蚀刻液（铜版画雕刻用的原料）
VLoG
次浏览
更新时间：2023-05-23
蚀刻液
铜版画雕刻用的原料
蚀刻液，是一种铜版画雕刻用原料。
通过侵蚀材料的特性来进行雕刻的一种液体。从理论上讲，凡能氧化钢而生成可溶性铜盐的试剂，都可以用来蚀刻敷铜箔板，但权衡对抗蚀层的破坏情况、蚀刻速度，蚀刻系数、溶铜容量、溶液再生及铜的回收、环境保护及经济效果等方面。
产品分类
配制原料
⑦甘油：一般选用工业品。
⑧水：自来水。
产品配方
①热水12g，氟化铵15g，草酸8g，硫酸铵10g，甘油40g，硫酸钡15g；
②氟化铵15g，草酸7g，硫酸铵8g，硫酸钠14g，甘油35g，水10g；
③氢氟酸60（体积数，下同），硫酸10，水30。
配制方法
配制蚀刻液①和②时，将上述原料与60℃热水混合，搅拌均匀即可。配置时不要使溶液溅到皮肤上，而且操作时应戴上口罩。配制蚀刻液③时，按配方将氢氟酸和硫酸混合，然后将混合液倒入水中（不能将水倒入混合液），并不断搅拌。
使用方法
产品种类特点
酸性氯化铜蚀刻液
CuCl+4Cl→2(CuCl)
2) 影响蚀刻速率的因素：影响蚀刻速率的主要因素是溶液中Cl、Cu、Cu的含量及蚀刻液的温度等。
a、Cl含量的影响：溶液中氯离子浓度与蚀刻速率有着密切的关系，当盐酸浓度升高时，蚀刻时间减少。在含有6N的HCl溶液中蚀刻时间至少是在水溶液里的1/3，并且能够提高溶铜量。但是，盐酸浓度不可超过6N，高于6N盐酸的挥发量大且对设备腐蚀，并且随着酸浓度的增加，氯化铜的溶解度迅速降低。
添加Cl可以提高蚀刻速率的原因是：在氯化铜溶液中发生铜的蚀刻反应时，生成的CuCl不易溶于水，则在铜的表面形成一层氯化亚铜膜，这种膜能够阻止反应的进一步进行。过量的Cl能与CuCl络合形成可溶性的络离子(CuCl)，从铜表面上溶解下来，从而提高了蚀刻速率。
c、Cu含量的影响：溶液中的Cu2+含量对蚀刻速率有一定的影响。一般情况下，溶液中Cu浓度低于2mol/L时，蚀刻速率较低；在2mol/L时速率较高。随着蚀刻反应的不断进行，蚀刻液中铜的含量会逐渐增加。当铜含量增加到一定浓度时，蚀刻速率就会下降。为了保持蚀刻液具有恒定的蚀刻速率，必须把溶液中的含铜量控制在一定的范围内。
d、温度对蚀刻速率的影响：随着温度的升高，蚀刻速率加快，但是温度也不宜过高，一般控制在45~55℃范围内。温度太高会引起HCl过多地挥发，造成溶液组分比例失调。另外，如果蚀刻液温度过高，某些抗蚀层会被损坏。
碱性氯化铜蚀刻液
1) 蚀刻机理： CuCl+4NH→Cu(NH)4Cl
Cu(NH)4Cl+Cu→2Cu(NH)2Cl
2) 影响蚀刻速率的因素：蚀刻液中的Cu浓度、pH值、氯化铵浓度以及蚀刻液的温度对蚀刻速率均有影响。
a、Cu离子浓度的影响：Cu是氧化剂，所以Cu的浓度是影响蚀刻速率的主要因素。研究铜浓度与蚀刻速率的关系表明：在0~82g/L时，蚀刻时间长；在82~120g/L时，蚀刻速率较低，且溶液控制困难；在135~165g/L时，蚀刻速率高且溶液稳定；在165~225g/L时，溶液不稳定，趋向于产生沉淀。
b、溶液pH值的影响：蚀刻液的pH值应保持在8.0~8.8之间，当pH值降到8.0以下时，一方面对金属抗蚀层不利；另一方面，蚀刻液中的铜不能被完全络合成铜氨络离子，溶液要出现沉淀，并在槽底形成泥状沉淀，这些泥状沉淀能在加热器上结成硬皮，可能损坏加热器，还会堵塞泵和喷嘴，给蚀刻造成困难。如果溶液pH值过高，蚀刻液中氨过饱和，游离氨释放到大气中，导致环境污染；同时，溶液的pH值增大也会增大侧蚀的程度，从而影响蚀刻的精度。
c、氯化铵含量的影响：通过蚀刻再生的化学反应可以看出：[Cu(NH)]的再生需要有过量的NH和NHCl存在，如果溶液中缺乏NHCl，大量的[Cu(NH)]得不到再生，蚀刻速率就会降低，以致失去蚀刻能力。所以，氯化铵的含量对蚀刻速率影响很大。随着蚀刻的进行，要不断补加氯化铵。
d、温度的影响：蚀刻速率与温度有很大关系，蚀刻速率随着温度的升高而加快。蚀刻液温度低于40℃，蚀刻速率很慢，而蚀刻速率过慢会增大侧蚀量，影响蚀刻质量；温度高于60℃，蚀刻速率明显增大，但NH的挥发量也大大增加，导致污染环境并使蚀刻液中化学组分比例失调。故温度一般控制在45~55℃为宜。
氯化铁蚀刻液
1) 蚀刻机理： FeCl+Cu→FeCl+CuCl
FeCl+CuCl→FeCl+CuCl
CuCl+Cu→2CuCl
2) 影响蚀刻速率的因素：
a、Fe浓度的影响：Fe的浓度对蚀刻速率有很大的影响。蚀刻液中Fe浓度逐渐增加，对铜的蚀刻速率相应加快。当所含超过某一浓度时，由于溶液粘度增加，蚀刻速率反而有所降低。
b、蚀刻液温度的影响：蚀刻液温度越高，蚀刻速率越快，温度的选择应以不损坏抗蚀层为原则，一般在40~50℃为宜。
c、盐酸添加量的影响：在蚀刻液中加入盐酸，可以抑制FeCl水解，并可提高蚀刻速率，尤其是当溶铜量达到37.4g/L后，盐酸的作用更明显。但是盐酸的添加量要适当，酸度太高，会导致液态光致抗蚀剂涂层的破坏。
d、蚀刻液的搅拌：静止蚀刻的效率和质量都是很差的，原因是在蚀刻过程中在板面和溶液里会有沉淀生成，而使溶液呈暗绿色，这些沉淀会影响进一步的蚀刻。
过硫酸铵蚀刻液
蚀刻机理： Cu+(NH)2SO→CuSO+(NH)2SO
(NH)2SO+HO→HSO+(NH)2SO+(O)
Cu+(O) + HSO→CuSO+HO
若添加银作为催化剂， Ag+ SO→2SO+ Ag
Ag+Cu→Cu+ Ag
