一种用于辅助微细超声加工的蚀刻液及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种用于辅助微细超声加工的蚀刻液，所述蚀刻液专门针对辅助微细超声加工研制，所述蚀刻液由以下质量百分含量的组分组成：氯化铁5～15％、酸3～5％、苯并三唑2～4％、乙二胺1～2％、十二烷基磺酸钠2～3％，余量为水；所述酸由高氯酸、次氯酸和磺酸组成，而且所述高氯酸、次氯酸和磺酸的质量比为(1～3)：(6～14)：(15～26)。本发明专利技术所述蚀刻液具有较低的蚀刻速度，而且侧蚀量较小，能够有效用于辅助微细超声加工。本发明专利技术还公开了所述蚀刻液的制备方法，以及所述蚀刻液在辅助微细超声加工中的用途。

【技术实现步骤摘要】
一种用于辅助微细超声加工的蚀刻液及其制备方法
本专利技术涉及一种蚀刻液及其制备方法，尤其是一种用于辅助微细超声加工的蚀刻液及其制备方法。
技术介绍
化学蚀刻法的原理是利用金属与蚀刻剂进行化学反应形成可溶物体而进行去除反应部分，通过控制希望被去除部分和被保护部分来达到加工的目的。蚀刻方法加工出的结构，存在表面开口大，内部开口小的问题，其断面如梯形。造成这种结构的原因，主要是由于开口是上下面接触蚀刻液的时间差，加上蚀刻速率，造成侧蚀量大。单独的蚀刻加工，效率不高，工艺复杂，且蚀刻具有各向异性，即蚀刻的方向是不确定的，成型的表面结构不符合预期。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种蚀刻速度更低、侧蚀量小、而且可辅助微细超声加工的蚀刻液。同时，本专利技术还提供了所述蚀刻液的制备方法以及所述蚀刻液在辅助微细超声加工中的用途。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种用于辅助微细超声加工的蚀刻液，所述蚀刻液由以下质量百分含量的组分组成：氯化铁5～15％、酸3～5％、苯并三唑2～4％、乙二胺1～2％、十二烷基磺酸钠2～3％，余量为水；所述酸由高氯酸、次氯酸和磺酸组成，而且所述高氯酸、次氯酸和磺酸的质量比为(1～3)：(6～14)：(15～26)。本申请专利技术人经过大量研究发现，在所述蚀刻液中加入由所述质量比的高氯酸、次氯酸和磺酸组成的酸时，使得蚀刻液的蚀刻速度较低，由于通过超声的加工，可提高加工速度，进而可减小工件表面开口和内部开口分别与蚀刻液接触的时间差，有效减小工件开口上下面结构的尺寸差。而且在所述蚀刻液中加入所述重量含量的苯并三唑、乙二胺和十二烷基磺酸钠，能够有效减小蚀刻液的侧蚀量，使得蚀刻所得结构更趋于圆柱形，形状可控。作为本专利技术所述用于辅助微细超声加工的蚀刻液的优选实施方式，所述苯并三唑和乙二胺的质量和与十二烷基磺酸钠的质量比为(苯并三唑+乙二胺)：十二烷基磺酸钠＝(1～2):1，且苯并三唑与乙二胺的质量比为2:1。作为本专利技术所述用于辅助微细超声加工的蚀刻液的更优选实施方式，所述苯并三唑和乙二胺的质量和与十二烷基磺酸钠的质量比为(苯并三唑+乙二胺)：十二烷基磺酸钠＝1.5:1。当所述苯并三唑和乙二胺的质量和与十二烷基磺酸钠的质量比为(苯并三唑+乙二胺)：十二烷基磺酸钠＝(1～2):1，且苯并三唑与乙二胺的质量比为2:1时，所得蚀刻液的侧蚀量更小，尤其是当所述苯并三唑和乙二胺的质量和与十二烷基磺酸钠的质量比为(苯并三唑+乙二胺)：十二烷基磺酸钠＝1.5:1时，所得蚀刻液的侧蚀量最小。作为本专利技术所述用于辅助微细超声加工的蚀刻液的优选实施方式，所述酸中高氯酸、次氯酸和磺酸的质量比为(1～2)：(7～12)：(18～25)。作为本专利技术所述用于辅助微细超声加工的蚀刻液的更优选实施方式，所述酸中高氯酸、次氯酸和磺酸的质量比为1：10：20。当所述酸中高氯酸、次氯酸和磺酸的质量比为(1～2)：(7～12)：(18～25)时，所得蚀刻液的蚀刻速度加快，尤其是当所述酸中高氯酸、次氯酸和磺酸的质量比为1：10：20时，所得蚀刻液的蚀刻速度比较快。作为本专利技术所述用于辅助微细超声加工的蚀刻液的优选实施方式，所述蚀刻液由以下质量百分含量的组分组成：氯化铁8～12％、酸4％、苯并三唑2％、乙二胺1％、十二烷基磺酸钠3％，余量为水；所述酸由高氯酸、次氯酸和磺酸组成，而且所述高氯酸、次氯酸和磺酸的质量比为(1～2)：(7～12)：(18～25)。作为本专利技术所述用于辅助微细超声加工的蚀刻液的更优选实施方式，所述蚀刻液由以下质量百分含量的组分组成：氯化铁10％、酸4％、苯并三唑3％、乙二胺1.5％、十二烷基磺酸钠3％，余量为水。所述酸由高氯酸、次氯酸和磺酸组成，而且所述高氯酸、次氯酸和磺酸的质量比为1：10：20。当所述蚀刻液采用此配方时，所述蚀刻液蚀刻所得结构最趋于圆柱形，效果最好，除了超声加工缩短了上下表面的时间差，蚀刻液成份的不同对缩短时间差也有一定的辅助作用。作为本专利技术所述用于辅助微细超声加工的蚀刻液的更优选实施方式，所述蚀刻液由以下质量百分含量的组分组成：氯化铁12％、酸5％、苯并三唑4％、乙二胺2％、十二烷基磺酸钠3％，余量为水；所述酸由高氯酸、次氯酸和磺酸组成，而且所述高氯酸、次氯酸和磺酸的质量比为1：10：20。同时，本专利技术还提供一种操作简单、易于实现、针对上述所述蚀刻液的制备方法，为实现此目的，本专利技术采取的技术方案为：一种如上所述用于辅助微细超声加工的蚀刻液的制备方法，包括以下步骤：(1)将水平均分为四份，将氯化铁加入第一份水中，充分溶解，然后冷却至室温，得第一预混液；(2)将酸加入第二份水中，混合均匀，得第二预混液；(3)将苯并三唑、乙二胺和十二烷基磺酸钠加入第三份水中，混合均匀，得第三预混液；(4)将第一预混液、第二预混液和第三预混液混合均匀，然后加入第四份水，并充分混合均匀，即得蚀刻液。本专利技术所提供的蚀刻液的制备方法，操作简单，所制备得到的蚀刻液各成分之间能够充分混合、相互作用，制备得到的蚀刻液质量稳定，便于工业化推广。最后，本专利技术还提供了如上所述蚀刻液在辅助微细超声加工中的用途。本专利技术首次提出将专用蚀刻液与微细超声加工结合，专门研制出一种辅助微细超声加工的蚀刻液，将蚀刻和超声两项技术有机结合，微细超声的振动加工在工件表面形成微裂纹，而蚀刻液可以快速有效的进入微裂纹中，进一步扩大裂纹间隙，有助于微细超声的去除加工；加工效率的提高，缩短了开口上下面接触蚀刻液的时间，相应的减少了侧蚀量；另外将微细超声和蚀刻结合在一起，超声可以引导蚀刻液的流向，进一步有助于保证加工成型的精度。本专利技术所公开的蚀刻液，是针对微细超声加工专门研制出的可辅助微细超声加工的蚀刻液配方。本专利技术的蚀刻液中氯化铁与现有常用蚀刻液相比，含量较低，本专利技术的蚀刻液与现有常用普通蚀刻液相比，蚀刻速度较慢，在开口上下面接触蚀刻液的时间差相同的情况下，蚀刻量也是减少的。但本专利技术的蚀刻液中加入了所述特定组成的酸及所述特定含量比例的苯并三唑、乙二胺和十二烷基磺酸钠，使得本专利技术所述蚀刻液具有较低的蚀刻速度，而且侧蚀量较小，蚀刻所得结构趋于圆柱形，能够较好的配合辅助微细超声加工。附图说明图1为采用本专利技术所述蚀刻液对工件蚀刻加工后的截面结构示意图。具体实施方式为更好的说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1本专利技术用于辅助微细超声加工的蚀刻液的一种实施例，本实施例所述蚀刻液由以下质量百分含量的组分组成：氯化铁15％、酸3％、苯并三唑4％、乙二胺1％、十二烷基磺酸钠3％，余量为水；所述酸由高氯酸、次氯酸和磺酸组成，而且所述高氯酸、次氯酸和磺酸的质量比为1:7:8。本实施例所述蚀刻液采用以下方法制备而成：(1)将水平均分为四份，将氯化铁加入第一份水中，充分溶解，然后冷却至室温，得第一预混液；(2)将酸加入第二份水中，混合均匀，得第二预混液；(3)将苯并三唑、乙二胺和十二烷基磺酸钠加入第三份水中，混合均匀，得第三预混液；(4)将第一预混液、第二预混液和第三预混液混合均匀，然后加入第四份水，并充分混合均匀，即得蚀刻液。实施例2本专利技术用于辅助微细超声加工的蚀刻液的一种实施例，本实施例所述蚀刻液由以下质量百分含量的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于辅助微细超声加工的蚀刻液，其特征在于，所述蚀刻液由以下质量百分含量的组分组成：氯化铁5～15％、酸3～5％、苯并三唑2～4％、乙二胺1～2％、十二烷基磺酸钠2～3％，余量为水；所述酸由高氯酸、次氯酸和磺酸组成，而且所述高氯酸、次氯酸和磺酸的质量比为(1～3)：(6～14)：(15～26)。

【技术特征摘要】
1.一种用于辅助微细超声加工的蚀刻液，其特征在于，所述蚀刻液由以下质量百分含量的组分组成：氯化铁5~15%、酸3~5%、苯并三唑2~4%、乙二胺1~2%、十二烷基磺酸钠2~3%，余量为水；所述酸由高氯酸、次氯酸和磺酸组成，而且所述高氯酸、次氯酸和磺酸的质量比为（1~2）：（7~12）：（18~25）；所述苯并三唑和乙二胺的质量和与十二烷基磺酸钠的质量比为（苯并三唑+乙二胺）：十二烷基磺酸钠=（1~2）:1，且苯并三唑与乙二胺的质量比为2:1。2.如权利要求1所述的用于辅助微细超声加工的蚀刻液，其特征在于，所述苯并三唑和乙二胺的质量和与十二烷基磺酸钠的质量比为（苯并三唑+乙二胺）：十二烷基磺酸钠=1.5:1。3.如权利要求1所述的用于辅助微细超声加工的蚀刻液，其特征在于，所述酸中高氯酸、次氯酸和磺酸的质量比为1：10：20。4.如权利要求1所述的用于辅助微细超声加工的蚀刻液，其特征在于，所述蚀刻液由以下质量百分含量的组分组成：氯化铁8~12%、酸4%、苯并三唑2%、乙二胺1%、十二烷基磺酸钠3%，余量为水；所述酸由高氯酸、次氯酸和磺酸组成，而且所述高氯酸、次氯酸和磺酸的质量比为（1~2）：（7~12）：（18~25...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁聪，
申请(专利权)人：湖南城市学院，
类型：发明
国别省市：湖南;43