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CN113969403B - 一种镍、钛高温合金的蚀刻液及方法 - Google Patents

一种镍、钛高温合金的蚀刻液及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种能对镍、钛基高温合金进行精密蚀刻的蚀刻液及蚀刻技术。蚀刻公差小且可控，可用于各种复杂工件的高效率加工。还可以用于含有铌、钽、钼等元素的耐腐蚀镍基高温合金的精密蚀刻与大蚀刻量加工。蚀刻液对高温合金的溶解度大，使用寿命长且效果稳定。该技术包括将镍钛高温合金进行常规的清洗和除油使表面清洁，进而在其表面涂覆光刻胶，并按照加工图样进行光刻胶的曝光，而后进行显影处理，再利用化学蚀刻溶液腐蚀暴露的金属，待腐蚀过程结束后，再将表面的胶用强碱性溶液去除，最后用水清洗干净得到蚀刻加工工件产品，本专利提出的蚀刻液可以实现镍钛基合金的精密化蚀刻，可通过蚀刻液组分调控蚀刻速率。

Description

一种镍、钛高温合金的蚀刻液及方法
技术领域
本发明涉及一种镍、钛高温合金的蚀刻液及方法，尤其涉及一种利用湿法蚀刻液及蚀刻技术(主要为酸蚀刻液)对镍、钛高温合金进行蚀刻的方法。
背景技术
如专利CN 1757794A、CN 1743508A，其与本专利最接近的工艺流程为：将镍钛高温合金进行常规的清洗和除油使表面清洁，进而在其表面涂覆光刻胶，并按照加工图样进行光刻胶的曝光，而后进行显影处理，再利用化学蚀刻溶液腐蚀暴露的金属，待腐蚀过程结束后，再将表面的胶用强碱性溶液去除，最后用水清洗干净得到蚀刻加工工件产品。而专利CN1757794A、CN 1743508A是蚀刻钛合金的蚀刻液，无法蚀刻镍钛基高温合金。本专利提出的蚀刻液可以实现镍钛基合金的精密化蚀刻，可通过蚀刻液组分调控蚀刻速率。
现有技术存在的缺陷与不足为：
1、目前未查询到相关的镍钛基高温合金蚀刻液专利。
发明内容
本部分包括以下三个小点：
本发明的发明目的和所要解决的技术问题：
本发明可以实现镍钛基高温合金的精密蚀刻，蚀刻公差小且可控，可用于各种复杂工件的高效率加工。
本发明还可以用于含有铌、钽、钼等元素的耐腐蚀镍基高温合金的精密蚀刻与大蚀刻量加工。
本发明所述蚀刻液对高温合金的溶解度大，使用寿命长。
为解决上述技术问题或实现本发明的目的，本发明技术方案的内容为：
第一步，前处理清洗，工件经过碱洗，电解除油，酸洗，清水洗，烘干。
第二步，滚涂，对工件进行覆膜处理，用主要成分为树脂和光敏剂的油墨滚涂，滚涂好油墨保护层后经隧道炉烘干处理。
第三步，曝光，将工件放入菲林底片(底片上为工件设计图)中，经曝光机曝光后拿出。
第四步，显影，对曝光好的工件进行显影，需要蚀刻的图形被显影出来，烘干。
第五步，蚀刻，将显影后的工件放入蚀刻机台，确定好蚀刻参数(压力1.5-3kg、温度35℃-50℃、喷淋时间10-30min)后进行批量喷淋蚀刻。
蚀刻液组成：蚀刻液成分为氟化氢铵(8～15wt％)，氯化铵(12～20wt％)，三氯化铁(10～20wt％)，淀粉或纤维素(1～2wt％),磷酸(5～10wt％)其余为纯净水。
第六步，退膜，蚀刻好的产品经过碱性脱膜液后，保护层脱落，经过酸洗，清水洗，烘干。
第七步，检验包装，在二次元检测仪上对产品进行检测，尺寸合格后进行包装。
本发明的技术效果或本发明相比于现有技术的优势所在，将本发明所能达到的效果用具体的数据予以说明、佐证，具体地、实事求是地进行描述。
(1)本发明提供了一种能对镍、钛基高温合金进行精密蚀刻的蚀刻液。蚀刻公差小且可控，可用于各种复杂工件的高效率加工。该还可以用于含有铌、钽、钼等元素的耐腐蚀镍基高温合金的精密蚀刻与大蚀刻量加工。蚀刻液对高温合金的溶解度大，使用寿命长且效果稳定。
(2)本发明蚀刻液等对感光树脂涂膜损害的较低，在蚀刻时间较长的工况下依然能保证蚀刻质量。
(3)相较于其他专利操作温度不能高于40℃，本发明具有更大范围的操作温度，最高可达60℃。
附图说明
图1为本发明实施例1产品缝宽测量图。由图可见，产品蚀刻缝边缘平直锐利，侧蚀与公差为0.01mm缝宽0.2mm。
图2为本发明实施例2产品缝宽测量图。由图可见，产品蚀刻缝边缘平直锐利，侧蚀侧蚀与公差小于0.01，缝宽0.2mm。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
(一)前处理清洗，高温合金板(厚度0.15mm)经过碱洗，电解除油，酸洗，
清水洗，烘干。
(二)滚涂，对高温合金板进行覆膜处理，用主要成分为树脂和光敏剂的油墨滚涂，滚涂好油墨保护层后经隧道炉烘干处理。覆膜厚度20-40微米。
(三)曝光，将高温合金板放入菲林底片(底片上为工件设计图)中，经曝光机曝光后拿出。
(四)显影，对曝光好的高温合金板使用1％碳酸氢钠进行显影，需要蚀刻的图形被显影出来，烘干。
(五)蚀刻，将显影后的高温合金板放入蚀刻机台，压力2.5kg/cm2、温度50℃、喷淋20min。
蚀刻液组成：蚀刻液成分为氟化氢铵(10wt％)，氯化铵(18wt％)，三氯化铁(15wt％)，淀粉(1wt％),磷酸(5wt％)其余为纯净水。
(六)退膜，蚀刻好的产品经过10％氢氧化钠溶液80℃浸泡1小时后，保护层脱落，随后酸洗，清水洗，烘干。
(七)检验，在二次元检测仪上对产品进行检测，产品线宽0.20mm，侧蚀与公差小于0.01mm，符合设计要求。
实施例2
(一)前处理清洗，高温合金板(厚度0.2mm)经过碱洗，电解除油，酸洗，
清水洗，烘干。
(二)滚涂，对高温合金板进行覆膜处理，用主要成分为树脂和光敏剂的油墨滚涂，滚涂好油墨保护层后经隧道炉烘干处理。覆膜厚度20-40微米。
(三)曝光，将高温合金板放入菲林底片(底片上为工件设计图)中，经曝光机曝光后拿出。
(四)显影，对曝光好的高温合金板使用1％碳酸氢钠进行显影，需要蚀刻的图形被显影出来，烘干。
(五)蚀刻，将显影后的高温合金板放入蚀刻机台，压力2.5kg/cm2、温度45℃、喷淋22min。
蚀刻液组成：蚀刻液成分为氟化氢铵(10wt％)，氯化铵(18wt％)，三氯化铁(15wt％)，淀粉(1wt％),磷酸(5wt％)其余为纯净水。
(六)退膜，蚀刻好的产品经过10％氢氧化钠溶液80℃浸泡1小时后，保护层脱落，随后酸洗，清水洗，烘干。
(七)检验，在二次元检测仪上对产品进行检测，产品线宽0.20mm，侧蚀与公差小于0.01mm，符合设计要求。
实施例3
(一)前处理清洗，高温合金板(厚度0.3mm)经过碱洗，电解除油，酸洗，
清水洗，烘干。
(二)滚涂，对高温合金板进行覆膜处理，用主要成分为树脂和光敏剂的油墨滚涂，滚涂好油墨保护层后经隧道炉烘干处理。覆膜厚度20-40微米。
(三)曝光，将高温合金板放入菲林底片(底片上为工件设计图)中，经曝光机曝光后拿出。
(四)显影，对曝光好的高温合金板使用1％碳酸氢钠进行显影，需要蚀刻的图形被显影出来，烘干。
(五)蚀刻，将显影后的高温合金板放入蚀刻机台，压力3kg/cm2、温度50℃、喷淋25min。
蚀刻液组成：蚀刻液成分为氟化氢铵(10wt％)，氯化铵(18wt％)，三氯化铁(15wt％)，淀粉(1wt％),磷酸(5wt％)其余为纯净水。
(六)退膜，蚀刻好的产品经过10％氢氧化钠溶液80℃浸泡1小时后，保护层脱落，随后酸洗，清水洗，烘干。
(七)检验，在二次元检测仪上对产品进行检测，产品条纹宽度0.25mm，侧蚀与公差小于0.01mm，符合设计要求。
实施例4
(一)前处理清洗，高温合金板(厚度0.15mm)经过碱洗，电解除油，酸洗，
清水洗，烘干。
(二)滚涂，对高温合金板进行覆膜处理，用主要成分为树脂和光敏剂的油墨滚涂，滚涂好油墨保护层后经隧道炉烘干处理。覆膜厚度20-40微米。
(三)曝光，将高温合金板放入菲林底片(底片上为工件设计图)中，经曝光机曝光后拿出。
(四)显影，对曝光好的高温合金板使用1％碳酸氢钠进行显影，需要蚀刻的图形被显影出来，烘干。
(五)蚀刻，将显影后的高温合金板放入蚀刻机台，压力2.5kg/cm2、温度50℃、喷淋20min。
蚀刻液组成：蚀刻液成分为氟化氢铵(10wt％)，氯化铵(18wt％)，三氯化铁(15wt％)，其余为纯净水。
(六)退膜，蚀刻好的产品经过10％氢氧化钠溶液80℃浸泡1小时后，保护层脱落，随后酸洗，清水洗，烘干。
(七)检验，在二次元检测仪上对产品进行检测，产品线宽0.2mm，侧蚀与公差小于0.015mm，较案例1侧蚀大，线宽变窄，蚀刻效率降低。
实施例5
(一)前处理清洗，高温合金板(厚度0.15mm)经过碱洗，电解除油，酸洗，
清水洗，烘干。
(二)滚涂，对高温合金板进行覆膜处理，用主要成分为树脂和光敏剂的油墨滚涂，滚涂好油墨保护层后经隧道炉烘干处理。覆膜厚度20-40微米。
(三)曝光，将高温合金板放入菲林底片(底片上为工件设计图)中，经曝光机曝光后拿出。
(四)显影，对曝光好的高温合金板使用1％碳酸氢钠进行显影，需要蚀刻的图形被显影出来，烘干。
(五)蚀刻，将显影后的高温合金板放入蚀刻机台，压力2.5kg/cm2、温度50℃、喷淋20min。
蚀刻液组成：蚀刻液成分为氟化氢铵(15wt％)，氯化铵(18wt％)，三氯化铁(15wt％)，磷酸(5wt％)，其余为纯净水。
(六)退膜，蚀刻好的产品经过10％氢氧化钠溶液80℃浸泡1小时后，保护层脱落，随后酸洗，清水洗，烘干。
(七)检验，在二次元检测仪上对产品进行检测，产品线宽0.22mm，侧蚀与公差小于0.02mm，较案例4侧蚀大，线宽变宽，蚀刻速度提高。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (1)

1.一种镍、钛高温合金的蚀刻方法，其特征在于，具体的技术路线为：
第一步，前处理清洗，工件经过碱洗、电解除油，酸洗，清水洗，烘干；
第二步，滚涂，对工件进行覆膜处理，用主要成分为树脂和光敏剂的油墨滚涂，滚涂好油墨保护层后经隧道炉烘干处理；
第三步，曝光，将工件放入菲林底片中，经曝光机曝光后拿出，所属菲林底片上为工件设计图；
第四步，显影，对曝光好的工件进行显影，需要蚀刻的图形被显影出来，烘干；
第五步，蚀刻，将显影后的工件放入蚀刻机台，确定好蚀刻参数后进行批量喷淋蚀刻，所述蚀刻参数为压力1.5-3kg、温度35℃-50℃、喷淋时间10-30min；
所述的蚀刻液组成为：氟化氢铵8～15wt％、氯化铵12～20wt％、三氯化铁10～20wt％、淀粉或纤维素1～2wt％、磷酸5～10wt％，其余为纯净水；
第六步，退膜，蚀刻好的产品经过碱性脱模液后，保护层脱落，经过酸洗，清水洗，烘干；
第七步，检验包装，在二次元检测仪上对产品进行检测，尺寸合格后进行包装。
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