專利名稱：：鋁合金化學(xué)蝕刻液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鋁合金化學(xué)蝕刻液，尤其是涉及一種使蝕刻面光滑平整、生產(chǎn)易于控制的鋁合金化學(xué)蝕刻液。
背景技術(shù)：
：鋁是一種輕金屬，密度小，是半導(dǎo)體制程中最主要的導(dǎo)線材料，它具有低電阻、易于沉積及蝕刻等優(yōu)點(diǎn)。鋁的導(dǎo)電性能僅次于銀和銅，居第三位，用于制造各種導(dǎo)線。鋁具有良好的導(dǎo)熱性，可用作各種散熱材料。鋁還具有良好的抗腐蝕性能及塑性，適合于各種壓力加工。在鋁合金蝕刻中，業(yè)界常采用化學(xué)試劑的濕蝕刻法、離子蝕刻和等離子蝕刻的干蝕刻法。濕蝕刻法通過廉價(jià)的化學(xué)試劑并且不使用昂貴的設(shè)備而比干蝕刻法成本低。另，濕蝕刻法還可對(duì)各種外形的金屬材料進(jìn)行處理并且可以處理具有三維結(jié)構(gòu)的材料。此外，濕蝕刻法還容易將鋁、鋁合金從廢蝕刻液中回收。如此，濕蝕刻法被廣泛用于鋁合金蝕刻中。目前，應(yīng)用于鋁合金濕蝕刻法的蝕刻液，一般都是使用蝕刻不銹鋼或銅的蝕刻液，并非鋁合金蝕刻的專用蝕刻液。三氯化鐵溶液具有蝕刻速度快、蝕刻能力強(qiáng)、操作參數(shù)易于控制、質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)可以減低操作人員工作量等優(yōu)點(diǎn)，因而三氯化鐵溶液常作為鋁合金濕蝕刻法的蝕刻液。該蝕刻液的三價(jià)鐵離子的質(zhì)量濃度是120-180克/升，鹽酸的質(zhì)量濃度是6-27克/升。而三氯化鐵蝕刻液對(duì)鋁合金的蝕刻是一個(gè)氧化-還原反應(yīng)的過程。在鋁合金表面三價(jià)鐵離子使鋁氧化成氯化鋁，同時(shí)三價(jià)鐵被還原成二價(jià)鐵。具體反應(yīng)方程式如下3FeCl3+Al—3FeCl2+A1C13同時(shí)由于鋁較鐵活潑，三氯化鐵蝕刻液對(duì)鋁合金的蝕刻時(shí)還會(huì)發(fā)生一個(gè)置換反應(yīng)的過程。具體反應(yīng)方程式如下FeCl3+Al—Fe+A1C13由上述置換反應(yīng)生成的單質(zhì)鐵沉積在鋁合金表面，阻礙了反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生，導(dǎo)致蝕刻表面粗糙。此外，由于該三氯化鐵蝕刻液活性較大，鋁相對(duì)活潑，因而鋁合金蝕刻時(shí)非常激烈，生產(chǎn)難以控制。
發(fā)明內(nèi)容鑒于上述狀況，有必要提供使蝕刻面光滑平整、生產(chǎn)易于控制的鋁合金化學(xué)蝕刻液。一種鋁合金化學(xué)蝕刻液，該鋁合金化學(xué)蝕刻液的組成包括質(zhì)量濃度為30-70克/升的三價(jià)鐵離子、質(zhì)量濃度為16-50克/升的鹽酸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，所述鋁合金化學(xué)蝕刻液，三價(jià)鐵離子的質(zhì)量濃度由現(xiàn)有的120-180克/升降低到30-70克/升，使得反應(yīng)溫和生產(chǎn)易于控制。同時(shí)，還可降低置換反應(yīng)的速度進(jìn)而降低單質(zhì)鐵的生成量，而少量的鐵又可被蝕刻液的噴灑沖走。此外，鹽酸的質(zhì)量濃度由現(xiàn)有的6-27克/升提高到16-50克/升，隨著鹽酸質(zhì)量濃度的提高可以使置換反應(yīng)產(chǎn)生的單質(zhì)鐵迅速被溶解。如此，可以使鋁合金的蝕刻化學(xué)反應(yīng)不斷地進(jìn)行，從而使蝕刻面光滑平整。圖1是采用本發(fā)明鋁合金化學(xué)蝕刻液蝕刻的鋁合金的示意圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明鋁合金化學(xué)蝕刻液應(yīng)用于經(jīng)過油墨及其他涂層保護(hù)的鋁合金件，噴淋蝕刻產(chǎn)生通孔、盲孔、標(biāo)識(shí)及各種圖案。可應(yīng)用于手機(jī)件、計(jì)算機(jī)機(jī)箱、PDA、DVD及數(shù)碼相機(jī)等電器產(chǎn)品的外殼、鋁牌及其他鋁合金外觀件等產(chǎn)品。本發(fā)明鋁合金化學(xué)蝕刻液中，三價(jià)鐵的質(zhì)量濃度為30-70克/升、最佳質(zhì)量濃度為50克/升，鹽酸的質(zhì)量濃度為16-50克/升，最佳質(zhì)量濃度為30克/升。在該蝕刻液中，三〗介4失可通過三氯化l失、碌^酸鐵及其他三價(jià)鐵的金屬鹽加入。本發(fā)明鋁合金化學(xué)蝕刻液的第一實(shí)施例為該鋁合金化學(xué)蝕刻液的組成包括質(zhì)量濃度為50克/升的三價(jià)鐵，質(zhì)量濃度為30克/升的鹽酸。請(qǐng)參閱圖1，是采用本發(fā)明第一實(shí)施例的鋁合金化學(xué)蝕刻液蝕刻的鋁合金10,該鋁合金IO具有一蝕刻面102。請(qǐng)參閱下表1，該表1分別對(duì)20個(gè)與該鋁合金10為同一批次的(即型號(hào)、規(guī)格、材質(zhì)等皆一致)鋁合金工件進(jìn)行測(cè)試，且測(cè)試的位置都是如圖l標(biāo)示的該鋁合金蝕刻面102的1、2、3、4、5位置。表1<table>complextableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本表測(cè)量單位均為米由表1可知，對(duì)于同一工件的蝕刻面最大的工差<又為0.014毫米，且同一批次工件的蝕刻面最大工差也僅有0.021毫米，手機(jī)件、計(jì)算機(jī)機(jī)箱、PDA、DVD及數(shù)碼相機(jī)等電器產(chǎn)品的外殼及其他鋁合金外觀件等產(chǎn)品對(duì)蝕刻面的工差要求一般為0.03毫米。如此，本發(fā)明鋁合金化學(xué)蝕刻液第一實(shí)施例完全可以滿足一般鋁合金外觀件的外觀要求使蝕刻面光滑平整。本發(fā)明鋁合金化學(xué)蝕刻液的第二實(shí)施例為該鋁合金化學(xué)蝕刻液的組成包括質(zhì)量濃度為30克/升的三價(jià)鐵，質(zhì)量濃度為16克/升的鹽酸。請(qǐng)參閱下表2,該表2分別對(duì)20個(gè)與該鋁合金10為同一批次的(即型號(hào)、規(guī)格、材質(zhì)等皆一致)鋁合金工件進(jìn)行測(cè)試，且測(cè)試的位置都是如圖1標(biāo)示的該鋁合金蝕刻面102的1、2、3、4、5位置。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表2可知，對(duì)于同一工件的蝕刻面最大的工差僅為0.018毫米，且同一批次工件的蝕刻面最大工差也僅有0.016毫米，手機(jī)件、計(jì)算機(jī)機(jī)箱、PDA、DVD及數(shù)碼相機(jī)等電器產(chǎn)品的外殼及其他鋁合金外觀件等產(chǎn)品對(duì)蝕刻面的工差要求一般為0.03毫米。如此，本發(fā)明鋁合金化學(xué)蝕刻液第二實(shí)施例完全可以滿足一般鋁合金外觀件的外觀要求使蝕刻面光滑平整。本發(fā)明鋁合金化學(xué)蝕刻液的第三實(shí)施例為該鋁合金化學(xué)蝕刻液的組成包括質(zhì)量濃度為70克/升的三價(jià)鐵，質(zhì)量濃度為50克/升的鹽酸。請(qǐng)參閱下表3，該表3分別對(duì)20個(gè)與該鋁合金10為同一批次的(即型號(hào)、規(guī)格、材質(zhì)等皆一致)鋁合金工件進(jìn)行測(cè)試，且測(cè)試的位置都是如圖1標(biāo)示的該鋁合金蝕刻面102的1、2、3、4、5位置。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>本表測(cè)量單位均為毫米由表3可知，對(duì)于同一工件的蝕刻面最大的工差僅為0.020毫米，且同一批次工件的蝕刻面最大工差也僅有0.024毫米，手機(jī)件、計(jì)算機(jī)機(jī)箱、PDA、DVD及數(shù)碼相機(jī)等電器產(chǎn)品的外殼及其他鋁合金外觀件等產(chǎn)品對(duì)蝕刻面的工差要求一般為0.030毫米。如此，本發(fā)明鋁合金化學(xué)蝕刻液第二實(shí)施例完全可以滿足一般鋁合金外觀件的外觀要求使蝕刻面光滑平整，同時(shí)三價(jià)鐵離子的質(zhì)量濃度為70克/升，使得反應(yīng)溫和生產(chǎn)易于控制。綜上所述，鋁合金化學(xué)蝕刻液，三價(jià)鐵離子的質(zhì)量濃度由現(xiàn)有的120-180克/升降低到30-70克/升。同時(shí)鹽酸的質(zhì)量濃度由現(xiàn)有的6-27克/升提高到16-50克/升。如此，隨著三價(jià)鐵離子質(zhì)量濃度的降低使得反應(yīng)溫和生產(chǎn)易于控制，且隨著鹽酸質(zhì)量濃度的提高可以使置換反應(yīng)產(chǎn)生的單質(zhì)鐵迅速被溶解，使鋁合金的蝕刻化學(xué)反應(yīng)不斷地進(jìn)行，從而使蝕刻面光滑平整。可以理解，本發(fā)明鋁合金化學(xué)蝕刻液還可包括表面活性劑。該表面活性劑可以為壬基酚聚氧乙蹄醚、脂肪醇聚乙烯醚等非離子表面活性劑或十二烷基苯磺酸鈉、脂肪醇硫酸鹽等陰離子表面活性劑。本發(fā)明還對(duì)當(dāng)三價(jià)鐵離子的質(zhì)量濃度小于30克/升、鹽酸的質(zhì)量濃度小于16克/升時(shí)進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)明顯變慢，且三價(jià)鐵離子易轉(zhuǎn)變成鐵單質(zhì)沉淀。此外，還對(duì)當(dāng)三價(jià)鐵離子的質(zhì)量濃度大于70克/升、鹽酸的質(zhì)量濃度大于50克/升時(shí)進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)蝕刻區(qū)域表面開始變得粗糙，同時(shí)由于鹽酸質(zhì)量濃度較強(qiáng)蝕刻液噴灑時(shí)有較強(qiáng)的氣味發(fā)出，且容易和氧化劑反應(yīng)產(chǎn)生氯氣。故，最終將鋁合金化學(xué)蝕刻液的三價(jià)鐵質(zhì)量濃度定為30-70克/升，鹽酸的質(zhì)量濃度定為16-50克/升。權(quán)利要求1.一種鋁合金化學(xué)蝕刻液，其特征在于該鋁合金化學(xué)蝕刻液的組成包括質(zhì)量濃度為30-70克/升的三價(jià)鐵離子、質(zhì)量濃度為16-50克/升的鹽酸。2.如權(quán)利要求1所述的鋁合金化學(xué)蝕刻液，其特征在于該三價(jià)鐵離子的質(zhì)量濃度為50克/升。3.如權(quán)利要求1所述的鋁合金化學(xué)蝕刻液，其特征在于該鹽酸的質(zhì)量濃度為30克/升。4.如權(quán)利要求1所述的鋁合金化學(xué)蝕刻液，其特征在于該鋁合金化學(xué)蝕刻液還包括有表面活性劑。5.如權(quán)利要求4所述的鋁合金化學(xué)蝕刻液，其特征在于該表面活性劑為非離子表面活性劑或陰離子表面活性劑。6.如權(quán)利要求4所述的鋁合金化學(xué)蝕刻液，其特征在于該非離子表面活性劑選自壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚乙烯醚等的一種或其組合。7.如權(quán)利要求4所述的鋁合金化學(xué)蝕刻液，其特征在于該陰離子表面活性劑選自十二烷基苯磺酸鈉、脂肪醇硫酸ik等的一種或其組合。全文摘要本發(fā)明提供一種鋁合金化學(xué)蝕刻液，該鋁合金化學(xué)蝕刻液的組成包括質(zhì)量濃度為30-70克/升的三價(jià)鐵離子、質(zhì)量濃度為16-50克/升的鹽酸。本發(fā)明鋁合金化學(xué)蝕刻液，三價(jià)鐵離子的質(zhì)量濃度由現(xiàn)有的120-180克/升降低到30-70克/升，使得反應(yīng)溫和生產(chǎn)易于控制。同時(shí)，還可降低置換反應(yīng)的速度進(jìn)而降低單質(zhì)鐵的生成量，而少量的鐵又可被蝕刻液的噴灑沖走。此外，鹽酸的質(zhì)量濃度由現(xiàn)有的6-27克/升提高到16-50克/升，隨著鹽酸質(zhì)量濃度的提高可以使置換反應(yīng)產(chǎn)生的單質(zhì)鐵迅速被溶解。如此，可以使鋁合金的蝕刻化學(xué)反應(yīng)不斷地進(jìn)行，從而使蝕刻面光滑平整。文檔編號(hào)C23F1/10GK101205613SQ20061015786公開日2008年6月25日申請(qǐng)日期2006年12月22日優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日發(fā)明者吳年江,曹慶松,李南海,林知本申請(qǐng)人:深圳富泰宏精密工業(yè)有限公司