Profesionální leptání kovů a panelů

Leptání nerezu a jiné oceli je lehčí než se zdá!!!

Rytí a frézování je časově náročný proces a také finančně nákladný vzhledem k opotřebení nástrojů. Chemické leptaní nebo také chemické rytí, jak je někdy nazýván, je rychlejší a mnohem levnější proces. Náklady na výrobu jednoho panelu o velikosti 305 x 305 mm se pohybují do 30 Kč.


Čas leptání je závislý na požadované hloubce leptání a znečištění roztoku, ale u typu nerezového panelu 316 se pohybujeme mezi 8 až 10 minutami. Moderní leptací jednotky jsou levnější a dostupnější než kdy předtím. Náklady na sprejovou leptací jednotku s oplachem o pracovní ploše 254 x 305 mm se pohybují okolo 30 000 Kč.


Technologický proces:

Technologický proces je stejný, jako je tomu u výroby desek plošných spojů. Před použitím musí být leptaný materiál nepoškozený, dokonale čistý a odmaštěný. 


Tvorba motivu - motiv si vytiskneme na inkoustové nebo laserové tiskárně. Doporučujeme použít filmy JetStar nebo LaserStar. Tisk motivu musí být proveden v negativu, tedy to co je v černé barvě, odleptává se. 
Pozn. Negativní předlohy se používají při nanesení fotorezistu v tzv. suchých filmech.

Nanesení fotorezistu - fotorezist doporučujeme nanést pomocí laminace. Tento způsob je kvalitní, rychlý a materiál se dá téměř ihned dále zpracovávat. Tato operace nezabere více jak 3 minuty. Více informací o laminaci naleznete v předešlém článku našeho blogu:

Nanesení fotorezistu pomocí laminace

Osvit předlohy na materiál - poté co máme vytisknutý motiv a na materiál je nanesena fotocitlivá vrstva, přiložíme motiv na materiál a osvítíme jej v UV osvitové jednotce. Doporučujeme osvitovou jednotku s vakuem, kde je docíleno maximálního přítlaku filmu s motivem na materiál. Tento typ jednotek je vybaven digitálním časovačem.
Čas osvitu je cca 90s.

Vývoj motivu - poté co je motiv přenesen na materiál je nutné vyvolání v chemikálii určené pro vývoj. Tato operace se doporučuje provádět v procesní jednotce, ale postačí i miska. Čas doporučený pro ponechání v roztoku je 2-3 min. Doporučujeme použít jednotku s více komorami např PA310, protože v jednotce lze provádět následné operace, jako je opláchnutí a stripování.

Opláchnutí po vývojce - opláchnutí vodou po vyvolání ve vývojce, viz. komora pro oplach v jednotce PA310.

Leptání - leptání se provádí v leptací jednotce, doporučujeme sprejovou leptací jednotku RotaSpray s následnou komorou pro oplach. Výhoda sprejového leptání je ve zkráceném čase leptu a také v okamžitém stékání roztoku z materiálu. Jednotka je vybavena digitálním časovačem a topným tělesem, ventilem pro napuštění oplachové komory a sifónovou výpustí. Čas podle hloubky leptu 8 - 20 min při novém roztoku.

Odstranění zbytkového fotorezistu (stripování) - protože na materiálu je stále zbývající vrstva fotorezistu, která nám kryla místa, kde se nemělo leptat, je nutné tuto vrstvu odstranit pomocí tzv. striperu Seno PC155 v trojkomorové procesní jednotce PA310. Čas stripování je závislý na teplotě a tloušťce vrstvy, běžně okolo 2-3 minut.

Výsledný čas pro celkový proces leptání nerezových štítku a jiných kovů je okolo 20 minut.

Náklady na profesionální malosériovou linku pro leptání kovů včetně sady chemikálií jsou od
86 868 Kč bez DPH.

Set obsahuje:

1x	300-100	AY315 UV vakuová jednotka
1x	27-22808	A3 laminátor pro suchý film fotorezistu
1x	500-037	PA317, procesní jednotka - trojkomorová
1x	500-702	Rota-Spray, sprejová leptací jednotka
1x	500-164	Vývojka pro suchý film fotorezistu, koncentrát 1l pro 25l
1x	600-015	PC145 (5ltr) leptací chemikálie
1x	600-019	PC155 Resist Strip 1ltr. koncentrat pro 5l
1x	500-024-1	Suchý film 2 role - fotorezist 305mm x 30m
1x	500-172-1	1320 Acid Etch Cleaner 1 litr - čistič materiálů
1x	45-3808	254 mm X 305 mm  - miska pro zpracování

  
  

Co s chemikáliemi?
Existují zařízení která dokáží leptací roztoky neutralizovat a poté se mohou vylít do odpadu. Tato zařízení jsou poměrně nákladná vzhledem k pořizovacím nákladům celé leptací linky. Druhou a cenově výhodnější variantou je svoz odbornou firmou na likvidaci odpadu. Cena za odběr chemikálie se pohybuje okolo 2Kč/l. Stačí tedy použité chemikálie nalít zpět do kanystrů a domluvit si se společností svozový plán dle výrobní kapacity nebo si doobjednat svoz zvlášť. 

Nanesení fotorezistu pomocí laminace

Řada výrobců nabízí materiály pro výrobu plošných spojů již s nanesenou fotocitlivou vrstvou, ale jak si efektivně a kvalitně mohu nanést fotorezist sám?

Při prototypové a malosériové výrobě jsou prakticky možné pouze dva způsoby.

Pomocí tekutého fotorezistu:
U tohoto způsobu se často vyskytují problémy s kvalitou. Není docíleno rovnoměrného nanesení, tedy stejné šíře vrstvy na plochu materiálu. Další nevýhodou je, že fotorezist musí zaschnout, nemohu tedy materiál   použít hned pro další zpracování.
 Čas schnutí je závislý na teplotě a vlastnostech chemikálie. U nejpouživanějšího typu fotoemulze POSITIV 20 je doba schnutí při pokojové teplotě 20°C až 24h. Pokud mohu použít laboratorní pec, tak při teplotě 70°C je tato doba zkrácena na 15 minut.
 

Tento produkt je dodáván ve 200 ml spreji, jeho výtěžnost je cca 1 m2/200ml a cena se pohybuje okolo 400 Kč. 

Pomocí laminace fotorezistu:

Způsob laminace takzvaných suchých filmů nabízí oproti fotoemulzím řadu výhod. Tou nejzásadnější je kvalita - zajištění rovnoměrnosti fotocitlivé vrstvy po celé ploše materiálu. Další výhodou je téměř okamžité použití pro další zpracování a v neposlední řadě cena. Filmy jsou dodávány v balení po dvou rolích, každá role má rozměry 305mm x 30m, tj. 9,15 m2. Celkem tedy 18,3 m2 za cenu 4129 Kč, tj. 225 Kč/m2. Úspora je tedy oproti fotoemulzi téměř poloviční. 

Použitý laminátor musí splňovat tyto požadavky:

• Přesná regulace teploty (pro filmy se používá teplota okolo 110°C).
• Regulace posuvu  (pro filmy 1-3m/min).
• Musí být určen pro materiály s větší šířkou - podle zpracovávaného materiálu.

Návod na laminaci suchých filmu fotorezistu

• Před použitím filmů dokonale očistěte laminovaný materiál od mastnoty a nečistot. Připravte si podložku pro laminovaný materiál, např. hliníkovou desku (podložka musí být větší než laminovaný materiál).
• Uřízněte kousek suchého filmu z role tak, aby byl o 2cm delší a širší než laminovaný materiál. 
• Zde je velmi důležité, aby suchý film byl menší než podložka. Eliminuje se tím riziko nalepení fólie na válce laminátoru.
• Ustřihněte si dva kousky lepící pásky a připevněte je na obě strany suchého filmu tak, aby byly co nejblíže sobě, ale vzájemně se nedotýkali. Pak zatáhněte za oba dva kousky lepících pásek a následně se z jedné strany odchlípne ochranná fólie.
• Po odkrytí krycí fólie zamezte přístupu prachu nebo jiných částic na odkrytou stranu filmu. Rovněž se nedotýkejte této strany prsty!!
• Zapněte laminovací přístroj a parametry nastavte dle manuálu k zařízení. Doporučená teplota je 110°C a rychlost posuvu 1-3m/min.
• Když je dosaženo požadované teploty vložte podložku + materiál + suchý film přímo do středu mezi válce laminátoru a držte zadní okraj suchého filmu oběma rukama po dobu laminace tak, aby byl stále napnutý. 
• Až materiál projde laminátorem, nechte jej 2-3 minuty vychladnout, ořízněte film z materiálu pomocí ostrého skalpelu a odstraňte podložku.
• Ponechání horní krycí fólie filmu zajišťuje bezpečné uložení do dalšího kroku procesu, maximálně však po dobu sedmy dnů. V případě osvitu materiálu osvitovou jednotkou strhněte krycí fólii.  

Pokud dosahujete špatných výsledků po laminaci, osvitu nebo vývoji, zkontrolujte zda:

·         povrch materiálu byl řádně očištěn a osušen

·         byla  nastavená správná teplota laminace

·         příliš dlouhá expozice – osvit materiálu

·         vyvolání obrazu ve vývojce bylo příliš dlouhé