化学铣削,也被称为化学轮廓加工(chemical contour machining),是一种利用化学蚀刻的方法,与机械轮廓加工一样完成金属轮廓加工的工艺方法。不同于穿透式的蚀刻,这一工艺的特征在于,蚀刻深度仅限于材料厚度的一部分,从而在整体上形成三维的形状。
化学铣削工序通常是按照【图1】所示的顺序进行。整个加工过程由预处理、遮罩、蚀刻、后处理4道工序构成。
要对材料的整个表面做蚀刻研磨时,无需进行遮罩操作,可立即开始蚀刻工序,而在阶梯式加工过程中,在最初的蚀刻之后,需要剥离其他部分的遮罩材料,然后再次进行蚀刻。根据需要,反复执行这一操作。
(1)遮罩
化学铣削中的遮罩方法包括(1)光刻胶遮罩法,(2)筛印或胶印,(3)划线-剥离法、(4)机械遮罩法等。
如前所述,光刻胶遮罩法的抗蚀剂图案极其精细且具有高精度,但抗蚀剂薄膜很薄,对强碱和氧化性较强的蚀刻剂的化学抗性较低,所以除非加工深度极浅,否则很少使用这一工艺。
筛印是基于丝网印刷技术,使用尼龙、聚酯等化学纤维或不锈钢等金属细丝制成丝网,在丝网上形成所需图案的翻转图案,并利用橡胶辊将抗腐蚀油墨压入丝网并从没有图案的部分穿过丝网,在材料表面形成油墨图案。
在划线-剥离法中,首先在材料的整个表面形成遮罩材料,然后将模板(template,按所需形状镂空的薄板)粘在上面,用锋利刀片沿着加工部分的边界线切割遮罩材料,将应加工部分的遮罩剥离使材料露出。
机械遮罩是将被称为遮罩板的柔性、耐腐蚀模板(橡胶板等)以机械手段贴合并固定在材料上,从而保护非加工区域,但由于其本身机制,这种方法只能用于加工简单的图案。
应根据精度及再现性、加工速度、经济性等要求,从上述4种方法中相应选择。