25年蝕刻領(lǐng)域?qū)崙?zhàn)經(jīng)驗(yàn),擁有上萬次成功案例,500強(qiáng)企業(yè)的信賴。


一、引言
在現(xiàn)代制造業(yè)中,電鍍工藝、電鑄工藝和蝕刻工藝是三種核心技術(shù),分別對(duì)應(yīng)表面處理、精密復(fù)制和材料去除三大領(lǐng)域。盡管三者均基于電化學(xué)或化學(xué)原理,但其工藝目標(biāo)、應(yīng)用場(chǎng)景和操作流程差異顯著。本文通過對(duì)比三者原理、流程及典型應(yīng)用,解析其技術(shù)特性與互補(bǔ)關(guān)系。
二、工藝原理的核心差異
電鍍工藝與電鑄工藝的共性及區(qū)分
電鍍工藝和電鑄工藝均依賴金屬離子的電解沉積原理(陽極溶解→陰極沉積),但核心目標(biāo)截然不同:
電鍍工藝側(cè)重于在基材表面形成微米級(jí)薄層(通常5-50μm),以提升防護(hù)性(如鍍鋅防銹)或裝飾性(如鍍金首飾)。其鍍層需與基體緊密結(jié)合,且無需脫模。
電鑄工藝旨在通過毫米級(jí)沉積(0.02-1.5mm)制造獨(dú)立金屬制品,例如標(biāo)牌、精密模具或金包銀首飾。工藝完成后需將沉積層與原模分離,形成自支撐結(jié)構(gòu)。
蝕刻工藝的減材本質(zhì)
蝕刻工藝通過化學(xué)腐蝕或物理沖擊去除材料,屬于減材制造。例如濕法蝕刻使用強(qiáng)酸選擇性溶解未受保護(hù)的金屬區(qū)域,形成微孔或圖案,廣泛用于PCB電路和半導(dǎo)體晶圓加工。其核心在于掩膜設(shè)計(jì)與腐蝕深度控制,與電鍍、電鑄的增材特性形成互補(bǔ)。
三、工藝流程的詳細(xì)對(duì)比
電鍍工藝的標(biāo)準(zhǔn)化流程
電鍍工藝分為三個(gè)階段:
前處理:基體清洗(除油、酸洗)→活化表面增強(qiáng)附著力;
電鍍沉積:調(diào)整電流密度(通常1-10 A/dm2)和時(shí)間,沉積目標(biāo)金屬(如鍍鎳、鍍金);
后處理:拋光或鈍化處理以提高耐磨性。
典型案例:電鍍金首飾通過電金水在銀坯表面沉積納米級(jí)金層,成本低但易脫色;電鍍硬鉻則用于機(jī)械零件表面強(qiáng)化。
電鑄工藝的復(fù)雜性與精度控制
電鑄工藝涉及更多定制化步驟:
原模制備:采用導(dǎo)電材料(如石墨)或非導(dǎo)電材料涂覆導(dǎo)電層;
電鑄沉積:采用低電流密度(0.5-5 A/dm2)以降低內(nèi)應(yīng)力,沉積時(shí)間可達(dá)數(shù)十小時(shí);
脫模與精加工:機(jī)械分離沉積層并填充樹脂加固,形成立體標(biāo)牌或精密噴嘴。
技術(shù)優(yōu)勢(shì):電鑄可復(fù)刻原模的微米級(jí)細(xì)節(jié),如唱片壓模的螺旋紋路或醫(yī)療器械的復(fù)雜腔體。
蝕刻工藝的精細(xì)化操作
蝕刻工藝需嚴(yán)格控制環(huán)境與參數(shù):
掩膜制備:通過光刻技術(shù)在金屬表面形成耐腐蝕圖案;
化學(xué)腐蝕:使用鹽酸、硝酸等蝕刻液溶解未保護(hù)區(qū)域(深度0.05-0.5mm);
去膜與清洗:去除殘留掩膜并檢查邊緣銳度。
應(yīng)用創(chuàng)新:干法蝕刻(如等離子體刻蝕)在半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)納米級(jí)精度,避免濕法工藝的橫向鉆蝕問題。
四、典型應(yīng)用場(chǎng)景分析
電鍍工藝的廣泛適用性
裝飾領(lǐng)域:首飾鍍金、衛(wèi)浴五金鍍鉻;
工業(yè)防護(hù):汽車零部件鍍鋅、電子接插件鍍鎳。
電鑄工藝的不可替代性
精密模具:光學(xué)透鏡模仁、微流控芯片母模;
三維結(jié)構(gòu)件:電鑄標(biāo)牌(厚度0.1-1mm)、航空航天輕量化零件。
蝕刻工藝的高精度需求
電子產(chǎn)業(yè):PCB電路板微孔蝕刻、柔性電路加工;
醫(yī)療器械:手術(shù)器械標(biāo)識(shí)、血管支架鏤空結(jié)構(gòu)。
五、技術(shù)挑戰(zhàn)與工藝優(yōu)化
電鍍工藝的環(huán)保升級(jí)
傳統(tǒng)電鍍工藝面臨六價(jià)鉻污染問題,綠色替代技術(shù)如三價(jià)鉻電鍍和脈沖電鍍逐漸普及,兼顧性能與環(huán)保。
電鑄工藝的缺陷控制
電鑄層易因內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致翹曲,需優(yōu)化電解液配方(如添加糖精鈉作為應(yīng)力消除劑)并采用脈沖電流改善沉積均勻性。
蝕刻工藝的精度極限突破
在半導(dǎo)體領(lǐng)域,原子層刻蝕(ALE)技術(shù)通過循環(huán)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)亞納米級(jí)去除,支撐5nm以下芯片制程。
電鍍工藝、電鑄工藝和蝕刻工藝分別代表了表面工程、精密成形和微納加工的技術(shù)前沿。三者在原理上的差異催生了互補(bǔ)性應(yīng)用:電鍍提升基材功能,電鑄復(fù)刻復(fù)雜結(jié)構(gòu),蝕刻實(shí)現(xiàn)精密去除。隨著制造業(yè)向高精度、綠色化發(fā)展,三者的工藝融合(如電鑄+蝕刻復(fù)合加工)將進(jìn)一步拓展其在高端制造中的潛力。