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金屬蝕刻詳細(xì)介紹
本視頻可以幫助朋友們?cè)敿?xì)了解蝕刻加工的整個(gè)流程及工藝控制的大致要點(diǎn)，可以幫助您全面了解金屬蝕刻整個(gè)控制過(guò)程。本質(zhì)上金屬蝕刻一個(gè)多流程，多管控的一個(gè)操作過(guò)程，任何一道工序都可以決定了最終的品質(zhì)。
金屬蝕刻(etching)是將材料使用化學(xué)反應(yīng)或物理撞擊作用而移除的技術(shù)。金屬蝕刻技術(shù)可以分為濕蝕刻(wet etching)和干蝕刻(dry etching)兩類。金屬蝕刻是由一系列復(fù)雜的化學(xué)過(guò)程組成，不同的腐蝕劑對(duì)不同金屬材料具有不同的腐蝕性能和強(qiáng)度
金屬的種類不同，其蝕刻的工藝流程也不同，但大致的工序如下但大致的工序如下：金屬蝕刻板→清潔除油→水洗→干燥→貼膜或絲網(wǎng)印刷油墨→干燥→曝光圖形→顯影→水洗干燥→蝕刻→退膜→干燥→檢驗(yàn)→成品包裝。
通常所指金屬蝕刻也稱光化學(xué)金屬蝕刻（photochemical etching），指通過(guò)曝光制版、顯影后，將要金屬蝕刻區(qū)域的保護(hù)膜去除，在金屬蝕刻時(shí)接觸化學(xué)溶液，達(dá)到溶解腐蝕的作用，形成凹凸或者鏤空成型的效果。最早可用來(lái)制造銅版、鋅版等印刷凹凸版，也廣泛地被使用于減輕重量(Weight Reduction)儀器鑲板，銘牌及傳統(tǒng)加工法難以加工之薄形工件等的加工；經(jīng)過(guò)不斷改良和工藝設(shè)備發(fā)展，亦可以用于航空、機(jī)械、化學(xué)工業(yè)中電子薄片零件精密金屬蝕刻產(chǎn)品的加工，特別在半導(dǎo)體制程上，金屬蝕刻更是不可或缺的技術(shù)
金屬蝕刻工藝流程
金屬的種類不同，其蝕刻的工藝流程也不同，但大致的工序如下：金屬蝕刻板→清潔除油→水洗→干燥→貼膜或絲網(wǎng)印刷油墨→干燥→曝光圖形→顯影→水洗干燥→蝕刻→退膜→干燥→檢驗(yàn)→成品包裝。
1.金屬蝕刻前的清潔工序
在不銹鋼或其它金屬蝕刻之前的工序都是清潔處理，主要的作用就是清除材料表面的臟污，灰塵，油漬等。這首工序是否很好的完成，是保證貼膜或絲印油墨與金屬表面是否具有良好附著力的關(guān)鍵工序，因此必須要徹底清除金屬蝕刻表面的油污及氧化膜。除油應(yīng)根據(jù)工件的油污情況定出方案，最好在絲印油墨前進(jìn)行電解除油，保證除油的效果。除氧化膜也要根據(jù)金屬的種類及膜厚的情況選用最好的浸蝕液，保證表面清洗干凈。在絲網(wǎng)印刷前要干燥，如果有水分，也會(huì)影響油墨的附著力，而且影響后續(xù)圖紋蝕刻的效果甚至走樣，影響蝕刻效果。
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2.貼干膜或絲印油墨感光膠層
根據(jù)實(shí)際的產(chǎn)品材質(zhì)，厚薄以及圖形的精密寬度確認(rèn)采用干膜或濕膜絲印，針對(duì)不同的厚薄產(chǎn)品，在涂感光膠層時(shí)，要考慮到產(chǎn)品的圖形需要的蝕刻加工的時(shí)間等因素，以便制得較厚或適用較薄的的感光膠層，這樣才使得遮蓋性能好，金屬蝕刻加工出的圖紋清晰度高。
3.干燥
貼膜或滾涂絲印油墨完成后，需要徹底的將感光膠層進(jìn)行干燥，為曝光工序進(jìn)行準(zhǔn)備工序，同時(shí)需要保證表面清潔，無(wú)粘連，雜質(zhì)等。
4.曝光
此工序?yàn)榻饘傥g刻的重要工序，曝光能量的大小會(huì)根據(jù)產(chǎn)品的材料的厚度，精密精細(xì)度來(lái)考慮。這也是一個(gè)蝕刻加工企業(yè)的技術(shù)能力的體現(xiàn)。曝光工序決定了蝕刻能否保證有較好的尺寸管控精度等要求。
5.顯影
金屬蝕刻板的表面感光膠層經(jīng)過(guò)曝光處理后，圖形膠層經(jīng)過(guò)光照后固化的金屬板上，此后要將圖形中不需要的，即要將需要腐蝕掉的部份裸露出來(lái)。顯影的工序也決定的產(chǎn)品最終尺寸能否達(dá)到要求。此工序?qū)a(chǎn)品上覆蓋的不需要感光膠層會(huì)完全的清除掉。
6.蝕刻或腐蝕工序
最為關(guān)鍵的工序，產(chǎn)品前制工序完成后。會(huì)進(jìn)行進(jìn)行化學(xué)藥液的蝕刻。此過(guò)程決定了最終產(chǎn)品是否合格的關(guān)鍵工序。整個(gè)過(guò)程涉及到了蝕刻藥水的濃度，溫度，壓力，速度等參數(shù)，產(chǎn)品的質(zhì)量均需要由這些參數(shù)共同決定。
7.退膜
蝕刻后的產(chǎn)品，表面仍覆蓋著一層感光膠層覆蓋著。這道工序需要將蝕刻加工完后的產(chǎn)品表面的感光膠層進(jìn)去退膜去除。由于感光膠層是酸性物質(zhì)，因此絕大多數(shù)均采用酸堿中和法進(jìn)行膨松，溢流水洗加超聲波清潔后，除去表面的感光膠層。本工序主要防止有感光膠的殘留。
8.退膜完成后，剩下的就是檢查，包裝。尺寸的檢查保證不能有任何不良品流出到客戶手上。
減少側(cè)蝕和突沿，提高金屬蝕刻加工系數(shù)
側(cè)蝕產(chǎn)生突沿。通常印制板在金屬蝕刻液中的時(shí)間越長(zhǎng)，（或者使用老式的左右搖擺蝕刻機(jī)）側(cè)蝕越嚴(yán)重。側(cè)蝕嚴(yán)重影響印制導(dǎo)線的精度，嚴(yán)重側(cè)蝕將使制作精細(xì)導(dǎo)線成為不可能。當(dāng)側(cè)蝕和突沿降低時(shí)，蝕刻系數(shù)就升高，高的蝕刻系數(shù)表示有保持細(xì)導(dǎo)線的能力，使蝕刻后的導(dǎo)線接近原圖尺寸。電鍍蝕刻抗蝕劑無(wú)論是錫－鉛合金，錫，錫－鎳合金或鎳，突沿過(guò)度都會(huì)造成導(dǎo)線短路。因?yàn)橥谎厝菀讛嗔严聛?lái)，在導(dǎo)線的兩點(diǎn)之間形成電的橋接。
提高板子與板子之間蝕刻加工速率的一致性
在連續(xù)的板子蝕刻中，金屬蝕刻加工速率越一致，越能獲得均勻蝕刻的板子。要達(dá)到這一要求，必須保證蝕刻液在蝕刻的全過(guò)程始終保持在最佳的蝕刻狀態(tài)。這就要求選擇容易再生和補(bǔ)償，蝕刻速率容易控制的蝕刻液。選用能提供恒定的操作條件和對(duì)各種溶液參數(shù)能自動(dòng)控制的工藝和設(shè)備。通過(guò)控制溶銅量，PH值，溶液的濃度，溫度，溶液流量的均勻性(噴淋系統(tǒng)或噴嘴以及噴嘴的擺動(dòng))等來(lái)實(shí)現(xiàn)。
提高整個(gè)板子表面金屬蝕刻加工速率的均勻性
板子上下兩面以及板面上各個(gè)部位的蝕刻均勻性是由板子表面受到金屬蝕刻劑流量的均勻性決定的。蝕刻過(guò)程中，上下板面的蝕刻速率往往不一致。一般來(lái)說(shuō)，下板面的蝕刻速率高于上板面。因?yàn)樯习迕嬗腥芤旱亩逊e，減弱了蝕刻反應(yīng)的進(jìn)行?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整上下噴嘴的噴啉壓力來(lái)解決上下板面蝕刻不均的現(xiàn)象。蝕刻印制板的一個(gè)普遍問(wèn)題是在相同時(shí)間里使全部板面都蝕刻干凈是很難做到的，板子邊緣比板子中心部位蝕刻的快。采用噴淋系統(tǒng)并使噴嘴擺動(dòng)是一個(gè)有效的措施。更進(jìn)一步的改善可以通過(guò)使板中心和板邊緣處的噴淋壓力不同，板前沿和板后端間歇金屬蝕刻蝕刻的辦法，達(dá)到整個(gè)板面的蝕刻均勻性。
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金屬蝕刻加工的一些共性特點(diǎn)說(shuō)明
關(guān)于開(kāi)模及費(fèi)用： 相對(duì)低廉的開(kāi)模費(fèi)用，普通的情況下200-1000元不等（特殊的玻璃光罩會(huì)貴一些）。更新設(shè)計(jì)的時(shí)間快，最快可一天內(nèi)即可完成設(shè)計(jì)的更新并完成模版制作，且成本較小。
新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期：針對(duì)金屬蝕刻加工工藝的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)可以更靈活，費(fèi)用低。設(shè)計(jì)人員在新品開(kāi)發(fā)時(shí)，可以提前和我們溝通，這樣可以經(jīng)過(guò)雙方的討論，來(lái)規(guī)避一些設(shè)計(jì)上的缺陷。比如：設(shè)計(jì)的材料厚度，設(shè)計(jì)的加工管控精度，可以蝕刻的最小孔，最小的縫隙等?？梢蕴崆皩⒃O(shè)計(jì)圖發(fā)至郵箱：ly@sz-ydf.com進(jìn)行前置討論?；螂娫捖?lián)系：劉生135 3425 7051
金屬蝕刻加工可實(shí)現(xiàn)的一些特殊作用：金屬蝕刻加工可以實(shí)現(xiàn)沖壓，切割或CNC達(dá)不到的凹凸效果：比如一些LOGO,品牌標(biāo)識(shí)等，且立體感強(qiáng)，圖案任意，精細(xì)度高
金屬蝕刻加工通用的一些可管控精度：依據(jù)材料材質(zhì)，厚度，本廠加工精度大約可以換算成材料厚度的10%，比如0.1mm厚的不銹鋼，可管控的精度為+/-0.01mm
金屬蝕刻可加工的一些形狀：幾乎可以任意形狀。依據(jù)材料厚度的不同，形狀可開(kāi)的最小開(kāi)孔會(huì)有所不同，越厚的板子，可開(kāi)的形狀間隙需要越大。復(fù)雜外形的產(chǎn)品同樣可以蝕刻，無(wú)需額外增加成本。
金屬蝕刻可加工一些材料厚度：最為理想狀態(tài)是：0.05mm-0.5mm厚度區(qū)間。目前本廠可加工材料厚度控制在0.02mm-2.0mm。越厚的板材需要蝕刻加工的時(shí)間會(huì)更久，相對(duì)成本會(huì)更高。同時(shí)，超薄的材料加工成本也不會(huì)低，過(guò)程管控防變形等操作需要特殊對(duì)待?！?/span>
蝕刻加工可以加工一些材質(zhì)：理論上，所有的金屬材料均可以被腐蝕或蝕刻加工。只是針對(duì)不同的材料會(huì)采用不同的化學(xué)配方，抗腐蝕性能好的材料比如金，銀等甚至需要王水型蝕刻配方才能蝕刻。考慮到風(fēng)險(xiǎn)因素及量產(chǎn)性，本廠絕大部份采用SUS304,SUS316不銹鋼蝕刻加工,以及所有的銅材，銅合金，鉬片類材料均可以蝕刻?！?/span>
蝕刻加工特別優(yōu)點(diǎn)：由于金屬蝕刻加工是通化學(xué)藥水的方式進(jìn)行浸蝕。
1.最為顯著的優(yōu)點(diǎn)就是產(chǎn)品跟原材料保持高度一致。不改變材料的性狀，不改變材料應(yīng)力（除表面半蝕刻的以外），不改材料的硬度，拉伸強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度及延展性?；庸み^(guò)程在設(shè)備中是經(jīng)過(guò)霧化的狀態(tài)進(jìn)行蝕刻，表面無(wú)明顯壓力。
2.沒(méi)有毛剌：產(chǎn)品加工過(guò)程，全程無(wú)沖壓力，因此不會(huì)產(chǎn)生卷邊，突點(diǎn)，壓點(diǎn)。
3.可以和后工序沖壓配合完成產(chǎn)品的單獨(dú)成型動(dòng)作，可以有掛點(diǎn)的方式進(jìn)行整版電鍍，背膠，電泳，黑化等，相對(duì)成本更為節(jié)省。設(shè)計(jì)掛點(diǎn)方式可以聯(lián)系劉先生：ly@sz-ydf.com;135 3425 7051
4.小型化，多樣化同樣可以應(yīng)對(duì)，且周期短，成本小。這就為國(guó)內(nèi)外一些小型或獨(dú)角獸型的公司提供一更好的解決方案，用我們的專門(mén)的樣品制樣組，達(dá)到快速交期的目的，同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量又能得以保證。
金屬蝕刻加工的連接點(diǎn)設(shè)計(jì)方式
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金屬蝕刻加工厚度對(duì)應(yīng)的連接大小設(shè)計(jì)參考
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厚度mm
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內(nèi)凹設(shè)計(jì)(形成產(chǎn)品缺口)
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外凸設(shè)計(jì)（形成產(chǎn)品邊緣毛剌）
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蝕進(jìn)深度
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蝕進(jìn)寬度
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凸出高度
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凸出寬度
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0.10
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0.15
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0.60
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0.05-0.15
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0.12-0.15
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0.15
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0.2
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0.75
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0.05-0.15
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0.12-0.15
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0.20
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0.25
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0.90
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0.05-0.15
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0.12-0.15
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0.25
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0.3
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0.90
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0.20
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0.12-0.15
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0.30
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0.35
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1.00
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0.20
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0.2
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0.40
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0.4
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1.30
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0.20
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0.3
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0.50
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0.4
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1.50
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0.30
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0.4
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0.60
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0.4
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1.60
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0.36
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0.4
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0.70
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0.4
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1.65
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0.30
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0.5
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0.80
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0.45
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2.40
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0.40
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0.5
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1.00
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0.45
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2.50
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0.40
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0.5
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備注：所示單位均為mm單位
上圖：金屬蝕刻內(nèi)凹連接點(diǎn)，厚度0.2mm參考
上圖：可見(jiàn)金屬蝕刻內(nèi)凹連接點(diǎn)，厚度0.3mm參考，材料越厚，相對(duì)的連接點(diǎn)設(shè)計(jì)就會(huì)越大。
上圖：金屬蝕刻外凸連接點(diǎn)，厚度0.4mm參考
上圖可見(jiàn)：金屬蝕刻外凸連接點(diǎn)，厚度1.0mm參考，厚度越厚，連接點(diǎn)越大。
化學(xué)蝕刻溶液配方及工藝條件
蝕刻不同的金屬要采用不同的溶液配方及工藝條件，常用金屬材料的蝕刻溶液配方及工藝條件見(jiàn)表6—4～表6-6。
表6-4金屬化學(xué)蝕刻溶液的配方及工藝條件
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蝕刻溶液配方及工藝條件.png)
蝕刻溶液配方及工藝條件.png)
工藝操作條件的影響
蝕刻是金屬板模圖紋裝飾過(guò)程中的關(guān)鍵，要想得到條紋清晰、裝飾性很強(qiáng)的圖紋制品，必須注意控制好蝕刻工藝的條件。主要是蝕刻溶液的溫度和蝕刻時(shí)間。溶液溫度稍高，可以提高金屬溶解的速度，也就是蝕刻的速度，縮短蝕刻所需要的時(shí)間，但是蝕刻溶液一般都是強(qiáng)酸液，強(qiáng)酸液在溫度高的情況下腐蝕性強(qiáng)，容易使防護(hù)的涂層或耐蝕油墨軟化甚至溶解，使金屬非蝕刻部位的耐蝕層附著力下降，導(dǎo)致在蝕刻和非蝕刻交界處的耐蝕涂層脫落或溶化，使蝕刻圖紋模糊走樣，影響圖紋的美觀真實(shí)和裝飾效果，因此溫度不宜超過(guò)45℃。 同樣，如果蝕刻的時(shí)間太長(zhǎng)，特別是蝕刻液溫度較高的情況下，耐蝕油墨或防護(hù)涂層浸漬時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，也同樣起到上述的副作用和不良后果，因此時(shí)間控制上也要適當(dāng)，不能浸得太久，一般不宜超過(guò)20～25min。
FeCl3 金屬蝕刻原理的發(fā)現(xiàn)
Fecl3金屬蝕刻是最早使用的一·種用于銅及臺(tái)金蝕刻的加工方法，這種方法，原料容易獲得，價(jià)格便宜，配制簡(jiǎn)單，易于操作，因此這一方法曾經(jīng)被廣泛采用，即便是現(xiàn)在也被較多的銅蝕刻廠所采用。但這種方法對(duì)環(huán)境污染較重而被其他的腐蝕方法所逐漸取代。
Fecl，對(duì)銅的腐蝕是一個(gè)氧化還原過(guò)程，在銅表面Fe3+銅氧化成Cucl3同時(shí)Fe3被還原成Fe3+
FeCl3蝕刻原理的介紹：
（1）FeCL3濃度對(duì)蝕刻速度的影響：FeCL3蝕刻液中隨著FeCL3濃度的增高，蝕刻速度加快。當(dāng)所含F(xiàn)eCL3超過(guò)某一濃度時(shí)，由于溶液黏度增加，蝕刻速度反而有所下降。
（2）鹽酸的添加量對(duì)蝕刻速度的影響：在蝕刻液中加入鹽酸，一則可以抑制FeCL3和CuCL2的水解;二則可提高蝕刻速度。特別是當(dāng)蝕刻液中銅含量達(dá)到37.4g/L后，鹽酸的作用更加明顯。
（3）溫度對(duì)蝕刻速度的影響：在FeCL3蝕刻工藝中，隨溫度的增加，蝕刻速度亦加快，比如當(dāng)溫度在50度時(shí)，全新蝕刻液對(duì)銅的蝕刻速度可達(dá)10um/min。但在實(shí)際生產(chǎn)中，都是采用常溫蝕刻方法。FeCL3對(duì)銅的蝕刻是一個(gè)放熱反應(yīng)，隨著蝕刻的進(jìn)行，蝕刻液溫度會(huì)逐漸升高，蝕刻速度加快。隨著FeCL3的消耗，蝕刻速度下降。同時(shí)這一溫升過(guò)程比較緩慢，所以在整個(gè)蝕刻過(guò)程中蝕刻速度變化不大。
（4）攪拌對(duì)蝕刻速度的影響：靜止蝕刻的速度和蝕刻質(zhì)量都是比較差的。這是因?yàn)樵谖g刻過(guò)程中，一方面被蝕刻銅表面和蝕刻液中都會(huì)有沉淀生成，影響了銅的正常蝕刻；另一方面，銅在蝕刻過(guò)程中，被蝕刻表面的溶液會(huì)逐漸呈現(xiàn)暗綠色，這表明在補(bǔ)被蝕刻表面的FeCL3已跟銅表面發(fā)生了還原反應(yīng)而失去了氧化能力。
cu+FecI，一cucl十Fe~：1
Cucl離子具有還原性，和腐蝕液葉J的Fe¨進(jìn)一步反應(yīng)生成cucl，。
Cucl+FeCl、一Cucl2+FeCl 2
生成的Cucl2具有氧化性，同樣會(huì)與銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)。
Cu+c∞12——2cucl (5—43)
FeCl3
金屬蝕刻原理結(jié)論：
FeC：l，金屬蝕刻液是依靠Fecl，和cucl：同時(shí)完成的。其中n¨的氧化能力強(qiáng)，蝕刻速度快，蝕刻質(zhì)量好。相對(duì)而言，CucI2在這里蝕刻速度較世，蝕刻質(zhì)量差，隨著蝕刻液中Fe3的消耗和cuCL2的增大而使蝕刻速度逐漸減慢，并使蝕刻質(zhì)量惡化。當(dāng)Fe3消耗量達(dá)50％時(shí)，蝕刻速度及蝕刻質(zhì)量都將不利于繼續(xù)進(jìn)行蝕刻過(guò)程．而應(yīng)更換蝕刻液。
在實(shí)際生產(chǎn)中，表示金屬蝕刻液的蝕刻效能不是片F(xiàn)e3的消耗量來(lái)衡量，而是采用蝕刻液中銅的溶解量(單位為昏g/l)來(lái)衡量。銅在FeCl3蝕刻溶液中，最初蝕刻速度是恒定的。然而，隨著蝕刻液中Fe¨的消耗，蝕刻液中銅含量不斷升高，當(dāng)溶銅量達(dá)到60g／L時(shí)，蝕刻速度會(huì)變慢，當(dāng)蝕刻液中Fe3消耗達(dá)到40％時(shí)或溶銅量達(dá)到83g/L時(shí)，蝕刻速度會(huì)急劇下降，此時(shí)的蝕刻液不能再繼續(xù)使用，而應(yīng)考慮蝕刻液的再生或更新。
通常使用的FeCl 3蝕刻液酸度都不高，所以FecL3蝕刻液在蝕刻銅時(shí)，也伴有FeCl，和CuCI，的水解副反應(yīng)：
Fecl，+3H：O—Fe(OH)3 J+3HCI
cucl2+2H20一cu(on)2 +2HC：l
生成的氯氧化物不穩(wěn)定，受熱易分解牛成相應(yīng)的氧化物和水，這些氧化物一部分沉淀在蝕刻槽底部形成黃土樣沉積物，一部分懸浮于蝕刻液中，對(duì)抗蝕層產(chǎn)生一定的破壞作用。
2Fe(OH)，一Fe202+3H3O
cu(OH)2—cuO +H2O
FeCl3金屬蝕刻
原理如需了解更多請(qǐng)聯(lián)系：劉先生13534257051 ly@sz-ydf.com
金屬蝕刻工藝的特點(diǎn)
1.目標(biāo)性，所謂目標(biāo)性就是通過(guò)某一工藝流程的全過(guò)程有一個(gè)明確的輸出，或者說(shuō)要達(dá)到某一特定的目的。對(duì)金屬蝕刻而言，這個(gè)目的就是滿足其設(shè)計(jì)圖紙對(duì)產(chǎn)品的要求。更具體地說(shuō)，這些要求包括產(chǎn)品的蝕刻尺寸要求、經(jīng)蝕刻后的表面粗糙度要求等。
2.內(nèi)在性，所謂內(nèi)在性，是指一個(gè)工藝流程必須需要有其內(nèi)在的特定內(nèi)容，也可以說(shuō)是內(nèi)容的實(shí)在性。這些內(nèi)容包含于工藝流程的每一個(gè)步驟中，以及參與這些步驟的所有操作者的行為過(guò)程。
3.整體性，所謂整體性，是指工藝流程至少要有兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序組成。因?yàn)椋鳛榱鞒潭缘墓に嚵鞒滩豢赡苁怯梢粋€(gè)加工步驟來(lái)完成，同時(shí)一個(gè)加工步驟也無(wú)法在工藝流程中完成流轉(zhuǎn)，至少要兩個(gè)或兩個(gè)以上的步驟及其相關(guān)活動(dòng)才能建立起一個(gè)基本的結(jié)構(gòu)或者關(guān)系，才能進(jìn)行流轉(zhuǎn)。對(duì)于金屬蝕刻工藝流程而言，也是由多個(gè)工序、各工序的工藝參數(shù)、各工序規(guī)定的工具及其相關(guān)設(shè)備組合而成的一個(gè)完整的工藝規(guī)范統(tǒng)一體，并且相互之間是不可分割的。
金屬蝕刻的曝光原理
首先將需蝕刻的圖形通過(guò)光繪的方式轉(zhuǎn)移至兩張完全一致的膠片菲林上，或是通過(guò)光刻的方式轉(zhuǎn)移至兩張完全一致的玻璃菲林上。然后通過(guò)人工對(duì)位方式或機(jī)器對(duì)位方式將菲林對(duì)準(zhǔn)。再將已涂布感光油墨或貼好感光干膜的鋼片置于菲林中間，吸氣后即可曝光。曝光時(shí)對(duì)應(yīng)菲林黑色處的鋼片未被感光，對(duì)應(yīng)菲林白色處的鋼片感光，鋼片感光處的油墨或干膜發(fā)生聚合反應(yīng)。最后經(jīng)過(guò)顯影機(jī)，鋼片上被感光的油墨或干膜不被顯影液溶化，而未感光的油墨或干膜在顯影液被溶化去除，這樣需蝕刻的圖形通過(guò)曝光就轉(zhuǎn)移到鋼片上去了。
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曝光是在紫外光照射下，光引發(fā)劑吸收光能分解成游離基，游離基再引發(fā)不聚合單體進(jìn)行聚合交聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)后形成不溶于稀堿溶液的體形大分子結(jié)構(gòu)。曝光一般在自動(dòng)面曝光機(jī)內(nèi)進(jìn)行，現(xiàn)在的曝光機(jī)根據(jù)光源的冷卻方式不同分風(fēng)冷和水冷兩種。曝光成像質(zhì)量除干膜光致抗蝕劑的性能外，光源的選擇，曝光的時(shí)間（曝光量）的控制，照相底版的質(zhì)量等都是影響曝光成像質(zhì)量的重要因素。
當(dāng)曝光不足時(shí)，由于單體聚合不徹底，在顯影過(guò)程中，膠膜溶漲變軟，線條不清晰，色澤暗淡，甚至脫膠，在蝕刻過(guò)程中膜起翹，滲鍍，甚至脫落；當(dāng)曝光過(guò)度時(shí)，會(huì)造成難于顯影，膠膜發(fā)脆，留下殘膠等弊病。曝光將產(chǎn)生圖像線寬的偏差，過(guò)量的曝光會(huì)使圖形線條變細(xì)，使產(chǎn)品的線條變粗。根據(jù)顯影后干膜的光亮程度，圖像是否清晰，圖像線寬是否與原底片相符等來(lái)確定適當(dāng)?shù)钠毓鈺r(shí)間。
蝕刻加工前的滾涂保護(hù)油原理
使膠輥與鋼輪平行靠緊，并勻速向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，油墨從膠管噴至鋼輪上，均勻調(diào)節(jié)膠輥與鋼輥之間的緊密度，就可以控制粘附在膠輥上的油墨厚度與均勻度；鋼片由輸送帶往前勻速推進(jìn)，與膠輥適當(dāng)接觸，膠輥上的油墨就均勻的轉(zhuǎn)印到鋼片表面上。 在蝕刻的防蝕層制作中涂裝技術(shù)應(yīng)用較多，常用的涂裝方法有絲印法、浸涂法、噴涂法、電泳涂裝等。涂覆的防蝕層表面應(yīng)均勻完整、無(wú)砂眼、白點(diǎn)等，如發(fā)現(xiàn)防蝕層有上述質(zhì)量缺陷，且這些缺陷又在圖文線條附近，特別是精細(xì)圖文線條，應(yīng)退除防蝕層重新涂覆。工件上噴涂的感光油墨干燥后，在進(jìn)行曝光之前要進(jìn)行質(zhì)量檢查。檢查項(xiàng)目包括油墨表面無(wú)劃傷、氣孔，油墨的均滾涂勻性等，如達(dá)不到這個(gè)要求應(yīng)將整個(gè)板面的油墨退掉重新滾涂。
*光阻與鋼片的附著力是靠光阻膜順著鋼片表面流動(dòng)達(dá)成。
*加熱可降低光阻的粘度并增加流動(dòng)性，壓力可將流動(dòng)狀態(tài)的光阻擠入鋼片表面。
金屬蝕刻前的滾涂原理
貼膜時(shí)，先從膜上剝下聚乙烯薄膜，然后在加熱加壓的條件下將干致抗蝕層粘貼在不銹鋼材料上面。干膜中的光致抗蝕層受熱后變軟，流動(dòng)性增加，借助于熱壓輥的壓力和光致抗蝕層中膠黏劑的作用完成貼膜過(guò)程。干膜光致抗蝕劑是20世紀(jì)70年初期發(fā)展起來(lái)的一種感光材料，至今已有多種產(chǎn)品用于要求不同的生產(chǎn)需要。干膜具有良好的工藝性能，優(yōu)良的成像性和耐化學(xué)藥品性能，在線路板制造、圖文制作及精密零件的切割上都得到了非常廣泛的應(yīng)用。
金屬蝕刻不可用于加工窄而深的凹槽
這是因?yàn)樵诮饘倩瘜W(xué)蝕刻反應(yīng)所產(chǎn)生的汽泡會(huì)集聚在防蝕層邊緣的下面，而這些被堵在防蝕層下面的氣泡事實(shí)上起了把金屬表面與腐蝕劑隔開(kāi)的作用。以致造成一種非常不規(guī)則的腐蝕，形成很不整齊的邊緣，這對(duì)于深度較大的加是一件麻煩事。雖然一些性能不錯(cuò)的防蝕材料較軟，易于使氣泡排出，對(duì)于這種加工到一定深度后，即使采用機(jī)械攪拌的方法也不足以使用權(quán)防蝕層邊緣的氣泡完全排出，但當(dāng)加工到一定深度后，即使采用機(jī)模攪拌的方法也不足以使防蝕層邊緣的氣泡完全排出。對(duì)于這種加工最有效的方法就是采用比較費(fèi)時(shí)的手工方法把圖形邊緣的防蝕層修平。另一種可能的原因就是腐蝕液表面張力的作用，這種情況同樣也會(huì)在窄或小半徑的表面造成腐蝕不能的情況，對(duì)于深度羅大的凹槽加工要求寬度不低于4mm，對(duì)于深度不大的凹槽或圓孔要求寬度或半徑不小于深度的1.5倍。
蝕刻加工中的酸堿對(duì)工作人員的危害及救治
1、鹽酸對(duì)工作人員的危害及救治
高濃度的鹽酸對(duì)鼻黏膜和結(jié)膜有刺激作用，會(huì)出現(xiàn)角膜渾濁、嘶啞、窒息感、胸痛、鼻炎、咳嗽、有時(shí)痰中帶血。鹽酸霧可導(dǎo)致眼瞼部能皮膚劇烈疼痛。如發(fā)生事故，應(yīng)立即將受傷者移到新鮮空氣處輸氧，清洗眼睛和鼻，并用2%的蘇打水漱口。濃鹽酸濺到皮膚上，應(yīng)立即用大量的清水沖洗5-10min，在燒傷的表面涂上蘇打漿。嚴(yán)重者應(yīng)立即送醫(yī)院治療。鹽酸在空氣中最高的容許濃度為5mg/m3
2、H3PO4對(duì)工作人員的危害及救治
H3PO4蒸氣能引起鼻黏膜萎縮，對(duì)皮膚有相當(dāng)強(qiáng)的腐蝕作用，能引起皮膚炎癥疾患及肌肉損傷，甚至造成全身中毒現(xiàn)象。H3PO4在空氣中最高容許量為1mg/m3。在工作中如不慎接觸皮膚，應(yīng)立即用大量的清水沖洗，把H3PO4洗盡后，一般可以用紅汞或龍膽紫溶液涂抹于患處，嚴(yán)重時(shí)應(yīng)送醫(yī)院治療。
3、常用金屬蝕刻的材料不銹鋼SUS304 SUS301 機(jī)械性能介紹：針對(duì)蝕刻工藝而言，SUS304材質(zhì)性能更適合于蝕刻加工，SUS301的性能偏硬，蝕刻會(huì)有毛邊，孔壁不光滑等缺陷。
金屬蝕刻方式的選擇
金屬蝕刻的方式根據(jù)工件于溶液的接觸形式主要有兩種，即噴淋式蝕刻和侵泡式蝕刻。蝕刻方式的選擇的原則有以下兩種。
1.生產(chǎn)量：噴淋式蝕刻效率高、速度快、精度高，適合于有一定批量的生產(chǎn)，生產(chǎn)易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，但是設(shè)備投入大，同時(shí)也不適宜對(duì)異形工件及大型工件的蝕刻；侵泡式蝕刻設(shè)備投入小，蝕刻方便，使用工件范圍廣。
2.工件形狀及大?。簩?duì)于大型工件由于受設(shè)備限制，采用噴淋式蝕刻難于進(jìn)行，而侵泡式就不會(huì)受工件大小的影響。工件形狀復(fù)雜，在噴淋時(shí)有些部位會(huì)出現(xiàn)噴淋不到位的情況而影響蝕刻的正常進(jìn)行，而侵泡式由于是將工件整個(gè)侵泡在蝕刻液中，只要保持溶液和工件之間的動(dòng)態(tài)，就能保證異性工件的各個(gè)部位都能充滿蝕刻液并進(jìn)行新液與舊液的連續(xù)更換，使蝕刻能正常進(jìn)行。
對(duì)于不大的平面或近乎平面的工件如果條件允許，采用噴淋式蝕刻不管是效率或是精度都優(yōu)于侵泡式蝕刻。所以，對(duì)于批量大、工件大小適中、形狀簡(jiǎn)單的平面形狀的工件以采用噴淋式為首選；如果工件外形較大，難以采用蝕刻機(jī)，工件形狀復(fù)雜，批量不大，這式以采用侵泡式為宜。
金屬蝕刻工件的后處理問(wèn)題
蝕刻工件的保護(hù)膜去除之后，就顯露出光澤的金屬本色，例如：黃銅裝飾件、銘牌、未蝕刻到的凸處是光亮的金黃色。被蝕刻到的凹處則是亞光或是無(wú)光的，層次清晰，經(jīng)漂洗鈍化后，表面罩上保護(hù)漆，即為成品。也有在被蝕刻到的凹處填上各種色漆，形成彩色的圖案再罩上保護(hù)漆。高檔工藝品脫膜后往往還要電鍍，鍍合金或真金或白銀，再填漆罩光或直接罩光。也有局部電鍍的，例如：不去除保護(hù)膜，在被蝕刻的部位鍍上其它顏色，然后再去除保護(hù)膜，這樣就是金銀二色的產(chǎn)品了。顯得精致、華麗，高貴。罩光的用保護(hù)漆以前有人用自干漆，當(dāng)時(shí)好看但不耐久，現(xiàn)在多用烘干型涂料，紫光光（UV）固化涂料或電泳涂料。工業(yè)產(chǎn)品中使用不銹鋼材質(zhì)的零件，通常去除保護(hù)膜，清洗干凈就好了，當(dāng)然，有特殊要求的也可能需要表面著色，鈍化或涂層。
金屬蝕刻加工過(guò)程中的環(huán)境問(wèn)題
金屬蝕刻加工過(guò)程中影響的因素主要是酸、堿和三氯化鐵，對(duì)其廢涂必須妥善處理，不可隨便排放。對(duì)于酸、堿廢水一般都是用中和的方法進(jìn)行處理，正好在蝕刻加工過(guò)程中有堿性廢水，也有酸性廢水，它們可以相互中和，當(dāng)然不可能正好酸堿平衡，這就要檢測(cè)PH值，缺啥補(bǔ)啥，使PH值達(dá)到排放的要求，同時(shí)還要清除過(guò)量的金屬離子，經(jīng)沉淀后，清水方可排放。三氯化鐵廢液對(duì)環(huán)境的污染，主要是其形象，沾到哪里，哪里就是一片黃銹，非常難看，損害環(huán)境。其廢涂應(yīng)罐裝好由專業(yè)的加工單位回收。對(duì)含三氯化鐵廢水的處理，最普遍的處理方法是投入石灰乳，它不僅能驛酸起中和作用，還對(duì)廢水中的三價(jià)鐵及其它金屬離子有沉淀作用，并對(duì)廢水中的雜質(zhì)有凝聚作用。
蝕刻加工前除油的作用
除油的目的是除去金屬表面的油垢，作為需要金屬蝕刻的工作不管是加工線路板或是加工一般的機(jī)械零部件還是裝飾性工件，也不管是加工航天航空部件或是艦船等高要求工件。在這些待加工的工件中，有些是要進(jìn)行圖文蝕刻，有些是要進(jìn)行結(jié)構(gòu)蝕刻，有些只對(duì)其工件的一面或雙面進(jìn)行整體化學(xué)蝕刻。對(duì)這些工件的表面首先都必須要進(jìn)行有效的清潔處理。一個(gè)理想的清潔表面必須是除了油脂、防銹層、氧化皮，同時(shí)又洗去了各種標(biāo)記符號(hào)和其他不溶性外來(lái)物質(zhì)的表面。這一清潔作用的目的是為了保證防蝕層在金屬表面的粘附力和蝕刻速率均勻一致所不可缺少的條件。
蝕刻加工過(guò)程中水洗的作用
水洗在金屬蝕刻的整個(gè)工藝流程中是采用得做多的一個(gè)步驟，每經(jīng)過(guò)一次處理其后都要進(jìn)行水洗。水洗的目的：1.要洗掉從堿性或酸性溶液中取出的工件表面所附著的堿性或酸性液膜代之以清潔的水膜，從而成為清潔的表面；2.工件從一個(gè)工序轉(zhuǎn)移到下一個(gè)工序時(shí)，不至于將上一個(gè)工序的溶液帶到下一個(gè)工序的溶液中。所以，水洗在金屬蝕刻的圈過(guò)程中是左右其產(chǎn)品質(zhì)量的重要過(guò)程。
金屬蝕刻過(guò)程的控制
金屬蝕刻質(zhì)量的保證主要來(lái)自于對(duì)蝕刻過(guò)程的控制,金屬蝕刻過(guò)程的控制分為化學(xué)參數(shù)控制和物理參數(shù)控制。
1.化學(xué)參數(shù)控制
化學(xué)參數(shù)控制對(duì)于維持蝕刻液均勻的蝕刻速度是非常關(guān)鍵的,化學(xué)參數(shù)控制主要包括溶液濃度的控制和溶液中各組分之間的比例控制。對(duì)這兩方面的控制,前者的濃度控制容易,可以通過(guò)分析的方法就能確定溶液中成分的消耗情況。而對(duì)于后者控制難度要大一些主要是因?yàn)槲g刻液中的添加物質(zhì)含量較低,并且可能是一些較難分析的材料,或和蝕刻液中的主料分離較為困難。
化學(xué)參數(shù)控制的依據(jù)來(lái)源于對(duì)溶液成分的分析而不是經(jīng)驗(yàn)的估計(jì),當(dāng)然對(duì)于一些小廠并不排除操作者可以通過(guò)觀察蝕刻過(guò)程進(jìn)行的激烈程度、被蝕刻金屬表面的狀態(tài)以及溶液顏色的變化再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié),并滿足在一定程度上的可控性。這種方式對(duì)于成分單一的蝕刻液具有一定的實(shí)用性,但對(duì)于成分組成復(fù)雜,同時(shí)對(duì)金屬蝕刻深度均一性要求較高的工件,采用這種方法有很大的局限性,難于保證批量生產(chǎn)的需要。從保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的角度出發(fā),要求蝕刻廠能把分析結(jié)果作為調(diào)整蝕刻液的依據(jù)。
化學(xué)蝕刻溶液的分析周期主要受以下幾方面因素的影響:①溶液體積;②溶液的初始濃度;③單位體積的負(fù)荷量;④蝕刻量(一般以日為單位)。對(duì)這幾方面的影響因素很容易理解,溶液體積小、溶液初始濃度低、單位體積的負(fù)荷量較大的情況下,蝕刻液成分的變化速度就快其分析周期就較短,反之則長(zhǎng)。通常而言,如果蝕刻溶液體積不大,批量生產(chǎn)的情況下應(yīng)保持每個(gè)班次分析一次(這里的班次是以8h為一個(gè)生產(chǎn)周期計(jì)算)。
2.物理參數(shù)控制
物理參數(shù)的控制分為通用參數(shù)控制及蝕刻方式所決定的其他參數(shù)控制。通用參數(shù)控制主要是對(duì)在蝕刻過(guò)程中時(shí)間、溫度進(jìn)行控制:由蝕刻方式所決定的其他參數(shù)控制包括浸泡蝕刻的溶液攪拌程度的控制以及噴射蝕刻的噴射壓力的控制。在化學(xué)參數(shù)可控范圍內(nèi),物理參數(shù)的控制對(duì)于維持其蝕刻速度的恒定及蝕刻均勻性是非常重要的。物理參數(shù)的控制相對(duì)于化學(xué)參數(shù)的控制來(lái)說(shuō)要容易得多,也直觀得多。同時(shí),一些設(shè)備對(duì)溫度、時(shí)間及噴射壓力都有自控裝置,只需要預(yù)先將這些參數(shù)輸人即可。
任何金屬蝕刻都一定有兩個(gè)需要控制的指標(biāo),即深度和表面平滑度。雖然物理因素和化學(xué)因素的變化都會(huì)對(duì)蝕刻深度及表面平滑度產(chǎn)生影響,但在確定的蝕刻液成分及濃度的情況下,對(duì)深度的影響主要是物理因素,在溫度、壓力恒定的前提下,確保蝕刻深度指標(biāo)的因素是蝕刻時(shí)間,在實(shí)際生產(chǎn)中也是通過(guò)時(shí)間來(lái)對(duì)蝕刻深度進(jìn)行控制。而對(duì)于表面平滑度,雖然溫度的變化會(huì)有一定的影響,但主要還是受蝕刻液的化學(xué)組分的影響,在化學(xué)組中添加物質(zhì)對(duì)表面平滑度的影響比蝕刻主劑的影響更大,同時(shí)調(diào)整也更困難,但可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定一個(gè)單位面積消耗量的經(jīng)驗(yàn)值來(lái)控制。
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