用于含铝工件的蚀刻液以及粗化方法
阅读说明：本技术 用于含铝工件的蚀刻液以及粗化方法 (Etching solution for aluminum-containing workpiece and roughening method ) 是由 杨清豪 韩家伟 胡玉梅 于 2020-12-07 设计创作，主要内容包括：本申请提出一种用于含铝工件的蚀刻液,包括NaOH和NaNO-3,所述NaOH的浓度范围为2g/L-15g/L。本申请还提出一种用于含铝工件的粗化方法,包括以下步骤：对所述含铝工件进行表面处理；将表面处理后的所述含铝工件放入蚀刻液中进行蚀刻,所述蚀刻液包括NaOH和NaNO-3,所述NaOH的浓度范围为2g/L-15g/L；以及清洗并干燥蚀刻后的所述含铝工件。本申请粗化后的所述含铝工件表面具有比较均匀的粗糙度。(The application provides an etching solution for an aluminum-containing workpiece, which comprises NaOH and NaNO 3 The concentration range of the NaOH is 2g/L-15 g/L. The application also provides a coarsening method for the aluminum-containing workpiece, which comprises the following steps: carrying out surface treatment on the aluminum-containing workpiece; placing the aluminum-containing workpiece after surface treatment into an etching solution for etching, wherein the etching solution comprises NaOH and NaNO 3 The concentration range of the NaOH is 2g/L-15 g/L; and cleaning and drying the etched aluminum-containing workpiece. The roughened surface of the aluminum-containing workpiece has relatively uniform roughness.)
技术领域
本申请涉及金属粗化技术领域，尤其涉及一种用于含铝工件的蚀刻液以及粗化方法。
背景技术
在手机以及笔记本等电子产品中，通常需要将金属(如铝)与其他材料(如塑料)紧密结合，并使两者之间的接口具备防水的效果以及结构的强度。然而在金属上形成孔洞的技术还有部分局限性，比如由于电解液的成分或者由于电场的分布不均等因素，可能导致金属表面的腐蚀不均匀，导致孔洞分布不均，从而使金属与其他材料的结合力小，无法满足金属与其他材料间的结构强度以及防水效果。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种能够均匀粗化的用于含铝工件的蚀刻液。
本申请还提供一种用于含铝工件的粗化方法。
本申请提供一种用于含铝工件的蚀刻液，包括NaOH和NaNO3，所述NaOH的浓度范围为2g/L-15g/L。
本申请还提供一种用于含铝工件的粗化方法，包括以下步骤：
对所述含铝工件进行表面处理；
将表面处理后的所述含铝工件放入蚀刻液中进行蚀刻，所述蚀刻液包括NaOH和NaNO3，所述NaOH的浓度范围为2g/L-15g/L；以及
清洗并干燥蚀刻后的所述含铝工件。
本申请通过所述蚀刻液蚀刻所述含铝工件，提高了所述含铝工件表面的粗糙度，且粗糙度较均匀，无需通电，避免了孔洞分布不均而带来的结合力下降以及防水能力下降的问题，同时也可较好的控制所述含铝工件的失重率。此外，所述蚀刻液中不含有氯离子，从而降低了对所述含铝工件外观的影响。
附图说明
图1是相关技术中含铝工件被粗化后的示意图。
图2是本申请一些实施例中含铝工件被粗化后的示意图。
图3是本申请一些实施例中用于含铝工件的粗化方法的流程图。
图4A和图4B分别是本申请实施例1中的含铝工件粗化后的表面形貌图以及表面深度图。
图5A和图5B分别是本申请实施例2中的含铝工件粗化后的表面形貌图以及表面深度图。
图6A和图6B分别是本申请实施例3中的含铝工件粗化后的表面形貌图以及表面深度图。
图7A和图7B分别是本申请实施例4中的含铝工件粗化后的表面形貌图以及表面深度图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
为能进一步阐述本申请达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施方式，对本申请作出如下详细说明。
相关技术中，请参见图1，使用电化学腐蚀的方法在含铝工件的表面制造孔洞，通过将塑料注塑进孔洞并成型，而使含铝工件和塑料结合。然而，对于复杂形状的产品，电化学粗化容易产生腐蚀不均匀以及边角腐蚀过度的问题。此外，对于一些形状复杂的产品如图1中圆环类部件，由于电场被圆环外围的部件遮蔽，使得圆环类部件的内侧无法被电化学蚀刻，从而导致含铝工件与塑料的结合深度较小，导致含铝工件和塑料间的结合力变小。
本申请一些实施例提供一种用于含铝工件的蚀刻液，包括NaOH和NaNO3。使用本申请提供的蚀刻液，可使含铝工件的腐蚀更均匀，对于复杂形状的部件也可避免由于电场屏蔽作用而造成的部分区域无法被腐蚀到。请参见图2，对于形状复杂的产品，例如带有圆环类部件的产品，由于使用的是化学蚀刻剂，不受电场影响，可对含铝工件的全部表面进行均匀的腐蚀。
在一些实施例中，所述NaOH的浓度范围为2g/L-15g/L。其中，所述NaOH作为所述蚀刻液中的蚀刻剂。所述NaOH用于蚀刻所述含铝工件中的铝金属，使所述铝金属转变为铝离子。若所述NaOH的浓度过低，则蚀刻效率较低，且容易蚀刻不均匀；若所述NaOH的浓度过高，则导致所述NaNO3及NaNO2无法有效减缓所述NaOH对所述铝金属蚀刻的速率，从而导致所述铝金属尺寸缩减而非粗糙度增加。
需要说明的是，本申请中关于含量范围或浓度范围等范围类数据的描述中，有包含端点值；例如NaOH的浓度范围为2g/L-15g/L，代表NaOH的浓度范围为大于等于2g/L，小于等于15g/L，为方便说明写为2g/L-15g/L。本申请文件中其他有出现范围类数据，其具体范围类似以上描述。
在一些实施例中，所述NaNO3的浓度范围为50g/L～300g/L。所述NaOH和所述NaNO3的浓度比范围为1:20-1:50。其中，所述NaNO3作为所述蚀刻液中的缓蚀剂。所述NaNO3用于减缓所述NaOH对所述铝金属蚀刻的速率。所述NaNO3和所述NaOH蚀刻会使得所述含铝工件表面形成较大的孔洞。若所述NaNO3的浓度过低，则减缓效果不足，从而导致所述铝金属腐蚀严重，导致含铝工件整个表面的腐蚀，造成含铝工件的尺寸缩减而非粗糙度增加；若所述NaNO3的浓度过高，则导致所述铝金属被过度保护，从而使得所述NaOH的蚀刻效率降低或蚀刻不均匀，蚀刻孔过浅，达不到粗化的目的。
在一些实施例中，所述蚀刻液还可包括NaNO2。其中，所述NaNO2的浓度范围为0g/L～30g/L。所述NaOH和所述NaNO2的浓度比范围为1:0-1:5，所述NaNO3和所述NaNO2的浓度比范围为1:0-10:1。其中，所述NaNO2为缓蚀剂。所述NaNO2可在所述NaNO3和所述NaOH蚀刻出的较大孔洞的基础上蚀刻出较小的孔洞，进一步增加所述铝金属的粗糙度以及均匀性。若所述NaNO2的浓度过低，则无细化蚀刻面的效果；若所述NaNO2的浓度过高，则导致所述铝金属表面均匀细化，无法达到所要的粗糙度。
请参阅图3，本申请一些实施例还提供一种用于含铝工件的粗化方法，包括以下步骤：
步骤S11，对所述含铝工件进行表面处理。
具体地，对所述铝工件进行脱脂、碱咬以及剥黑膜等处理。其中，所述脱脂具体为使用浓度范围为40g/L-100g/L的R105脱脂剂在40℃～70℃的温度下对所述含铝工件处理3min～10min以去除所述含铝工件上的残余油污。所述碱咬具体为使用浓度范围为20g/L-100g/L的氢氧化钠在40℃～70℃的温度下对所述含铝工件处理1min～2min以去除所述含铝工件中的铝金属表面形成的氧化层。所述剥黑膜具体为使用浓度范围为10wt％～40wt％的硝酸在室温的温度下对所述含铝工件处理1min～2min以去除所述铝金属在所述碱咬时未被反应的元素。
步骤S12，将表面处理后的所述含铝工件放入蚀刻液中进行蚀刻。
具体地，在温度范围为40℃-80℃下对所述含铝工件蚀刻5min～30min。
其中，所述蚀刻液包括NaOH和NaNO3。在一些实施例中，所述NaOH的浓度范围为2g/L-15g/L。其中，所述NaOH作为所述蚀刻液中的蚀刻剂。所述NaOH用于蚀刻所述含铝工件中的铝金属，使所述铝金属转变为铝离子。若所述NaOH的浓度过低，则蚀刻效率较低，且容易蚀刻不均匀；若所述NaOH的浓度过高，则导致所述NaNO3及NaNO2无法有效减缓所述NaOH对所述铝金属蚀刻的速率，从而导致所述铝金属尺寸缩减而非粗糙度增加。
在一些实施例中，所述NaNO3的浓度范围为50g/L～300g/L。所述NaOH和所述NaNO3的浓度比范围为1:20-1:50。其中，所述NaNO3作为所述蚀刻液中的缓蚀剂。所述NaNO3用于减缓所述NaOH对所述铝金属蚀刻的速率。所述NaNO3和所述NaOH蚀刻会使得所述含铝工件表面形成较大的孔洞。若所述NaNO3的浓度过低，则减缓效果不足，从而导致所述铝金属尺寸缩减而非粗糙度增加；若所述NaNO3的浓度过高，则导致所述铝金属被过度保护，从而使得所述NaOH的蚀刻效率降低或蚀刻不均匀。
在一些实施例中，所述蚀刻液还可包括NaNO2。其中，所述NaNO2的浓度范围为0g/L～30g/L。所述NaOH和所述NaNO2的浓度比范围为1:0-1:5，所述NaNO3和所述NaNO2的浓度比范围为1:0-10:1。其中，所述NaNO2为缓蚀剂。所述NaNO2可在所述NaNO3和所述NaOH蚀刻出的较大孔洞的基础上蚀刻出较小的孔洞，进一步增加所述铝金属的粗糙度以及均匀性。若所述NaNO2的浓度过低，则无细化蚀刻面的效果；若所述NaNO2的浓度过高，则导致所述铝金属表面均匀细化，无法达到所要的粗糙度。
步骤S13，清洗并干燥蚀刻后的所述含铝工件。
具体地，可在40℃的温度下对所述含铝工件干燥3min～10min以去除所述含铝工件中的水分。
下面通过实施例以及对比例对本申请进行具体说明。
本申请实施例1-4以及对比例1-6中蚀刻液的组成、蚀刻条件以及测试结果均记录于表1。
通过白光干涉仪对实施例1-4以及对比例1-6中蚀刻后的含铝工件中的铝金属进行表面粗糙度测试。
请参阅图4A、图4B、图5A、图5B、图6A、图6B、图7A以及图7B，从图可知，实施例1-4蚀刻后的所述含铝工件中的铝金属表面均具有一定的粗糙度。
表1本申请实施例1-4及对比例1-6中蚀刻液的组成、蚀刻条件以及测试结果
从表1可知，对比例1与实施例1相比，增加NaOH浓度，则铝金属失重率增加；对比例2与实施例1相比，等比降低蚀刻液中NaOH和NaNO3的浓度，蚀刻液的蚀刻效率大幅降低；对比例3与实施例1相比，提高NaNO3的浓度，反而导致铝金属的表面不均匀；对比例4与实施例4相比，降低NaNO3的浓度，则导致铝金属的表面粗糙度大幅降低；对比例5与实施例4相比，将NaNO3改为NaNO2的，则降低铝金属表面粗糙度；对比例6与实施例3相比，NaNO2浓度过高时，会导致NaNO2对铝金属表面轻微面腐蚀，而带来铝合金失重率增加，轻微面腐蚀的直观表现是一些原本粗糙的表面因为过腐蚀而呈现粗糙度降低的情况，故浓度过高时，反而导致铝金属的表面粗糙度降低。
本申请通过所述蚀刻液蚀刻所述含铝工件，提高了所述含铝工件表面的粗糙度，且粗糙度较均匀，无需通电，避免了电化学粗化容易产生腐蚀不均匀以及边角腐蚀过度的问题，同时也可较好的控制所述含铝工件的失重率。此外，所述蚀刻液中不含有氯离子，从而降低了对所述含铝工件外观的影响。
以上的实施方式仅是用来说明本申请，但在实际的应用过程中不能仅仅局限于这种实施方式。对本领域的普通技术人员来说，根据本申请的技术构思做出的其他变形和改变，都应该属于本申请的保护范围。
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