化学機械加工およびフォトケミカル ブランキング

CHEMICAL MACHINING (CM) technique は、一部の化学物質が金属を攻撃してエッチングするという事実に基づいています。これにより、表面から材料の小さな層が除去されます。酸やアルカリ溶液などの試薬やエッチング剤を使用して、表面から材料を除去します。材料の硬さはエッチングの要因ではありません。 AGS-TECH Inc. では、金属の彫刻、プリント回路基板の製造、製造された部品のバリ取りに化学機械加工を頻繁に使用しています。化学機械加工は、大きな平面または曲面、および CHEMICAL BLANKING 薄板の浅い除去に適しています。化学機械加工 (CM) 法は、工具と設備のコストが低く、他の ADVANCED MACHINING PROCESSES 生産量が少ない場合よりも有利です。化学機械加工における一般的な材料除去速度または切削速度は、約 0.025 ～ 0.1 mm/分です。

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 Chemical Milling を使用して、設計要件を満たすため、または部品の重量を削減するために、シート、プレート、鍛造品、および押出品に浅いキャビティを作成します。ケミカルミリング技術は、さまざまな金属に使用できます。当社の製造プロセスでは、ワークピース表面のさまざまな領域に対する化学試薬による選択的攻撃を制御するために、マスキング剤の取り外し可能な層を配置します。マイクロエレクトロニクス業界では、チップ上に小型デバイスを製造するためにケミカル ミリングが広く使用されており、この技術は WET ETCHING と呼ばれています。ケミカルミリングは、化学物質による選択的なエッチングと粒子間攻撃により、表面に損傷を与える場合があります。表面の劣化やざらつきの原因となります。フィラー金属または構造材料が優先的に機械加工される可能性があるため、不均一な材料除去が発生する可能性があるため、金属鋳造、溶接およびろう付け構造にケミカルミリングを使用することを決定する前に注意する必要があります。金属鋳物では、気孔率と構造の不均一性により、不均一な表面が得られる場合があります。

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ケミカルブランキング：この方法を使用して、材料の厚さを貫通する機能を作成し、化学溶解によって材料を除去します。この方法は、板金製造で使用するスタンピング技術に代わるものです。プリント基板（PCB）のバリレスエッチングにもケミカルブランキングを採用。

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PHOTOCHEMICAL BLANKING & PHOTOCHEMICAL MACHINING (PCM): Photochemical blanking is also known as PHOTOETCHING or PHOTO ETCHING, and is a modified version of chemical milling.写真技術を使用して平らな薄いシートから材料を取り除き、バリやストレスのない複雑な形状を打ち抜きます。フォトケミカル ブランキングを使用して、微細で薄い金属スクリーン、プリント回路カード、電気モーター ラミネーション、フラット プレシジョン スプリングを製造しています。光化学ブランキング技術は、従来の板金製造で使用される困難で高価なブランキング金型を製造する必要なく、小さな部品や壊れやすい部品を製造できるという利点を提供します。フォトケミカル ブランキングには熟練した人員が必要ですが、ツールのコストは低く、プロセスは簡単に自動化でき、中規模から大量生産の実現可能性は高くなります。すべての製造プロセスの場合と同様に、いくつかの欠点が存在します。化学薬品による環境への懸念と、揮発性液体の使用による安全への懸念です。

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 PHOTOCHEMICAL MILLING としても知られる光化学加工は、フォトレジストとエッチング剤を使用して、選択した領域を腐食的に機械加工して除去する板金コンポーネントを製造するプロセスです。フォトエッチングを使用して、細部の非常に複雑な部品を経済的に製造します。光化学ミリング プロセスは、薄ゲージ精密部品のスタンピング、パンチング、レーザーおよびウォーター ジェット切断に代わる経済的な方法です。光化学ミリングプロセスは、試作に役立ち、設計変更があった場合に簡単かつ迅速に変更できます。研究開発に理想的な技術です。フォトツーリングは、迅速かつ安価に作成できます。ほとんどのフォトツールの価格は 500 ドル未満で、2 日以内に製造できます。寸法公差は十分に満たされ、バリ、ストレス、鋭いエッジはありません。図面を受け取ってから数時間以内に部品の製造を開始できます。 PCM は、アルミニウム、真鍮、ベリリウム銅、銅、モリブデン、インコネル、マンガン、ニッケル、銀、鋼、ステンレス鋼、亜鉛、チタンなど、市販されているほとんどの金属や合金に使用できます。 0.013 ～ 2.0 mm)。フォトツールは光のみにさらされるため、摩耗しません。スタンピングとファインブランキングのためのハードツーリングのコストにより、コストを正当化するにはかなりのボリュームが必要ですが、PCM には当てはまりません。 PCM プロセスは、部品の形状を光学的に透明で寸法安定性のある写真フィルムに印刷することから始まります。フォトツールは、パーツのネガ画像を示すこのフィルムの 2 枚で構成されています。つまり、パーツになる領域は透明で、エッチングされる領域はすべて黒です。ツールの上半分と下半分を形成するために、光学的および機械的に 2 つのシートを登録します。金属シートを所定のサイズにカットし、きれいにしてから、UV 感光性フォトレジストで両面をラミネートします。フォトツールの 2 枚のシートの間にコーティングされた金属を配置し、フォトツールと金属プレートが密着するように真空引きします。次に、プレートをUV光にさらし、フィルムの透明部分にあるレジストの領域を硬化させます。露光後、プレートの露光されていないレジストを洗い流し、エッチングする領域を保護せずに残します。当社のエッチング ラインには、プレートとスプレー ノズルのアレイをプレートの上下に移動するための駆動ホイール コンベアがあります。エッチング剤は典型的には塩化第二鉄のような酸の水溶液であり、加熱され加圧下でプレートの両側に向けられる。エッチング剤は保護されていない金属と反応し、腐食します。中和・洗浄後、残ったレジストを除去し、部品シートを洗浄・乾燥させます。光化学機械加工のアプリケーションには、微細なスクリーンとメッシュ、開口部、マスク、バッテリー グリッド、センサー、スプリング、圧力膜、柔軟な発熱体、RF およびマイクロ波回路とコンポーネント、半導体リードフレーム、モーターとトランスのラミネーション、金属ガスケットとシール、シールド、およびリテーナー、電気接点、EMI/RFI シールド、ワッシャー。半導体リードフレームなどの一部の部品は非常に複雑で壊れやすいため、数百万個の部品があるにもかかわらず、フォト エッチングでしか製造できません。化学エッチング プロセスで達成可能な精度は、材料の種類と厚さに応じて、+/-0.010 mm から始まる公差を提供します。機能は、約 +-5 ミクロンの精度で配置できます。 PCM では、最も経済的な方法は、部品のサイズと寸法公差に一致する、可能な限り最大のシート サイズを計画することです。 1 枚あたりの部品数が多いほど、1 枚あたりの単価は低くなります。材料の厚さはコストに影響し、エッチングにかかる時間に比例します。ほとんどの合金は、側面ごとに毎分 0.0005 ～ 0.001 インチ (0.013 ～ 0.025 mm) の深さの速度でエッチングされます。一般に、厚さが最大 0.020 インチ (0.51 mm) のスチール、銅、またはアルミニウムのワークピースの場合、部品コストは平方インチあたり約 0.15 ～ 0.20 ドルになります。部品の形状がより複雑になるにつれて、光化学加工は、CNC パンチング、レーザーまたはウォーター ジェット切断、放電加工などの一連のプロセスよりも大きな経済的利点を得ることができます。

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