[发明专利]用于铝及铝合金的化学蚀刻溶液

说明书

技术领域

本发明是关于一种化学蚀刻液，特别是关于一种适用于铝及铝合金的化学蚀刻溶液。

背景技术

化学蚀刻是通过利用化学溶液的腐蚀作用将不需要的金属快速溶解除掉的过程。化学蚀刻的基本流程是：将初始金属件进行常规的清洗和除油使其表面清洁，进而在其表面涂覆遮蔽层，按照需加工的图样采用激光或其他雕刻方式去除部分遮蔽层，遮蔽层若为光刻胶则采用曝光的方式去除光刻胶，利用化学蚀刻溶液腐蚀暴露的金属，待蚀刻过程结束后，再将表面的遮蔽层去掉，最后用水清洗干净得到蚀刻加工工件产品。

目前市面上常见的铝及铝合金化学蚀刻液一般采用醋酸、磷酸及硝酸等组成的水溶液匹配，此种蚀刻溶液的缺点是蚀刻速度慢、蚀刻均匀性较差、蚀刻液利用率低，一般蚀刻溶液利用一次之后即不再可用、蚀刻后留有灰色残留物且成本较高。

发明内容

鉴于上述内容，有必要提供一种蚀刻速度快、蚀刻均匀性好、蚀刻后无灰色残留物且成本低的铝及铝合金的化学蚀刻溶液。

一种用于铝及铝合金的化学蚀刻溶液，由盐酸、硝酸、三价铁离子化合物及水组成，其中盐酸的重量百分比浓度为1-3％、硝酸的重量百分比浓度为4-6％及三价铁离子的浓度为30-70g/l。

本发明的化学蚀刻溶液具有蚀刻速度快、蚀刻均匀性好、蚀刻后无灰色残留物且生产成本低等优点。该化学蚀刻溶液还加入一种氧化性溶液如氯酸钠溶液，该氧化性溶液可使该化学蚀刻溶液能够多次循环利用。

具体实施方式

本发明的化学蚀刻溶液由盐酸、硝酸、三价铁离子化合物及水组成，其中盐酸的重量百分比浓度为1-3％，最佳重量百分比浓度为2％；硝酸的重量百分比浓度为4-6％，最佳重量百分比浓度为5％，三价铁离子化合物能溶于水，优选为三价铁离子卤化物如氯化铁、溴化铁及碘化铁等，三价铁离子浓度为30-70g/l，最佳浓度为50g/l。在使用本发明的化学蚀刻溶液进行铝及铝合金蚀刻时，该化学蚀刻溶液的温度为38-48℃，最佳值为43℃。

将盐酸(重量百分数30-32％)、硝酸(重量百分数68-70％、)及FeCl₃溶液配成一定量溶液，该溶液中盐酸的重量百分比浓度为2％，硝酸的重量百分比浓度为5％，三价铁离子的浓度为50g/L。将该溶液按现有的蚀刻工艺对铝合金进行化学蚀刻，加热该溶液到43℃，将工件浸泡于该溶液中，蚀刻暴露的金属部分，蚀刻深度0.1mm所需时间为1.8min左右，且蚀刻后的表面平整细腻其均匀性在0.02mm以内。

为使所述化学蚀刻溶液能充分蚀刻工件且能循环利用，往所述溶液中加入氧化性溶液如氯酸钠溶液可使该化学蚀刻溶液充分有效，且能反复利用，加入氯酸钠溶液的浓度可不做管控，其根据溶液的ORP值添加，ORP值是溶液氧化还原能力的测试指标，其由ORP计检测而来。ORP计是测试溶液中氧化还原电位的专用仪器，本实施例中，当ORP值低于550mv时，需往所述化学蚀刻溶液中增加氯酸钠溶液。该化学蚀刻溶液中加入的氧化性溶液也可为其他氧化酸盐如氯酸钾溶液等。

工件蚀刻后，从溶液中取出工件，为除去蚀刻处的残留物，首先对蚀刻处进行酸洗，酸洗后对工件进行多次水洗，其水洗次数刻根据具体需要而定，经过6-10s后，再对工件蚀刻处进行碱洗，再对工件进行多次水洗，最后溢流水洗以完全去除工件蚀刻表面残留物，得到细腻均匀且无灰色残留物的蚀刻表面。

本发明该化学蚀刻溶液可以广泛应用于电子工业，光学仪表工业，石化工业，制药设备工业和半导体加工业等的重要元器件和结构件的化学蚀刻加工过程中。