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不锈钢化学蚀刻加工


不锈钢化学蚀刻加工根据材料不同及蚀刻加工要求不同,可以选用酸性或者碱性蚀刻液,在蚀刻过程中不管是深的蚀刻或是浅的蚀刻,其蚀刻的切口都基本相同,都有一个可测量的层下横向蚀刻和圆弧形的截面形状。只有当蚀刻加工继续进行到远离切入点时,才会形成工业上成为“直边”的矩形截面。要做到这一步就必须在材料切透后还要再蚀刻一段时间,才能将突出部分完全切去。从这也可以看出,使用化学方法进行精密切割只能适用于厚度很薄的金属材料。

不锈钢化学蚀刻加工使断面形成直边的能力,主要取决于蚀刻加工所使用的设备。而这类设备通常所使用的加工方法,都具有恒定压力的喷射装置,其蚀刻的喷射力,将保证使暴露在它作用下的材料迅速溶解,这种溶解作用也包括前面谈到的圆弧形中央突出的部位。

在这里与被蚀刻金属相适应的强有力的腐蚀剂也是非常关键的。腐蚀剂的强度,喷射压力机密度,蚀刻温度,设备的传送速度(或蚀刻时间)等。这五要素配合得当。就能在较短的时间内,将中央的突出部分切掉而成为近似直边,这样就可以做到更高的蚀刻精度。

在照相防蚀技术不锈钢化学蚀刻加工中,最精密的一种是用来加工集成电路各种薄层的硅j晶片,其切口的几何形状在尺寸上也是极微小的,在蚀刻过程中为了保证半导体元件不受到任何的影响,所使用的各种化学品,比如各种清洁剂、各种腐蚀剂等都是非常高纯度的化学试剂。

腐蚀剂的选择都是根据加工材料的不同来觉定的,如:硅片是用氢氟酸和 HNO3,氧化硅片则是用氢氟酸和 NH4F 。不锈钢化学蚀刻加工集成电路时,其蚀刻加工切口的几何形状和航空航天工业中的化学蚀刻切口几何形状没有什么不同。但是它们两者之间在蚀刻深度上差了好几个数量级,前者蚀刻深度不到1um。而后再可达几毫米甚至更深。

蚀刻介质的不同也会得到不同的层下蚀刻速率,也就有了不同的蚀刻截面。不如在铝合金蚀刻中,添加硝盐酸的Na''''OH蚀刻液的层下蚀刻速率低,截面弧形比单独使用NaOH时小。同样对集成电路的硅片,用传统的酸性蚀刻会使截面呈现弧形,如果用碱性蚀刻得到的截面是一种近似于55度的斜边。这两种例子对于精密不锈钢化学蚀刻加工来说是非常重要的,因为它可使同等的图文蚀刻得更深,或者在单位面积内可做到更精细的图文。对于后者,在单位面积的硅片上,可以集成更多的电路单元。

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