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。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、操作參數(shù)易于控制、質(zhì)量穩(wěn)定，同時可以減低操作人員工作量等優(yōu)點，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鋁合金的蝕刻是一個氧化-還原反應(yīng)的過程。在鋁合金表面三價鐵離子使鋁氧化成氯化鋁，同時三價鐵被還原成二價鐵。具體反應(yīng)方程式如下3FeCl3+Al—3FeCl2+A1C13同時由于鋁較鐵活潑，三氯化鐵蝕刻液對鋁合金的蝕刻時還會發(fā)生一個置換反應(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，鋁相對活潑，因而鋁合金蝕刻時非常激烈，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，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)識及各種圖案?？蓱?yīng)用于手機件、計算機機箱、PDA、DVD及數(shù)碼相機等電器產(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^酸鐵及其他三價鐵的金屬鹽加入。本發(fā)明鋁合金化學(xué)蝕刻液的第一實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/升的三價鐵，質(zhì)量濃度為30克/升的鹽酸。請參閱圖1，是采用本發(fā)明第一實施例的鋁合金化學(xué)蝕刻液蝕刻的鋁合金10,該鋁合金IO具有一蝕刻面102。請參閱下表1，該表1分別對20個與該鋁合金10為同一批次的(即型號、規(guī)格、材質(zhì)等皆一致)鋁合金工件進(jìn)行測試，且測試的位置都是如圖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>本表測量單位均為米由表1可知，對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，手機件、計算機機箱、PDA、DVD及數(shù)碼相機等電器產(chǎn)品的外殼及其他鋁合金外觀件等產(chǎn)品對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/升的三價鐵，質(zhì)量濃度為16克/升的鹽酸。請參閱下表2,該表2分別對20個與該鋁合金10為同一批次的(即型號、規(guī)格、材質(zhì)等皆一致)鋁合金工件進(jìn)行測試，且測試的位置都是如圖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，手機件、計算機機箱、PDA、DVD及數(shù)碼相機等電器產(chǎn)品的外殼及其他鋁合金外觀件等產(chǎn)品對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/升的三價鐵，質(zhì)量濃度為50克/升的鹽酸。請參閱下表3，該表3分別對20個與該鋁合金10為同一批次的(即型號、規(guī)格、材質(zhì)等皆一致)鋁合金工件進(jìn)行測試，且測試的位置都是如圖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>本表測量單位均為毫米由表3可知，對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，手機件、計算機機箱、PDA、DVD及數(shù)碼相機等電器產(chǎn)品的外殼及其他鋁合金外觀件等產(chǎn)品對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，同時三價鐵離子的質(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?？梢岳斫猓景l(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)明還對當(dāng)三價鐵離子的質(zhì)量濃度小于30克/升、鹽酸的質(zhì)量濃度小于16克/升時進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)明顯變慢，且三價鐵離子易轉(zhuǎn)變成鐵單質(zhì)沉淀。此外，還對當(dāng)三價鐵離子的質(zhì)量濃度大于70克/升、鹽酸的質(zhì)量濃度大于50克/升時進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)蝕刻區(qū)域表面開始變得粗糙，同時由于鹽酸質(zhì)量濃度較強蝕刻液噴灑時有較強的氣味發(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，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C23F1/10GK101205613SQ20061015786公開日2008年6月25日申請日期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,林知本申請人:深圳富泰宏精密工業(yè)有限公司