五金蚀刻技术的核心说明
以下是五金蚀刻技术的核心细节说明,涵盖工艺流程、参数控制及关键技术要点:
材料选择与预处理
适用材料:不锈钢(SUS304/SUS316)、铜合金(C5191磷铜)、铝材(5052/6061)、钛合金及镍基合金,厚度范围0.05–3.0mm。
表面处理:
脱脂:碱性溶液(NaOH 100–150g/L,温度50–80℃)超声清洗3–5分钟。
酸洗:硝酸或盐酸去除氧化层,铜材需退火处理(300–500℃)以消除内应力。
平整度要求:≤0.1mm/m,表面油脂残留≤0.1mg/cm²。
图形转移工艺
掩膜制作:
光刻胶涂布:旋涂法(转速3000rpm对应胶厚1μm)或喷涂法,胶层厚度8–30μm。
曝光:紫外光(波长365nm,能量50–80mJ/cm²)通过掩膜板转移图案,定位误差≤±2μm。
显影:正胶用NaOH溶液,负胶(如SU-8)保留曝光区,显影时间40–60秒。
五金蚀刻液配方与参数:
| 材料 | 蚀刻液成分 | 温度(℃) | 速率(mm/min) | 深度控制方式 |
|-------------|-----------------------|----------|--------------|----------------------|
| 铜 | FeCl₃(28–32波美度) | 40–50 | 0.02–0.06 | 时间控制(±0.01mm) |
| 不锈钢 | HNO₃=3:1 | 45–50 | 0.05–0.10 | 喷淋压力调节 |
| 铝 | NaOH碱性溶液 | 50–60 | 0.03–0.08 | 浓度监测仪 |
精度控制技术
侧蚀抑制:
添加缓蚀剂(如醋酸)降低横向腐蚀,侧壁垂直度达85–89°。
喷淋蚀刻设备减少溶液滞留,提升均匀性(波动≤±5%)。
微结构能力:
最小线宽0.02mm,孔径0.03mm(密度≥800孔/cm²)。
深宽比1:3,适用于微通道、异形滤网。
后处理关键步骤
去膜:
有机掩膜:丙酮浸泡或氧等离子体灰化。
无机掩膜(如Ti/Au):碘伏溶液腐蚀去除。
表面强化:
电解抛光:降低粗糙度至Ra≤0.1μm。
钝化处理:铬酸盐溶液(浓度3–5%)提升耐蚀性。
功能性镀层:电镀镍/金增强导电性(电子部件)。
环保与效率优化
废液处理:
中和沉淀(碳酸钠调节pH),铜离子浓度≤0.5mg/L。
工艺创新:
纳米压印替代光刻,分辨率提升至50nm。
干法蚀刻(等离子体)减少化学废液,用于MEMS器件。
以上数据基于行业标准工艺及设备参数,实际应用需根据材料特性调整溶液配比与时间。
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