Урок по химическому травлению с помощью негативного фоторезиста

Всем добрый вечер!
Речь пойдет о способе переноса изображения на металлическую поверхность — фоторезисте с последующим травлением.




Давно поглядывал в сторону пленочного фоторезиста, позволяющего добиться более высоких результатов как по качеству получаемых изображений, так и по воспроизводимости результатов по сравнению с хорошо известной Лазерно-Утюжной технологией. Надо отметить, что я был приятно удивлен, когда с первого раза получился очень высокий результат. В этом топике хочу поделиться своим опытом. Несмотря на то, что в интернете есть много уроков и видеоуроков, надеюсь, что этот топик окажется для многих полезным, для кого-то откроет новые возможности и подтолкнет к созданию изделий более высокого уровня.
Суть метода заключается в том, что на подготовленную поверхность накатывают пленку фоторезиста, затем кладут трафарет с определенным рисунком и засвечивают ультрафиолетом. В итоге на металлической поверхности, в зависимости от типа фоторезиста «проявляется» изображение. Фоторезист бывает негативный и позитивный. В первом случае области, которые засвечиваются ультрафиолетом «закрепляются» и не будут стравливаться при последующих обработках травящими растворами, например, хлоридом железа, а защищенные области смываются в слабых щелочных растворах и подвергаются травлению. Во втором случае, области которые попадают под воздействие ультрафиолета «разрушаются» и подвергаются травлению, а области защищенные — нет. Поэтому очень важно при изготовлении трафаретов подумать, что должно стравливаться, а что нет, в зависимости от применяемого типа фоторезиста. Фоторезист выпускается либо в виде пленок (пленочный фоторезист), либо в виде баллончиков с фоторезистным составом. Я решил остановиться на пленочном негативном фоторезисте.
Итак, что нам потребуется:
— Негативный фоторезист Ordyl Alfa 340
— Кальцинированная сода
— Ванночка для отмывки фоторезиста
— Ванночка для травления
— Хлорид железа III шестиводный
— Изолента
— Латунная пластина 1мм
— Пленочный для печати на лазерных принтерах
— Ультрафиолетовая лампа 20W

Приступим. Распечатываем трафарет на лазерном принтере (в настройках принтера выставляем максимальный расход тонера).



Далее смотрим напросвет – если не плотно лежит тонер и видны просветы, то распечатываем еще один раз и совмещаем два изображения, смотрим опять – если все в порядке и ничего не просвечивается, то фиксируем их.



Трафарет готов. Далее приступим к нанесению пленочного фоторезиста на металлическую поверхность. Желательно чтобы изначально поверхность металла, на которую будем накатывать фоторезист была ровной.


Зачищаем ее мелкой шкуркой и промываем средством для мытья посуды Fairy под струей воды – признаком того, что поверхность хорошо отмыта является скатывание воды с поверхности металла тонкой пленкой без образования капель. Далее сушим пластинку не касаясь руками.



Приглушаем свет или если работаем днем, то закрываем занавесками окна – начинается таинство работы с фоторезисом – не должно быть ярких источников света или прямых солнечных лучей, иначе засветим фоторезист и результат будет отрицательный. Пленочный фоторезист представляет из себя тонкую трехслойную пленку – глянцевая поверхность (ее будем отрывать после засвечивания ультрафиолетом), средний полимерный слой, который собственно будет накатываться на поверхность металла и полимеризоваться под воздействием ультрафиолтета и матовая защитная пленка.





Вырезаем нужный по размеру кусочек. Подцепляем булавкой МАТОВУЮ пленку и начинаем постепенно накатывать фоторезист на поверхность металла, стараясь избегать образования пузырей под пленкой.





Наклеяли. Далее берем утюг и на средней температуре через бумагу прокатываем в течение полминуты, чтобы фоторезист получше прилип к металлу, так сказать побыстрее проявил свои адгезионные свойства.



Далее даем остыть и накрываем на несколько минут какой-нибудь книгой.
Тем временем достаем заранее изготовленный облучатель. Я его изготовил из отражателя одного из буржуйских прожекторов, вкрутил туда патрон E27, вывел кабель с вилкой и вкрутил лампу. Вырезал кусок фанеры и разместил отражатель на трех шпильках. Расстояние от лампы до облучаемой поверхности получилось 12 см.





Берем пластину с нанесенным фоторезистом, кладем под лампу, далее кладем наш трафарет и прижимаем пластиком от компакт-диска.





Чем плотнее будет прижато изображение к металлу, тем точнее будет передано изображение на металл после облучения. Включаем облучатель и засекаем 10 минут.



ВНИМАНИЕ: при работе с облучателем БЕРЕЖЕМ ГЛАЗКИ!!! Иначе есть риск получения светового ожога роговицы глаз, которую уже не восстановить. Смотрим, чтобы не было рядом детей, поэтому лучше всего это делать на балконе или комнате, которую можно закрыть.
Прошло 10 минут. Выключаем, смотрим, фоторезист посинел в незащищенных местах – прошла полимеризация фоторезиста, в незащищенных он остался прозрачным.


Но полимеризация еще не закончилась – это процесс протекающий во времени, поэтому рекомендуется положить в темное место еще на 10 минут пластину. Достаем. Берем иголку подцепляем теперь верхний слой глянцевый и аккуратно снимаем.




Пока идет время подготовим раствор для смывания незасвеченного фоторезиста. Берем одну ложку кальцинированной соды на стакан воды.




Размешиваем хорошенько, получаем слабо щелочной раствор. Если приготовить концентрированный раствор – есть риск смыть все, если слабый – очень долго придется смывать. С первого раза получилось отлично. Достаем пластину из темного места и окунаем в раствор, ждем минуту и начинаем аккуратно пальчиками водить по поверхности металла.



Практически сразу пальцы начинают чувствовать проявляющийся рельеф – все правильно смывается незаполимеризовавшийся фоторезист.



Промываем еще в течение пяти минут. Готово. Далее готовимся к травлению в хлорном железе. Насчет изоляции остальной поверхности пластины от травления мне брат подсказал гениальный способ – просто покрыть изолентой те участки, которые не должны быть протравлены.



Так и делаем. Далее все как обычно травим и радуемся результату.









Надо сказать, что защищенная фоторезистом поверхность получается настолько прочная, что ногтем ее не содрать (чего не скажешь про ЛУТ), и ГЛАВНОЕ достоинство – он не дает ПРОТРАВ на защищенной поверхности!!!







Далее травим на глубину, которая нас устраивает и остается теперь смыть фоторезист.Это можно сделать с помощью ацетона, дав сначала как следует намокнуть фоторезисту, а потом легкими движениями удалить его. Вот собственно и весь процесс. Я очень рад такому способу и, надеюсь, этот топик будет полезен посетителям этого интереснейшего ресурса. Всем удачи!
И в заключении позволю себе каламбур – Травите на здоровье!!! )))