注塑模具型腔表面阵列微结构的蚀刻技术

摘要/Abstract

摘要： 设计了一种简单的掩模，并通过控制蚀刻液的喷淋压力进行了平滑阵列微结构研究。研究发现，蚀刻液喷淋压力对微结构的加工形貌有显著影响，蚀刻深度和侧蚀量随蚀刻液喷淋压力增大而增大。研究整合了多次加工和控制喷淋压力的工艺，得到了理想的无棱边棱角、结构均匀的深度渐变型阵列微凸结构。最终在注塑模具表面上加工出宽度为200μm、深度约60μm的无棱边棱角、过渡平滑的阵列微结构。

关键词: 化学蚀刻, 表面微阵列结构, 蚀刻深度, 侧蚀量, 二次加工

Abstract: A simple mask was designed，and smooth rally micro-structure was researched.It is found that spray pressure is of significant influences on the micro-structure feature，the etching depth and undercut will increase per unit time when spay pressure is growing.Different processing method with controlled spay pressure was integrated to machine rally micro-structure，such as smooth rally micro salient and gradual depth rally micro-structure. Finally，a large rally smooth micro-structure with diameter of 200μm， depth of 60μm was machined.

Key words: chemical etching, rally surface micro-structure, etching depth, undercut, secondary etching

中图分类号:

TH16

黄红光, 郭钟宁, 杨权 . 注塑模具型腔表面阵列微结构的蚀刻技术[J]. 中国机械工程.

Huang Hongguang, Guo Zhongning, Yang Quan. Etching Micromachining of Micro-structure Arrays on Injection Mold Cavity Surface[J]. China Mechanical Engineering.

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参考文献

[1]汤勇,周明,韩志武，等.表面功能结构制造研究进展[J].机械工程学报， 2010，46(23):93-94.

Tang Yong, Zhou Ming,Han Zhiwu,et al. Research Progress of Surface Functional Structure Manufacturing[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2010, 46(23)：93-94.

[2]周一扬, 黄明珠,李澄，等. 不锈钢的化学腐蚀加工[J]. 材料保护, 1995, 28(12): 10-11.

Zhou Yiyang， Huang Mingzhu,Li Cheng，et al. The Chemical Etching Process of Stainless Steel[J].Materials Protection,1995, 28(12): 10-11.

[3]黄红光, 郭钟宁, 王冠. 模具钢表面阵列微结构蚀刻工艺的实验研究[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2014, 26(2): 194-196.

Huang Hongguang,Guo Zhongning,Wang Guan. Experimental Study on Micro Structure Etching Process of Die Steel Surface Array[J]. Corrosion Science and Protection Technology, 2014, 26(2): 194-196.

[4]田波. 微带蚀刻工艺影响因素探讨[J]. 表面技术, 2004, 33(2): 50-51. Tian Bo. The Influence Factors of Micro Strip Etching Process[J]. Surface Technology, 2004, 33(2): 50-51.

[5]Rao P N, Kunzru D. Fabrication of Microchannels on Stainless Steel by Wet Chemical Etching[J]. Journal of Micromechanics & Microengineering, 2007, 17(17):N99-N106.

[6]Fadaei T A, Imanian E. A New Etchant for the Chemical Machining of St304[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2004, 149(1): 404-408.

[7]Sun L, Liang J, Liu C, et al. Effects of the Initial Stencil Width on Stainless Steel Wet Chemical Etching: Combined Model and Experimental Investigations[J]. Journal of Micromechanics & Microengineering, 2009, 19(19):442-447.

[8]刘柱方, 蒋利民, 汤儆,等. 金属铜表面的三维齿状图形的化学微加工[J]. 应用化学, 2004, 21(3):227-230.

Liu Zhufang, Jiang Limin, Tang Jing, et al. Chemical Micro-machining of the 3D Dentate Structure on the Surface of the Metal Copper[J]. Chinese Journal of Applied Chemistry，2004, 21(3):227-230.

[9]傅玉婷, 巴俊州. 喷淋蚀刻中不锈钢的侧蚀研究[J]. 舰船防化, 2010(4): 15-18.

Fu Yuting, Ba Junzhou. Spray Etching Undercut on Die Steel[J]. Chemical Defence on Ships,2010 (4): 15-18.

[10]Li Jia，Li Deliang，Mo Ling． The Study of Etching Process with Nitric Acid Etching Solution[J]. Surface Technology,2010,39(3)：87-89.

[11]曾凡初, 史书汉. 水池效应对厚铜板蚀刻的影响分析[J]. 印制电路信息, 2012(4): 1-5.

Zeng Fanchu, Shi Shuhan. Analysis of the Effect of Pool Effect on Thick Opper Etching[J]. Printed Circuit Information, 2012(4): 1-5.

[12]McClean J L. Etchant with Increased Etch Rate: US,4462861[P]. 1984-07-31.

[13]Takechi K, Kanoh H, Otsuki S. Very High Rate and Uniform Glass Etching with HF/HCl Spray for Transferring Thin-film Transistor Arrays to Flexible Substrates[J]. Japanese Journal of Applied Physics, 2006, 45: 6008.

[1]	吕谦, 刘维伟. 增材喷管收扩段磨粒流光整分子动力学仿真与参数优化研究[J]. 中国机械工程, 2025, 36(12): 3017-3022.
[2]	仝兆景, 王鹏超, 樊永奎, 韩广洋, 王自奇. 基于改进精细复合多尺度样本熵与贝叶斯网络的滚动轴承故障诊断方法[J]. 中国机械工程, 2025, 36(12): 2952-2959.
[3]	张旭, 李聪波, 张友, 张乘辉, 周峰. 面向低噪纹理的珩磨轮几何参数优化方法[J]. 中国机械工程, 2025, 36(12): 2875-2884.
[4]	戴鑫, 刘焕牢, 王宇林, 李想. 一种基于加工轨迹灵敏度指标的数控机床关键几何误差辨识方法[J]. 中国机械工程, 2025, 36(12): 2862-2869.
[5]	杨自豪, 范增华, 张翔, 高军. 钛合金管内表面的化学辅助磁性剪切增稠抛光实验研究[J]. 中国机械工程, 2025, 36(12): 2846-2853.
[6]	李想, 刘焕牢, 王宇林, 戴鑫. 一种五轴机床旋转轴位置无关几何误差辨识方法[J]. 中国机械工程, 2025, 36(11): 2609-2617.
[7]	郑乔, 吕瑞强, 崔本城, 左芮. 基于工艺数据规范表达的工艺知识泛化[J]. 中国机械工程, 2025, 36(11): 2728-2737.
[8]	史玲玲, 杜逸民, 郭丽丽, 张之敬, 金鑫, 李佳迪. 微器件产品装配工艺的智能决策[J]. 中国机械工程, 2025, 36(10): 2159-2170.
[9]	李文倩, 刘战强, 赵金富, 王兵, 蔡玉奎. 干气密封动环表面的螺旋槽纳秒激光制备[J]. 中国机械工程, 2025, 36(10): 2207-2214.
[10]	闫祖龙, 庞启龙, 熊建龙. 基于深度学习的KDP晶体三维已加工表面形貌预测[J]. 中国机械工程, 2025, 36(10): 2329-2334.
[11]	郭洪飞, 钟方, 任亚平. 不确定服役环境下废旧零部件损伤-质量状态映射模型[J]. 中国机械工程, 2025, 36(10): 2351-2358.
[12]	沈文华, 王西彬, 钱泳豪, 刘志兵, 宋慈. 深孔零件轴线直线度误差的在线测量与评定技术研究[J]. 中国机械工程, 2025, 36(09): 2011-2021.
[13]	杨凯, 王磊, 汤永凯, 刘谋斌, 郭子傲. 面向高端装备的金属激光增材制造技术发展与应用[J]. 中国机械工程, 2025, 36(09): 2068-2080.
[14]	周金宇, 陈逸飞. 基于多尺度模拟的选区激光熔化金属件疲劳性能预测[J]. 中国机械工程, 2025, 36(09): 2087-2096.
[15]	邓朝晖, 卓荣锦, 陈敬强, 葛吉民, 吕黎曙, 刘伟. 凸轮轴高速磨削烧伤机理分析与在线监测系统研究[J]. 中国机械工程, 2025, 36(08): 1784-1795.