Cтраница 3
В любом случае выбор пластмассы зависит от образца, состава материала и площади или площадей исследуемых образцов. Состав образца определяет, какое травление следует производить для удаления деформированных на поверхности металлов и для выявления кристаллической структуры. Некоторые пластмассы могут не поддаваться действию определенных травителей, тогда как на другие они воздействуют. Следовательно, весьма желательно использовать такую пластмассу для заливки образцов, которая не подвергалась бы действию травителя, используемого для травления металла. Аналогично же, если представляющая интерес область образца находится вблизи края образца или на его крае, то следует выбирать пластмассу, обладающую хорошей адгезией с образцом. Для заливки образцов печатных плат желательно использовать винилхлорид. [31]
Экспериментальное изучение [107] пластифицирующего дей-ствия среды на монокристалл алюминия показало, что эффективны вещества, химически взаимодействующие с металлом с образованием мыл. По нашему мнению, это могло быть обусловлено только сдвигом неравновесной реакции растворения металла в сторону равновесия. При изучении монокристаллических и поликристаллических железа, цинка и кадмия было также установлено [109], что закрученная проволока закручивается в том же направлении ( с затуханием), если ее резко подвергнуть действию травителя, что связано с движением дислокаций после удаления барьера. [32]
Кешиан [3] использовал 10 - 20 % - ные водные и спиртовые растворы азотной кислоты для выявления крупных сегрегации. Мелкие сегрегации остаются неразличимыми из-за интенсивного вытравливания зе-ренной структуры. Для обнаружения дефектов в отливках рекомендуется проводить травление водными растворами азотной кислоты трех различных концентраций. Сначала удаляют следы предшествующей обработки травлением в 2 % - ном растворе, затем проводят промежуточное травление 5 - 8 % - ным раствором и окончательное - 10 % - ным раствором азотной кислоты. Этот способ вследствие большой глубины, на которую распространяется действие травителя, можно классифицировать как глубокое травление. По данным ASTM 25 % - ный раствор азотной кислоты в воде применяют для общего выявления структуры сталей и в некоторых случаях чугунов. [33]
Соединения серебра и меди широко используются в изготовлении так называемых печатных схем, микромодулей, твердыхги пленочных схем. Особое значение в современной технологии изготовления миниатюрных радиосхем приобрела техника точного травления - точечная и порисунку. Для этого широко применяется фотолитографический метод. Он заключается в следующем. Фоторезист способен задубливаться под действием ультрафиолетового облучения, после чего может противостоять действию травителей. Свойствами фоторезиста, например, обладают желатин с добавками бихромата калия, спирта и аммиака, поливиниловый спирт с бихроматом аммония и другие вещества. Фотографическим способом изготовляют шаблон ( маски) - четкий черно-бесцветный рисунок на фотопластинке. Им закрывают поверхность твердого тела со слоем фоторезиста. Облучают фоторезист через шаблон ультрафиолетовой лампой. На облученных участках фоторезист по-лимеризуется ( задубливается) и переходит в нерастворимое состояние. [34]
Травление раствором с малыми добавками кислоты и низким содержанием хлорида меди дает ясную картину. Умеренно обогащенные фосфором в результате ликвации участки сохраняют слабый рельеф и при правильно подобранном освещении выглядят светлыми. В случае применения травителя 216 эти участки вытравливаются и становятся темными. Только сильно обогащенные фосфором места остаются светлыми. При более про -, должительном травлении прекращается осаждение меди. При повышенных концентрациях кислоты медь не выделяется также и из растворов, содержащих хлорную медь. В этом случае действие травителя аналогично травлению соляной кислотой. Фрай предлагает, подбирая соотношение концентраций соли меди и соляной кислоты, разработать метод, позволяющий благодаря различной чувствительности отдельных травителей проводить количественный анализ сегрегации. [35]
Травление образцов увеличивает контраст между фазами, обнаруживает блочность в структуре, позволяет охарактеризовать взаимное расположение отдельных зерен. Выбор травителя определяется обычно экспериментально на основе химической природы составляющих фаз. Существует несколько способов нанесения травителя на шлиф. При одном из них полированную поверхность погружают в сосуд с травите-лем. При этом необходимо перемешивание, чтобы травление происходило равномерно и продукты травления не оседали на шлифе. Этот метод требует большого расхода реактивов. При других способах травящие реагенты наносят из капельницы на полированную поверхность или втирают в нее ватой. Время действия травителя определяют опытным путем, просматривая шлиф под микроскопом. Визуально это определить нельзя, так как некоторые сплавы сохраняют блестящую поверхность и в травленном виде. Недотравленные образцы снова полируют в течение 1 - 3 мин, а затем травят более продолжительное время. Если шлифы были приготовлены заранее, то глред травлением их поверхность активизируют кратковременной полировкой. Приготовление шлифов для изучения микротвердости производится таким же образом. Микротвердость измеряют на травленных образцах, причем выбирают такой травитель, который характеризуется меньшей скоростью взаимодействия с поверхностью образца. [36]
Травление образцов увеличивает контраст между фазами, обнаруживает блочность в структуре, позволяет охарактеризовать взаимное расположение отдельных зерен. Выбор травителя определяется обычно экспериментально на основе химической природы составляющих фаз. Существует несколько способов нанесения травителя на шлиф. При одном из них полированную поверхность погружают в сосуд с травите-лем. При этом необходимо перемешивание, чтобы травление происходило равномерно и продукты травления не оседали на шлифе. Этот метод требует большого расхода реактивов. При других способах травящие реагенты наносят из капельницы на полированную поверхность или втирают в нее ватой. Время действия травителя определяют опытным путем, просматривая шлиф под микроскопом. Визуально это определить нельзя, так как некоторые сплавы сохраняют блестящую поверхность и в травленном виде. Недотравленные образцы снова полируют в течение 1 - 3 мин, а затем травят более продолжительное время. Если шлифы были приготовлены заранее, то перед травлением их поверхность активизируют кратковременной полировкой. Приготовление шлифов для изучения микротвердости производится таким же образом. Микротвердость измеряют на травленных образцах, причем выбирают такой травитель, который характеризуется меньшей скоростью взаимодействия с поверхностью образца. [37]
Изменение бокового травления ( М на рис. 16 6 и в) называют подтравливанием, а отношение толщины пленки к расстоянию растравливания - коэффициентом травления или клином травления. Отсюда следует, что нормальным подтравливанием ( коэффициент травления равен примерно 1) считают такое, при котором ширина растравливания линии вдвое больше толщины пленки. Нередко бывают случаи, когда коэффициент травления значительно меньше единицы, как это показано на рис. 16 в. Прямая наклонная линия в профиле - случай идеальный, на самом же деле она искривлена. Случаи сильного подтравливаыия такого типа наиболее вероятно встречаются при травлении пленок растворами фтористоводородной кислоты. В результате этого линии рисунка получаются искривленными, и для преодоления этого недостатка приходится потратить много усилий на выяснение причин такого явления. Так как явлению предпочтительных скоростей бокового растравливания трудно найти объяснение, его обычно оценивают по постепенному отслаиванию покрытия фоторезиста, из-за чего экспонируемая поверхность, подвергаемая травлению, увеличивается. Отделению полимерного покрытия от поверхности окисла должна предшествовать постепенная потеря адгезии под действием травителя. [38]
Химическое растворение участков фольги, не покрытых защитным слоем. После нанесения химически устойчивого позитивного рисунка схемы фольгированную пластину помещают в травильную ванну. При травлении медной фольги используется водный раствор хлорного железа ( плотность 1 3) с небольшой добавкой соляной кислоты для поддержания кислотности ванны рН 2 5, что несколько интенсифицирует процесс травления. Травление ускоряется также при повышении температуры раствора, увеличении силы удара травильного раствора о подложку, увеличении количества воздуха, поступающего в зону реакции. Другим травильным раствором может быть азотная кислота, персульфат аммония и хлорная медь. При воздействии травителя незащищенные места материала заготовки растворяются. При травлении металлических пластин толщиной 75 мкм обеспечивается допуск 5 мкм, однако следует учесть, что за счет бокового травления ( подтравливание фольги с торца) этот допуск несколько увеличивается. Наибольшую точность и четкость линий при нанесении защитного рисунка дает фотоспособ, при котором на очищенную медную поверхность наносят светочувствительную эмульсию. Облученные светом участки эмульсии полимеризуются, переходят в нерастворимое состояние и приобретают кислотоупорные свойства. Вещество, из которого состоит защитный слой, должно быть стойким к действию травителя, иметь плотное строение и прочно закрепляться на медной фольге. Обычно применяются кислотоупорные краски, смолы, воск, битум и другие материалы. [39]
Химическое растворение участков фольги, не. После нанесения химически устойчивого позитивного рисунка схемы фольгированную пластину помещают в травильную ванну. При травлении медной фольги используется водный раствор хлорного железа ( плотность 1 3) с небольшой добавкой соляной кислоты для поддержания кислотности ванны рН 2 5, что несколько интенсифицирует процесс травления. Травление ускоряется также при повышении температуры раствора, увеличении силы удара травильного раствора о подложку, увеличении количества воздуха, поступающего в зону реакции. Другим травильным раствором может быть азотная кислота, персульфат аммония и хлорная медь. При воздействии травителя незащищенные места материала заготовки растворяются. При травлении металлических пластин толщиной 75 мкм обеспечивается допуск 5 мкм, однако следует учесть, что за счет бокового травления ( подтравливание фольги с торца) этот допуск несколько увеличивается. Наибольшую точность и четкость линий при нанесении защитного рисунка дает фотоспособ, при котором на очищенную медную поверхность наносят светочувствительную эмульсию. Облученные светом участки эмульсии полимеризуются, переходят в нерастворимое состояние и приобретают кислотоупорные свойства. Вещество, из которого состоит защитный слой, должно, быть стойким к действию травителя, иметь плотное строение и прочно закрепляться на медной фольге. Обычно применяются кислотоупорные краски, смолы, воск, битум и другие материалы. [40]