本研究根據(jù)蝕刻條件的變化，對(duì)蝕刻特性——蝕刻率和蝕刻系數(shù)進(jìn)行了球面分析，并使用速度、液滴大小、沖擊力(PDA)系統(tǒng)分析了噴嘴、噴射壓力、線短距離、工質(zhì)物性值變化時(shí)的噴霧特性，并考察了與蝕刻特性的相互關(guān)系。

圖1

圖1推出了用于分析噴霧特性的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)裝置的組成由噴射系統(tǒng)、PDA時(shí)系統(tǒng)組成。噴射系統(tǒng)由噴射噴嘴、壓力表、調(diào)節(jié)器、大型水箱、凈水過(guò)濾器、用于噴射壓力調(diào)節(jié)的閥門(mén)、用于溫度調(diào)節(jié)準(zhǔn)確性的冷凍機(jī)等組成，PDA系統(tǒng)由激光、發(fā)送器、水礦工、信號(hào)處理程序、三維移送裝置、計(jì)算機(jī)等組成。為了測(cè)量蝕刻特性，首先在蝕刻場(chǎng)齒內(nèi)固定鐵板試片，然后通過(guò)噴射噴嘴垂直向下噴射氯化鐵溶液，并利用清洗和干燥后的微米測(cè)量殘留試片的厚度。此外，制作桅桿圖案，脫脂和清洗鐵板表面后，涂抹感光樹(shù)脂，使其干燥，通過(guò)制作的母版圖案調(diào)查紫外線，在感光膜上打印一定的形狀。

為了去除光膜作為水，給殘留的感光膜賦予強(qiáng)度，在經(jīng)過(guò)硬膜工藝后，在完成現(xiàn)象的鐵板上噴射氯化鐵溶液，進(jìn)行了加工形狀的蝕刻工藝，通過(guò)剝離工藝去除蝕刻結(jié)束的產(chǎn)品的感光膜后，使用三維光學(xué)測(cè)量裝置測(cè)量了蝕刻特性。噴霧特性測(cè)量通過(guò)初步試驗(yàn)，確認(rèn)了噴霧的對(duì)稱性，以噴霧中心軸為基準(zhǔn)，對(duì)噴霧橫截面的四分之一部分進(jìn)行了噴霧特性測(cè)量，為了比較蝕刻特性和噴霧特性，有必要通過(guò)改變常溫水的物性值來(lái)分析噴霧特性。根據(jù)這些溫度變化的蝕刻溶液的物性值是粘度和密度，制作了接近實(shí)際蝕刻溶液粘度和密度的相似流體，分析了其霧化特性。

圖2是以厚度為0.12毫米的鐵板詩(shī)篇上對(duì)噴嘴A和B的噴射壓力，在線短距離為200毫米時(shí)垂直向下蝕刻5分鐘，然后與噴嘴中心軸相交的鐵板詩(shī)篇上的點(diǎn)為基準(zhǔn)，在半徑方向上出現(xiàn)蝕刻率的變化。從A噴嘴的情況可以看出，在各自的噴射壓力下，蝕刻率比B噴嘴大，在各自的噴嘴上，噴射壓力越大，蝕刻率就越大。

圖2

圖3是在線短距離為200毫米時(shí)，根據(jù)噴嘴和噴射壓力力的徑向平均速度按半徑距離表示的。a、B噴嘴均隨著噴射壓力的增加，軸向平均速度增加,這是因?yàn)閲婌F動(dòng)量隨噴射壓力的增加而增加。隨著徑向距離的增加，軸向平均速度在下降，這是因?yàn)殡S著霧化外角的增加，周圍空氣的阻力和流入，軸向噴霧動(dòng)量減少。另外，A噴嘴的軸向平均速度在各自的噴射壓力下比B噴嘴大，這是因?yàn)锳噴嘴與B噴嘴相比，B噴嘴直徑的長(zhǎng)度比A噴嘴形狀比小，ASWAVLER角度大，向垂直方向進(jìn)一步傾斜。

圖3

在線短距離200毫米時(shí)，根據(jù)噴嘴和噴射壓力力按半徑距離得出的液滴大小,A、B噴嘴均減少了液滴大小，以增加噴射壓力。另外，從噴霧中心到噴霧外角，液滴大小越來(lái)越大，這是因?yàn)橐旱卧趪婌F中心以較快的速度下降，與周圍空氣的相對(duì)速度變大，液滴相互碰撞導(dǎo)致的分裂，噴霧外角出現(xiàn)了相對(duì)小于噴霧中心的相對(duì)速度和液滴之間相互作用的合成現(xiàn)象，因此液滴的大小增加。另外，可以看出，A噴嘴的液滴大小在各自的噴射壓力下比B噴嘴相對(duì)小。這是因?yàn)閲娮煨蜗蟊鹊牟町悺?/p>

經(jīng)過(guò)圖案制作、正面、涂層、老光、顯影工藝的鐵板標(biāo)本上，對(duì)噴嘴A和B以4 kgKcnf為噴射壓力，在線短距離150，170，200毫米處對(duì)樣品的側(cè)面進(jìn)行蝕刻后，通過(guò)測(cè)量圖案上設(shè)計(jì)的寬度和蝕刻深度以及橫向蝕刻寬度計(jì)算得出的蝕刻系數(shù),兩個(gè)噴嘴都顯示出隨著線團(tuán)距離的減少，蝕刻系數(shù)增加的趨勢(shì)。這是因?yàn)橄榷司嚯x越小，噴嘴噴射的蝕刻溶液的分裂液的動(dòng)量越大，對(duì)鐵板標(biāo)本產(chǎn)生的蝕刻效果就越大，從而使蝕刻后的蝕刻溶液不在蝕刻部分，向外排出的流動(dòng)就越順暢，蝕刻的部分持續(xù)供應(yīng)新的蝕刻溶液，因此在深度方向上的蝕刻比橫向蝕刻大。

根據(jù)徑向距離表示噴嘴和直線短距離的軸向平均速度,a、B噴嘴都有隨著直線短距離和徑向距離的增加而降低軸向平均速度的趨勢(shì),這是噴霧流和噴霧外角，越來(lái)越多的周圍空氣的阻力和流入,在這種強(qiáng)烈作用下，當(dāng)噴霧動(dòng)量減少時(shí)，就會(huì)被當(dāng)作門(mén)來(lái)飼料。另外，站在各自的前緣距離上，可以看到A噴嘴的軸向平均速度比B噴嘴顯示得大。分析蝕刻特性刻蝕系數(shù)與霧化特性的關(guān)系，表明在液敵人軸向平均速度、沖擊力和液敵人大小較大的情況下，蝕刻系數(shù)出現(xiàn)了很大的變化，在液敵人大小方面，這與蝕刻率是相反的結(jié)果。另外，蝕刻系數(shù)越大，圖案的設(shè)計(jì)尺寸越精細(xì)，有利于超精密微細(xì)加工。因此，在用包皮環(huán)切技術(shù)生產(chǎn)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，有必要通過(guò)噴嘴的選擇和噴嘴的噴射條件優(yōu)化來(lái)提高蝕刻系數(shù)。

通過(guò)分析溫度和噴射壓力變化下的蝕刻系數(shù)與粘度和密度變化下的霧化特性的關(guān)系，可以發(fā)現(xiàn)，在同一直線短距離下，蝕刻溶液的溫度越高，即粘度和密度越低，蝕刻系數(shù)越大，在這種情況下，霧化液敵人的軸向平均速度越大，液滴大小越小。因此，蝕刻特性和噴霧特性具有相互關(guān)聯(lián)性，為了確保在實(shí)際產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)有利于微細(xì)加工的蝕刻系數(shù)，選擇蝕刻效果大、微?；己玫膰娮旌蛧娚錀l件非常重要。

本研究測(cè)量了基于噴射條件的蝕刻特性和霧化特性，分析了霧化特性對(duì)蝕刻特性的影響，得出了以下結(jié)論:(1)在同一直線短距離處，蝕刻率在噴射壓力大的情況下和噴霧中心營(yíng)站出現(xiàn)較大的情況下，在液滴軸向平均速度和沖擊力大、液滴大小小的情況下，蝕刻率出現(xiàn)較大的情況;(2)以沖擊力分析了與蝕刻率關(guān)系最大的霧化特性;(3)從平均速度、沖擊力、液滴大小越大的情況下，蝕刻系數(shù)就越大;(4)隨著蝕刻溶液的溫度和噴射壓力的增加，蝕刻系數(shù)增加了，在這種情況下，相對(duì)來(lái)說(shuō)，霧化液敵人的軸向平均速度大，液體體積小。

蝕刻特性和霧化特性具有相互關(guān)聯(lián)性，為了確保在實(shí)際產(chǎn)業(yè)現(xiàn)場(chǎng)有利于微細(xì)加工的蝕刻計(jì)數(shù)量，選擇蝕刻效果大、微?；己玫膰娮旌蛧娚錀l件是重中之重。

審核編輯：湯梓紅