¿Qué es el Proceso de Grabado?
Proceso de grabado es una tecnología de transformación de chapas metálicas en diversas formas mediante la disolución parcial o el corte de una parte determinada de la chapa, el vaciado de una parte determinada de la chapa o el adelgazamiento de la chapa hasta un grosor determinado.
Características del Proceso de Grabado
Proceso de grabado que puede procesar patrones complejos con gran precisión, incluso en chapas extremadamente finas o pequeñas. Hay muchos tipos de metales que pueden procesarse, y se utiliza ampliamente en la fabricación de componentes electrónicos como semiconductores y piezas para equipos médicos.
Además del acero inoxidable, el cobre y el hierro, otros materiales que pueden tratarse en el Proceso de grabado son el molibdeno y el titanio, y como cada metal tiene su propia aplicación específica, es importante seleccionar el metal más adecuado.
Proceso de grabado tiene la ventaja de que se puede llevar a cabo rápidamente y a bajo coste, pero por otro lado tiene la desventaja de que no es adecuado para la producción en masa.
Usos de los Procesos de Grabado
Proceso de grabado puede utilizarse para procesar patrones finos que no pueden procesarse mediante prensado y para procesar piezas finas con una precisión extremadamente alta. Por esta razón, se utiliza en la fabricación de circuitos integrados que componen los semiconductores antes mencionados y otros componentes electrónicos, equipos médicos y otras piezas, así como en el patronaje de alambres calentadores (lámina SUS) para calentadores finos.
Por supuesto, muchas piezas grabadas se incorporan a productos que combinan muchos componentes, como equipos electrónicos y automóviles. También es adecuado para la fabricación de productos que requieren precisión, como artículos domésticos en general, artículos de diseño interior y prendas de vestir.
Principios y Procesos del Proceso de Grabado
Principios del Proceso de Grabado
En el proceso de grabado, se forma una película protectora sobre la chapa metálica como material de trabajo, sobre la que se transfiere la forma estampada que se va a producir, y se disuelven o cortan las partes de la chapa metálica sin la película protectora. A continuación, la chapa se ahueca o adelgaza hasta alcanzar un grosor determinado y se procesa para obtener diversas formas de patrón.
Proceso de Grabado
El proceso real incluye los siguientes pasos
1. Proceso de Creación de Placas
Se crean dos placas base de acuerdo con la forma del patrón que se va a crear mediante CAD. Esto se hace para intercalar el material que se va a procesar entre las dos placas base. En este punto, cualquier discrepancia en las dimensiones de las placas base afectará en gran medida a la calidad del producto acabado, por lo que se requiere precisión en la creación de las placas base.
2. Proceso de Laminado
Se trata del proceso de aplicación de fotorresistencia para formar una película protectora sobre la chapa metálica que se va a procesar, y este proceso se denomina laminación. La fotorresistencia es una sustancia fotosensible que, en procesos posteriores, “transfiere la forma del patrón a la chapa metálica que se va a procesar” y “protege del grabado las partes de la chapa metálica que no se van a eliminar”.
Dado que el grado de adhesión entre la chapa y la fotorresistencia afecta en gran medida a la calidad tras el procesado, es práctica habitual desengrasar y limpiar la chapa que se va a procesar antes de aplicar la fotorresistencia.
3. Proceso de Transferencia de la Forma del Patrón
La chapa metálica a la que se aplica el fotorresistente se intercala entre la chapa base y se irradia con luz ultravioleta. A continuación, se fotosensibiliza la fotorresistencia en la zona no sombreada por la placa base, con lo que la forma del patrón de la placa base se transfiere a la chapa metálica que se va a procesar.
4. Proceso de Grabado
En primer lugar, se retira el fotorresistente de la zona que se va a eliminar grabando a lo largo del patrón que ha aparecido en la superficie de la pieza. A continuación, se rocía el metal con una solución de grabado que disuelve el metal, de modo que sólo se disuelven las zonas de la chapa metálica que se va a procesar en las que se ha eliminado la fotorresistencia, dejando únicamente la forma del patrón. Por último, se elimina la fotorresistencia de toda la pieza.
Tipos de Procesos de Grabado
Existen dos tipos de procesos de grabado: el grabado húmedo, que utiliza una solución de grabado como la descrita anteriormente, y el grabado seco, que reacciona con gas iónico reactivo o gas plasma.
1. Grabado Húmedo
El grabado húmedo es un método de procesamiento en el que se obtiene una forma de patrón mediante la reacción de una solución química sobre una pieza de trabajo a la que se ha transferido fotorresistencia en una forma de patrón predeterminada como se ha descrito anteriormente. Este método se utiliza en los procesos de fabricación de semiconductores, etc., y se utiliza ampliamente para el grabado húmedo tipo placa, en el que varias piezas de trabajo se sumergen en una solución química.
Tiene la ventaja de una alta productividad ya que se pueden procesar múltiples piezas de trabajo simultáneamente, pero en principio no es adecuado para procesar formas de patrones ultrafinos ya que también erosiona y disuelve la parte inferior del fotorresistente.
2. Grabado en Seco
El grabado en seco es un método en el que el gas iónico reactivo o el gas plasma reaccionan con la pieza sobre la que se ha transferido la fotorresistencia en una forma de patrón predeterminada, cortando las zonas en las que no hay fotorresistencia para obtener la forma de patrón predeterminada. En el grabado en seco, los iones reactivos o los gases de plasma se bombardean perpendicularmente a la fotoresina para cortar la pieza.
En otras palabras, mientras que el grabado húmedo es un proceso de grabado isotrópico, el grabado seco es un proceso de grabado anisotrópico. Además, en principio, el gas erosiona perpendicularmente a la capa fotorresistente, por lo que en el grabado en seco el gas no llega a la parte inferior de la capa fotorresistente como en el grabado en húmedo, lo que lo hace más adecuado para procesar formas de patrones ultrafinos que el grabado en húmedo.
Más Información sobre los Procesos de Grabado
Circuitos Integrados y Procesos de Grabado
Procesos de grabado se utilizan a menudo en el proceso de fabricación de circuitos integrados, donde las estructuras tridimensionales se depositan en capas. Como las estructuras tridimensionales que componen los circuitos integrados tienen patrones muy finos, no sólo se utiliza el grabado húmedo, sino también el seco, para permitir un procesamiento más delicado.
Es importante seleccionar el proceso de grabado en húmedo o en seco adecuado en función de la productividad requerida y del nivel de integración (finura del patrón).