
光化學腐蝕加工(或稱光化學蝕刻加工、光化學腐刻加工)是一種結合光化學成像技術與選擇性材料去除的精密加工技術,其流程主要包括以下步驟:
一、預處理階段
光化學腐蝕加工的預處理需確保工件表面潔凈且符合涂覆條件。以金屬板為例,需先進行脫脂、酸洗、研磨等操作(Ra≤0.3μm)以去除氧化層和雜質。預處理的質量直接影響后續光化學蝕刻加工的圖形轉移精度。
二、光敏材料涂覆
將光刻膠(如自干型感光抗蝕油墨)均勻涂布在工件表面,通過旋涂或噴涂形成薄膜。此步驟在光化學腐刻加工中尤為關鍵,需控制膠層厚度以保證曝光顯影的對比度。涂膠后需進行烘干固化,部分工藝還要求覆蓋耐腐蝕膠帶保護非加工區域。
三、曝光成像
將掩膜版(含設計圖形)與涂膠工件精準對準,在紫外光照射下,光刻膠發生光化學反應。受光區域交聯硬化形成抗蝕層,未曝光區域則保持可溶性。此階段體現光化學蝕刻加工的核心光刻技術,源流可追溯至19世紀涅普斯的日光膠板工藝。
四、顯影與圖形轉移
使用顯影液溶解未固化的光刻膠,露出待腐蝕的基底材料,完成從掩膜到工件的圖形復制。此步驟直接決定光化學腐刻加工的最終精度,微米級圖形需精確控制顯影時間與溫度。
五、化學腐蝕
將工件浸入特定腐蝕液(如硝酸/磷酸混合液或三氯化鐵溶液),通過選擇性溶解去除暴露區域的材料。光化學腐蝕加工的腐蝕深度可通過液濃度和時長調控,適用于航空零件減重或半導體晶圓刻蝕。腐蝕后需立即清洗終止反應。
六、去膠與后處理
剝離殘留光刻膠并進行終檢,獲得具有微孔、浮雕或鏤空結構的成品。光化學蝕刻加工的典型應用包括印刷電路板、芯片封裝鋼網等,而航空領域則需配合酸洗或拋光等表面處理優化性能。
技術特點
無機械應力:適用于薄壁件、異形件
高復雜圖形兼容性:可批量生產集成電路級精密結構
材料廣泛性:兼容金屬、玻璃、半導體等
通過上述流程可見,光化學腐刻加工通過光敏反應與化學腐蝕的協同作用,在微納制造與工業應用中持續發揮著不可替代的作用。
