基于喷射条件的蚀刻特性和雾化特性研究

本研究根据蚀刻条件的变化，对蚀刻特性——蚀刻率和蚀刻系数进行了球面分析，并使用速度、液滴大小、冲击力(PDA)系统分析了喷嘴、喷射压力、线短距离、工质物性值变化时的喷雾特性，并考察了与蚀刻特性的相互关系。

图 1推出了用于分析喷雾特性的实验装置。实验装置的组成由喷射系统、PDA时系统组成。喷射系统由喷射喷嘴、压力表、调节器、大型水箱、净水过滤器、用于喷射压力调节的阀门、用于温度调节准确性的冷冻机等组成，PDA系统由激光、发送器、水矿工、信号处理程序、三维移送装置、计算机等组成。为了测量蚀刻特性，首先在蚀刻场齿内固定铁板试片，然后通过喷射喷嘴垂直向下喷射氯化铁溶液，并利用清洗和干燥后的微米测量残留试片的厚度。此外，制作桅杆图案，脱脂和清洗铁板表面后，涂抹感光树脂，使其干燥，通过制作的母版图案调查紫外线，在感光膜上打印一定的形状。

为了去除光膜作为水，给残留的感光膜赋予强度，在经过硬膜工艺后，在完成现象的铁板上喷射氯化铁溶液，进行了加工形状的蚀刻工艺，通过剥离工艺去除蚀刻结束的产品的感光膜后，使用三维光学测量装置测量了蚀刻特性。喷雾特性测量通过初步试验，确认了喷雾的对称性，以喷雾中心轴为基准，对喷雾横截面的四分之一部分进行了喷雾特性测量，为了比较蚀刻特性和喷雾特性，有必要通过改变常温水的物性值来分析喷雾特性。根据这些温度变化的蚀刻溶液的物性值是粘度和密度，制作了接近实际蚀刻溶液粘度和密度的相似流体，分析了其雾化特性。

图2是以厚度为0.12毫米的铁板诗篇上对喷嘴A和B的喷射压力，在线短距离为200毫米时垂直向下蚀刻5分钟，然后与喷嘴中心轴相交的铁板诗篇上的点为基准，在半径方向上出现蚀刻率的变化。从A喷嘴的情况可以看出，在各自的喷射压力下，蚀刻率比B喷嘴大，在各自的喷嘴上，喷射压力越大，蚀刻率就越大。

图3是在线短距离为200毫米时，根据喷嘴和喷射压力力的径向平均速度按半径距离表示的。a、B喷嘴均随着喷射压力的增加，轴向平均速度增加,这是因为喷雾动量随喷射压力的增加而增加。随着径向距离的增加，轴向平均速度在下降，这是因为随着雾化外角的增加，周围空气的阻力和流入，轴向喷雾动量减少。另外，A喷嘴的轴向平均速度在各自的喷射压力下比B喷嘴大，这是因为A喷嘴与B喷嘴相比，B喷嘴直径的长度比A喷嘴形状比小，ASWAVLER角度大，向垂直方向进一步倾斜。

在线短距离200毫米时，根据喷嘴和喷射压力力按半径距离得出的液滴大小,A、B喷嘴均减少了液滴大小，以增加喷射压力。另外，从喷雾中心到喷雾外角，液滴大小越来越大，这是因为液滴在喷雾中心以较快的速度下降，与周围空气的相对速度变大，液滴相互碰撞导致的分裂，喷雾外角出现了相对小于喷雾中心的相对速度和液滴之间相互作用的合成现象，因此液滴的大小增加。另外，可以看出，A喷嘴的液滴大小在各自的喷射压力下比B喷嘴相对小。这是因为喷嘴形象比的差异。

经过图案制作、正面、涂层、老光、显影工艺的铁板标本上，对喷嘴A和B以4 kgKcnf为喷射压力，在线短距离150，170，200毫米处对样品的侧面进行蚀刻后，通过测量图案上设计的宽度和蚀刻深度以及横向蚀刻宽度计算得出的蚀刻系数,两个喷嘴都显示出随着线团距离的减少，蚀刻系数增加的趋势。这是因为先端距离越小，喷嘴喷射的蚀刻溶液的分裂液的动量越大，对铁板标本产生的蚀刻效果就越大，从而使蚀刻后的蚀刻溶液不在蚀刻部分，向外排出的流动就越顺畅，蚀刻的部分持续供应新的蚀刻溶液，因此在深度方向上的蚀刻比横向蚀刻大。

根据径向距离表示喷嘴和直线短距离的轴向平均速度,a、B喷嘴都有随着直线短距离和径向距离的增加而降低轴向平均速度的趋势,这是喷雾流和喷雾外角，越来越多的周围空气的阻力和流入,在这种强烈作用下，当喷雾动量减少时，就会被当作门来饲料。另外，站在各自的前缘距离上，可以看到A喷嘴的轴向平均速度比B喷嘴显示得大。分析蚀刻特性刻蚀系数与雾化特性的关系，表明在液敌人轴向平均速度、冲击力和液敌人大小较大的情况下，蚀刻系数出现了很大的变化，在液敌人大小方面，这与蚀刻率是相反的结果。另外，蚀刻系数越大，图案的设计尺寸越精细，有利于超精密微细加工。因此，在用包皮环切技术生产产品的产业现场，有必要通过喷嘴的选择和喷嘴的喷射条件优化来提高蚀刻系数。

通过分析温度和喷射压力变化下的蚀刻系数与粘度和密度变化下的雾化特性的关系，可以发现，在同一直线短距离下，蚀刻溶液的温度越高，即粘度和密度越低，蚀刻系数越大，在这种情况下，雾化液敌人的轴向平均速度越大，液滴大小越小。因此，蚀刻特性和喷雾特性具有相互关联性，为了确保在实际产业现场有利于微细加工的蚀刻系数，选择蚀刻效果大、微粒化良好的喷嘴和喷射条件非常重要。

本研究测量了基于喷射条件的蚀刻特性和雾化特性，分析了雾化特性对蚀刻特性的影响，得出了以下结论:(1)在同一直线短距离处，蚀刻率在喷射压力大的情况下和喷雾中心营站出现较大的情况下，在液滴轴向平均速度和冲击力大、液滴大小小的情况下，蚀刻率出现较大的情况；(2)以冲击力分析了与蚀刻率关系最大的雾化特性；(3)从平均速度、冲击力、液滴大小越大的情况下，蚀刻系数就越大；(4)随着蚀刻溶液的温度和喷射压力的增加，蚀刻系数增加了，在这种情况下，相对来说，雾化液敌人的轴向平均速度大，液体体积小。

蚀刻特性和雾化特性具有相互关联性，为了确保在实际产业现场有利于微细加工的蚀刻计数量，选择蚀刻效果大、微粒化良好的喷嘴和喷射条件是重中之重。

　　审核编辑：汤梓红