[发明专利]一种不锈钢超微精细电化学蚀刻方法

说明书

本发明属于电化学腐蚀领域，特别涉及到一种对不锈钢进行超微精细蚀刻的电化学工艺技术。

目前对不锈钢材料和构件进行精细加工的方法，主要是采用精密机床加工和激光加工，尽管这两种技术有可能达到较高的精度，但仍是非常有限的，以致于尚不能满足某些现代工业和科学技术的特种要求。机床精细加工，一般需制备相应的胎具和模具，激光加工需有相应的定位装置，尤其是在极薄极小的金属材料上精细加工更为困难，而且这两种加工方法的效率都很低，需逐点加工，才能形成一个完整图案。

本发明的目的是提供一种能在不锈钢上进行各种图案的超微精细蚀刻技术工艺，可以成批、一次性同时处理形成多个蚀刻图案，从而达到提高效率和超微精细蚀刻的目的。

本发明的工艺流程是：

绘制图案→制备底片→不锈钢表面处理→涂布光刻胶→曝光→显影→检查/修版→蚀刻→去膜→清洗→干燥→成品。

下面详细描述本发明的工艺方法：

绘制图案：是用计算机绘制高精度的预定图案。

制备底片：为制备图案的照像胶片。

不锈钢表面处理：为除油脱脂去污，常用的有关溶剂有：甲苯、酒精、丙酮、汽油、四氯化碳等，也可采用氢氧化钠碱液清洗。

涂布光刻胶：为在不锈钢上形成均匀的光刻胶层。

曝光：把胶片上的图案通过曝光的方法，转移到不锈钢表面的感光胶层上。

显影：用碱水溶液将未曝光部分胶层溶解除去，可用0.3～0.5％NaOH水溶液，同时不断振荡试件。

修版：修补图形上的缺陷如针孔、缺口等。

蚀刻：将待蚀刻不锈钢试件浸入蚀刻液：10～15％(重量百分比浓度)FeCl₃ 1000ml，HCl 40～50ml，HNO₃ 150～200ml，K₂Cr₂O₇在蚀刻蚀液中的重量百分比为0.5～1.0％，以待蚀刻试件为工作电极，以同样面积大小的另一块不锈钢作为辅助电极，先通以0.5～1.0A/cm²的阴极电流5～10分钟，再转换成阳极电流0.2～0.5A/cm²，极化时间20～30分钟，蚀刻过程中，要求用搅拌器不断搅拌蚀刻液。

去膜：用50～70℃的3～10％NaOH溶液去除光刻胶。

清洗：用流动自来水清洗试件。

本发明的优点：(1)由于是整体蚀刻，所以效率高，小型构件可以成批同时蚀刻。(2)可以进行超微精细蚀刻，蚀刻的最小直径尺寸为0.05mm，蚀刻深度0.05～0.2mm，表面质量好，蚀刻后无需加工即可使用。(3)本发明适于用其它方法难以加工的微型精密机械构件的特种加工。可用于制作各种不同目数的筛网，及各种有高精度要求的超微精细图形。

实施例：

不锈钢板的厚度是0.1mm，要求在1cm²的面积上蚀刻出148个φ0.12的通孔，精度要求0.01mm，蚀刻的主要工艺参数如下：

在上述蚀刻液中，将经过感光处理的待蚀刻不锈钢作为工作电极，另一块面积同样大小的18-8不锈钢作为辅助电极，先阴极极化0.83A/cm²，5分钟，再阳极极化0.3A/cm²，30分钟，并用搅拌机搅拌溶液。蚀刻完毕即可达要求(见附图1)。