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蚀刻技术是利用特定的溶液与薄膜间所进行的化学反应来去除薄膜未被光阻覆盖的部分,而达到蚀刻的目的,这种蚀刻方式也就是所谓的湿式蚀刻。因为湿式蚀刻是利用化学反应来进行薄膜的去除,而化学反应本身不具方向性,因此湿式蚀刻过程为等向性,一般而言此方式不足以定义3微米以下的线宽,但对于3微米以上的线宽定义湿式蚀刻仍然为一可选择采用的技术。
其基本原理是利用化学感光材料的光敏特性, 在基体金属基片两面均匀涂敷感光材料采用光刻方法, 将胶膜板上栅网产显形状精确地复制到金属基片两面的感光层掩膜上通过显影去除未感光部分的掩膜, 将裸露的金属部分在后续的加工中与腐蚀液直接喷压接触而被蚀除, 最终获取所需的几何形状及高精度尺寸的产品技术蚀刻技术
蚀刻一共有两大类:1:干式蚀刻; 2:湿式蚀刻。
低成本、高可靠性、高产能及优越的蚀刻选择比。但相对于干式蚀刻,除了无法定义较细的线宽外,湿式蚀刻仍有以下的缺点:1) 需花费较高成本的反应溶液及去离子水;2) 化学药品处理时人员所遭遇的安全问题;3) 光阻附着性问题;4) 气泡形成及化学蚀刻液无法完全与晶圆表面接触所造成的不完全及不均匀的蚀刻;5) 废气及潜在的爆炸性。
湿式蚀刻过程可分为三个步骤:1) 化学蚀刻液扩散至待蚀刻材料之表面;2) 蚀刻液与待蚀刻材料发生化学反应; 3) 反应后之产物从蚀刻材料之表面扩散至溶液中,并随溶液排出(3)。三个步骤中进行最慢者为速率控制步骤,也就是说该步骤的反应速率即为整个反应之速率。
大部份的蚀刻过程包含了一个或多个化学反应步骤,各种形态的反应都有可能发生,但常遇到的反应是将待蚀刻层表面先予以氧化,再将此氧化层溶解,并随溶液排出,如此反复进行以达到蚀刻的效果。如蚀刻硅、铝时即是利用此种化学反应方式。
我国在三千年前的西周时期,建筑用瓦就出现了。砖也是在西周时期就开始使用在建筑上。 陕西省宝鸡市文物普查队在陕西岐山县赵家台曾发现一批西周时期的空心砖和条砖,这是迄今为止我国发现的时代最早的砖。空心砖...
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通常可藉由改变溶液浓度及温度予以控制。溶液浓度可改变反应物质到达及离开待蚀刻物表面的速率,一般而言,当溶液浓度增加时,蚀刻速率将会提高。而提高溶液温度可加速化学反应速率,进而加速蚀刻速率。
除了溶液的选用外,选择适用的屏蔽物质亦是十分重要的,它必须与待蚀刻材料表面有很好的附着性、并能承受蚀刻溶液的侵蚀且稳定而不变质。而光阻通常是一个很好的屏蔽材料,且由于其图案转印步骤简单,因此常被使用。但使用光阻作为屏蔽材料时也会发生边缘剥离或龟裂的情形。边缘剥离乃由于蚀刻溶液的侵蚀,造成光阻与基材间的黏着性变差所致。解决的方法则可使用黏着促进剂来增加光阻与基材间的黏着性,如Hexamethyl-disilazane (HMDS)。龟裂则是因为光阻与基材间的应力差异太大,减缓龟裂的方法可利用较具弹性的屏蔽材质来吸收两者间的应力差。
蚀刻化学反应过程中所产生的气泡常会造成蚀刻的不均匀性,气泡留滞于基材上阻止了蚀刻溶液与待蚀刻物表面的接触,将使得蚀刻速率变慢或停滞,直到气泡离开基材表面。因此在这种情况下会在溶液中加入一些催化剂增进蚀刻溶液与待蚀刻物表面的接触,并在蚀刻过程中予于搅动以加速气泡的脱离。
一、电解蚀刻 (electrolytic etching)
用母模作导电性阴极,以电解液作媒介,对加工部分,集中实施蚀刻的侵蚀去除法。
二、化学蚀刻(chemical etching)
利用耐药品被膜,把蚀刻侵蚀去除,作用集中于所要部位的方法。照相蚀刻技术(photo-etching process) 在金属表面全面均匀形成层状的感旋光性耐药品被膜(photo resist) ,而透过原图底片,用紫外线等曝光,后施以显像处理,来形成所要形状的耐药品被膜之被覆层,再以蚀刻浴的酸液或碱液,对露出部产生化学或电化学侵蚀作用,来溶解金属的加工技术。
三、蚀刻技术之特性
1、不需要电极、母型 (master) 等工具,故无需此等工具之维护费。
2、由规划到生产间所需时间短,可作短期加工。
3、材料之物理、机械性质不受加工影响。
4、加工不受形状、面积、重量之限制。
5、加工不受硬度、脆性之限制。
6、能对所有金属 ( 铁、不锈钢、铝合金、铜合金、镍合金、钛、合金 )实施加工。
7、可高精度加工。
8、可施复杂、不规则、不连续之设计加工。
9、 面积大,加工效率良好,但小面积时,其效率比机机械加工差。
10、 水平向之切削易得高精度,但深度、垂直方向不易得到同机机械加工之 精度。
11、被加工物之组成组织宜均匀,对不均质材,不易加工顺利。
自动型蚀刻机:
1、 如今市场上所见到的自动型化学蚀刻机是通过高压喷淋及被蚀刻板直线运动形成连续不间断进料状态进行对工件腐蚀以提高生产效率;
2、加大了喷淋与被蚀刻金属板的有效面积和蚀刻均匀程度,无论在蚀刻效果、速度和改善操作者的环境及方便程度,都优于泼溅式蚀刻;
3、 经反复实验喷射压力在1-2 Kg/cm2的情况下被蚀刻工件上所残留的蚀刻圬渍能被有效清处掉,使蚀刻速度在传统蚀刻法上大大提高,由于该蚀刻机液体可循环再生使用,此项可大大降低蚀刻成本,也可达到环保加工要求。
化学蚀刻(Chemical etching)
蚀刻是将材料使用化学反应或物理撞击作用而移除的技术。
蚀刻技术可以分为『湿蚀刻』(wet etching)及『干蚀刻』(dry etching)两类。
通常所指蚀刻也称光化学蚀刻(photochemical etching),指通过曝光制版、显影后,将要蚀刻区域的保护膜去除,在蚀刻时接触化学溶液,达到溶解腐蚀的作用,形成凹凸或者镂空成型的效果。
最早可用来制造铜版、锌版等印刷凹凸版,也广泛地被使用于减轻重量(Weight Reduction)仪器镶板,名牌及传统加工法难以加工之薄形工件等之加工;经过不断改良和工艺设备发展,亦可以用于航空、机械、化学工业中电子薄片零件精密蚀刻产品的加工,特别在半导体制程上,蚀刻更是不可或缺的技术。
比如Moto V3的键盘,文字和符号均为采用镂空蚀刻工艺成型。