[发明专利]无污染金属刻蚀方法及其装置

说明书

本发明涉及一种无污染金属刻蚀方法及其装置，尤其利用新型光致抗蚀剂进行金属刻蚀方法及其专用装置。

全世界的标牌行业每年制备大量的各种不同的金属标牌。特别是近年来，铜标牌已经被不锈钢标牌所替代。在制备铜、不锈钢、钢等各种金属标牌时，传统的方法是用强酸腐蚀。强酸的废液，形成极大的污染。在制备精细图案的金属艺术品或任何一种金属模板，这些金属(钢、铜等)模板可以是移印文字版或图案版，也可以应用来制备丝绸印染或纺织品印染的钢模滚筒，还可以是用于印刷铝箔、塑料、纸张等的印刷滚筒。在制备铜、钢等各种金属滚筒时，传统的方法也是用强酸或者其它腐蚀性液体进行腐蚀的。传统方法不但形成极大的污染，污染环境，而且方法的控制性不好，加工时间长，难以实现自动化加工设备。

本发明目的是提供一种无酸污染的金属刻蚀方法及设备，尤其是对金属标牌和金属印刷滚筒进行加工的金属刻蚀方法及设备；本发明的目的还在于提供一种方法控制性好，加工效率高的金属刻蚀方法方法及设备；本发明的第三个目的是提供实现金属刻蚀自动化加工设备。

本发明的目的是这样实现的：一种无酸污染的金属刻蚀方法，其特征是先在待加工金属板表面涂覆光致抗蚀剂，然后经干燥、感光、显影，再对金属表面进行电致刻蚀，即采用正极电连接待处理金属，负极由另一导电体构成，施加的直流电压范围是6-36V、其电流在15-300A；正负极之间通有导电盐溶液，且导电盐溶液在正负极之间形成一个流动的液流。

一种无酸污染的金属刻蚀的设备，包括导电盐溶液池、直流或脉动直流电源，与待处理金属连接的电源正极，与电源负极连接的导电电极，其特征是导电盐溶液中设有导电盐溶液驱动泵，电源负极制成一腔体、并与导电盐溶液泵的输出管相连，电源负极的表面制有多个导电盐溶液出液孔。

导电盐溶液(电刻蚀液)是一种专门的导电液体，基本组成为：芒硝、硫酸钾、水、柠檬酸、食盐、适量表面活性剂等。

利用本发明设备，只要将电源负极的表面与待处理金属表面相贴近，在通有电流的情况下，通过电蚀作用对待处理金属表面进行处理，由于感光、显影后的光致抗蚀剂是绝缘的，外露出的金属表面很快的被处理。可根据所刻蚀的金属板的面积、以及金属板的种类，来决定电流密度(大小)。

本发明的特点是：

本发明利用强大电流蚀刻的原理，利用与电流反方向的喘激水流的物理效应，使得电刻蚀下来的金属微粒无法流向负极。本发明的另一特点是应用的新型光致抗蚀剂，产生良好的绝缘护层，可参考专利(专利申请号：98111154)。本发明的特点还包括：避免使用强酸腐蚀，避免污染的发生；由于本发明的刻蚀液体是一种专门的无公害的普通盐类水溶液(见实施例)。本发明所刻蚀下来的金属微粒不溶于水，本发明的刻蚀液中可含有一种促进这些金属微粒沉淀的促进剂(见实施例)。

本发明利用导电盐溶液进行的导电电蚀过程也是水流冷却的过程，可以散发电蚀工作中的热量。

本发明应用来制备精细图案的金属艺术品或任何一种金属模板，这些模板可以是移印用文字版或图案版。也可以应用来制备丝绸印染或纺织品印染以及铝箔包装印刷的钢模或铜模滚筒。

本发明刻蚀产生的金属微粒，是纯金属，这是由于本发明基于导电盐溶液的导电作用，而不是电解液，电蚀的过程主要不是化学反应；所得金属微粒或氧化的金属可以完全作为无机颜料工业的原料、金属冶金的原料、以及废品金属冶炼用。

在金属板(铜板、铝板、钢板、不锈钢板)上光致成像后，利用一种本发明的装置，进行电刻蚀。可以电刻蚀极为精细的图案和文字。其精细程度可得到3微米设备，且电蚀条陡直(无斜坡)。它的最大的特点是无污染、无公害，是标牌行业制备各种金属标牌的新方法，也可以应用于制备移印钢模板的光化学材料。由于标牌行业的特殊性，本发明也可以应用在高精细度印刷电路板(PCB)的刻蚀方法。

以下结合附图并通过实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明方法的工艺流程图

图2为本发明设备的示意图

图3为本发明工作过程原理图

图4为本发明设备中的负极截面结构示意图

图5为本发明设备中的负极表面结构示意图

对工艺方法的说明：参见图1，对金属的选材、清洁去油和在待表面用丝网印刷光致抗蚀剂同常规工艺。使用98111154专利申请的光致抗蚀剂，可以电刻蚀极为精细的图案和文字。其精细程度可得到3微米。

前烘：也就是干燥方法。必须严格控制在85-90℃。时间不得超过预定时间。一般10-15分钟即可。必须同时鼓风干燥。干燥后一般不会发生粘板现象。