[发明专利]一种用于钛箔微孔图形的蚀刻液及蚀刻方法

说明书

本发明涉及一种用于钛箔微孔图形的蚀刻液及蚀刻方法，蚀刻液按体积分数，由以下组分组成：氢氟酸3％～8％，盐酸7％～8％，过氧化氢2％～6％，余量为水。本发明采用氢氟酸、盐酸和过氧化氢作为蚀刻液的组成成分，在生产条件下对钛蚀刻的同时也可以对钛合金中的铁、钼、锆进行氧化反应，释放能量，减少能耗，不需要额外加热，可以直接蚀刻出不同形状和结构的钛箔微孔图形；蚀刻方法成本低，具有广泛实用价值。

技术领域

本发明属于钛材料领域，特别涉及一种用于钛箔微孔图形的蚀刻液及蚀刻方法。

背景技术

钛作为一种优良的金属材料，应用在社会的各个方面，如机械、航天、微电子等行业，特别是从20世纪50年代开始，日本、美国等国家开始了研究钛合金材料，钛及钛合金从此进入21世纪后，在钛合金中又加入Mo、Zr等合金元素。

纯钛以及各种钛合金具有各自不同的性质，决定了各自不同的用处。相对于各种钛合金，纯钛的强度低，不适合作为由较高强度要求的承接固定件。而纯钛在微米级以下尺寸范围内的运用正好能满足要求，所以其用途也是越来越广泛。用于机械、航天、微电子等行业，需要制作出微米级尺寸的图形，根据这些图形在钛箔上蚀刻出该图形，满足一定的误差，并达到一定的工艺技术要求。

现用的蚀刻技术主要分为干法蚀刻和湿法蚀刻两种，干法蚀刻包括等离子体蚀刻、电子束加工、激光束加工和气态反应性离子蚀刻等等，湿法蚀刻包括光化学蚀刻和电化学蚀刻。干法蚀刻的最大优点是加工速度快，但设备成本高，缺乏选择性，无法加工出复杂的三维结构(如球体、锥体)，其中三束(激光束、电子束和离子束)加工，属于逐点加工，无法在一次加工中获得批量微结构，还存在被除去的物质在工件上再沉积的问题，并且过高的能量束可能改变微结构底部被加工材料的原有特性。湿法蚀刻中电化学蚀刻方法目前在大批量工业化生产中尚未成熟，并且具有耗电量大、成本高等缺点。

由于钛在微电子行业中早有运用，已经报道多种成分的蚀刻液配方，这些配方是根据不同的掩模或光刻胶来确定的，其中包含定量的H₂SO₄、HNO₃、H₃PO₄等化合物及一定浓度的氨的水溶液，但均不能蚀刻钛箔微孔图形。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于钛箔微孔图形的蚀刻液及蚀刻方法，可满足相关行业钛箔微孔图形的特殊形状、结构和技术要求，又具有投资少、成本低等特点。

本发明提供了一种用于钛箔微孔图形的蚀刻液，按体积分数，由以下组分组成：氢氟酸3％～8％，盐酸7％～8％，过氧化氢2％～6％，余量为水。

本发明还提供了一种用于钛箔微孔图形的蚀刻方法，包括：

(1)在钛板上涂敷光刻胶，烘干后取出；然后在双面曝光机上按的微孔图形板曝光，显影；

(2)将得到的显影板进行化学蚀刻，其中所采用的蚀刻液按体积分数，由以下组分组成：氢氟酸3％～8％，盐酸7％～8％，过氧化氢2％～6％，余量为水；将蚀刻后的产品在氢氧化钠水溶液中浸泡，直至未被蚀刻的光刻胶全部脱落为止，烘干，取出后包装即可。

所述步骤(1)中的钛板厚度为0.03mm～0.5mm。

所述步骤(1)中的烘干温度为100～120℃，烘干时间为150～200s。

所述步骤(1)中的显影后在260～280℃下烘烤8～10分钟。

所述步骤(2)中的氢氧化钠水溶液浓度为10％，温度为90～95℃。

所述步骤(2)中的烘干温度为160-180℃。

本发明采用氢氟酸、盐酸和过氧化氢作为蚀刻液的组成成分，即氧化剂，直接蚀刻出钛箔微孔图形。氧化过程中，放出热量，减少能耗，放出氢气，不污染环境。其氧化反应方程式为：