一種用于輔助微細超聲加工的蝕刻液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種蝕刻液及其制備方法，尤其是一種用于輔助微細超聲加工的蝕刻 液及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 化學(xué)蝕刻法的原理是利用金屬與蝕刻劑進行化學(xué)反應(yīng)形成可溶物體而進行去除 反應(yīng)部分，通過控制希望被去除部分和被保護部分來達到加工的目的。蝕刻方法加工出的 結(jié)構(gòu)，存在表面開口大，內(nèi)部開口小的問題，其斷面如梯形。造成這種結(jié)構(gòu)的原因，主要是由 于開口是上下面接觸蝕刻液的時間差，加上蝕刻速率，造成側(cè)蝕量大。
[0003] 單獨的蝕刻加工，效率不高，工藝復(fù)雜，且蝕刻具有各向異性，即蝕刻的方向是不 確定的，成型的表面結(jié)構(gòu)不符合預(yù)期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種蝕刻速度更低、側(cè)蝕 量小、而且可輔助微細超聲加工的蝕刻液。同時，本發(fā)明還提供了所述蝕刻液的制備方法以 及所述蝕刻液在輔助微細超聲加工中的用途。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種用于輔助微細超聲加工的蝕刻 液，所述蝕刻液由以下質(zhì)量百分含量的組分組成：氯化鐵5~15%、酸3~5%、苯并三唑 2~4%、乙二胺1~2%、十二烷基磺酸鈉2~3%，余量為水；所述酸由高氯酸、次氯酸和 磺酸組成，而且所述高氯酸、次氯酸和磺酸的質(zhì)量比為（1~3) : (6~14) : (15~26)。
[0006] 本申請發(fā)明人經(jīng)過大量研宄發(fā)現(xiàn)，在所述蝕刻液中加入由所述質(zhì)量比的高氯酸、 次氯酸和磺酸組成的酸時，使得蝕刻液的蝕刻速度較低，由于通過超聲的加工，可提高加工 速度，進而可減小工件表面開口和內(nèi)部開口分別與蝕刻液接觸的時間差，有效減小工件開 口上下面結(jié)構(gòu)的尺寸差。而且在所述蝕刻液中加入所述重量含量的苯并三唑、乙二胺和 十二烷基磺酸鈉，能夠有效減小蝕刻液的側(cè)蝕量，使得蝕刻所得結(jié)構(gòu)更趨于圓柱形，形狀可 控。
[0007] 作為本發(fā)明所述用于輔助微細超聲加工的蝕刻液的優(yōu)選實施方式，所述苯并三唑 和乙二胺的質(zhì)量和與十二烷基磺酸鈉的質(zhì)量比為（苯并三唑+乙二胺）：十二烷基磺酸鈉 =(1~2) :1，且苯并三唑與乙二胺的質(zhì)量比為2:1。作為本發(fā)明所述用于輔助微細超聲加 工的蝕刻液的更優(yōu)選實施方式，所述苯并三唑和乙二胺的質(zhì)量和與十二烷基磺酸鈉的質(zhì)量 比為（苯并三唑+乙二胺）：十二烷基磺酸鈉=1. 5:1。當(dāng)所述苯并三唑和乙二胺的質(zhì)量和 與十二烷基磺酸鈉的質(zhì)量比為（苯并三唑+乙二胺）：十二烷基磺酸鈉=(1~2) : 1，且苯 并三唑與乙二胺的質(zhì)量比為2:1時，所得蝕刻液的側(cè)蝕量更小，尤其是當(dāng)所述苯并三唑和 乙二胺的質(zhì)量和與十二烷基磺酸鈉的質(zhì)量比為（苯并三唑+乙二胺）：十二烷基磺酸鈉= 1. 5:1時，所得蝕刻液的側(cè)蝕量最小。
[0008] 作為本發(fā)明所述用于輔助微細超聲加工的蝕刻液的優(yōu)選實施方式，所述酸中高氯 酸、次氯酸和磺酸的質(zhì)量比為（1~2) : (7~12) : (18~25)。作為本發(fā)明所述用于輔助 微細超聲加工的蝕刻液的更優(yōu)選實施方式，所述酸中高氯酸、次氯酸和磺酸的質(zhì)量比為1 : 10:20。當(dāng)所述酸中高氯酸、次氯酸和磺酸的質(zhì)量比為（1~2) : (7~12) : (18~25)時，所 得蝕刻液的蝕刻速度加快，尤其是當(dāng)所述酸中高氯酸、次氯酸和磺酸的質(zhì)量比為1 :1〇 :20 時，所得蝕刻液的蝕刻速度比較快。
[0009] 作為本發(fā)明所述用于輔助微細超聲加工的蝕刻液的優(yōu)選實施方式，所述蝕刻液由 以下質(zhì)量百分含量的組分組成：氯化鐵8~12%、酸4%、苯并三唑2%、乙二胺1%、十二烷 基磺酸鈉3%，余量為水；所述酸由高氯酸、次氯酸和磺酸組成，而且所述高氯酸、次氯酸和 磺酸的質(zhì)量比為（1~2) : (7~12) : (18~25)。
[0010] 作為本發(fā)明所述用于輔助微細超聲加工的蝕刻液的更優(yōu)選實施方式，所述蝕刻液 由以下質(zhì)量百分含量的組分組成：氯化鐵10%、酸4%、苯并三唑3%、乙二胺1.5%、十二烷 基磺酸鈉3%，余量為水。
[0011] 所述酸由高氯酸、次氯酸和磺酸組成，而且所述高氯酸、次氯酸和磺酸的質(zhì)量比為 1 :10 :20。當(dāng)所述蝕刻液采用此配方時，所述蝕刻液蝕刻所得結(jié)構(gòu)最趨于圓柱形，效果最 好，除了超聲加工縮短了上下表面的時間差，蝕刻液成份的不同對縮短時間差也有一定的 輔助作用。
[0012] 作為本發(fā)明所述用于輔助微細超聲加工的蝕刻液的更優(yōu)選實施方式，所述蝕刻液 由以下質(zhì)量百分含量的組分組成：氯化鐵12%、酸5%、苯并三唑4%、乙二胺2%、十二烷基 磺酸鈉3%，余量為水；所述酸由高氯酸、次氯酸和磺酸組成，而且所述高氯酸、次氯酸和磺 酸的質(zhì)量比為1 :1〇 :20。
[0013] 同時，本發(fā)明還提供一種操作簡單、易于實現(xiàn)、針對上述所述蝕刻液的制備方法， 為實現(xiàn)此目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種如上所述用于輔助微細超聲加工的蝕刻液 的制備方法，包括以下步驟：
[0014] (1)將水平均分為四份，將氯化鐵加入第一份水中，充分溶解，然后冷卻至室溫，得 第一預(yù)混液；
[0015] (2)將酸加入第二份水中，混合均勻，得第二預(yù)混液；
[0016] ⑶將苯并三挫、乙二胺和十二烷基磺酸鈉加入第三份水中，混合均勾，得第三預(yù) 混液；
[0017] (4)將第一預(yù)混液、第二預(yù)混液和第三預(yù)混液混合均勻，然后加入第四份水，并充 分混合均勻，即得蝕刻液。
[0018] 本發(fā)明所提供的蝕刻液的制備方法，操作簡單，所制備得到的蝕刻液各成分之間 能夠充分混合、相互作用，制備得到的蝕刻液質(zhì)量穩(wěn)定，便于工業(yè)化推廣。
[0019] 最后，本發(fā)明還提供了如上所述蝕刻液在輔助微細超聲加工中的用途。本發(fā)明首 次提出將專用蝕刻液與微細超聲加工結(jié)合，專門研制出一種輔助微細超聲加工的蝕刻液， 將蝕刻和超聲兩項技術(shù)有機結(jié)合，微細超聲的振動加工在工件表面形成微裂紋，而蝕刻液 可以快速有效的進入微裂紋中，進一步擴大裂紋間隙，有助于微細超聲的去除加工；加工效 率的提高，縮短了開口上下面接觸蝕刻液的時間，相應(yīng)的減少了側(cè)蝕量；另外將微細超聲和 蝕刻結(jié)合在一起，超聲可以引導(dǎo)蝕刻液的流向，進一步有助于保證加工成型的精度。
[0020] 本發(fā)明所公開的蝕刻液，是針對微細超聲加工專門研制出的可輔助微細超聲加工 的蝕刻液配方。本發(fā)明的蝕刻液中氯化鐵與現(xiàn)有常用蝕刻液相比，含量較低，本發(fā)明的蝕刻 液與現(xiàn)有常用普通蝕刻液相比，蝕刻速度較慢，在開口上下面接觸蝕刻液的時間差相同的 情況下，蝕刻量也是減少的。但本發(fā)明的蝕刻液中加入了所述特定組成的酸及所述特定含 量比例的苯并三唑、乙二胺和十二烷基磺酸鈉，使得本發(fā)明所述蝕刻液具有較低的蝕刻速 度，而且側(cè)蝕量較小，蝕刻所得結(jié)構(gòu)趨于圓柱形，能夠較好的配合輔助微細超聲加工。
【附圖說明】
[0021] 圖1為采用本發(fā)明所述蝕刻液對工件蝕刻加工后的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 為更好的說明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點，下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明 作進一步說明。
[0023] 實施例1
[0024] 本發(fā)明用于輔助微細超聲加工的蝕刻液的一種實施例，本實施例所述蝕刻液由以 下質(zhì)量百分含量的組分組成：氯化鐵15%、酸3%、苯并三唑4%、乙二胺1%、十二烷基磺酸 鈉3%，余量為水；所述酸由高氯酸、次氯酸和磺酸組成，而且所述高氯酸、次氯酸和磺酸的 質(zhì)量比為1:7:8。
[0025] 本實施例所述蝕刻液采用以下方法制備而成：
[0026] (1)將水平均分為四份，將氯化鐵加入第一份水中，充分溶解，然后冷卻至室溫，得 第一預(yù)混液；
[0027] (2)將酸加入第二份水中，混合均勾，得第二預(yù)混液；
[0028] (3)將苯并三唑、乙二胺和十二烷基磺酸鈉加入第三份水中，混合均勻，得第三預(yù) 混液；
[0029] (4)將第一預(yù)混液、第二預(yù)混液和第三預(yù)混液混合均勻，然后加入第四份水，并充 分混合均勻，即得蝕刻液。
[0030] 實施例2
[0031] 本發(fā)明用于輔助微細超聲加工的蝕刻液的一種實施例，本實施例所述蝕刻液由以 下質(zhì)量百分含量的組分組成：氯化鐵9%、酸5%、苯并三唑3%、乙二胺1%、十二烷基磺酸 鈉2%，余量為水；所述酸由高氯酸、次氯酸和磺酸組成，而且所述高氯酸、次氯酸和磺酸的 質(zhì)量比為2:12:25。
[0032] 本實施例所述蝕刻液的制備方法同實施例1。
[0033] 實施例3
[0034] 本發(fā)明用于輔助微細超聲加工的蝕刻液的一種實施例，本實施例所述蝕刻液由以 下質(zhì)量百分