化学蚀刻和电解蚀刻已作为基础技术被广泛应用于电子工业、精密机械工业、印刷工业等各个领域。随着其他优秀加工技术的进步,虽然这种技术在其中一些领域的作用已经终结,但其本身仍然是一项重要的加工技术。下面介绍几个应用案例。
(1)通过蚀刻薄膜形成电路
计算机和通信设备的电路是由印刷电路板所构成,其上安装了具有微结构的集成电路(IC)以及电阻器、电容器。随着集成电路密度的提升,对于这些电阻器和电容器的小型化要求也逐年提升。以电阻器为例,为了实现小型化,传统的使用细金属线缠绕在绝缘体上制成的线绕电阻器存在其局限性。因此,出现了在绝缘体上形成电阻金属或其合金的薄膜,并在薄膜上蚀刻出电路图案以提供所需电阻值的产品。
作为电阻器,通常使用镍铬合金和钽薄膜等。形成电路的蚀刻溶液则是使用硝酸、盐酸和水等组成的混合酸。
通常,这些薄膜是利用溅镀等工艺而形成,但为了进一步降低成本,现在已经开始采用化学镀镍等工艺方法。
化学镀镍包括Ni-B合金和Ni-P合金,含硼的镍合金可从使用硼氢化钠作为镍的还原剂的镀液中获得,而含磷的镍合金则可以从使用次磷酸钠的电镀溶液中获得。这些镍薄膜形成Ni2P、Ni3P、Ni2B、Ni3B等合金,因此蚀刻它们需要反应性更强的蚀刻剂。这是因为会出现难以蚀刻的磷P和硼B污迹残留。通常将硫酸、硝酸、水(1:1:1)组成的蚀刻液加热到40~50℃后使用。因此,保护非蚀刻区域的抗蚀剂也必须对此有抵抗力。
(2)光刻印刷行业
印刷是将文字、图形、照片等作为油墨图像转印到纸张、金属、塑料等表面的技术,为此需要使用印版。
以前,印版曾经使用过木版、铅活字、石版、铜版等,而如今已经进入了照相制版的时代。就文字印刷而言,活字排版至今仍在使用,但所有采用图形以及照片的票据都必须使用光刻技术制作印版。在这种方法中,通过照相打印法在金属板上制作出耐酸图像,然后使用蚀刻剂将图形、照片等时刻成凹面或凸面,从而制作出印版。作为凸版印刷的金属材料,是使用锌、镁和铜等。在这些金属中加入特殊金属,使晶粒更小,从而提高印刷精度。蚀刻用的蚀刻液则包括硝酸水溶液、硝酸+盐酸水溶液、铜用氯化铁溶液等。