Раствор для химического травления сталей

 

РАСТВОР ДДГЯ ХИМИЧЕСКОГО ТРАВЛЕНИЯ СТАЛЕЙ, преимущественно высоколегированных, содержащий соляную и азотную кислоты, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости и фактора травления, он дополнительно содержит хлорное железо и парахлорсульфобензойную кислоту при следующем соотношении компонентов, г/л: Соляная кислота (плотность 1,19) 230-587 Азотная кислота (плотность 1,36) 230-599,5 Хлорное железо 200-580 9 Парахлорсульфобензойная кислота 1,3-26

(1Е (11) СОЮЗ COBETCHAX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3 С 23 F 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1,3-26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3415169/22-02 (22) 31.03;82 (46) 30.12.83. Вюл. Р 48 (72) В.И.Коломенсков, Н.A,Палицына и В.Д.Селиванов (53) 621.794.443(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 339437, кл. С 23 F 1/00, 1970.

2. Патент США Р 3673094, кл..С 23 0 1/04, 252-79.4, 1972. (54)(57) РАСТВОР ДЛЯ ХИМИЧЕСКОГО

ТРАВЛЕНИЯ СТАЛЕЙ, преимущественно высоколегированных, содержащий соляную и азотную кислоты, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения скорости и фактора травления, он дополнительно содержит хлорное ,железо и парахлорсульфобензойную кислоту при следующем соотношении компонентов, г/л:

Соляная кислота (плотность 1,19) 230-587

Азотная кислота (плотность 1,36) 230- 599, 5

Хэ|орное железо 200-580

Е Парахлорсульфобензойная кислота

1063862

230- 599,5

200-580

Изобретение относится к химической обработке металлов, в частности к размерному травлению высоколегированных сталей, и может быть использовано в электронной, радиотехнической и полиграфической промышленности.

Известеí раствор для размерного химического травления сталей, содержащей хлорное железо и о-о-диалкилтиофосфоидисульфид, уменьшающий боковое стравливание печатающих элемен- 10 тов (1) .

Известный раствор позволяет травить стали на глубину не более

400 мкм со скоростью травления

20 мкм/мин. При этом происходит значительное подтравливание.боковых граней.

Наиболее близким к предлагаемому .по технической сущности и достигае,мому эффекту является раствор для размерного химического травления легированных хромом и никелем ста-. лей, содержащий соляную, азотную и серную кислоты и лигнин (21 .

Укаэанный раствор характеризуется низкой скоростью травления высоколегированных сталей, повышенным временем обработки. При этом защит-ное покрытие (фоторезист) не выдерживает длительного (более 8-10 мин) воздействия агрессивной среды и 30 отслаивается.

Цель изобретения — увеличение. скорости и фактора травления сталей.

Поставленная цель достигается тем,. что раствор для химического 35 травления сталей, например высоколегированных, содержащий соляную и азотную кислоты, дополнительно содержит хлорное железо и парахлорсульфобензойную кислоту при следую- 40 щем соотношении компонентов, г/л:

Соляная кислота (плотность 1,19) 230-587

Азотная кислота (плотность 1,3 6)

Хлорное железо

Парахлорсульфобенэойная кислота 1,3-26

Формула парахлорсульфобензойной кислоты

СООН

S0P

Cl

Хлорное железо инициирует растворение легирующих добавок в сталях, а парахлорсульфобензойная кислота оказывает влияние на уменьшение бокового подтравливания, способствует более равномерному травлению и увеличению скорости травления.

Образцы иэ стали 36НХТЮ8М (ГОСТ 1.4117-69) размером 40-60 мм и толщиной ЗОО мкм с предварительно

&эдготовленной поверхностью к последующему нанесению фотографического рисунка подвергают химическому 65 травлению в растворах, приготовленных следующим образом.

Для получения 1 л раствора готовят смесь концентрированных кислот соляной (плотность 1,19) и азотной (1,36) в соотношениях от 1:2 до

2:1 по объему. Затем в 500-700 мл смеси при перемешивании и нагревании до 30-35 С (процесс идет с поглощением тепла) растворяют навески хлорного железа и парахлорсульфобенэойной кислоты. После полного растворения компонентов объем раствора доводят до 1 л исходной смесью кислот (раствор не содержит дополнительно воды, кроме той, которая входит в состав концентрированных кислот).

Соотношение кислот в исходной смеси выбирают в соответствии с природой и содержанием легирующих добавок в сталях.

Рабочая температура процесса химического травления 40-50 С.

Предлагаемый раствор для химического травления легированных сталей приведен в табл. 1.

Рабочие свойства растворов химического травления сталей приведены в табл. 2.

Как видно из примеров, предлагаемый раствор позволяет проводить сквозное травление высоколегированных сталей с высокой скоростью 5 595 мкм/мин, с хорошим фактором травления 2,0-3,7. Благодаря высокой скЬрости травления при умеренных рабочих температурах защитное покры. тие (фоторезист) не разрушается.

При температуре ниже 40 С скорость травления резко падает до10-12 мкм/мин,а при температуре выше 50 С скорость возрастает (более

100 мкм/мин), но при этом падает стойкость фоторезиста до 5 мин и происходит разрушение и отслаивание защитного слоя. Кроме того, увеличение температуры приводит к значительному выделению тепла (реакция экзотермическая) и процесс становится неуправляемым трудно определить окончание травления, что делает невозможным проведение размерного травления.

Соотношение концентрированных соляной и азотной кислот допустимо только в пределах 1:2 — 2:1, другое соотношение приводит к уменьшению скорости и факторы травления.

Предлагаемый .раствор обладает техническими преимуществами перед известными растворами химического травления сталей, так как позволяет эффективно, т.е. качественно и с высокой скоростью, проводить сквозное травление по фотолиграфическому рисунку как углеродистых, так и высоколегированных сталей. Предлагаемый раствор не содержит дефицитных и дорогостоящих компонентов.

1063862

Таблица: 1

Наименование компонента и его концентрация

A II-ХСБК, г/л

Азотная кислота Хлорное железо, (плотность 1,36), г/л мл/л

200

587

293

200 °

587

1,.3

299,5

599,5

200

580

230

460

580

460

230

236, 5

472,5

1,3

580

412

412

350

Таблица 2

3,5.50

12

2,8

55

3,0

40

3,0

3,7

95

3,1

95

3,5

90 .

Составитель В. Белоглазов

РЕДактор A. Мотыль Техред A.ÁàáèíÅö Корректор А, Повх с

Заказ 10478/29 Тираж 956 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113 G3 5, Москва, Ж-3 5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал HIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Соляная кислота (плотность 1,19), мл/л

Температура, С

Скорость травления, мкм/мин

Фактор травления.

Устойчивость защитного слой, мин