Раствор для размерного травления сплавов на основе алюминия

Раствор для размерного травления сплавов на основе алюминия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

РАСТВОР ДЛЯ РАЗМЕРНОГО ТРАВЛЕНИЯ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ, содержащий хлорное железо, дикарбоновую кислоту, аминосодержащее органическое соединение и воду, о т л ичаюшийся тем, что, с целью усиления защиты элементов рельефа от бокового подтравливания, он в качестве аминосодержащего органического соединения содержит соль 2,3-диоксипропилфосфорной кислоты и моНО- , диили триалкиламина с числом атомов углерода 1-3 и количеством гидроксильных групп 0-1 и дополнительно содержит смесь полиэтиленгликолевых эфиров олеивевого спирта с числом оксиэтилированных групп 7-18 или смесь полиэтиленгликолевых эфиров монои диалкилфенолов с числом атомов углерода 8-1й и числом оксиэтилированных групп 7-10 и кремнекислый натрий при следукцем соотно шении компонентов, мас.%: Хлорное железо . 25-35 Дикарбоновая кислота 9-15 Соль 2,3 диоксипропилФосфорной кислоты и . МОно-, диили триалкиламина с числом атомов углерода 1-3 и количеством гидроксильных групп 0-1 5-10 Смесь полиэтилёнгликолевых эф|1ров г олеинового спирта (Л с числом оксиэтилированных групп 7-18 (оксанол-18) или смесь полиэтиленглил колевых эфиров монри диалкилфенолов с числом атомов углерода 8-10 и числом . оксиэтилированных групп 7-10 VI (ОП-10, ОП-7) 0,1-0,5 : Кремнекислый натрий . 0,1-0,5 00 DO ВодаОстальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ 8305PETEHHFI

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

0,1-0,5

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (.21 ) 3441369/22-02 (22)30..03.82 (46)15.02.84. Бюл. 9, б (72)Г.Ф. Мельник, Л.П. Жаринская, Г.С. Дубков, A.Ô. Грабаровская, Н.Н. Ногач и В.A. Стецишин (71)украинский научно-исследовательский институт полиграфической про-. мышленности (53)621.794.42(088.8) (56)1 °,Патент Великобритании )) 1234636 кл. В 6 ), опублик. 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 558037, кл. С 09 К. 13/Об, 1975. (54 ) (5 7 ) РАСТВОР ДЛЯ РАЗМЕРНОГО ТРАВЛЕНИЯ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ со.держащий хлорное железо, дикарбоновую кислоту, аминосодержащее органическое соединение и воду, о т л и-. ч а ю шийся тем, что, с целью усиления защиты элементов рельефа от бокового подтравливания, он в качестве аминосодержащего органи- ческого соединения содержит соль 2,3-диоксипропилфосфорной кислоты и моно-, ди- или триалкиламина с числом атомов углерода 1-3 и количеством гидроксильных групп 0-1 и дополнительно содержит смесь полиэтиленгликолевых эфиров олеинввого спирта с числом оксиэтилированных групп 7-18

3Ц1) С 23 F 1/02, С 09 К 13 06 или смесь полиэтиленгликолевых эфиров моно- и диалкилфенолов с числом атомов углерода 8-1() и числом оксиэтилированных групп 7-10 и кремне- кислый натрий при следуиа(ем соотношении компонентов, мас.Ф:

Хлорное железо 25-35

Дикарбоновая кислота 9-15

Соль 2,3 диоксипропилфосфорной кислоты и моно-, ди- или триалкиламина с числом атомов углерода 1-3 и количеством гидроксильных групп 0-1 5-10

Смесь полиэтиЛЕИгликолевых эфиров . ф олеинового спирта с числОм Оксиэтилированных групп 7-18 (оксанол-18) или смесь полиэтиленгликолевых эфиров моно- Я и диалкилфенолов с числом атомов углерода 8-10 и числом оксиэтилированных групп 7-10 (ОП-10, ОП-7) 0,1-0 5

Кремнекислый натрий

Вода

1073337 фа на сплавах алюминия, ингибирующего действия дикарбоновой кислоты и триэтаноламина, недостаточно. Образующаяся на алюминии защитная пленка непрочна. Она несколько снижает агрессивность травящего раствора, но полностью бокового подтравливания элементов рельефа не устраняет. Триэтаноламин улучшает поверхность травления алюминия, но на защиту элемен-. тов рельефа существенного влияния не оказывает.

Цель изобретения - усиление защиты элементов рельефа от бокового подтравливания.

5- 10 м м

Изобретение относится к травлению металлов химическими средствами и может быть использовано для получения рельефных изображений и печатных форм на сплавах алюминия °

Известен раствор для однонроцессного травления;форм на алюминии на основе хлорного железа и соляной кислоты, включающий в качестве добавок сульфированное касторовое масло с преимущественным содержанием сульфонатов и углеводородный растворитель (нафтеновый, ароматический, алифатический) с т.кип. 90-390ОС P1g .

Применение этих добавок в определенных соотношениях (1:3,3-1:2,7) f5 обеспечивает глубину травления 500800 мкм при общем боковом стравливании элементов рельефа 50-94 мкм, с углом наклона боковых граней выше а

40 . Следует отметить, что даже при gp небольшом отклонении в соотношении защитных добавок качество печатной формы резко ухудшается. Ванна требует по-. стоянной корректировки соляной кислотой, так как уже при накоплении в 25 ванне 5 г/л А1 из-за уменьшения количества соляной кислоты в ванне фактор травления падает до 1. Максимальное количество растворенного алюмийия в работоспособной ванне не пре- 30 вышает 6-10 г/л, что уменьшает экономичность процесса. Для травления применяют специальные сплавы алюминия и специальное травильное оборудование, предусматривающее процессы эмульгирования и включающее дорогостоящий узел

35 охлаждения. Травление в эмульсионном растворе обуславливает низкую стабильность его рабочих свойств токсичность из-за присутствия углеводородов и способность к воспламенению. очистка про- 4О мышленных стоков сопряжена с трудностями.

Известен раствор на основе хлорного железа, щавелевой кислоты и триэтаноламина, обеспечивающий полу- 45 . чение качественных рельефов на сплавах меди "2J .

При травлении сложных рельефов на сплавах алюминия в глубину до 500800 мкм в травящем растворе указан- 50 ного состава наблюдается заметное подтравливание боковых граней элементов рельефа, в то время как при травлении рельефов в растворе хлорного железа без добавок большинство 55 элементов рельефа стравливается полностью. Поверхность алюминия при этом разогревается.

Скорость травления алюминия и его сплавов в хлорном железе выше 60

100 мкм/мин, в то время как скорость травления меди не превышает 20 мкм/мин.

Для уменьшения агрессивности травящего агента и предотвращения подтравливания боковь.х граней элементов релье-65

Поставленная цель достигается тем, что раствор для размерного юравпения сплавов на основе алюминия, содержащий хлорное железо, дикарбоновую кислоту, аминосодержащее органическое соединение и воду, в качестве аминосодержащего органического соединения содержит соль 2,3 диоксипропилфосфорной кислоты и моно-, ди- или триалкиламина с числом атомов углерода 1-3 и количеством гидроксильных групп 0-1 идополнительно содержит смесь полиэтиленгликолевых эфиров олеинового спирта с числом оксиэтилированных групп

7-18 или смесь полиэтиленгликолевых эфиров моно- и диалкилфенолов с числом атомов углерода 8-10 и числом оксиэтилированных групп 7-10 и кремнекислый натрий при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Хлорное железо 25-35

Дикарбоновая кислота 9-15

Соль 2,3 диоксипропилфосфорной кислоты и моноди- или триалкиламина с числом атомов углерода 1-3 и количеством гидроксильных групп 0-1

Смесь полиэтиленгликолевых эфиров олеинового спирта с числом оксиэтили-. рованных групп (оксанол-18) 7-18 или смесь полиэтиленгликолевых эфиров моно- и диалкилфенолов с числом атомов углерода 8-10 и:числом оксиэтилированных групп

7-10 (ОП-10, ОП-7)о 0 1 0 5

Кремнекислый натрий 0,1-0,5

Вода Остальное

В качестве дикарбоновых кислот огут быть использованы щавелевая, алоновая кислоты.

1073337

Соль 2,3 диоксипропилфосфорной Влияние вводимых s травящий рас- (глицеринфосфорной) кислоты и ами- .твор компонентов в значительной мере нов, например, триэтиламина, ди- зависит от их концентрации. Увелиэтаноламина, триэтаноламина, действуя чение концентрации алкиламиновой синергично с кислотами, образует проч-, coal глицеринфосфорной кислоты свыше ную защитную пленку на боковых стен- 5 Рекомендованной приводит к уменьшеках рельефа, защищающую их от под- нию скорости травления сплавов алютравливания. Наличие аминов в соста" миния s глубину. При концентрациях ве соли способствует получению глад- щавелевой кислоты ниже 9%, а соли кой поверхности пробельных участков глицеринфосфорной кислоты — ниже 5% ,и боковых граней рельефа. 10 наблюдается повышенное стравливание

Структурная формула соли глицерин- элементов рельеФа.

Фосфорной (к -глицеринфосфорной или Введение силиката натрия и неионо2,3 диоксипропилфосфорной) кислоты генных ПАВ ниже концентрации 0,1% . и органического амина не улучшает технологических свойств

15 травящего раствора. Повышение конНОСН -СН-СН 0Р. -ОН В центрации неионогенных ПАВ выше 0 5В

I способствует обильному пенообраэова0Н 0H B нию травящего раствора, что затрудняет его использование в травильных

R машинах. Повышение концентрации сипФ B=RNH NH " . N ликата натрия выше 0,5% понижает скоК рость травления, вплоть до полной пассивации пластины.

В=СИ вЂ” СН- С

s > Н3-СН -СИ -> Предлагаемый раствор может испольНО-CH -СН вЂ” Сн зоваться для производства именных табг т > -СН-СН - личек, форменных знаков, матриц и

0Н печных форм. Процесс травления производится известными в полиграфической

При этом под амином подразумева- промышленности способами, в травильют как первичные, вторичные,. тре- З0 ных машинах Роторного, стРУйного и др. тичные амины, в которых атом азота типов машин. Глубина травления, требусоединен с одним, двумя или тремя уг- емая для печатных форм (700-800 мкм)

Р леводородными радикалами, не содердостигается за 5-15 мин. Допускаемая жащими в своем составе функциональ- насыщаемость раствора растворенным ных групп (например, CHgNHg (CHg)„НН,35 алюминием 20-25 г/л. (CHg)g N, CgHgNHg, (CqHg )gNH ... так П Р и м е Р. Условия тРавления Ре.и амины, в состав углеводородного льефов на сплавах алюминия: роторная радикала которых входит гидроксиль- травильная машина в титановом исполная группа например, HOCHgCHgNHZ, нении, скорость вращения роторов 500(HOCH СН NH )(HOCH ÑÍ24 р

550 об/мин, температура травящего. Раствора 18-20 С. Для травления использовались алкминиевые сплавы. 1915н и

1935, Д16АМ (ГОСТ 4784-74) с изобраОН жением, сформированным на фотополимеризующемся копировальном слое на качестве базового

Для улучшения смачивания и чис- 45 основе акрилатов. В к варианта взят раствор по пат.91234636. (Великобритания), как обеспечивающий травление рельефов на алюминии с от- е .активное вещество,ПАВ) т щ в (ПАВ) типа окса- носитель но небольшим подтравливанием. иола-18 или ОП-7, ОП-10. - 5Q Для оценки качества вытравленных

PacTaop czzHr

1073337 с и (", ) v о ((а н а а о (((с(о о н(н ф

1 ф

o rn

1 Е-(1

I О! О 1

I 4 ((I g ((I о а

1 и н(1 () о (") о о (Ч с(I 1, 1 ((! 1

1 ((I ((I

1 QIK(9$ ! о1ха а а о

Ch Н о о о ооа сф (сс Ф ф о н (ч о о Чс Ю а о а

РЪ о о м ф (! о ф

Ю о о

Ч) Ю

an 01 о о а ф а

1 (II

1 вх

14(ÎÅ ооо еоо ф а ф о о о (o (о

CO ф

1

1 а ((I с

Э (((1 МХ

Ч4 ВЭ Х g (с(an о ч а фа а н анх (((I

I $ 3 ((I I(I (сс с ь

° У с о н н а с с с ооо н с о а с с с о о о н с о

1 I 1

Ю с о

И I 1

I Цо

Э 10н ж IОХ

an с о. Ф с о (Ч о (с(с о

1 1

1 . 1

I ни(((он @иб !

l! и яжоиоих цонбоф(!

1-оофнибэйиыл уком!

I 1 а о н с о о а

C) с о

1 н e(roses вибо, G4 о ((( н! 1 1 I 1

1 1 1

1 о

I lg 1 х а о

oot

e (l

1 OIV I 1

I ((I g 1 Э

1 4(Х I ф

1 I Я ((1 н о (.4 о и

4

1 1

I хо

r(I Ц (II О эхю

Э

И

Ig

3 х н о о

Э и

Щ ж

1 О

Ф э н

4 ХО

1 (4ХХФ

o* o, I (I 1

1

1 и (1 I

1 о

1 Ф ц (:мо оехе оххн

1 1 и Э

I (1

1 I

1 1

I

I о

° Ф

I о а т ((а о

Г ) «Ф

I ( ( (I

I

L !

an и

Ch н( 1 Ы

° мох нных пзю х ((!

W (w ao

1

1

1 ххх а а а

Р ) (") <"Ъ

01 Ch ah н(н и

1 с ((,(°

С4 о й

l(I

1 (4 о

5 ((!

3 н

Э х о

1 о

1 И

1

° I (1 !

I!

1

Г ) н а а с с l1 с с

О I O I (О ОО.ь о . о ч (чэ н О а н (((СО р ре! I an w а

an an о ф н н Ch W 1 I Н(с

Ю с

" ! ! !

СО

C) с о 1 1 1 1 1 I 1 1 х х х х х а а а а а а ч н (е> (e <"

Ch (h Ch Ch О1 Н О1

< (н Ч

1073337

Составитель В. Олейниченко

Техред М. Гергель Корректор И. Муска

Редактор М. Циткина

Заказ 279/2б Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Технико-экономический эффект от улучшения качества полученных.рельевнедрения технологии травления релье- фов составляет 8,384 руб. иэ расфов на сплавах алюминия с учетом чета на 1 травильную машину.