Questa sezione è dedicata alla tecnica della fototranciatura chimica. Potrete trovare risposta alle domande più frequenti e un valido aiuto nella preparazione dei vostri file.
1. Caratteristiche della lavorazione I. Materiali e Spessori II. Mezza e Doppia incisione III. Linee di Piego
2. Tolleranze
I. Dimensioni e tolleranze
II. Relazione tra la minima larghezza di linea e T (spessore del materiale) III. Relazione tra il raggio di un angolo interno e T (spessore del materiale) IV. Relazione tra il raggio di un angolo esterno e T (spessore del materiale)
V. Forma del profilo in funzione di T (spessore del materiale) VI. Percentuale di incisione
VII. Tolleranze legate agli impianti fotografici 3. Disegno: Preparazione del CAD
I. Formati file accettati II. La busta
III. Compensazione chimica ed etch line IV. Impaginazione
V. Agganci o Testimoni VI. Disegnare gli agganci
VII. Posizionamento degli agganci VIII. Limiti di impaginazione
IX. Testi, scritte e linee X. Limitazioni sul bordo 4. Trattamenti Successivi
I. Galvanici
II. Piegatura e Bugnatura III. Altro
1. Caratteristiche della lavorazione 1.1 Materiali e Spessori
ALLUMINIO NICHEL TITANIO
RAME LEGHE DI NICHEL ZINCO
RAME BERILLIO ACCIAI MOLIBDENO
LEGHE DI RAME ACCIAI INOSSIDABILI TUNGSTENO
BRONZO ACCIAI INOSSIDABILI KOVAR
BRONZO FOSFOROSO ALPACCA KAPTON
ARGENTO NANOFLEX MAGNESIO
FERRO LEGHE FERRO-NICHEL MUMENTAL
Gli spessori lavorabili sono compresi tra 0,02 mm e 2 mm.
1.2 Mezza e Doppia Incisione
Uno dei punti di forza della fototranciatura chimica è la possibilità di ottenere delle mezze incisioni.
Questo rende possibile la realizzazione di loghi, marchi, scritte e linee di mezza incisione in un unico passaggio.
E’ possibile considerare una semi-incisione su uno o entrambe i lati. La profondità della semi-incisione sarà generalmente pari al 60% di T, spessore del materiale.
In caso la semi-incisione venga effettuata in entrambe i lati bisogna fare in modo che i motivi da semi incidere siano "sfalsati" altrimenti nelle aree in cui coincidono si avrà un’incisione completa.
Per realizzare i dettagli più sottili che, se incisi del 60% tenderebbero ad "impastarsi", cioè ad allargarsi fino ad unirsi in un’unica figura, si può prevedere una doppia lavorazione che consente di raggiungere la profondità della mezza incisione desiderata.
Ciò implica una lavorazione aggiuntiva ma permette di ottenere risultati non raggiungibili con altre tecniche.
1.3 Linee di Piego
La linea di piego non è altro che una linea mezza-incisa da un lato che facilita la piegatura del particolare stesso nel punto desiderato.
Una delle applicazioni più frequenti è la creazione di scatolini che vengono sviluppati in piano e poi,
semplicemente piegando i bordi lungo le 4 linee di piego, si ottiene lo scatolino finito risparmiando costose attrezzature ed operazioni di piegatura successive.
2. Tolleranze
A causa della natura stessa del processo e soprattutto alle caratteristiche di taglio in corrispondenza del photoresist, tutte le dimensioni, tolleranze e forme sono funzione dello spessore T del materiale che verrà lavorato, delle sue caratteristiche e, in misura minore, delle variabili di processo. Tutte le informazioni riportate di seguito hanno pertanto carattere generale e vi invitiamo a contattarci per qualsiasi richiesta e problema.
2.1 Dimensioni e Tolleranze
Per le dimensioni di fori, aperture, angoli, ecc ci sono alcune linee guida da seguire in fase di disegno del CAD.
Tutte queste limitazioni vengono relazionate allo spessore del materiale (T).
LA MINIMA APERTURA REALIZZABILE E’ PARI A 1,2 VOLTE LO SPESSORE DEL MATERIALE ES. Per un materiale con T = 0,6 mm, la minima apertura sarà 0,72 mm
La stessa regola vale per la larghezza/lunghezza minima
Per quanto riguarda la tolleranza dimensionale si può considerare la seguente regola:
LA TOLLERANZA DIMENSIONALE E’ PARI A 0,15 VOLTE LO SPESSORE DEL MATERIALE ES. Per un materiale con T = 0,6 mm la tolleranza generale sarà +/- 0,09 mm
Ovviamente possono essere mantenute tolleranze più strette. Contattate i nostri esperti per un consiglio!
2.2 Relazione tra la minima larghezza di linea e T (spessore del materiale)
In fototranciatura chimica la spaziatura tra i fori non è un particolare problema. Tuttavia, quando si hanno grandi aree di fori o aperture (retini) subentrano delle limitazioni. La relazione è la seguente:
LA DISTANZA TRA I FORI DEV’ESSERE ALMENO 1,2 VOLTE LO SPESSORE DEL MATERIALE ES. Per un materiale con T = 0,6 mm la distanza minima tra i fori dev’essere 0,72 mm
2.3 Relazione tra il raggio di un angolo interno e T (spessore del materiale)
Il minimo raggio di un angolo interno è all’incirca pari allo spessore T del metallo (ES. per un materiale spesso 0,6 mm, il raggio sarà 0,6 mm). In certe condizioni questo raggio può essere anche minore. Contattate i nostri tecnici per maggiori informazioni.
2.4 Relazione tra il raggio di un angolo esterno e T (spessore del materiale)
Normalmente gli angoli esterni sono più affilati rispetto a quelli interni. In questo caso possono quindi essere ottenute raggi minori di T. Come regola generale si può considerare come raggio esterno almeno il 75% dello spessore del materiale (0,75 x T).
2.5 Forma del profilo in funzione di T (spessore del materiale)
L’acido normalmente attacca il metallo in tutte le direzioni, di conseguenza il profilo che esso produrrà sarà simile a quello in figura.
In generale lo smusso, in condizioni standard, sarà circa il 10% dello spessore del metallo.
2.6 Percentuale di incisione
Un’altra caratteristica tipica della fototranciatura chimica è la possibilità di incidere in percentuale diversa i due lati (superiore ed inferiore del pezzo). Tipicamente il particolare viene inciso con un rapporto sopra/sotto di 60/40 o 50/50. In casi particolari è possibile lavorare con rapporti 70/30, 80/20, e 90/10. Ciò consente di realizzare dettagli non altrimenti raggiungibili in modo standard: Es. se si volesse realizzare un foro da 0,12 mm su un materiale di spessore 0,2 mm, non sarebbe possibile. Si procede quindi all’incisione dell’80%-90% di un lato e del 10%-20% dell’altro. Con questa tecnica si ottiene il foro desiderato nonostante lo spessore sia 0,2 mm.
Come controparte, però, la geometria del profilo sarà trapezoidale (vedi figura).
2.7 Tolleranze legate agli impianti fotografici
Gli impianti fotografici utilizzati da STV vengono stampati su pellicola altamente stabile (0,18 mm di spessore) e con risoluzione di 2500 dpi. Ciò garantisce uno scarto trascurabile tra un pezzo e l’altro in termini dimensionali dovuti a difetti di tipo fotografico.
3. Disegno: Preparazione del CAD
Il disegno dei particolari per la fototranciatura chimica richiede certe attenzioni tipiche del processo atte in modo particolare a considerare e compensare il lavoro degli acidi sul metallo. Le indicazioni qui di seguito sono basiche. Se le caratteristiche del pezzo che volete realizzare non sono compatibili con quanto scritto qui di seguito, contattateci per maggiori informazioni.
3.1 Formati file accettati
In STV lavoriamo e trattiamo tutti i più diffusi file grafici oggi presenti sul mercato. Tra gli altri:
Dxf Dwg Eps Ai Fh Cdr Iges
All’occorrenza siamo in grado di ricostruire file anche da schizzi, disegni e pezzi già esistenti. Il nostro team grafico sarà in grado di consigliarvi la soluzione migliore per i vostri lavori.
3.2 La busta
Un impianto fotografico per fototranciatura è costituito da due film fotografici (come quelli utilizzati in serigrafia) accoppiati a formare una busta all’interno della quale verrà inserita la lastra di metallo precedentemente preparata con il photoresist. La busta è quindi formata da:
PARTE SUPERIORE: riproduce tutti i particolari che devono essere incisi più le mezze incisioni superiori PARTE INFERIORE: riproduce tutti i particolari che devono essere incisi più le mezze incisioni inferiori
A queste si aggiunge, nel caso di doppio passaggio
DOPPIA INCISIONE: il film che riproduce i particolari da semi-incidere durante il doppio passaggio
Due immagini uguali stampate sia sulla parte superiore che su quella inferiore della busta produrranno un taglio, un’immagine stampata solo sulla parte superiore o sulla parte inferiore produrrà una semi-incisione.
3.3 Compensazione chimica ed etch line
L’acido, per sua natura, tende a stringere l’oggetto disegnato. Se voglio pertanto ottenere un oggetto di dimensione "x", dovrò disegnarlo di dimensione "x+k" dove k è un parametro variabile (testato e tabulato da STV) a seconda dello spessore che tiene in considerazione e compensa questo fenomeno. Oltre allo "scontorno di compensazione chimica" dovremo introdurre tutto attorno al particolare un bordo radiale, anch’esso
dipendente dallo spessore T del metallo, che rappresenterà la linea di taglio o "etch line". Sarà qui, infatti, che l’acido andrà a lavorare per "tagliare" il pezzo dalla quadrotta. Per le semi incisioni la linea di taglio non verrà calcolata e l’unico accorgimento sarà quello di considerare la compensazione chimica appropriata. I fori e le finestre interne al particolare, infine, tendono ad essere più larghe: andranno quindi disegnate più strette di un ulteriore fattore di compensazione. Tutti questi dati sono stati sperimentati e tabulati da STV per ogni tipo di materiale e spessore.
3.4 Impaginazione
Ogni lavoro viene realizzato su quadrotte metalliche da cui vengono chimicamente incisi i particolari desiderati.
Per impaginazione si intende la posizione dei pezzi sulla quadrotta. Ovviamente, minore è la dimensione del particolare e maggiore sarà il numero di pezzi realizzabili su un'unica quadrotta. La dimensione della quadrotta viene valutata in base a:
1. dimensione lastra (la dimensione della lastra nel nostro magazzino. Obbiettivo è quello di ridurre al minimo gli sfridi.)
2. tolleranze dimensionali del particolare (a tolleranze minori si fanno corrispondere quadrotte più strette).
3. ottimizzazione della produzione: si sceglie un formato quadrotta che consenta la massima ottimizzazione della capacità produttiva delle nostre apparecchiature.
4. Senso di laminazione: a volte l’impaginazione è limitata dall’obbligo di seguire un senso di
laminazione particolare. Generalmente ciò avviene quando il particolare dev’essere poi piegato o deve subire trattamenti particolari.
Non sempre quindi è possibile/conveniente scegliere il formato quadrotta più largo. I nostri tecnici sapranno consigliarvi caso per caso. Ogni particolare viene tenuto attaccato alla quadrotta da uno o più agganci. In casi eccezionali e per oggetti molto grandi è possibile prevedere di non avere testimoni.
3.5 Agganci o Testimoni
Gli agganci o testimoni sono dei piccoli punti di attacco (generalmente 2) che tengono attaccato il particolare fotoinciso alla lastra da cui viene ricavato. Ciò impedisce al particolare, una volta completamente inciso, di staccarsi e perdersi. Gli agganci vengono progettati in modo che il pezzo possa poi essere facilmente rimosso dalla quadrotta con una semplice torsione manuale.
Esistono 3 possibili tipologie di agganci:
1. Agganci Standard: sono agganci sporgenti che, una volta rotti, lasciano una piccola bava sporgente dal profilo dell’oggetto. Possono essere facilmente limati successivamente.
2. Agganci Rientranti: sono agganci che, una volta rotti, lasciano una piccola rientranza nel particolare e non sporgono dal profilo. Vengono utilizzati quando non è necessario che il profilo del particolare sia
perfettamente lineare. Es. Scatolini di schermatura che vengono poi saldati sui circuiti stampati.
3. Agganci semi-incisi: al fine di limitare la visibilità dell’aggancio stesso, per spessori superiori a 0,6 mm
(compreso) gli agganci vengono realizzati semi-incisi, cioè incisi solo per metà. Si avrà quindi un profilo netto nella parte superiore e con una leggera bava (sporgente o rientrante) nella parte posteriore.
3.6 Disegnare gli agganci
STV ha prodotto nel tempo dei master per ogni tipo di aggancio. La dimensione degli agganci è variabile in funzione di T ed è tabulata.
3.7 Posizionamento degli agganci
Non esiste una regola generale per posizionare gli agganci. Esistono dei piccoli consigli che si possono dare per agevolare la scelta del posizionamento dei testimoni:
1. prediligere sempre zone non essenziali del particolare
2. agganci standard posizionati su angoli renderanno lo spigolo vivo e non saranno praticamente visibili una volta rotti
3. in caso di un solo aggancio bisogna che l’orientazione del pezzo sia costante
4. posizionare gli agganci sempre lungo diagonali ideali in modo da facilitare la rimozione del particolare 3.8 Limiti di impaginazione
La posizione dei pezzi all’interno della quadrotta ha dei valori minimi da rispettare:
PASSO TRA I PEZZI: la distanza tra un pezzo e quello adiacente: 1.5 mm BORDO TECNICO: il bordo perimetrale minimo: 5mm
Anche in questo caso possono essere fatte delle eccezioni. I nostri tecnici sapranno valutare e consigliarvi caso per caso.
3.9 Testi, scritte e linee
Esistono alcuni accorgimenti importanti da ricordare riguardo ai testi, alle scritte e alle linee in generale:
1. Lo spessore minimo delle linee, e quindi anche del testo, affinché sia riproducibile dev’essere 0,12 mm 2. I testi vanno disegnati pensando che alcune parti possono "cadere" se non supporate da testimoni:
Es.
3.10 Limitazioni sul bordo
A causa della natura stessa della tecnologia non è possibile eseguire una semi-incisione fino al bordo
dell’oggetto. Una volta raggiunta l’incisione del bordo,infatti, avverrebbero infiltrazioni di acidi che andrebbero a rovinare la semi-incisione. Il bordo del pezzo risulterebbe inoltre molto tagliente.
4. Trattamenti successivi 4.1 Galvanici
Sui pezzi fototranciati possono essere effettuati trattamenti galvanici di ogni genere. STV si è attrezzata tramite fornitori esterni per fornire trattamenti di:
DORATURA ARGENTATURA CANNA DI FUCILE STAGNATURA NICHELATURA
4.2 Piegatura e Bugnatura
Molto spesso i pezzi fototranciati richiedono poi un trattamento di piegatura e/o bugnatura. STV, tramite la collaborazione con diversi fornitori è in grado di fornivi il prodotto già staccato dalla quadrotta e piegato o bugnato secondo i vostri disegni.
4.3 Altro
Nel tempo STV ha sviluppato esperienza nella finitura di diversi particolari. Siamo quindi in grado di potervi proporre, tramite i nostri fornitori, trattamenti particolari come:
• DISTACCO DEI PEZZI
• LIMATURA TESTIMONI
• SMALTATURA
• PASSIVAZIONE
• ELETTROLUCIDATURA
• BURATTATURA
• SALDATURA
• ANODIZZAZIONE DELL’ALLUMINIO
• RIPRESE
