CN103397329A - 一种不锈钢点阵摩擦板的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不锈钢点阵摩擦板的生产工艺，属光化学蝕刻技术领域。工序包括：设计制版，制版圆点子直径为0.198mm；大面积不锈钢基板磨刷处理；基板表面二遍丝印与烘干感光胶；把菲林底片覆盖在基板的感光胶膜层上进行曝光，曝光机的灯源与被感光基板中间设置补光板；进而显影、定影与烘干处理；继而高温烘烤坚膜；待蝕刻基板悬空倒挂，蚀刻机下喷头方式进行蚀刻，蚀刻液采用铁离子Fe3+含量为46％的液体三氯化铁；蚀刻后的产品去膜、冲洗与烘干。进一步，坚膜后蝕刻前在基板背面涂布保护膜层，以保证板背面完好无损。采用上述生产工艺得到的大面积不锈钢点阵摩擦板，其阵列圆点子均匀一致性好，耐单面蚀刻，光强误差小，蝕刻快效益好。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种不锈钢点阵摩擦板的生产工艺，属于光化学蚀刻技术领域。
【背景技术】
在大面积(500×400mm)的304型不锈钢表面蚀刻出直径、高度分别为0.04～0.06mm、0.10～0.12mm的阵列圆点子，以形成摩擦板，需要解决全板阵列圆点子分布均匀性问题，误差要控制在±0.01mm。
通常地，不锈钢蝕刻工艺是以双面(表面及背面)蝕刻为主，多采用薄材料，蚀刻深度在0.05mm左右。倘若需要制作单面蚀刻深度0.10～0.12mm、圆点子直径0.04～0.06mm的不锈钢点阵摩擦板，且板材面积大至500×400mm，采用常规不锈钢蚀刻工艺是完成不了的，现有技术尚存在如下不足之处：
1、单面蚀刻作业过程中，由于蚀刻时间长，抗蝕层(感光胶)会产生浮胶，引起产品报废，存在全板圆点子分布不均匀的问题。
2、大面积曝光，光源中心与板四周边缘存在光强差异很大，导致曝光后的半成品不合格率高。
3、蚀刻时按常规工艺操作，达不到全板阵列圆点子的均匀性。
4、蚀刻液三氯化铁，按国标Fe3+含量为44％，此种蝕刻液满足不了单面蚀刻不锈钢点阵摩擦板要求，蚀刻后圆点子大小不均匀，圆点子根部非常毛糙，且容易产生浮胶。
5、单面蚀刻后产品背面有损伤，影响产品质量。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种大面积范围内阵列圆点子均匀的不锈钢点阵摩擦板的生产工艺。
为达成上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种不锈钢点阵摩擦板的生产工艺，其工序包括：
a.设计制版，采用计算机CAD系统设计点阵图形，通过光绘机进行制版，以绘制菲林底片；
b.基板前处理，采用不锈钢平板为基材，截得面积为500×400mm的基板，磨刷去除基板表面的油渍、污渍和氧化膜；
c.丝印与烘干感光胶，在基板表面丝印感光胶和烘干感光胶膜层；
d.曝光，进而把菲林底片覆盖在基板的感光胶膜层上，进行曝光；
e.显影，曝光过的基板进行显影、定影与烘干处理；
f.坚膜，定影过的基板继而进行高温烘烤坚膜；
g.蝕刻，在蝕刻机上进行蚀刻，通过蝕刻机将蝕刻液均匀喷淋到待蚀刻基板表面；
h.脱膜与烘干，蚀刻后的产品浸渍到盛有去膜液的去膜槽进行去膜，脱膜干净后采用自来水冲洗并进行烘干，
所述工序a制版圆点子直径为0.198m，所述工序c按二遍进行，在所述工序d中，曝光机的灯源与被感光基板中间设置补光板，所述工序g是采用蝕刻机下喷头蚀刻方式，待蝕刻基板悬空倒挂，所述蚀刻液采用液体三氯化铁，铁离子Fe3+含量为46％。
作为对上述技术方案的进一步补充与完善，本发明还包括以下技术特征：在所述工序f之后以及工序g之前，基板背面还进行有一道涂布保护膜层工序。
上述保护膜层配方为：虫胶片50～60g/L，松香350～370g/L，每升体积中其余为无水酒精。
按二遍进行的工序c所形成的感光胶膜层厚度为0.032～0.035mm。
上述工序d中曝光机功率为9千瓦，曝光时间为11秒。
上述液体三氯化铁蝕刻液温度控制在50℃，喷淋压力为3.4KG/CM2。
检验不锈钢点阵摩擦板的圆点子的直径0.04～0.06mm、圆点子高度0.10～0.12mm。
本发明事实具有如下优点和有益效果：
1、制版圆点子直径定为0.198mm，此设计为蝕刻后不锈钢点阵摩擦板其圆凸点子直径和高度满足工艺要求而打下了坚实的基础。
2、二次涂覆感光胶、二次烘板，保证了单面蚀刻(深度0.10～0.12mm)的长时间耐蝕性，全板圆点子均匀性好。
3、增设一块补光板，解决了被感光基板光强均匀性，使得光源中心与被感光基板四周边缘的光强误差控制在小于20％，随之提高了抗蚀强度，完全满足了蚀刻时全板的耐蚀性需要，保证了全板圆点子均匀性。
4、蚀刻机进行下喷头蚀刻，待蚀刻基板采用悬空倒挂蝕刻方法，保证了全板的圆点子均匀性，且加快了蚀刻速率，提高了生产效益。
5、采用铁离子Fe3+含量为46％的三氯化铁蚀刻液，可实行循环再生，减少污染，降低成本，蝕刻后保证了全板圆点子均匀性，圆点子根部光洁，且不易引起浮胶；蚀刻液温度蝕刻机喷淋压力设置合理。
6、蚀刻前事先在基板背面涂覆保护膜层，保证了单面蚀刻后产品背面的完好不损。
【附图说明】
下面结合附图就本发明作进一步详细说明。
图1是本发明不锈钢点阵摩擦板的生产工艺流程图。
【具体实施方式】
请参阅图1所示，本发明的生产工艺流程如下：
1、设计制版：通过计算机CAD系统设计点阵图形，结合光绘机(分辨率为16000DPI)，绘制出具有点阵图形的菲林底片，制版得到菲林底片上的圆点子直径0.198mm，圆点子间距0.5mm，圆点子排列角度15°。
为达到蝕刻后工艺要求的圆点子直径和高度，设计制版时，必须加上侧蝕系数，其中，制版圆点子直径为0.198mm这一数据是经过多次、反复试验得出的。
菲林底片采用美国杜邦公司生产的MYLAR型菲林片。
2、基材选取：基材采用304型不锈钢平板，厚度选择范围在0.40～0.48mm，本实施例在剪板机上开料截得面积为500×400mm、厚度为0.40mm的基板。
3、基板前处理：基板经过酸洗、水洗后，通过刷光机对基板进行磨刷处理，采用300目～500目金钢砂尼龙刷辊，强力去除表面油渍、污渍和氧化膜，以裸新基板表面，使基板表面具有良好的亲油墨性，利于后道在基板表面附着感光油墨。
磨刷处理后再次进行水洗，等侯干燥基板表面的水分。
4、丝印与烘干感光胶：采用二遍丝印二遍烘干的方式，借助丝印机将感光胶涂覆在基板表面(待蝕刻单面)，干燥后得到具有感光胶膜层厚度为0.032～0.035mm的基板。
由于单面蚀刻时间长，蝕刻深度在0.10～0.12mm，为保证耐蚀刻和全板圆点子均匀性，第一次丝印感光胶后进入10m长的烘道烘干，设定烘道温度85℃，烘道内停留时间为6min，重复进行一次丝印和烘干，烘后基板逐片置于凉架上，等候自然冷却。
二次涂覆感光胶经过二次烘干处理(替代传统一涂一烘干)，起到充分烘透感光胶膜的作用。
丝印感光胶作业环境是在密封净化的暗室、黄光条件下进行的，环境温湿度分别控制在温度23～25℃、湿度50～60％RH。
感光胶采用上海台丽通油墨有限公司生产的TLK-1501型感光胶；烘道热源采用红外线加热器。
5、曝光：把菲林底片覆盖在基板的感光胶膜层上，在功率9千瓦曝光机内进行曝光，时间为11秒，曝光作业环境是在暗室、黄光条件下进行的。
由于不锈钢点阵摩擦板面积大，曝光灯源中心与基板四周边缘光强差异很大，若中心部位感光强度达到要求，而四周边缘感光太弱，达不到感光强度，则后续蚀刻时不能起到耐蚀效果，产生浮胶，造成基板报废。为解决此难题，采用的方法是在灯源与被感光基板中间设置一块补光板，从而均匀中心与边缘光强误差不超过20％，完全满足了蝕刻时全板的耐蚀效果。
6、显影：曝光好的半成品在暗室环境下进入显影机进行显影作业，显影时间2分钟。通过显影机将显影液均匀喷淋到半成品板表面(感光膜层)，喷淋压力为2kg/cm2，显影液温度为30℃；显影后用硫酸30ml、水100公斤在常温下进行定影，然后清洗、热风烘干，烘干时间20秒，温度60度。
显影液配方：碳酸钠3.4公斤，水1000公斤。
定影液配方：硫酸30ml、水100公斤。
显影后的半成品板表面已形成完整、清晰的点阵图形，手蝕时具有明显密集的圆凸点子。
7、坚膜：定影后的半成品进入烘烤机进行高温烘烤坚膜，温度250℃、感光膜固化处理时间3分钟。
由于不锈钢板表面坚硬、光滑，感光胶(抗蚀剂)很难持久地附着在上面，为保证蚀刻时能完全保护图形完整性，故必须经高温烘烤坚膜。
8、基板背面涂布保护膜层：在基板背面涂布保护膜层，涂布完毕后等候自然干燥。
保护膜层配方：虫胶片135克、松香900克、无水酒精2500毫升。
蚀刻前在基板背面涂上了一层保护膜层，有力地保证了蚀刻后的板背面完好无损。
9、蚀刻：在蚀刻机上进行蚀刻，通过蚀刻机将蝕刻液均匀喷淋到待蝕刻板表面上，蚀刻液温度为50℃，喷淋压力3.4KG/CM2，蝕刻速率以蝕刻后圆点子直径达到0.04～0.06mm为准，蚀刻完毕自来水冲洗蚀刻表面。
为确保圆点子的均匀性和和提高蚀刻速度，蝕刻方式采用蝕刻机下喷头蚀刻，待蚀刻工件悬空倒挂。
蝕刻液：液体三氯化铁，铁离子Fe3+的含量为46％。
10、脱膜处理：将蝕刻后的产品浸渍到盛有去膜液的去膜槽进行去膜(图形保护的感光膜和板背面的保护膜层)，浸渍时间4分钟，脱膜干净后采用自来水冲洗并进行烘干。
去膜液配比：氢氧化钠28克、水10公斤、液温95℃。
11、检验：检查点阵摩擦不锈钢板其圆点子直径0.04～0.06mm、圆凸点子高度0.10～0.12mm，误差控制在±0.01mm，圆凸点子大小均匀、根部光洁，无微连接，无一短缺。
应用前景：按本发明提供的不锈钢点阵摩擦板的生产工艺得到的不锈钢点阵摩擦板产品具有广泛的用途：如应用于复印机、印刷机、广告喷绘机和丝绸印花机的传送装置上，为滚刺轴包覆所用。
Claims (6)
1.一种不锈钢点阵摩擦板的生产工艺，其工序包括：
a.设计制版，采用计算机CAD系统设计点阵图形，通过光绘机进行制版，以绘制菲林底片；
b.基板前处理，采用不锈钢平板为基材，截得面积为500×400mm的基板，磨刷去除基板表面的油渍、污渍和氧化膜；
c.丝印与烘干感光胶，在基板表面丝印感光胶和烘干感光胶膜层；
d.曝光，进而把菲林底片覆盖在基板的感光胶膜层上，进行曝光；
e.显影，曝光过的基板进行显影、定影与烘干处理；
f.坚膜，定影过的基板继而进行高温烘烤坚膜；
g.蚀刻，在蝕刻机上进行蝕刻，通过蝕刻机将蚀刻液均匀喷淋到待蚀刻基板表面；
h.脱膜与烘干，蝕刻后的产品浸渍到盛有去膜液的去膜槽进行去膜，脱膜干净后采用自来水冲洗并进行烘干，
其特征在于：所述工序a制版圆点子直径为0.198mm，所述工序c按二遍进行，在所述工序d中，曝光机的灯源与被感光基板中间设置补光板，所述工序g是采用蚀刻机下喷头蝕刻方式，待蚀刻基板悬空倒挂，所述蚀刻液采用液体三氯化铁，铁离子Fe3+含量为46％。
2.根据权利要求1所述的不锈钢点阵摩擦板的生产工艺，其特征在于：在所述工序f之后以及工序g之前，基板背面还进行有一道涂布保护膜层工序。
3.根据权利要求2所述的不锈钢点阵摩擦板的生产工艺，其特征在于：所述保护膜层配方为：虫胶片50～60g/L，松香350～370g/L，每升体积中其余为无水酒精。
4.根据权利要求1或2或3所述的不锈钢点阵摩擦板的生产工艺，其特征在于：按二遍进行的工序c所形成的感光胶膜层厚度为0.032～0.035mm。
5.根据权利要求4所述的不锈钢点阵摩擦板的生产工艺，其特征在于：所述工序d中曝光机功率9千瓦，曝光时间为11秒。
6.根据权利要求5所述的不锈钢点阵摩擦板的生产工艺，其特征在于：所述液体三氯化铁蝕刻液温度控制在50℃，喷淋压力为3.4KG/CM2。
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