Раствор для размерного травления сплавов на основе алюминия

(19) (11) А 09 К 13 06 351) С ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 5 АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56)1.,Патент Великобритании Р 1234636 клВ б , опублик, 1971.2. Авторское свидетельство СССР9 558037, кл, С 09 К, 13/Об, 1975. (54)(57) РАСТВОР ДЛЯ РАЗМЕРНОГО ТРАВЛЕНИЯ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ, содержащий хлорное железо, дикарбоновую кислоту, аминосодержащее органическое соединение и воду, о т л и-. ч а ю щ и й с я 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 олеивввого спирта с числом оксиэтилированных групп 7-18 нли смесь полиэтиленгликолевых эфиров моно- и диалкилфенолов с числом атомов углерода 8-10 и числом оксиэтилированных групп 7-10 и кремне- кислый натрий при следующем 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 полиэтиденгликолевых эфироволеинового спирта с числом оксиэтилированных групп 7-18 (оксанол) или С: смесь полиэтиленгликолевых эфиров моно- и диалкилфенолов с числом атомов углерода 8-10 и числом оксиэтилированных групп 7-10 (ОП, ОП) 0 Кремнекислый натрий 0Вода О1073337 5-10 м м Изобретение относится к травлению металлов химическими средствами и может быть использовано для получения рельефных изображений и печатных форм на сплавах алюминияИзвестен раствор для однонроцессного травления, форм на алюминии на основе хлорного железа и соляной кислоты, включающий в качестве добавок сульфированное касторовое масло с преимущественным содержанием суль фонатов и углеводородный растворитель (нафтеновый, ароматический, алифатический) с т.кип. 90-390 ОС 1 .Применение этих добавок в определенных соотношениях (1:3,3-1:2,7) 15 обеспечивает глубину травления 500- 800 мкм при общем боковом стравливании элементов рельефа 50-94 мкм, с углом наклона боковых граней вышеа40 . Следует отметить, что даже при 20 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 Ь 1 из-за уменьшения количества соляной кислоты в ванне фактор травления падает до 1. Максимальное количество растворенного алюмийия в работоспособной ванне не пре 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 узел35 охлаждения. Травление в эмульсионном растворе обуславливает низкую стабильность его рабочих свойств токсичность из-за присутствия углеводородов и способность к воспламенению. очистка про О мышленных стоков сопряжена с трудностями.Известен раствор на основе хлорного железа, щавелевой кислоты и триэтаноламина, обеспечивающий полу чение качественных рельефов на сплавах меди "21 .При травлении сложных рельефов на сплавах алюминия в глубину до 500- 800 мкм в травящем растворе указан 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 боковых граней элементов рельефа 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. 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 25-35Дикарбоноваякислота 9-15Соль 2,3 диоксипропилфосфорнойкисо и моно-рди- или триалкиламина с числом атомов углерода 1-3 иколичеством гидрок"сильных групп 0-1Смесь полиэтиленгликолевых эфироволеинового спиртас числом оксиэтили-.рованных групп(оксанол) 7-18или смесь полиэтиленгликолевых эфировмоно- и диалкилфенолов с числом атомовуглерода 8-10и числом оксиэтилированных групп7-10 (ОП, ОП)о 0,1-0,5Кремнекислыйнатрий 0,1-0,5Вода ОстальноеВ качестве дикарбоновых кислот огут быть использованы щавелевая, алоновая кислоты.Соль 2,3 диоксипропилфосфорной Влияние вводимых в травящий рас- (глицеринфосфорной) кислоты и ами- твор компонентов в значительной мере нов, например, триэтиламина, ди" зависит от их концентрации. Уведиэтаноламина, триэтаноламина, действуя чение концентрации алкиламиновой синергично с кислотами, образует проч-, соли глицеринфосфорной кислоты свыше ную защитную пленку на боковых стен Рекомендованной приводит к уменьшеках рельеФа, защищающую их от под- нию скорости травления сплавов алютравливания. Наличие аминов в соста- миния в 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 стравливаниеСтруктурная формула соли глицерин- элементов рельефа. Фосфорной (к -глицеринфосфорной или Введение силиката натрия и неионо,3 диоксипропилфосфорной) кислоты генных ПАВ ниже концентрации 0,1 . и органического амина не улучшает технологических свойствО15 травящего раствора. Повышение конНОСН;СН-СН ОР.-ОН ВФ центрации неионогенных ПАВ выше 0 5Рспособствует обильному пенообраэоваОН ОН Ь нию травящего раствора, что затрудняет его использование в травильныхК, машинах. Повышение концентрации сигде В=и о Н кликата натрия выше 0,5 понижает скоКрость травления, вплоть до полнойпассивации пластины.8=СИ - Сн- с3 ъ 2 ВНЗ СН-СИ- Предлагаемый раствор может испольНО-СН -СН - Снзоваться для производства именных табг СН 1 э -СН-СН 2- личек, форменных знаков, матриц иОНпечных форм. Процесс травления производится известными в полиграфическойПри этом под амином подразумева- промышленности способами, в травильют как первичные, вторичные, тре- ЗО 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)) леводородными радикалами, не содер- достигается за 5-15 мин. Допускаемая жащими в своем составе функциональ- насыщаемость раствора растворенным ных групп ( например, СНБН, (СН)рН,З 5 алюминием 20-25 г/л. (СН)Я, СНБН, (СН)ИНтак 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, НОСНСНБН 2, нении, скорость вращения роторов 500(Ц 0 СНСН 18 Н )(НОСНСН 1 Н40550 об/мин, температура травящего. Раствора 18-20 С. Для травления использовались алкминиевые сплавы 1915 н и1935, Д 16 АМ (ГОСТ 4784-74) с изобраОН жением, сформированным на фотополимеризующемся копировальном слое накачестве базовогоДля улучшения смачивания и чис основе акрилатов. В кварианта взят раствор по пат.Р 1234636.(Великобритания), как обеспечивающийтравление рельефов на алюминии с от- е ,активное вещество (ПАВ) тщ в (ПАВ) типа окса- носительно небольшим подтравливанием. иолаили ОП, ОП. 50 Для оценки качества вытравленныхРаствор силиката натрия регулиру- . клише замеряют стравливание печатаюет вязкость раствора, снижает агрес- щих элементов, скорость травления, сивность травителя, повышает общий угол наклона, наличие бугров и незащитный эффект пленкообразователя ровностей на пробельных участках. у Р щит ую пле ку на око Результаты травления в различных укрепляет защитную пленквых гранях рельефа. растворах приведены в таблице.о о о ф 4 Ю ц) а м о о а ф а м 1 Ю1;ьхей ооо еоо фаф о о о фО се ф ф 1 1 1а ЩЭ Ю МХ йВЭ М1 о ф Ф ф 1-1 м О01 О 1 сЧг 1 ффхф х1:б сЧ с-фО 1 ф1 ОАЕ".1 о1о1 41111111 11 11 1 1 ОХ 1 Ха 1 Ооо 1Оц 1ац 1 ХОХХ 1 ЭЭЙЫХ 1 фДЦ6 еф 13 1 Х б 1 Н ц ь 1 Э г 1 ЩО) нм асс со о оо о н в а о о о а о о о М М ММ1073337 Составитель В. ОлейниченкоТехред М, Гергель КорректорИ. Муска Редактор М. Циткина Заказ 279/2 б Тираж 900 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, 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,