什么是金属蚀刻？

蚀刻是一种利用化学强酸腐蚀、机械抛光或电化学电解对物体表面进行处理的技术。除了增强美观外，还增加了物品的附加值。从传统的金属加工到高科技半导体制造，都在蚀刻技术的应用范围之内。

金属蚀刻是一种通过化学反应或物理冲击去除金属材料的技术。金属蚀刻技术可分为湿法蚀刻和干法蚀刻。金属蚀刻由一系列化学过程组成。不同的蚀刻剂对不同的金属材料具有不同的腐蚀特性和强度。

金属蚀刻又称光化学蚀刻，是指在金属蚀刻过程中，经过曝光、制版、显影以及与化学溶液接触后，去除金属蚀刻区域的保护膜，从而达到溶解腐蚀、形成的颠簸，或挖空。最早用于制造铜板、锌板等印刷凹凸板。广泛用于减轻仪表板重量或加工铭牌等薄型工件。通过技术和工艺设备的不断改进，蚀刻技术已应用于航空、机械、化工和半导体制造工艺，用于电子薄件精密金属蚀刻产品的加工。

蚀刻技术的种类

湿法蚀刻：

湿法刻蚀是将晶圆浸入合适的化学溶液中或将化学溶液喷到晶圆上进行淬火，通过溶液与被蚀刻物体的化学反应去除薄膜表面的原子，从而达到刻蚀的目的 湿法刻蚀时，溶液中的反应物首先通过停滞的边界层扩散，然后到达晶片表面，通过化学反应产生各种产物。蚀刻化学反应的产物是液相或气相产物，然后通过边界层扩散并溶解在主溶液中。湿法蚀刻不仅会在垂直方向进行蚀刻，还会产生水平蚀刻的效果。

干法蚀刻：

干法蚀刻通常是等离子蚀刻或化学蚀刻中的一种。由于蚀刻效果不同，等离子体中离子的物理原子、活性自由基与器件（晶片）表面原子的化学反应，或两者的结合，包括以下内容：

物理蚀刻：溅射蚀刻、离子束蚀刻

化学蚀刻：等离子蚀刻

物化复合蚀刻：反应离子蚀刻（RIE）

干法刻蚀是各向异性刻蚀的一种，方向性好，但选择性比湿法刻蚀差。在等离子刻蚀中，等离子是一种部分解离的气体，气体分子解离成电子、离子等具有高化学活性的物质。干法蚀刻的最大优点是“各向异性蚀刻”。但是，干法刻蚀的选择性低于湿法刻蚀。这是因为干法刻蚀的刻蚀机理是物理相互作用；因此，离子的冲击不仅可以去除蚀刻膜，还可以去除光刻胶掩模。

蚀刻工艺

根据金属的种类，蚀刻工艺会有所不同，但一般蚀刻工艺如下：金属蚀刻板→清洗除油→水洗→干燥→涂膜或丝印油墨→干燥→曝光绘图→显影→水洗烘干→蚀刻→脱膜→烘干→检验→成品包装。

1、金属蚀刻前的清洗工艺：

蚀刻不锈钢或其他金属前的工序为清洗处理，主要用于去除材料表面的污垢、灰尘、油渍等。清洗工艺是保证后续薄膜或丝印油墨对金属表面具有良好附着力的关键。因此，必须将金属蚀刻表面的油污和氧化膜彻底清除。脱脂应根据工件的油污情况而定。最好在电脱脂前对丝印油墨进行脱脂，以保证脱脂效果。除氧化膜外，还应根据金属种类和膜厚选择最佳蚀刻液，以保证表面清洁度。丝网印刷前必须干燥。如果有湿气。

2、粘贴干膜或丝印感光胶层：

根据实际产品材质、厚度和图形的确切宽度，确定使用干膜或湿膜丝印。对于不同厚度的产品，在应用感光层时应考虑产品图形所需的蚀刻加工时间等因素。它可以制作更厚或更薄的感光胶层，具有良好的覆盖性能和高清晰度的金属蚀刻图案。

3、干燥：

薄膜或卷筒丝印油墨完成后，感光胶层需要彻底干燥，为曝光过程做准备。同时，确保表面清洁，无粘连、杂质等。

4、曝光：

此工序是金属蚀刻的重要工序，曝光能量将根据产品材料的厚度和精度来考虑。这也是蚀刻企业技术能力的体现。曝光工艺决定了蚀刻能否保证更好的尺寸控制精度等要求。

5.发展：

金属蚀刻板表面的感光胶层曝光后，图案胶层曝光后固化。然后，图案中不需要的部分，即需要腐蚀的部分，被暴露出来。开发过程也决定了产品的最终尺寸能否满足要求。此过程将彻底去除产品上不必要的感光胶层。

6、蚀刻或蚀刻工艺：

产品预制过程完成后，化学溶液将被蚀刻。这个过程决定了最终产品是否合格。这个过程涉及蚀刻溶液的浓度、温度、压力、速度和其他参数。产品的质量需要由这些参数来决定。

7. 拆除：

蚀刻后的产品表面还覆盖着一层光敏胶，蚀刻后的产品表面的光敏胶层需要去除。由于感光胶层呈酸性，多采用酸碱中和法膨胀。溢流清洗和超声波清洗后，去除表面的感光胶层，防止感光胶残留。

8.测试：

取片后，接下来就是测试、包装，最后确认产品是否符合规格。

蚀刻过程中的注意事项

减少侧蚀和凸边，提高金属蚀刻加工系数：一般印制板在金属蚀刻液中的时间越长，侧蚀越严重。咬边严重影响印制线的精度，严重的咬边不会使线变细。当底切和边缘减少时，蚀刻系数增加。高蚀刻系数表明细线可以保持，蚀刻线接近原始图像的尺寸。抗镀层无论是锡铅合金、锡、锡镍合金还是镍，过度突出的边缘都会导致导体短路。由于突出的边缘容易折断，因此在导体的两点之间形成了电桥。

提高板间蚀刻加工速度的一致性：在连续板蚀刻中，金属蚀刻加工速度越一致，可以获得越均匀的蚀刻板。为了在预刻蚀过程中保持最佳的刻蚀状态，需要选择一种易于再生补偿、易于控制刻蚀速率的刻蚀溶液。选择能够提供恒定运行条件并自动控制各种解决方案参数的技术和设备。可以通过控制铜的溶解量、pH值、溶液浓度、温度、溶液流量的均匀性等来实现。

提高整个板面金属蚀刻加工速度的均匀性：板面上下两面及板面各部分的蚀刻均匀性由金属蚀刻液流速的均匀性决定板面。在蚀刻过程中，上下板的蚀刻速率往往不一致。下板表面的蚀刻速率高于上板表面的蚀刻速率。由于溶液在上板表面积聚，蚀刻反应减弱。上下板的蚀刻不均匀可以通过调整上下喷嘴的注射压力来解决。喷雾系统和摆动喷嘴通过使板的中心和边缘的喷雾压力不同，可以进一步提高整个表面的均匀性。

蚀刻工艺的优点

因为金属蚀刻工艺是用化学溶液蚀刻的。

与原材料保持高度一致性。它不会改变材料的性能、应力、硬度、抗拉强度、屈服强度和延展性。基层加工工艺在设备内以雾化状态蚀刻，表面无明显压力。

没有毛刺。在产品加工过程中，全程无压紧力，不会出现压接、磕碰、压点。

可配合后工序冲压完成产品的个性化成型动作。挂点法可用于全板电镀、粘合、电泳、发黑等，性价比更高。

还可以应对小型化和多样化，周期短，成本低。

蚀刻加工应用领域

消费类电子产品

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车

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