化学機械加工とは - 作業とプロセス
化学機械加工とは?
化学機械加工とは、光化学プロセスによって、金属の完全性や特性を変えることなく、事前に定義された領域から金属をきれいに除去することです。このプロセスは主に、部品に火傷やストレスを与えずに、複雑なデザインの小さな薄い金属部品を作成するために使用されます。
化学機械加工とは、光化学プロセスによって、金属の完全性や特性を変えることなく、事前に定義された領域から金属をきれいに除去することです。このプロセスは主に、部品に火傷やストレスを与えずに、複雑なデザインの小さな薄い金属部品を作成するために使用されます。
このプロセスは、金属から汚れや油分を取り除くことから始まります。均一な塗布を保証するために、フォトレジストが塗布され、焼成されます。アートワークは、準備された金属シートの上に置かれ、紫外線にさらされます。これにより、目的の解像度とエッチング仕様が得られます。
アートワークが取り除かれ、レジストを現像または除去する準備が整います。この時点で、部品に不可欠ではないすべての材料を溶解する化学溶液にシートを沈めることによって、金属をエッチングする準備が整います。エッチングが完了したら、レジストを除去し、金属部品を洗浄、検査、パッケージングします。
化学機械加工プロセス
化学機械加工のさまざまなプロセスを以下に示します:
1.クリーニング
洗浄プロセスでは、ワークピースを洗浄して油、グリース、ほこり、またはその他の物質をワークピースから除去し、その後の処理を適切に完了できるようにします。
マスキング材をワークピースに適切に接着させるには、クリーニングが必要です。マスキングデバッグの場合、迷走エッチが発生します。
被削材や必要な加工深さに応じて、マスキング剤と同様に蒸気分解、アルカリエッチングなどの各種洗浄処理を行います。多孔質の加工材料の洗浄は困難です。
クリーニングには主に機械的方法と化学的方法の 2 つの方法があります。化学的方法は、機械的方法よりも損傷が少ないため、広く使用されています。
マスクがより厚く、より薄くなり、化学的に洗浄された場合、マスクのより薄い部分または洗浄された部分が精製されます。洗浄プロセスを加熱すると便利です。
2.マスキング
マスキングは、マスキングを使用して行われます。これらのマスクは本質的に不活性であり、機械加工プロセスで使用される化学物質と反応しません。使用するマスクはイージーストライプマスクです。
このマスキングプロセスでは、加工されていないワークピースの部分がマスクを使用してマスキングされ、加工された部分が加工プロセスで使用される化学薬品にさらされます。ただし、マスキング プロセスを実行すると、ワークピース全体がマスキングされます。
マスクは、以下の 3 つの方法のいずれかに適用されます:
- カット アンド ピール法
- スクリーニング方法
- フォトレジスト法
3.筆記
マスキングプロセスの後、工作物のその部分で化学反応が起こるように、機械化される工作物の領域から除去するためにマスキングが実行されます。スクライブ プロセスの後、機械化される領域のみが化学機械加工にさらされます。
4.エッチング
工作物をろ過した後、工作物と化学反応を起こす薬品の入った容器に浸漬します。
ワークが薬液内に浸漬されると、マスキングされた領域は化学反応を起こさず、マスキングされていない領域は、ワークの薬液および材料のマスキングされていない領域と化学反応を起こします。私はそれから離れ始めます.
エッチングプロセスは、通常、高温で実行されます。不均一な加工を避けるために、プロセス中に気泡が閉じ込められないようにする必要があります。
5.デマスキング
エッチングプロセスの後、機械化されていないワークピースの領域からマスクが除去され、機械化されているワークピースの領域から酸化物層も除去されます。
6.洗濯
脱マスキング処理後、ワークを真水で十分にすすぎ、ワークの表面から物質などを完全に取り除きます。
これらすべてのステップとは別に、加熱と冷却のエッチャントである 1 つのステップがオプションで使用されます。 – 温度に応じて、ウェイターの温度は、加熱ロッドまたは冷却ロッドを使用してコンテナ内で維持されます。
化学機械加工プロセスの種類
フライス加工、打ち抜き加工、彫刻加工など幅広い加工が可能です。さまざまな化学機械加工プロセスは、次のように分類できます。
- ケミカルミリング
- ケミカルブランキング
- 化学彫刻
いくつかの特別な目的のための化学機械加工は、機械加工領域で反応性ガス、例えば塩素のジェットを使用することによっても達成できます。これはガス化学加工または熱塩素加工として知られており、金属部品のデバッグに使用できます。
1.ケミカルミリング
化学ミリングまたは工業用エッチングは、温度調節されたエッチング化学薬品の槽を使用して材料を除去し、目的の形状のオブジェクトを作成するサブトラクティブ製造プロセスです。
化学エッチングの他の名前には、写真エッチング、化学エッチング、光化学エッチング、および光化学加工が含まれます。主に金属に使用されますが、他の材料もますます重要になっています。これは、ルネサンス期に金属への彫刻の代替として開発された鎧の装飾と印刷エッチング プロセスから開発されました。
このプロセスでは、エッチング剤として知られる腐食性化学物質に切断領域を浸す必要があります。これは、切断する領域の材料と反応し、固体材料を溶解させます。マスキング剤として知られる不活性物質は、レジストとして材料の特定の領域を保護するために使用されます。
アプリケーション
エッチングは、プリント回路基板および半導体製造業界に適用されます。また、航空宇宙産業では、航空機の大型部品、ミサイル スキン パネル、機体の押し出し成形部品から材料の浅い層を除去するためにも使用されます。
エッチングは、集積回路や微小電気機械システムの製造に広く使用されています。標準的な液体ベースの技術に加えて、半導体業界では一般的にプラズマ エッチングが使用されています。
2.ケミカルブランキング
ケミカル ブランケット、ケミカル ブランキング、フォトメーキング、フォト バイブレーション、またはフォト エッチングは、ケミカル ミリングの一種です。このプロセスでは、化学作用によって多くの領域から材料が完全に除去されます。
このプロセスは、主にシートとホイルに使用されます。このプロセスでは、ほとんどすべての金属を加工できます。ただし、材料を 2 mm 以上薄くすることはお勧めしません。
酸やアルカリでワークを洗浄・還元・選別します。洗浄された金属は乾燥され、ディッピング、回転コーティング、またはスプレーによってフォトレジスト材料がワークピースに適用されます。その後、乾燥させて硬化させます。写真材料は、フォトレジスト材料で耐劣化性の画像を生成するために使用されています。
このタイプのマスクは、特定の周波数の光、一般に紫外光に敏感で、部屋の光には敏感ではありません。この表面は、図面を現像する場合と同様に、ネガ、つまり必要なデザインの写真乾板を通して露光されます。露光後、画像が現像されます。予期せぬ部品が開発プロセス中にばらばらになり、ベア メタルが表示されます。
使用される金属は機械に保管され、化学物質が噴霧されるか、スラリーに追加されます。エッチング溶液は、フッ化水素酸（チタンの場合）または他の多くの化学物質の1つです。 1 ～ 15 分後、不要な金属が摂取され、完成した部分はすぐに灰を取り除く準備が整います。
3.化学彫刻
プリント回路カード、その他の彫刻作業、および複雑なデザインの切断は、フォトレジスト マスキング剤を使用して化学的にブランクにすることができます。
- 非常に薄い金属 (0.005 mm) をうまく掘ることができます。
- +0.015mmオーダーの高精度を維持できます。
- 自動化された写真技術を使用すると、高い生産率を達成できます。
化学機械加工の応用
- CHM は、数ミクロンの深さの金属除去が重要で、公差が小さい多くの用途に適用されています。
- このプロセスで得られる表面仕上げは、0.5 から 2 ミクロンの範囲です。
- さらに、鍛造品、鋳造品、押し出し品、鍛造品などの成形品または不規則な形状の部品の表面全体の一部から金属を除去します。
- 化学機械加工の主な用途の 1 つは、バリのない複雑なスタンピングの製造です。
化学機械加工の長所と短所
- このプロセスの利点は、ワークピースが変形せず、バリが発生せず、最も加工が難しい材料にも簡単に使用できることです。
- ただし、プロセスは遅いため、通常、大量生産や 2 mm を超える厚さの材料の機械加工には使用されません。
- 一部の小さなパーツは、1 つのプレートで一度に 10 から 100 個作成されるため、生産速度が向上します。
製造プロセス