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金屬蝕刻過程的控制
金屬蝕刻質(zhì)量的保證主要來自于對蝕刻過程的控制,金屬蝕刻過程的控制分為化學(xué)參數(shù)控制和物理參數(shù)控制。
1.化學(xué)參數(shù)控制
化學(xué)參數(shù)控制對于維持蝕刻液均勻的蝕刻速度是非常關(guān)鍵的,化學(xué)參數(shù)控制主要包括溶液濃度的控制和溶液中各組分之間的比例控制。對這兩方面的控制,前者的濃度控制容易,可以通過分析的方法就能確定溶液中成分的消耗情況。而對于后者控制難度要大一些主要是因為蝕刻液中的添加物質(zhì)含量較低,并且可能是一些較難分析的材料,或和蝕刻液中的主料分離較為困難。
化學(xué)參數(shù)控制的依據(jù)來源于對溶液成分的分析而不是經(jīng)驗的估計,當然對于一些小廠并不排除操作者可以通過觀察蝕刻過程進行的激烈程度、被蝕刻金屬表面的狀態(tài)以及溶液顏色的變化再根據(jù)經(jīng)驗來進行調(diào)節(jié),并滿足在一定程度上的可控性。這種方式對于成分單一的蝕刻液具有一定的實用性,但對于成分組成復(fù)雜,同時對金屬蝕刻深度均一性要求較高的工件,采用這種方法有很大的局限性,難于保證批量生產(chǎn)的需要。從保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的角度出發(fā),要求蝕刻廠能把分析結(jié)果作為調(diào)整蝕刻液的依據(jù)。
化學(xué)蝕刻溶液的分析周期主要受以下幾方面因素的影響:①溶液體積;②溶液的初始濃度;③單位體積的負荷量;④蝕刻量(一般以日為單位)。對這幾方面的影響因素很容易理解,溶液體積小、溶液初始濃度低、單位體積的負荷量較大的情況下,蝕刻液成分的變化速度就快其分析周期就較短,反之則長。通常而言,如果蝕刻溶液體積不大,批量生產(chǎn)的情況下應(yīng)保持每個班次分析一次(這里的班次是以8h為一個生產(chǎn)周期計算)。
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2.物理參數(shù)控制
物理參數(shù)的控制分為通用參數(shù)控制及蝕刻方式所決定的其他參數(shù)控制。通用參數(shù)控制主要是對在蝕刻過程中時間、溫度進行控制:由蝕刻方式所決定的其他參數(shù)控制包括浸泡蝕刻的溶液攪拌程度的控制以及噴射蝕刻的噴射壓力的控制。在化學(xué)參數(shù)可控范圍內(nèi),物理參數(shù)的控制對于維持其蝕刻速度的恒定及蝕刻均勻性是非常重要的。物理參數(shù)的控制相對于化學(xué)參數(shù)的控制來說要容易得多,也直觀得多。同時,一些設(shè)備對溫度、時間及噴射壓力都有自控裝置,只需要預(yù)先將這些參數(shù)輸人即可。
任何金屬蝕刻都一定有兩個需要控制的指標,即深度和表面平滑度。雖然物理因素和化學(xué)因素的變化都會對蝕刻深度及表面平滑度產(chǎn)生影響,但在確定的蝕刻液成分及濃度的情況下,對深度的影響主要是物理因素,在溫度、壓力恒定的前提下,確保蝕刻深度指標的因素是蝕刻時間,在實際生產(chǎn)中也是通過時間來對蝕刻深度進行控制。而對于表面平滑度,雖然溫度的變化會有一定的影響,但主要還是受蝕刻液的化學(xué)組分的影響,在化學(xué)組中添加物質(zhì)對表面平滑度的影響比蝕刻主劑的影響更大,同時調(diào)整也更困難,但可以通過實驗確定一個單位面積消耗量的經(jīng)驗值來控制。
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