影響蝕刻效果。
廢液處理:更換的廢舊蝕刻液需倒入專用廢液收集罐,交由具備資質(zhì)的環(huán)保機(jī)構(gòu)處理,嚴(yán)禁直接排放,避免污染環(huán)境。
三、操作注意事項
1、安全規(guī)范:操作人員需佩戴耐酸堿手套、護(hù)目鏡、防護(hù)服,避免蝕刻液接觸皮膚或濺入眼睛;若不慎接觸,需立即用大量清水沖洗15分鐘以上,并及時就醫(yī);操作區(qū)域需保持通風(fēng)良好,配備應(yīng)急洗眼器和噴淋裝置。
2、設(shè)備維護(hù):每日操作結(jié)束后,需清洗蝕刻機(jī)的蝕刻腔、噴淋頭、工件架,去除殘留蝕刻液;每周檢查設(shè)備的溫控器、攪拌電機(jī)、密封件是否正常,及時更換老化的防腐部件(如密封圈);每月對設(shè)備進(jìn)行全面保養(yǎng),確保各系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。
3、質(zhì)量控制:批量蝕刻前需先進(jìn)行試產(chǎn),檢查工件的蝕刻深度、圖案精度是否符合要求;若出現(xiàn)蝕刻不均、圖案邊緣模糊等問題,需排查蝕刻液濃度、溫度、噴淋壓力等參數(shù),及時調(diào)整。