Pemesinan Fotokimia:Pendahuluan, Sejarah, Prinsip Kerja, Aplikasi, Keuntungan

Halo, Semoga Anda baik-baik saja. Dalam artikel ini, kita akan membahas Apa itu Pemesinan Fotokimia ? secara terperinci. Pertama, kita akan melihat Pendahuluan, sedikit sejarah, Langkah Kerja demi Langkah, Kelebihan, Kekurangan, dan Aplikasi secara detail.

Mari kita mulai perkenalannya dulu,

Pengantar Pemesinan Fotokimia:

Pemesinan fotokimia memainkan peran dominan dalam bidang manufaktur. Proses ini adalah resolusi yang lebih tinggi dari proses pemesinan kimia.

Dengan kata sederhana, penggantian setiap maskant dengan bahan photoresist dalam proses pemesinan Kimia mengubah proses menjadi pemesinan Fotokimia.

Bahan photoresist digunakan untuk paparan ultraviolet sebelum etsa kimia untuk menghasilkan geometri kompleks pada komponen lembaran logam.

Proses ini juga disebut 'Penggilingan fotokimia' atau 'Etsa foto'. Entitas yang dibuat dengan metode ini bebas tegangan dan bebas retak.

Proses ini banyak digunakan untuk pembuatan prototipe karena toleransi dimensinya yang tajam.

Riwayat Pemesinan Fotokimia:

Perkembangan mesin fotokimia dimulai pada tahun 1782 ketika John Senebier memperhatikan bahwa beberapa resin kehilangan kelarutannya menjadi terpentin dan mengeras di bawah sinar matahari.

Percobaan dimulai sejak saat itu, hingga 1940. Akhirnya, proses pemesinan dengan nama Fotokimia dikembangkan dengan menggabungkan proses Kimia dan Photoresist (fenomena pengerasan logam di bawah sinar UV).

Hal yang sama telah menjadi komersial sejak tahun 1960-an.

Definisi:

Pemesinan fotokimia adalah proses fabrikasi bentuk yang diinginkan pada komponen lembaran logam dengan memaparkan benda kerja ke sinar ultraviolet menggunakan bahan tahan foto dan kemudian menghilangkan logam dengan metode etsa.

Prinsip Kerja Pemesinan Fotokimia:

Prinsip kerja proses Pemesinan Fotokimia berasal dari proses pemesinan Kimia. Sebuah film photoresist dilapisi pada permukaan benda kerja yang bersih.

Film yang digunakan sensitif terhadap sinar ultraviolet dan tahan terhadap etsa. Kemudian, serangkaian foto dari desain yang akan dibuat dicetak pada film.

Pencetakan memiliki dua warna, transparan dan hitam. Film foto dipasang dengan tepat pada benda kerja tanpa kesalahan. Photoresist melakukan pekerjaan membedakan permukaan kerja yang lembut dan keras saat terkena sinar ultraviolet.

Umumnya, di mana cahaya bersinar melalui area transparan film menjadi lebih keras dan hitam tetap lembut. Kemudian benda kerja dengan penahan berlapis dimasukkan melalui pengembang untuk menghilangkan penahan lunak.

Penghapusan penahan lunak ini membedakan area yang akan dikerjakan dan tidak dikerjakan. Area logam yang terbuka akan menjadi area yang akan digores.

Tahanan keras yang tersisa bertindak sebagai topeng. Lembaran logam kemudian dilewatkan melalui mesin etsa, di mana etsa disemprotkan di kedua sisi benda kerja.

Daerah logam di mana tidak ada bahan resisten dilarutkan oleh reaksi reagen kimia.

Ketika lembaran selesai digores, penahan dihilangkan dengan meletakkannya di bawah semprotan stripper penahan yang melarutkan material penahan.

Hasilnya akan produk jadi sama dengan yang dirancang dan dicetak pada film foto.

Pemesinan Fotokimia Bekerja Langkah demi langkah:

1. Merancang &Mencetak:

Prosesnya dimulai pada layar komputer yang merancang komponen pada perangkat lunak CAD apa pun. Karya seni yang dihasilkan memiliki struktur desain hitam atau bening tergantung pada photoresist yang digunakan.

Hal yang sama dicetak pada film foto dengan ukuran standar. Area bening atau area hitam akan menjadi citra produk yang akan diproduksi. Umumnya, karya seni dicetak dua kali pada dua lembar film.

2. Pemotongan lembaran:

Setelah desain dibuat dan dicetak pada film foto, logam dipilih sesuai dengan detail yang ditentukan dalam desain. Lembaran kemudian dipotong dari gulungan lembaran logam.

Ukuran lembaran yang akan dipotong akan sama dengan ukuran film foto yang dicetak. Lembaran logam yang digunakan dalam proses Fotokimia harus memiliki ketebalan berkisar antara 0,013 hingga 2,032 mm dan logam tersebut dapat berupa aluminium, kuningan, tembaga, nikel, perak, baja, baja tahan karat, tembaga, kuningan, seng, dan titanium.

3. Pembersihan lembaran:

Lembaran itu kemudian dibersihkan untuk memastikan tidak ada oksida, kontaminan minyak, atau lemak di permukaan lembaran logam.

Pembersihan biasanya dilakukan pada mesin yang sepenuhnya otomatis dengan menggunakan semprotan air bertekanan tinggi, larutan alkohol, dan HCl encer.

Nperlu pembersihan:

• Pembersihan yang tidak tepat dapat mengakibatkan daya rekat yang buruk, dimensi akhir yang tidak akurat.
• Pembersihan yang tidak tepat dapat menghasilkan undercut selama etsa.
• Kontaminan seperti oli, gemuk dapat menyebabkan oksidasi.

Setelah sprei selesai dicuci, sprei dikeringkan di bawah blower udara panas.

4. Menerapkan resist pada lembaran logam:

Setelah lembaran benar-benar kering, lembaran itu dilapisi dengan bahan tahan. Material yang digunakan sebagai resist sensitif terhadap sinar UV dan resisten terhadap reagen kimia.

Dalam prakteknya, photoresist diklasifikasikan menjadi dua jenis; Fotoresist positif dan fotoresist negatif. Bahan tahan dipilih tergantung pada desain yang dicetak pada film foto, apakah data yang dicetak jelas atau hitam.

Penghalang foto positif :Pada photoresist positif, ketika lembaran dilewatkan melalui sinar UV, bagian dari resist yang terkena sinar UV menjadi lebih lembut. Kemudian resistensi lunak itu dilarutkan dalam proses pengembangan. Photoresist yang tidak terpapar tetap keras.

Penghalang foto negatif :Dalam kasus fotoresist negatif, bagian yang terkena sinar UV menjadi keras dan bagian penahan yang tersisa tetap lunak untuk pengembangan.

5. Pemasangan film foto di atas photoresist:

Setelah lembaran selesai dilapisi dengan bahan resist. Film foto yang dicetak secara hati-hati dan tepat dipasang di atas bahan penahan di kedua sisi lembaran. Selalu dipastikan bahwa keselarasan kedua film tersebut akurat.

6. Melewati lembaran melalui sinar ultraviolet:

Lembaran itu kemudian dilewatkan melalui sinar UV. Dalam eksposur ini, area bening yang tercetak pada film memungkinkan sinar UV mengenai lapisan resistensi, sedangkan warna hitam tidak mengizinkannya.

Karena resistan yang digunakan adalah material yang peka terhadap foto, maka resist bereaksi terhadap sinar UV dengan mengubah sifatnya menjadi keras sesuai dengan jenis resist yang digunakan. Ini menghasilkan pemisahan resist menjadi keras dan lunak.

7. Proses pengembangan:

Lembaran selanjutnya dilewatkan melalui mesin yang sedang berkembang di mana pengembang cair disemprotkan pada kedua sisi lembaran. Pengembang melarutkan penahan lunak dan penahan keras bertahan dari perlakuan pengembang dan terus berada di lembaran logam.

Pada akhir proses ini, lembaran memiliki penahan yang tersisa di permukaannya di mana logam harus tetap ada setelah penggoresan, sedangkan lembaran lainnya memiliki logam yang terbuka di mana logam akan dilepas.

8. Penggoresan:

Langkah selanjutnya adalah melewatkan lembaran melalui mesin etsa. Di sini, reagen kimia disemprotkan di kedua sisi lembaran.

Area lembaran yang ditutupi dengan bahan penahan tidak membiarkan etsa bereaksi dengan logam sementara area lembaran yang terbuka bereaksi terhadap etsa yang menyebabkan logam meleleh karena perubahan sifat kimia.

Penghapusan logam ini membuat bentuk yang dirancang pada lembaran. Seluruh proses digerakkan dalam mesin tertutup otomatis penuh dengan konveyor bergulir untuk membawa lembaran logam dari satu ujung mesin ke ujung lainnya.

Faktor yang harus dipertimbangkan dalam pemilihan etsa:

1. Kualitas permukaan akhir diperlukan.
2. Jenis bahan dasar yang digunakan.
3. Jenis penahan yang digunakan.
4. Kedalaman etsa.
5. Biaya dan ketersediaan.

Jenis etsa yang digunakan dalam penggilingan fotokimia berbeda kondisinya dengan bahan dasar yang digunakan. Beberapa tercantum di bawah ini:

Bahan lembaran	Etsa
Paduan besi (baja karbon, baja paduan, baja tahan karat, dll.)	Besi Klorida
Paduan non-ferrous (tembaga berilium, kuningan, dll.)	Cupric Chloride
Titanium, Seng, dan paduannya	Etsa berpemilik berbasis tembaga
Perak dan paduannya	Besi Nitrat
Emas dan paduannya	Etsa berbasis yodium

9. Lepaskan lapisan penahan:

Lembaran selanjutnya dilewatkan melalui mesin pengupasan resistan. Tahanan yang tertinggal pada lembaran untuk menyelamatkan lembaran dari reaksi etsa dihilangkan dengan menyemprotkan cairan resist strip.

Stripper penahan melarutkan semua material penahan dari benda kerja. Ini adalah proses yang mirip dengan pengembangan, sedangkan konsentrasi pengembang yang digunakan di sini lebih besar daripada yang digunakan dalam proses pengembangan untuk melarutkan resistensi lunak.

10. Mencuci dan mengeringkan:

Setelah penahan dikeluarkan dari lembaran, lembaran dicuci di bawah air dingin bertekanan dan dikeringkan dengan blower panas.

Karena proses ini banyak digunakan untuk produksi beberapa komponen serupa pada satu lembar, setiap tepi dipisahkan oleh dorongan ringan tangan pada logam. Hasilnya adalah produk jadi.

Kamar Kuning:

Urutan operasi dari 'pelapisan resist' hingga akhir proses 'pengembangan' dilakukan di ruang kuning.

Semua pekerjaan ini dilakukan di bawah penggunaan tabung lampu fluoresen kuning (YFT) untuk mencegah paparan yang tidak diinginkan dari photoresist ke cahaya dengan panjang gelombang yang lebih pendek.

Unit dan peralatan yang digunakan di PCM:

Sistem dasar yang diperlukan untuk memproses pemesinan Fotokimia adalah unit peregangan, mesin pemotong lembaran logam, tata letak gambar dan aksesori, platform CAD dan sistem pengembangan, mesin cetak fotografi dan aksesori, sistem pembersihan pekerjaan, mesin sinar UV yang dikontrol secara numerik, dan mesin etsa, pencucian otomatis unit, unit pelepas masker atau mesin pengupas dan terakhir unit pengeringan.

Aplikasi pemesinan fotokimia:

Berikut adalah aplikasi pemesinan Fotokimia berikut:

• Pembuatan alat bedah, komponen mikroskopis.
• Produksi gasket dan segel logam.
• Pembuatan layar halus, mata jaring halus, kontak listrik, dan kaleng pelindung EMI &RFI.
• Pengukiran komponen tipis.
• Pembuatan komponen sel bahan bakar, membran tekanan dan heat sink serta elemen pemanas fleksibel.

Keuntungan dari pemesinan fotokimia:

Berikut adalah keuntungan dari pemesinan fotokimia:

• Komponen yang tidak mungkin dibuat dengan sistem mekanis dapat dibuat dengan mudah.
• Penghapusan material secara real-time dari semua permukaan.
• Produksi komponen oleh PCM menghasilkan permukaan yang bebas duri.
• Komponen yang diproduksi dengan metode ini bebas tegangan dan bebas retak.
• Komponen miniatur dari bahan apa pun dapat diproses dengan mudah.
• Logam yang sangat tipis dapat dikerjakan dengan mesin.
• Cepat dan murah.
• Kontur yang sangat rumit dapat dibuat dengan detail yang akurat.

Kerugian Pemesinan Fotokimia:

Berikut ini adalah kerugian dari pemesinan fotokimia:

• Biaya penyiapan tinggi.
• Tidak cocok untuk produksi volume rendah.
• Asap yang terkait dengan proses tersebut dapat menyebabkan masalah kesehatan bagi operator.
• Kedalaman pemotongan yang lebih tinggi tidak dapat dicapai karena undercutting.
• Ketebalan lembaran logam dibatasi hingga 2,032 mm.