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影響金屬蝕刻速率的因素
本文是耀達發(fā)精密為各位提供的關于影響金屬蝕刻速率的技術資，歡迎大家審閱。
談到金屬蝕刻加的過程，其蝕刻速率就是一個非常受大家關注的問題,同時也會發(fā)現(xiàn)多種文獻都多次講到需要快的蝕刻速度。但金屬蝕刻速率并不是越快越好,這要具體情況具體分析，這個具體情況就是對深度及蝕刻表面狀態(tài)的要求,這個狀態(tài)其實就是平滑度,在這兩個要求中關鍵的是蝕刻深度的要求。對于一個需要進行金屬蝕刻的產(chǎn)品,不管是要求深的蝕刻還是要求淺的蝕刻都有一個共同的準則,那就是深度的均勻性。
蝕刻深度的均勻性主要受4個方面的影響:材料、蝕刻溶液、蝕刻過程的物理參數(shù)和蝕刻時間。
金屬蝕刻加工速率和側(cè)蝕量
耀達發(fā)精密關于金屬蝕刻速率側(cè)蝕量計算
在蝕刻加工中兩個最關鍵同時也是最為重要的參數(shù)。
蝕刻速度決定了蝕刻加工周期的長短，蝕刻速度越快，蝕刻加工周期越短，生產(chǎn)效率越高，反之生產(chǎn)效率較低。但是，蝕刻速度也并非越快越好：
1、蝕刻速度越快，在單位時間內(nèi)對金屬的蝕刻量就越大，產(chǎn)熱量增大，腐蝕液溫度變化快，不利于蝕刻速度的恒定；
2、蝕刻速度太快，對于深度要求很精準的零件加工不易控制；
3、蝕刻速度越快，經(jīng)蝕刻后的金屬表面質(zhì)量越低，明顯影響蝕刻表面的平滑度和光澤度；
4、高的蝕刻速度往往都需要高濃度的腐蝕劑濃度、高腐蝕性的化學試劑、高的蝕刻溫度等。這些因素一則使腐蝕劑成本增高，同時對抗蝕層的要求增高，成本增加。
再則，高濃度的腐蝕劑和高的蝕刻溫度都會增加對環(huán)境的污染和對操作人員的危害。在實際應用中，對于那些蝕刻量較大的零件，可以采用“先快后慢”的方法進行。所謂“先快后慢”就是先用蝕刻速度較快的腐蝕液進行一次蝕刻，當蝕刻深度接近設計要求值后，再換用蝕刻速度較慢的腐蝕液進行精度蝕刻，這樣做雖然增加了工序，但縮短了加工時間，同時又保證了蝕刻精度和表面光澤度。至于快速蝕刻時間的確定，需要根據(jù)零件加工要求而定，一般可以選擇總蝕刻量的80%-90%為宜。
蝕刻加工時間的計算
在蝕刻工藝方法中，是把零件或已做過圖文防蝕層的零件置放于腐蝕液中進行蝕刻，并一直蝕刻到金屬厚度達到要求的或圖文深度達到要求為止。在整個蝕刻過程中，存在三個可變因素，即：蝕刻深度、蝕刻速度和蝕刻時間。這三者的關系式如下：
V=h/t
式中：V為蝕刻的速度（mm/min），這里所指的化學蝕刻速度是指單面的蝕刻速度；h為蝕刻深圳（mm）；t為蝕刻時間（min）
此式為計算蝕刻深度和蝕刻速度的基本公式。對于整體蝕刻或成型的化學蝕刻加工及鏤空圖文的蝕刻往往都是兩個面同時進行。這種雙面蝕刻加工的速度比只在一個面進行的蝕刻加工的速度快1倍，在金屬材料一定的情況下，影響蝕刻加工速度的因素很多，其中最主要的是蝕刻劑的種類、濃度及蝕刻溫度。如果蝕刻劑的濃度及蝕刻條件一定，材料的特性及熱處理狀態(tài)對蝕刻加工的速度同樣有很大的影響。
當需要較深的蝕刻要求時,材料的因素并不重要(材質(zhì)質(zhì)量大差例外),同時為了生產(chǎn)效率的需要,要通過對蝕刻溶液濃度、配方組成的調(diào)整及蝕刻物理參數(shù)的調(diào)整來提高蝕刻速度,即便是這樣也不需要“越快越好的蝕刻速度”。因為太快的速度會使溶液成分變化太快，會反過來影響到物理參數(shù)的控制難度,同時也會使被蝕刻的金屬表面溶解速度不能一致,使蝕刻后的表面平滑度降低。對常用金屬材料的蝕刻以現(xiàn)有技術水平完全可以做較高的蝕刻速度,可達0.1m/min以上,這么快的速度需要腐蝕能力更強的配方及更高的溫度,為了維持溶液成分的相對穩(wěn)定可以采用大體積或自動分析調(diào)整技術,但在這里就有一個可用于批量生產(chǎn)的防蝕層怎么制作的問題,本書中所講的一定是批量生產(chǎn)而不是實驗室的工作。
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所以,快的蝕刻速度只是一個相對概念,是在容易控制的同時,防蝕層制作成本可接受、蝕刻深度均勻的前提下,快的蝕刻速度才是有意義的。
對于深度要求淺的蝕刻材料的表面狀態(tài)及品粒組織就會對深度的均勻性產(chǎn)生影響,同時如果將蝕刻溶液及物理參數(shù)調(diào)到快的蝕刻速度,其均勻性將無法控。付于蝕刻深度超過毫米級的要求,其刻速度達到0.05mm/min時,在生產(chǎn)中會覺得太慢。如果對蝕刻深度要求在0.035m時,其蝕刻速度在0.01mm/mim時會覺得太快。因為金屬蝕刻時并不是所想象的那樣同時在整個金屬表面展開。于材料表面的鈍化等因素有些部位的金屬蝕刻會有遲后效應,特別是對不銹鋼的蝕刻這種現(xiàn)象更為明顯。
影響蝕刻速度的另一個重要因素就是公差,速度越快對公差的精度控制就越困難。比如當一個要求公差為士0.00m的工件,在設計蝕刻工藝時需要確定其蝕刻速度,當然公差一定是和深度相對應的,蝕刻深度越大公差也越大,反之則越小。
綜上所述,可以知道影響確定蝕刻速度的因素主要有蝕刻深度要求及公差要求。對于蝕刻深度大的工件可以設計成高蝕刻速度的工藝方案,當對公差要求高時可采用分次蝕刻的方法進行,即先采用高速度的蝕刻方法,當接近設計要求深度時采用低蝕刻速度的方法來保證公差。對于蝕刻深度淺、公差要求嚴的工件則應采用蝕刻速度較慢的工藝方法。
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