蝕刻是一種利用化學(xué)強(qiáng)酸腐蝕、機(jī)械拋光或電化學(xué)電解對物體表面進(jìn)行處理的技術(shù)。除了增強(qiáng)美觀外，還增加了物品的附加值。從傳統(tǒng)的金屬加工到高科技半導(dǎo)體制造，都在蝕刻技術(shù)的應(yīng)用范圍之內(nèi)。

金屬蝕刻是一種通過化學(xué)反應(yīng)或物理沖擊去除金屬材料的技術(shù)。金屬蝕刻技術(shù)可分為濕法蝕刻和干法蝕刻。金屬蝕刻由一系列化學(xué)過程組成。不同的蝕刻劑對不同的金屬材料具有不同的腐蝕特性和強(qiáng)度。

金屬蝕刻又稱光化學(xué)蝕刻，是指在金屬蝕刻過程中，經(jīng)過曝光、制版、顯影以及與化學(xué)溶液接觸后，去除金屬蝕刻區(qū)域的保護(hù)膜，從而達(dá)到溶解腐蝕、形成的顛簸，或挖空。最早用于制造銅板、鋅板等印刷凹凸板。廣泛用于減輕儀表板重量或加工銘牌等薄型工件。通過技術(shù)和工藝設(shè)備的不斷改進(jìn)，蝕刻技術(shù)已應(yīng)用于航空、機(jī)械、化工和半導(dǎo)體制造工藝，用于電子薄件精密金屬蝕刻產(chǎn)品的加工。

蝕刻技術(shù)的種類

濕法蝕刻：

濕法刻蝕是將晶圓浸入合適的化學(xué)溶液中或?qū)⒒瘜W(xué)溶液噴到晶圓上進(jìn)行淬火，通過溶液與被蝕刻物體的化學(xué)反應(yīng)去除薄膜表面的原子，從而達(dá)到刻蝕的目的 濕法刻蝕時，溶液中的反應(yīng)物首先通過停滯的邊界層擴(kuò)散，然后到達(dá)晶片表面，通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生各種產(chǎn)物。蝕刻化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物是液相或氣相產(chǎn)物，然后通過邊界層擴(kuò)散并溶解在主溶液中。濕法蝕刻不僅會在垂直方向進(jìn)行蝕刻，還會產(chǎn)生水平蝕刻的效果。

干法蝕刻：

干法蝕刻通常是等離子蝕刻或化學(xué)蝕刻中的一種。由于蝕刻效果不同，等離子體中離子的物理原子、活性自由基與器件（晶片）表面原子的化學(xué)反應(yīng)，或兩者的結(jié)合，包括以下內(nèi)容：

物理蝕刻：濺射蝕刻、離子束蝕刻

化學(xué)蝕刻：等離子蝕刻

物化復(fù)合蝕刻：反應(yīng)離子蝕刻（RIE）

干法刻蝕是各向異性刻蝕的一種，方向性好，但選擇性比濕法刻蝕差。在等離子刻蝕中，等離子是一種部分解離的氣體，氣體分子解離成電子、離子等具有高化學(xué)活性的物質(zhì)。干法蝕刻的最大優(yōu)點(diǎn)是“各向異性蝕刻”。但是，干法刻蝕的選擇性低于濕法刻蝕。這是因?yàn)楦煞涛g的刻蝕機(jī)理是物理相互作用；因此，離子的沖擊不僅可以去除蝕刻膜，還可以去除光刻膠掩模。

蝕刻工藝

根據(jù)金屬的種類，蝕刻工藝會有所不同，但一般蝕刻工藝如下：金屬蝕刻板→清洗除油→水洗→干燥→涂膜或絲印油墨→干燥→曝光繪圖→顯影→水洗烘干→蝕刻→脫膜→烘干→檢驗(yàn)→成品包裝。

1、金屬蝕刻前的清洗工藝：

蝕刻不銹鋼或其他金屬前的工序?yàn)榍逑刺幚?，主要用于去除材料表面的污垢、灰塵、油漬等。清洗工藝是保證后續(xù)薄膜或絲印油墨對金屬表面具有良好附著力的關(guān)鍵。因此，必須將金屬蝕刻表面的油污和氧化膜徹底清除。脫脂應(yīng)根據(jù)工件的油污情況而定。最好在電脫脂前對絲印油墨進(jìn)行脫脂，以保證脫脂效果。除氧化膜外，還應(yīng)根據(jù)金屬種類和膜厚選擇最佳蝕刻液，以保證表面清潔度。絲網(wǎng)印刷前必須干燥。如果有濕氣。

2、粘貼干膜或絲印感光膠層：

根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品材質(zhì)、厚度和圖形的確切寬度，確定使用干膜或濕膜絲印。對于不同厚度的產(chǎn)品，在應(yīng)用感光層時應(yīng)考慮產(chǎn)品圖形所需的蝕刻加工時間等因素。它可以制作更厚或更薄的感光膠層，具有良好的覆蓋性能和高清晰度的金屬蝕刻圖案。

3、干燥：

薄膜或卷筒絲印油墨完成后，感光膠層需要徹底干燥，為曝光過程做準(zhǔn)備。同時，確保表面清潔，無粘連、雜質(zhì)等。

4、曝光：

此工序是金屬蝕刻的重要工序，曝光能量將根據(jù)產(chǎn)品材料的厚度和精度來考慮。這也是蝕刻企業(yè)技術(shù)能力的體現(xiàn)。曝光工藝決定了蝕刻能否保證更好的尺寸控制精度等要求。

5.發(fā)展：

金屬蝕刻板表面的感光膠層曝光后，圖案膠層曝光后固化。然后，圖案中不需要的部分，即需要腐蝕的部分，被暴露出來。開發(fā)過程也決定了產(chǎn)品的最終尺寸能否滿足要求。此過程將徹底去除產(chǎn)品上不必要的感光膠層。

6、蝕刻或蝕刻工藝：

產(chǎn)品預(yù)制過程完成后，化學(xué)溶液將被蝕刻。這個過程決定了最終產(chǎn)品是否合格。這個過程涉及蝕刻溶液的濃度、溫度、壓力、速度和其他參數(shù)。產(chǎn)品的質(zhì)量需要由這些參數(shù)來決定。

7. 拆除：

蝕刻后的產(chǎn)品表面還覆蓋著一層光敏膠，蝕刻后的產(chǎn)品表面的光敏膠層需要去除。由于感光膠層呈酸性，多采用酸堿中和法膨脹。溢流清洗和超聲波清洗后，去除表面的感光膠層，防止感光膠殘留。

8.測試：

取片后，接下來就是測試、包裝，最后確認(rèn)產(chǎn)品是否符合規(guī)格。

蝕刻過程中的注意事項(xiàng)

減少側(cè)蝕和凸邊，提高金屬蝕刻加工系數(shù)：一般印制板在金屬蝕刻液中的時間越長，側(cè)蝕越嚴(yán)重。咬邊嚴(yán)重影響印制線的精度，嚴(yán)重的咬邊不會使線變細(xì)。當(dāng)?shù)浊泻瓦吘墱p少時，蝕刻系數(shù)增加。高蝕刻系數(shù)表明細(xì)線可以保持，蝕刻線接近原始圖像的尺寸。抗鍍層無論是錫鉛合金、錫、錫鎳合金還是鎳，過度突出的邊緣都會導(dǎo)致導(dǎo)體短路。由于突出的邊緣容易折斷，因此在導(dǎo)體的兩點(diǎn)之間形成了電橋。

提高板間蝕刻加工速度的一致性：在連續(xù)板蝕刻中，金屬蝕刻加工速度越一致，可以獲得越均勻的蝕刻板。為了在預(yù)刻蝕過程中保持最佳的刻蝕狀態(tài)，需要選擇一種易于再生補(bǔ)償、易于控制刻蝕速率的刻蝕溶液。選擇能夠提供恒定運(yùn)行條件并自動控制各種解決方案參數(shù)的技術(shù)和設(shè)備?？梢酝ㄟ^控制銅的溶解量、pH值、溶液濃度、溫度、溶液流量的均勻性等來實(shí)現(xiàn)。

提高整個板面金屬蝕刻加工速度的均勻性：板面上下兩面及板面各部分的蝕刻均勻性由金屬蝕刻液流速的均勻性決定板面。在蝕刻過程中，上下板的蝕刻速率往往不一致。下板表面的蝕刻速率高于上板表面的蝕刻速率。由于溶液在上板表面積聚，蝕刻反應(yīng)減弱。上下板的蝕刻不均勻可以通過調(diào)整上下噴嘴的注射壓力來解決。噴霧系統(tǒng)和擺動噴嘴通過使板的中心和邊緣的噴霧壓力不同，可以進(jìn)一步提高整個表面的均勻性。

蝕刻工藝的優(yōu)點(diǎn)

因?yàn)榻饘傥g刻工藝是用化學(xué)溶液蝕刻的。

與原材料保持高度一致性。它不會改變材料的性能、應(yīng)力、硬度、抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延展性。基層加工工藝在設(shè)備內(nèi)以霧化狀態(tài)蝕刻，表面無明顯壓力。

沒有毛刺。在產(chǎn)品加工過程中，全程無壓緊力，不會出現(xiàn)壓接、磕碰、壓點(diǎn)。

可配合后工序沖壓完成產(chǎn)品的個性化成型動作。掛點(diǎn)法可用于全板電鍍、粘合、電泳、發(fā)黑等，性價比更高。

還可以應(yīng)對小型化和多樣化，周期短，成本低。

蝕刻加工應(yīng)用領(lǐng)域

消費(fèi)類電子產(chǎn)品

過濾分離技術(shù)

航天

醫(yī)用器材

精密機(jī)械

車

高端工藝品