蚀刻液制造技术

本发明专利技术提供了一种蚀刻液，所述蚀刻液由以重量计的下述组分配制而成：15%-25%的三氯化铁，30%-50%的氢氟酸，2%-5%的磷酸，其余为水。优选地，在蚀刻液中，以重量计，三氯化铁的含量为20%-25%，氢氟酸的含量为35%-50%，磷酸的含量为2%-3%，其余为水。本发明专利技术的蚀刻液能够在实现高蚀刻效率和优良的加工效果的同时能够形成凸凹起伏和平缓过渡的表面微结构。

【技术实现步骤摘要】
蚀刻液
本专利技术涉及化学蚀刻工艺领域，更具体地涉及一种用于模具钢蚀刻加工的蚀刻液。
技术介绍
化学蚀刻是通过化学反应利用化学溶液的腐蚀作用将不期望的金属快速溶解除掉的过程。金属蚀刻必须采用高效稳定的蚀刻液才能实现高效稳定的蚀刻功能，这样，蚀刻产品的精度才能满足较高的加工要求。化学蚀刻加工对掩膜处理的工件进行喷淋蚀刻，通过液压系统调节喷淋压力。为了保证加工的均匀性，将加工样件放置在可旋转的工作台上，设置加工时间，即可进行模具钢的蚀刻加工。现有的蚀刻液适用于高精度尺寸的要求微结构的快速蚀刻，蚀刻过程稳定，原料成本低，能满足生产线的加工需求。此外，现有的刻蚀液包括三氯化铁和硝酸，并且其显著特点是蚀刻图案或文字的轮廓缝隙较窄，微细蚀刻加工的尺寸偏差小，发生的侧蚀量较小，在蚀刻过程中会从未掩膜区域自上而下发生蚀刻，刻蚀的定域性好，蚀刻效率高，易于控制，蚀刻加工的微结构具有明显棱边过渡，凸起呈长方体阵列分布，凹坑为边沿垂直性好的深坑，在保证蚀刻深度的同时有较好的形貌特征，深径比可以控制在一定范围内，截面形状近似于矩形波，整体微观结构凸凹过渡明显。但是，现有的蚀刻液加工出来的图形往往存在表面开口大，内部开口小的形状，其断面如梯形。模具钢表面呈方格子状细纹，这样造成的后果是加工工件触感差，同时还影响视觉效果。 因此，期望的是获得一种能够在实现高蚀刻效率和优良的加工效果的同时能够形成凸凹起伏和平缓过渡的表面微结构的蚀刻液。
技术实现思路
为了解决上述问题中的至少一个，本专利技术提供了一种蚀刻效率高且加工效果优良的蚀刻液，同时所述蚀刻液能够在模具钢的表面上形成凹凸起伏和平缓过渡的表面微结构。 根据本专利技术的一方面，提供了一种蚀刻液，所述蚀刻液由以重量计的下述组分配制而成:15%-25%的三氯化铁，30%-50%的氢氟酸，2%-5%的磷酸，其余为水。 优选地，在蚀刻液中，以重量计，三氯化铁的含量可以为20%_25%，氢氟酸的含量可以为35%-50%，磷酸的含量可以为2%-3%，其余为水。 更优选地，在蚀刻液中，以重量计，三氯化铁的含量可以为20%，氢氟酸的含量可以为35%,磷酸的含量可以为2%,其余为水。 根据本专利技术的另一方面，提供了一种蚀刻液，所述蚀刻液由以下含量的组分配制而成:15%-25%的三氯化铁，20%-40%的硝酸，2%-5%的磷酸，其余为水。 优选地，在蚀刻液中，以重量计，三氯化铁的含量可以为20%_25%，硝酸的含量可以为30%-40%，磷酸的含量可以为2%-3%，其余为水。 更优选地，在蚀刻液中，以重量计，三氯化铁的含量可以为20%，硝酸的含量可以为30%，磷酸的含量可以为2%，其余为水。 【附图说明】 图1示出了传统的蚀刻液的加工示意图。 图2示出了根据本专利技术的一个示例的蚀刻液的加工示意图。 【具体实施方式】 下面将对本专利技术的实施例进行详细说明。 具体地讲，本专利技术提供的蚀刻液可以由以重量计的下述组分配制而成:15%_25%的三氯化铁，30%-50%的氢氟酸，2%-5%的磷酸(H3PO4),其余为水。 优选地，在蚀刻液中，以重量计，三氯化铁的含量可以为20%_25%，氢氟酸的含量可以为35%-50%，磷酸的含量可以为2%-3%，其余为水。更优选地，在蚀刻液中，以重量计，三氯化铁的含量可以为20%，氢氟酸的含量可以为35%，磷酸的含量可以为2%，其余为水。 此外，本专利技术提供的蚀刻液可以由以重量计的下述组分配制而成:15%_25%的三氯化铁，20%-40%的硝酸，2%-5%的磷酸，其余为水。 优选地，在蚀刻液中，以重量计，三氯化铁的含量可以为20%_25%，硝酸的含量可以为30%-40%，磷酸的含量可以为2%-3%，其余为水。更优选地，在蚀刻液中，以重量计，三氯化铁的含量可以为20%，硝酸的含量可以为30%，磷酸的含量可以为2%，其余为水。 在本专利技术中，蚀刻液中的三氯化铁的含量为15%_25%。如果三氯化铁的含量小于15%，则与模具钢中的主要成分铁的反应物质较少，极大地制约了蚀刻反应的速率，因此蚀刻效果较差。但是，如果三氯化铁的含量超过25%，则反应速率提高，但蚀刻过程的控制难度加大。 在本专利技术中，蚀刻液中的氢氟酸的含量为30%_50%。如果氢氟酸的含量小于30%，则对模具钢中的某些难溶物质的蚀除能力减弱，从而氢氟酸可能因含量较少而被消耗掉，进而导致蚀除反应停止。但是，如果氢氟酸的含量大于50%时，则由于氢氟酸与模具钢中的成分的反应剧烈，蚀除作用强，而导致蚀刻反应过快，影响蚀刻表面的加工效果。 此外，在本专利技术中，蚀刻液中的磷酸的含量为2%_5%。磷酸在蚀刻液中起到缓蚀剂的作用，如果磷酸含量小于2%时，则由于磷酸的含量较少，而会因不断消耗而减小对蚀刻反应的缓蚀作用，从而达不到提高蚀刻表面粗糙度的预期效果。另外，磷酸的含量也不宜过高，否则对蚀刻反应的已知作用过强，不利于蚀刻反应的正常进行。 [0021 ] 如果采用硝酸代替蚀刻液中的氢氟酸，则蚀刻液中的硝酸的含量为20%_40%。在添加硝酸的情况下，蚀刻液的蚀除速率减小，蚀除能力会减弱，在相同的加工时间内对模具钢的蚀除量减小，但是蚀刻过程稳定，易于控制。然而，由于硝酸的强氧化性，在加工面存在氧化物的附着，从而导致蚀刻面呈暗褐色，减小了表面光洁度，但是同样形成凸凹起伏、平缓过渡的表面微结构。 因为盐酸无法溶解硅、镍、钥及其氧化物，并且盐酸的蚀刻效果与氢氟酸相比较差，所以在本专利技术中选择使用氢氟酸，以溶解难溶物质，从而实现高的蚀刻效率。 磷酸是蚀刻缓蚀剂，在一定程度上能够抑制蚀刻反应的速率，防止HF的过腐蚀，在金属的表面上生成钝化膜，使成膜的速率略小于溶解速率，达到表面光良的效果。另外，磷酸能够阻碍金属与HF接触，减少氢气的产生，保持蚀刻液的有效成分，抑制酸雾，并减小对环境的污染。此外，由于使用磷酸，所以工件的溶解过程受到抑制，加工区域能够均匀溶解，加工面平整，表面金属的晶相组织层次清晰，并且光泽度良好。 硝酸作为蚀刻添加剂，硝酸在蚀刻液中的含量需要被控制在一定范围内，如果硝酸的含量增多，则会导致模具钢表面生成厚薄不均而致密的暗褐色钝化膜，从而影响蚀刻反应的进一步发生和表面的蚀刻效果。 本专利技术的蚀刻液可以通过下述步骤配制而成:分别称取适量的三氯化铁、氢氟酸或硝酸、磷酸以及水；将称取的三氯化铁溶于水中，得到预混液；待得到的预混液冷却至室温，再加入氢氟酸和磷酸，混合均匀后即得到蚀刻液。 下面将结合具体示例对本专利技术的蚀刻液进行详细说明。 示例 I 在示例I中，采用下述方法来制备蚀刻液:首先，分别称取以重量计15%的三氯化铁、30%的氢氟酸、2%的磷酸和53%的水；将称取的三氯化铁溶于水中，得到预混液；待得到的预混液冷却至室温时，再加入氢氟酸和磷酸，混合均匀后即得到蚀刻液。 示例 2 在示例2中，采用下述方法来制备蚀刻液:首先，分别称取以重量计20%的三氯化铁、35%的氢氟酸、3%的磷酸和42%的水；将称取的三氯化铁溶于水中，得到预混液；待得到的预混液冷却至室温时，再加入氢氟酸和磷酸，混合均匀后即得到蚀刻液。 示例 3 在示例3中，采用下述方法来制备蚀刻液:首先，分别称取以重量计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蚀刻液，所述蚀刻液由以重量计的下述组分配制而成：15%‑25%的三氯化铁，30%‑50%的氢氟酸，2%‑5%的磷酸，其余为水。

【技术特征摘要】
1.一种蚀刻液，所述蚀刻液由以重量计的下述组分配制而成:15%-25%的三氯化铁，30%-50%的氢氟酸，2%-5%的磷酸，其余为水。2.根据权利要求1所述的蚀刻液，其中，在蚀刻液中，以重量计，三氯化铁的含量为20%-25%，氢氟酸的含量为35%-50%，磷酸的含量为2%_3%，其余为水。3.根据权利要求1所述的蚀刻液，其中，在蚀刻液中，以重量计，三氯化铁的含量为20%，氢氟酸的含量为35%，磷酸的含量为2%，其余为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永俊，王冠，宋卿，
申请(专利权)人：广州三星通信技术研究有限公司，三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：广东;44