一种蚀刻不同厚度制备散热片的方法与流程

本发明涉及散热片制备
技术领域：
，具体涉及一种蚀刻不同厚度制备散热片的方法。
背景技术：
：金属散热片在通用散热器中广泛使用的散热配件，而散热片的散发热量与表面积成正比，因而行业内使用各种各种的工艺增加散热片的表面积，以提高散热片的散热效率。目前市面上常见的工艺是在金属材料的表面蚀刻图案，以增加金属材料的表面积。但目前在金属表面蚀刻的工艺基本为一次蚀刻工序只能蚀刻出一种厚度的，无法同时蚀刻出不同厚度的金属散热片，在同一块散热片上蚀刻两种不同厚度或三种不同厚度，则需要进行二至三次的蚀刻，一次蚀刻一个厚度，然后再次涂覆感光胶、再次曝光、再次显影、再次蚀刻，才能蚀刻下一厚度。显然分批次蚀刻不同厚度的工艺效率极低，重复多次繁杂的中间流程，增加了生产成本。技术实现要素：为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种蚀刻不同厚度制备散热片的方法，该蚀刻方法操作简便，可在同一块金属散热片上同时蚀刻不同厚度，提高了蚀刻不同厚度的生产效率，简化传统的蚀刻工艺，成本低，能适用于大规模生产中。本发明的目的在于提供一种散热片，该散热片通过一次蚀刻具有不同厚度的结构，散热效率高，且安装便捷。本发明的目的通过下述技术方案实现：一种蚀刻不同厚度制备散热片的方法，包括如下步骤：步骤a：采用菲林机绘制散热片菲林，并输出所述散热片菲林，所述散热片菲林包括曝光区和非曝光区，所述曝光区包括散热腔部菲林和裙边部菲林，所述非曝光区于所述散热腔部菲林中分布有若干个散热微点，非曝光区于裙边部菲林设置有第一交错网格；步骤b：取一金属散热片，在金属散热片的两表面丝网印刷感光胶，烘干，制得印刷有感光胶层的金属散热片；步骤c：将步骤a输出的散热片菲林与步骤b印刷有感光胶层的金属散热片对准，然后进行曝光，通过散热片菲林中的曝光区将金属散热片表面的对应感光胶部分曝光；步骤d：将步骤c中曝光处理后的金属散热片进行显影处理，烘干；步骤e：将步骤d中显影处理并烘干后的金属散热片进行蚀刻，蚀刻后采用去膜液去除感光胶，则制得不同厚度的散热片。本发明的蚀刻方法操作简便，通过在裙边部菲林设置非曝光的第一交错网格，使得在曝光处理后，感光层对应裙边部菲林的位置形成非曝光的交错网格，并对应述散热腔部菲林的位置形成非曝光的若干个散热微点，而感光层的曝光区域在曝光时发生反应，并在显影过程中，显影液与曝光区的感光胶中和、溶解，裸露出金属材料表面，以进行金属材料表面的蚀刻处理；而感光层的非曝光区域（对应包括散热腔中部的若干个散热微点以及裙边部的第一交错网格），在曝光时并未发生化学反应，因而在显影时不存在酸碱中和，使得感光胶保留下来并对金属材料的对应位置遮盖、保护。在蚀刻过程中，蚀刻液在非曝光的交错网格中需渗入至网格的网孔空隙中，使得非曝光的交错网格减缓了蚀刻液对金属材料的直接接触、蚀刻，进而降低了对金属散热片裙边部的蚀刻效率，实现了金属散热片不同位置调整不同的蚀刻厚度，可在同一块金属散热片上同时蚀刻不同厚度，其中，交错网格的网孔密度越大，蚀刻的效率越低。此方法简化了传统在同一块金属材料上蚀刻不同厚度的工序，提高了蚀刻不同厚度金属材料的生产效率，降低了生产成本，能适用于大规模的生产中。优选的，所述步骤a中，非曝光区于裙边部菲林设置的第一交错网格的网孔密度为200-280个/cm2；所述非曝光区于若干个所述散热微点上均设置有第二交错网格，所述第二交错网格的网孔密度为150-180个/cm2。本发明通过严格控制第一交错网孔的网孔密度，能调控蚀刻液于金属材料表面的接触表面积，网孔密度越大，金属材料表面与蚀刻液接触的表面积越小，能有效减缓蚀刻液对金属材料的直接接触、蚀刻，降低了对金属散热片裙边部的蚀刻效率，使得对金属散热片裙边部的蚀刻厚度减少；而散热腔部所裸露的金属材料表面积较多，使得蚀刻效率较快。散热腔部的蚀刻效率与裙边部的蚀刻效率差异，使得两部分的蚀刻效果存在差异，进而蚀刻出不同厚度的金属材料部分。若第一交错网格的网孔密度过大，则蚀刻效率过小，使得无法蚀刻出裙边部，无法形成裙边部，难以实现金属散热片的安装；而若第一交错网格的网孔密度过小，则蚀刻效率增大，容易与裙边部的蚀刻效率持平，而难以时刻出两种不同厚度的金属材料。本发明设置的第二交错网格为对应若干个散热微点设置，原理与裙边部的第一交错网格相同，交错网格的网孔密度越大，蚀刻的效率越低；因而通过对于散热微点上设置第二交错网格，能蚀刻出不同厚度的散热微点。优选的，所述步骤b中，印刷感光胶后的烘干温度为40-95℃，烘干时间为80-120s；印刷的感光胶为深圳市泽成丰新材料有限公司的柯美特plus-8000型感光胶、深圳市泽成丰新材料有限公司的柯美特plus-7080型感光胶、无锡市赛特化工有限公司gksd—2102b型感光胶中的一种。本发明严格控制感光胶的烘干温度和烘干时间，能使感光胶固化完全，能对金属材料的对应部分实现遮蔽、保护，若短时间的高温烘干，容易导致感光胶内层未聚合固化完全，进而影响曝光区后续的曝光处理，使得曝光过程的化学反应不完全，导致显影过程中容易被溶解、去除，影响蚀刻效果。而本发明采用的感光胶为市面上常见的感光胶，如深圳市泽成丰新材料有限公司的柯美特plus-8000型感光胶、深圳市泽成丰新材料有限公司的柯美特plus-7080型感光胶、无锡市赛特化工有限公司gksd—2102b型感光胶等等，或其余市面上常见的感光胶种类，均在本发明的保护范围之内。优选的，所述步骤c中，曝光功率为43-50mj/cm2,曝光时间12-18s；能将感光层中对应散热片菲林上的曝光区域实现曝光，其感光胶则在曝光条件下发生化学反应，而未被曝光的感光胶则能在显影处理中溶解、去除；而严格控制曝光功率和时间，能保证感光胶曝光完全，保证后续的显影处理和蚀刻工序。优选的，所述步骤d中，显影处理采用显影液经喷淋处理，然后用去离子水冲洗，再进行烘干；所述显影液包括如下重量份的原料：复合铵20-23份溴化钾8-12份十二烷基氨基丙酸5-7份无水亚硫酸钠4-6份无水碳酸钠5-8份对苯二酚2-4份甲基-4-氨基苯酚硫酸盐1-3份去离子水50-55份。本发明通过采用上述的显影液，能对曝光的感光胶进行酸碱中和反应，进而溶解并去除曝光的感光胶，显影处理后采用去离子水冲洗干净显影液并烘干，避免显影液对后续的蚀刻过程中蚀刻液产生影响。其中，本发明采用复合铵对曝光区域的感光胶容易中和、溶解，而传统采用单一的铵类（如四甲基氢氧化铵），在低浓度下容易溶胀溶解未曝光的区域而导致曝光图案坍塌和感光层减薄，而本发明的复合铵比单一铵类提高了稳定性。而采用的十二烷基氨基丙酸作为显影液的表面活性剂和促进剂，并增加了后续蚀刻液与金属材料的亲密性，改善蚀刻液对光刻胶的亲和力，进而使得蚀刻液能进入至裙边部的交错网格处，对具有交错网格状感光胶层的金属材料表面进行蚀刻，保证裙边部交错网格部分的蚀刻，并能有效抑制蚀刻液对感光胶与金属材料的结合面的侵蚀与渗透，进而使得蚀刻表面平坦光滑。而采用的溴化钾能使未曝光的银盐在显影过程中不起变化，避免未曝光的感光胶溶解或发生雾翳；而采用的无水亚硫酸钠则作为显影液的保护剂，防止甲基-4-氨基苯酚硫酸盐氧化；而采用的无水碳酸钠则作为显影液的促进剂，促进对未曝光的感光胶的溶解。优选的，每份所述复合铵包括6-8份四甲基氢氧化铵和3-5份三乙基单甲基碳酸氢铵。本发明采用复合铵对已曝光的感光胶进行溶解，比单一铵类的稳定性高，其中采用的三乙基单甲基碳酸氢铵具有较长的烷基链，空间位阻增大，减低了对未曝光的感光胶的扩散能力，进而减少了对未曝光区域的感光胶溶解速率，而与四甲基氢氧化铵复配使用则提高了溶解曝光感光胶的能力；此外，混合铵对二氧化碳的吸收能力降低，显影液稳定性增加，可降低图案缺陷率和污点率优选的，所述步骤d中，烘干的温度为95-120℃，烘干时间为2-5min。本发明通过严格控制显影处理及去离子水冲洗处理后的烘干温度及时间，能使得金属材料表面的水分挥发干净，避免残留的水分稀释蚀刻液，并避免金属材料表面形成水膜层，影响蚀刻液对金属材料表面的蚀刻处理。优选的，所述步骤e中，蚀刻处理根据不同金属材料的散热片采用对应的材料蚀刻液浸泡蚀刻，蚀刻时间为60-100s；所述去膜液为上海富柏化工有限公司的cl-505型去膜液、昆山德文电子材料有限公司的ut-5100型去膜液、东莞毅洋化工有限公司的yy-8108型去膜液中的一种。本发明针对不同的金属材料采用不同材料的蚀刻液进行蚀刻处理，对应性强，且蚀刻后采用去膜液去除未被曝光的感光胶，进而制得完整的散热片；其中，所述去膜液为市面上常见的去膜液，如上海富柏化工有限公司的cl-505型去膜液、昆山德文电子材料有限公司的ut-5100型去膜液、东莞毅洋化工有限公司的yy-8108型去膜液等等，或其余市面上常见的去膜液种类，均在本发明的保护范围之内。本发明的目的通过下述技术方案实现：一种散热片，所述散热片通过上述蚀刻不同厚度制备散热片的方法所制得，所述散热片包括一体成型的安装部、散热部和裙边部，所述安装部的一端与散热部连接，所述裙边部围设于散热部的边缘；所述散热部的中部凹设有散热腔，所述散热腔内凸设有若干个散热微点；所述安装部的厚度大于散热部的中部的厚度，所述裙边部的厚度小于安装部的厚度。优选的，所述裙边部的厚度大于散热部中部的厚度，所述散热部边缘的厚度大于散热部中部的厚度，散热部边缘的厚度等于安装部的厚度。参见附图1，所述散热腔是感光胶层经过曝光处理，并经显影液去除曝光的感光胶，最后蚀刻而成的，是通过蚀刻的方式形成的下凹腔体，而散热微点则为未曝光的一部分，使得下凹的散热腔体与散热微点形成较大的表面积，提高了散热效率。裙边部同样为通过蚀刻的方式制成厚度比安装部要小的结构，而由于裙边部的感光胶具有未曝光的交错网格，使得裙边部的蚀刻效率比散热腔体的要低，进而使蚀刻得到的裙边部厚度比蚀刻了散热腔体的散热部厚度要大。此外，散热部的边缘部分厚度与安装部厚度相同，并未被蚀刻。优选的，若干个所述散热微点的厚度可不均一，可在部分散热微点的感光胶处设置有非曝光的第二交错网格，使得部分散热微点的进行蚀刻处理，部分的散热微点不进行蚀刻处理，且蚀刻的效率可通过调整菲林非曝光区的交错网格的网孔密度，使得散热微点的蚀刻效率不同，进而蚀刻出不同厚度的交错网格。本发明的有益效果在于：本发明的蚀刻方法操作简便，在蚀刻过程中，蚀刻液在非曝光的交错网格中需渗入至网格的网孔空隙中，使得非曝光的交错网格减缓了蚀刻液对金属材料的直接接触、蚀刻，进而降低了对金属散热片裙边部的蚀刻效率，实现了金属散热片不同位置调整不同的蚀刻厚度，可在同一块金属散热片上同时蚀刻不同厚度，此方法简化了传统在同一块金属材料上蚀刻不同厚度的工序，提高了蚀刻不同厚度金属材料的生产效率，降低了生产成本，能适用于大规模的生产中。而本发明通过上述蚀刻方法制得的散热片，结构新颖，不同的部位具有不同的厚度的，安装便捷，散热效率高。附图说明图1是本发明所述散热片的正面结构示意图；图2是本发明图1中a-a方向的截面结构图；附图标记为：1—安装部、2—散热部、21—散热腔、22—散热微点、3—裙边部。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1~2对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。实施例1一种蚀刻不同厚度制备散热片的方法，包括如下步骤：步骤a：采用菲林机绘制散热片菲林，并输出所述散热片菲林，所述散热片菲林包括曝光区和非曝光区，所述曝光区包括散热腔21部菲林和裙边部3菲林，所述非曝光区于所述散热腔21部菲林中分布有若干个散热微点22，非曝光区于裙边部3菲林设置有第一交错网格；步骤b：取一金属散热片，在金属散热片的两表面丝网印刷感光胶，烘干，制得印刷有感光胶层的金属散热片；步骤c：将步骤a输出的散热片菲林与步骤b印刷有感光胶层的金属散热片对准，然后进行曝光，通过散热片菲林中的曝光区将金属散热片表面的对应感光胶部分曝光；步骤d：将步骤c中曝光处理后的金属散热片进行显影处理，烘干；步骤e：将步骤d中显影处理并烘干后的金属散热片进行蚀刻，蚀刻后采用去膜液去除感光胶，则制得不同厚度的散热片。所述步骤a中，非曝光区于裙边部3菲林设置的第一交错网格的网孔密度为200个/cm2；所述非曝光区于若干个所述散热微点22上均设置有第二交错网格，所述第二交错网格的网孔密度为150个/cm2。所述步骤b中，印刷感光胶后的烘干温度为40℃，烘干时间为120s；印刷的感光胶为深圳市泽成丰新材料有限公司的柯美特plus-8000型感光胶。所述步骤c中，曝光功率为43mj/cm2,曝光时间18s。所述步骤d中，显影处理采用显影液经喷淋处理，然后用去离子水冲洗，再进行烘干；所述显影液包括如下重量份的原料：复合铵20份溴化钾8份十二烷基氨基丙酸5份无水亚硫酸钠4份无水碳酸钠5份对苯二酚2份甲基-4-氨基苯酚硫酸盐1份去离子水50份。每份所述复合铵包括6份四甲基氢氧化铵和5份三乙基单甲基碳酸氢铵。所述步骤d中，烘干的温度为95℃，烘干时间为5min。所述步骤e中，蚀刻处理根据不同金属材料的散热片采用对应的材料蚀刻液浸泡蚀刻，蚀刻时间为60s；所述去膜液为上海富柏化工有限公司的cl-505型去膜液。见附图1至附图2，一种散热片，所述散热片通过上述蚀刻不同厚度制备散热片的方法所制得，所述散热片包括一体成型的安装部1、散热部2和裙边部3，所述安装部1的一端与散热部2连接，所述裙边部3围设于散热部2的边缘；所述散热部2的中部凹设有散热腔21，所述散热腔21内凸设有若干个散热微点22；所述安装部1的厚度大于散热部2的中部的厚度，所述裙边部3的厚度小于安装部1的厚度。所述裙边部3的厚度大于散热部2中部的厚度，所述散热部2边缘的厚度大于散热部2中部的厚度，散热部2边缘的厚度等于安装部1的厚度。实施例2本实施例与上述实施例1的区别在于：所述步骤a中，非曝光区于裙边部3菲林设置的第一交错网格的网孔密度为220个/cm2；所述非曝光区于若干个所述散热微点22上均设置有第二交错网格，所述第二交错网格的网孔密度为160个/cm2。所述步骤b中，印刷感光胶后的烘干温度为50℃，烘干时间为110s；印刷的感光胶为深圳市泽成丰新材料有限公司的柯美特plus-7080型感光胶。所述步骤c中，曝光功率为45mj/cm2,曝光时间16s。所述步骤d中，显影处理采用显影液经喷淋处理，然后用去离子水冲洗，再进行烘干；所述显影液包括如下重量份的原料：复合铵21份溴化钾9份十二烷基氨基丙酸5.5份无水亚硫酸钠4.5份无水碳酸钠6份对苯二酚2.5份甲基-4-氨基苯酚硫酸盐1.5份去离子水51份。每份所述复合铵包括6.5份四甲基氢氧化铵和4.5份三乙基单甲基碳酸氢铵。所述步骤d中，烘干的温度为100℃，烘干时间为4min。所述步骤e中，蚀刻处理根据不同金属材料的散热片采用对应的材料蚀刻液浸泡蚀刻，蚀刻时间为70s；所述去膜液为昆山德文电子材料有限公司的ut-5100型去膜液。实施例3本实施例与上述实施例1的区别在于：所述步骤a中，非曝光区于裙边部3菲林设置的第一交错网格的网孔密度为240个/cm2；所述非曝光区于若干个所述散热微点22上均设置有第二交错网格，所述第二交错网格的网孔密度为170个/cm2。所述步骤b中，印刷感光胶后的烘干温度为70℃，烘干时间为1000s；印刷的感光胶为、无锡市赛特化工有限公司gksd—2102b型感光胶。所述步骤c中，曝光功率为46mj/cm2,曝光时间15s。所述步骤d中，显影处理采用显影液经喷淋处理，然后用去离子水冲洗，再进行烘干；所述显影液包括如下重量份的原料：复合铵22份溴化钾10份十二烷基氨基丙酸6份无水亚硫酸钠5份无水碳酸钠6.5份对苯二酚3份甲基-4-氨基苯酚硫酸盐2份去离子水52份。每份所述复合铵包括7份四甲基氢氧化铵和4份三乙基单甲基碳酸氢铵。所述步骤d中，烘干的温度为110℃，烘干时间为3.5min。所述步骤e中，蚀刻处理根据不同金属材料的散热片采用对应的材料蚀刻液浸泡蚀刻，蚀刻时间为80s；所述去膜液为东莞毅洋化工有限公司的yy-8108型去膜液。实施例4本实施例与上述实施例1的区别在于：所述步骤a中，非曝光区于裙边部3菲林设置的第一交错网格的网孔密度为260个/cm2；所述非曝光区于若干个所述散热微点22上均设置有第二交错网格，所述第二交错网格的网孔密度为170个/cm2。所述步骤b中，印刷感光胶后的烘干温度为80℃，烘干时间为90s；印刷的感光胶为深圳市泽成丰新材料有限公司的柯美特plus-8000型感光胶。所述步骤c中，曝光功率为48mj/cm2,曝光时间14s。所述步骤d中，显影处理采用显影液经喷淋处理，然后用去离子水冲洗，再进行烘干；所述显影液包括如下重量份的原料：复合铵22.5份溴化钾11份十二烷基氨基丙酸6.5份无水亚硫酸钠5.5份无水碳酸钠7份对苯二酚3.5份甲基-4-氨基苯酚硫酸盐2.5份去离子水54份。每份所述复合铵包括7.5份四甲基氢氧化铵和3.5份三乙基单甲基碳酸氢铵。所述步骤d中，烘干的温度为115℃，烘干时间为3min。所述步骤e中，蚀刻处理根据不同金属材料的散热片采用对应的材料蚀刻液浸泡蚀刻，蚀刻时间为90s；所述去膜液为上海富柏化工有限公司的cl-505型去膜液。实施例5本实施例与上述实施例1的区别在于：所述步骤a中，非曝光区于裙边部3菲林设置的第一交错网格的网孔密度为280个/cm2；所述非曝光区于若干个所述散热微点22上均设置有第二交错网格，所述第二交错网格的网孔密度为180个/cm2。所述步骤b中，印刷感光胶后的烘干温度为95℃，烘干时间为80s；印刷的感光胶为深圳市泽成丰新材料有限公司的柯美特plus-7080型感光胶。所述步骤c中，曝光功率为50mj/cm2,曝光时间12s。所述步骤d中，显影处理采用显影液经喷淋处理，然后用去离子水冲洗，再进行烘干；所述显影液包括如下重量份的原料：复合铵23份溴化钾12份十二烷基氨基丙酸7份无水亚硫酸钠6份无水碳酸钠8份对苯二酚4份甲基-4-氨基苯酚硫酸盐3份去离子水55份。每份所述复合铵包括8份四甲基氢氧化铵和3份三乙基单甲基碳酸氢铵。所述步骤d中，烘干的温度为120℃，烘干时间为2min。所述步骤e中，蚀刻处理根据不同金属材料的散热片采用对应的材料蚀刻液浸泡蚀刻，蚀刻时间为100s；所述去膜液为昆山德文电子材料有限公司的ut-5100型去膜液。对比例1本对比例与上述实施例3的区别在于：所述显影液为安智电子材料有限公司的az300 mif型显影液。对比例2本对比例与上述实施例3的区别在于：所述步骤d中，所述显影液包括如下重量份的原料：四甲基氢氧化铵22份溴化钾10份十二烷基氨基丙酸6份无水亚硫酸钠5份无水碳酸钠6.5份对苯二酚3份甲基-4-氨基苯酚硫酸盐2份去离子水52份。对比例3本对比例与上述实施例3的区别在于：所述步骤d中，所述显影液包括如下重量份的原料：三乙基单甲基碳酸氢铵22份溴化钾10份十二烷基氨基丙酸6份无水亚硫酸钠5份无水碳酸钠6.5份对苯二酚3份甲基-4-氨基苯酚硫酸盐2份去离子水52份。采用厚度为1mm的铜合金材料分别经过上述实施例1-5及对比例1-3的工艺处理，并测量所制得的铜合金散热片的蚀刻精密度和表面光滑情况，其中表面光滑情况测试包括显微观察以及水滴测试，将水滴于蚀刻部位，水滴能顺利流动、无挂于金属表面，则金属表面较为光滑；若金属表面粗糙，使得水滴的表面张力增大，则形成水滴挂于金属表面的现象。具体的测试结果如下所示：蚀刻精密度/mm表面光滑情况实施例1±0.1表面光滑，无粗糙感，无挂水滴现象实施例2±0.08表面光滑，无粗糙感，无挂水滴现象实施例3±0.06表面光滑，无粗糙感，无挂水滴现象实施例4±0.07表面光滑，无粗糙感，无挂水滴现象实施例5±0.09表面光滑，无粗糙感，无挂水滴现象对比例1±0.15表面略粗糙，有明显挂水滴现象对比例2±0.12表面光滑，无粗糙感，有轻微挂水滴现象对比例3±0.13表面光滑，无粗糙感，有轻微挂水滴现象由上述测试数据可知，通过采用本申请的显影液能对曝光区的感光胶中和、溶解，裸露出金属材料表面，并能对于未曝光处理的交错网格的曝光缝隙进行精准溶解，以进行金属材料表面的蚀刻处理，使制得的散热片表面光滑，精密度高。而对比例1中采用市面上的显影液，具体为安智电子材料有限公司的az300 mif型显影液，蚀刻得到的金属材料精密度显著降低，且蚀刻后的金属表面较为粗糙，有挂水滴现象，表明现有市面上的显影液对曝光后的感光胶清除不完全，造成部分曝光区的感光胶溶解去除、部分未去除，进而影响蚀刻的精度。进一步说明本发明的显影液对曝光区域的感光胶容易中和、溶解，并增加了后续蚀刻液与金属材料的亲密性，改善蚀刻液对光刻胶的亲和力，进而使得蚀刻液能进入至裙边部3的交错网格处，对具有交错网格状感光胶层的金属材料表面进行蚀刻，保证裙边部3交错网格部分的蚀刻，并能有效抑制蚀刻液对感光胶与金属材料的结合面的侵蚀与渗透，进而使得蚀刻表面平坦光滑。而对比例2-3均采用单一的铵类，蚀刻得到的金属材料精密度降低，且蚀刻后的金属表面有挂水滴现象，说明本发明采用复合铵对已曝光的感光胶进行溶解，比单一铵类的稳定性高，减低了对未曝光的感光胶的扩散能力，并减少了对未曝光区域的感光胶溶解速率，保证溶解曝光感光胶的精度。上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。当前第1页12