化学加工全解析：光刻蚀刻工艺流程、分类与优劣势
什么是化学加工？
化学加工（CHM）是通过光化学工艺，在不改变金属完整性/性能前提下，从预定区域清洁去除金属。主要用于制造复杂设计的小型薄壁金属零件，无烧灼/应力。工艺流程：清洗工件油污→涂覆光刻胶烘烤→覆膜曝光（紫外光）得所需分辨率/蚀刻规格→显影去除抗蚀剂→浸入化学溶液蚀刻非保护区→去除残留抗蚀剂→清洗/检验/包装。
化学加工工艺流程
1. 清洗
去除油/脂/尘/杂质，保证抗蚀剂附着力。清洗不良致杂散蚀刻。按工件材料/加工深度选用汽相脱脂、碱性蚀刻等。多孔材料清洗难。机械/化学法二选，化学法损伤小更常用。加热清洗有助效果。
2. 遮蔽
用惰性抗蚀剂（不与蚀刻液反应）覆盖非加工区，暴露加工区。遮蔽前全工件覆盖抗蚀剂。三种施胶法：切割剥离法、丝网印刷法、光刻胶法。
3. 刻蚀
遮蔽后，去除待加工区抗蚀剂，仅暴露加工区接触蚀刻液。
4. 蚀刻
工件浸入蚀刻液发生化学反应。遮蔽区无反应，非遮蔽区材料溶解去除。通常高温蚀刻。防气泡滞留导致非均匀加工。
5. 去除抗蚀剂
蚀刻后剥离非加工区抗蚀剂，去除加工区氧化层。
6. 清洗
去除残留物。可选步骤：蚀刻液加热/冷却控温。
化学加工分类
- 化学铣削
- 化学落料
- 化学雕刻
特殊用途可用反应性气体（如氯气喷射）实现气相化学加工/热氯加工，用于金属去毛刺。
1. 化学铣削
工业蚀刻：用温控蚀刻液浸泡切削区溶解材料成形。别称：光蚀刻、化学蚀刻、光化学蚀刻/加工。主用于金属。源自文艺复兴时期铠甲装饰/印刷蚀刻工艺（替代金属雕刻）。核心：蚀刻剂溶解切削区材料，抗蚀剂保护特定区域。
应用：PCB、半导体制造；航空航天大型构件（飞机蒙皮、导弹面板、机身挤压件）浅层去除；集成电路、MEMS制造；半导体常用等离子蚀刻。
2. 化学落料
化学铣削变体。化学作用完全去除多区域材料。主用于薄板/箔（≤2mm）。工件清洗/还原/酸碱选蚀→干燥→浸/离心/喷涂光刻胶→干燥固化→底片曝光显影（裸露金属）→喷淋/浸泡蚀刻液（氢氟酸蚀钛等）1~15分钟→去灰得成品。
3. 化学雕刻
用光刻胶抗蚀剂实现PCB、复杂图形切割/雕刻。
• 极薄金属（0.005mm）可加工
• 高精度±0.015mm
• 自动化照相技术实现高产率
化学加工应用
- 金属去除深度至微米级、公差严格场合
- 表面粗糙度Ra 0.5~2μm
- 可加工锻件/铸件/挤压件/成型料等不规则成形件局部/整体表面
- 制造无毛刺复杂冲压件的主要工艺
优劣势
- 优势：无变形、无毛刺、易加工难加工材料
- 劣势：速度慢，不适合大批量/厚度>2mm工件
- 单板多件（10~100件）并行可提速
制造工艺