CN102643027B - 玻璃蚀刻液及玻璃的蚀刻方法 - Google Patents
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Abstract
一种玻璃蚀刻液，包括重量百分含量为1％～15％的氢氟酸、1％～20％的硝酸、1％～20％的硫酸、1％～25％的磷酸及1％～20的％醋酸，余量为水。上述玻璃蚀刻液的蚀刻速率较快、且蚀刻后的玻璃表面较光滑且能够提高玻璃的强度。此外，还有必要提供一种玻璃蚀刻的方法。
Description
【技术领域】
本发明涉及玻璃的蚀刻减薄方法，特别涉及一种玻璃蚀刻液及使用上述玻璃蚀刻液蚀刻玻璃的方法。
【背景技术】
手机盖板玻璃切割磨边之后，会使使得玻璃的边缘有很多微裂纹，从而导致玻璃的抗弯强度很低，一般低于200MP。为了增强玻璃的强度，一般有三种方法：通过贴附防爆膜；安装边缘防震胶圈；使用单纯的氢氟酸。但是贴附防爆膜成本高，还增加了玻璃的厚度，降低了玻璃的透光率；边缘防震胶圈本身尺寸较大，不适合小尺寸基板；而采用单纯的氢氟酸蚀刻蚀玻璃边缘表面，去除微裂纹，并提升玻璃强度和抗冲击性，但是单纯的氢氟酸蚀刻速率慢，蚀刻后的玻璃表面粗糙不平整，且玻璃的强度恢复不够。
【发明内容】
基于此，有必要提供一种蚀刻速率较快、且蚀刻后的玻璃表面较光滑且能够提高玻璃强度的玻璃蚀刻液及玻璃的蚀刻方法。
一种玻璃蚀刻液，包括重量百分含量为1％～15％的氢氟酸、1％～20％的硝酸、1％～20％的硫酸、1％～25％的磷酸及1％～20％的醋酸，余量为水。
在其中一个实施例中，包括重量百分含量为3％～15％的氢氟酸、1％～20％的硝酸、1％～20％的硫酸、1％～25％的磷酸及2％～20％的醋酸，余量为水。
在其中一个实施例中，包括重量百分含量为包括重量百分含量为4％～15％的氢氟酸、1％～20％的硝酸、3％～20％的硫酸、5％～25％的磷酸及1％～20％的醋酸，余量为水。
在其中一个实施例中，包括重量百分含量为5％～15％的氢氟酸、1％～20％的硝酸、1％～20％的硫酸、5％～25％的磷酸及1％～20％的醋酸，余量为水。
在其中一个实施例中，包括重量百分含量为8％～15％的氢氟酸、1％～20％的硝酸、1％～15％的硫酸、5％～25％的磷酸及1％～20％的醋酸，余量为水。
在其中一个实施例中，包括重量百分含量为12％～15％的氢氟酸、7％～20％的硝酸、1％～15％的硫酸、5％～25％的磷酸及1％～20％的醋酸，余量为水。
在其中一个实施例中，包括重量百分含量为12％～15％的氢氟酸、15％～20％的硝酸、5％～15％的硫酸、5％～25％的磷酸及1％～20％％的醋酸，余量为水。
在其中一个实施例中，包括重量百分含量为12％～15％的氢氟酸、15％～20％的硝酸15％～20％的硫酸、15％～25％的磷酸及18％～20％的醋酸，余量为水。
在其中一个实施例中，包括重量百分含量为15％的氢氟酸、15％的硝酸、15％的硫酸、25％的磷酸及20％的醋酸，余量为水。
上述玻璃蚀刻液含有重量百分含量为1％～15％的氢氟酸、1％～20％的硝酸、1％～20％的硫酸、1％～25％的磷酸及1％～20％的醋酸，采用该玻璃蚀刻液蚀刻后的玻璃表面没有白色附着物，玻璃表面光滑；上述玻璃蚀刻液中的硝酸和硫酸能够溶解刻蚀过程中玻璃边缘产生的白色附着物，而磷酸和醋酸可以起到缓释作用，保持蚀刻过程中的PH值稳定，维持蚀刻液的酸性，从而加快了蚀刻液与待蚀刻玻璃的反应速度，使得上述玻璃蚀刻液与传统的单纯的氢氟酸蚀刻液相比，蚀刻速率提高了75％～300％，且还降低了氢氟酸(1％～15％)的浓度；且1％～20％的硝酸、1％～20％的硫酸、1％～25％的磷酸及1％～20％的醋酸与1％～15％的氢氟酸共同作用能够有效的蚀刻玻璃边缘的微裂纹，使得蚀刻后的玻璃的抗弯强度提高了93％～306％，抗冲击强度提高了60％～100％，因此，上述玻璃蚀刻液的蚀刻速率较快、且蚀刻后的玻璃表面较光滑且能够提高玻璃的强度。
一种玻璃蚀刻的方法，包括如下步骤：
按照重量百分含量为1％～15％的氢氟酸、1％～20％的硝酸、1％～20％的硫酸、1％～25％磷酸及1％～20％醋酸与水混合形成蚀刻液；及
将待蚀刻玻璃置于所述蚀刻液中，在15℃～35℃下蚀刻。
上述玻璃蚀刻的方法简单，采用包含重量百分含量为1％～15％的氢氟酸、1％～20％的硝酸、1％～20％的硫酸、1％～25％的磷酸及1％～20％的醋酸的玻璃蚀刻液，蚀刻速率提高了75％～300％，蚀刻后的玻璃的抗弯强度提高了93％～306％，抗冲击强度提高了60％～100％，且蚀刻后的玻璃的表面光滑。
【附图说明】
图1为一实施方式的玻璃的蚀刻方法的流程图。
【具体实施方式】
下面主要结合附图及具体实施例玻璃蚀刻液及玻璃的蚀刻方法作进一步详细的说明。
一实施方式的玻璃蚀刻液，包括重量百分含量为1％～15％的氢氟酸、1％～20％的硝酸、1％～20％的硫酸、1％～25％的磷酸及1％～20％的醋酸，余量为水。
玻璃蚀刻液蚀刻玻璃的化学方程式为：
SiO2+4HF＝SiF4↑+2H2O
氢氟酸(HF)与硅和硅化合物反应生成气态的四氟化硅，从而蚀刻玻璃。
硝酸(HNO3)是一种有强氧化性、强腐蚀性的无机酸。硝酸的酸性较硫酸和盐酸小(PKa＝-1.3)，易溶于水，且在水中完全电离。
硫酸(H2SO4)是一种无色无味油状液体，是一种高沸点难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比与水混溶。
磷酸(H3PO4)是一种的无机酸，是中强酸。
醋酸(CH3COOH)是一种有机化合物，是典型的脂肪酸。
由于玻璃在蚀刻的过程中会产生白色附着物，从而影响玻璃的均匀蚀刻，使得蚀刻后的玻璃表面粗糙。由于硝酸和硫酸为强酸，加入蚀刻液中能够溶解刻蚀过程中玻璃边缘产生的白色附着物，而磷酸和醋酸是中强酸和弱酸，在蚀刻液中可以起到缓释作用，保持蚀刻过程中的PH值稳定，维持蚀刻液的酸性，从而提高了蚀刻液与待蚀刻玻璃的反应速度，提高了蚀刻速率；且1％～20％的硝酸、1％～20％的硫酸、1％～25％的磷酸及1％～20％的醋酸与1％～15％的氢氟酸共同作用能够有效的蚀刻玻璃边缘的微裂纹，进而提高了蚀刻后的玻璃的抗冲击强度及抗弯强度。
在其中一个实施例中，玻璃蚀刻液包括重量百分含量为3％～15％的氢氟酸、1％～20％的硝酸、1％～20％的硫酸、1％～25％的磷酸及2％～20％的醋酸，余量为水。
在其中一个实施例中，玻璃蚀刻液包括重量百分含量为包括重量百分含量为4％～15％的氢氟酸、1％～20％的硝酸、3％～20％的硫酸、5％～25％的磷酸及1％～20％的醋酸，余量为水。
在其中一个实施例中，玻璃蚀刻液包括重量百分含量为5％～15％的氢氟酸、1％～20％的硝酸、1％～20％的硫酸、5％～25％的磷酸及1％～20％的醋酸，余量为水。
在其中一个实施例中，玻璃蚀刻液包括重量百分含量为8％～15％的氢氟酸、1％～20％的硝酸、1％～15％的硫酸、5％～25％的磷酸及1％～20％的醋酸，余量为水。
在其中一个实施例中，玻璃蚀刻液包括重量百分含量为12％～15％的氢氟酸、7％～20％的硝酸、1％～15％的硫酸、5％～25％的磷酸及1％～20％的醋酸，余量为水。
在其中一个实施例中，玻璃蚀刻液包括重量百分含量为12％～15％的氢氟酸、15％～20％的硝酸、5％～15％的硫酸、5％～25％的磷酸及1％～20％％的醋酸，余量为水。
在其中一个实施例中，玻璃蚀刻液包括重量百分含量为12％～15％的氢氟酸、15％～20％的硝酸15％～20％的硫酸、15％～25％的磷酸及18％～20％的醋酸，余量为水。
在其中一个实施例中，玻璃蚀刻液包括重量百分含量为15％的氢氟酸、15％的硝酸、15％的硫酸、25％的磷酸及20％的醋酸，余量为水。
上述玻璃蚀刻液含有重量百分含量为1％～15％的氢氟酸、1％～20％的硝酸、1％～20％的硫酸、1％～25％的磷酸及1％～20％的醋酸，采用该玻璃蚀刻液蚀刻后的玻璃表面没有白色附着物，玻璃表面光滑；上述玻璃蚀刻液中的硝酸和硫酸能够溶解刻蚀过程中玻璃边缘产生的白色附着物，而磷酸和醋酸可以起到缓释作用，保持蚀刻过程中的PH值稳定，维持蚀刻液的酸性，从而加快了蚀刻液与待蚀刻玻璃的反应速度，使得上述玻璃蚀刻液与传统的单纯的氢氟酸蚀刻液相比，蚀刻速率提高了75％～300％，且还降低了氢氟酸(1％～15％)的浓度；且1％～20％的硝酸、1％～20％的硫酸、1％～25％的磷酸及1％～20％的醋酸与1％～15％氢氟酸共同作用能够有效的蚀刻玻璃边缘的微裂纹，使得蚀刻后的玻璃的抗弯强度提高了93％～306％，抗冲击强度提高了60％～100％，因此，上述玻璃蚀刻液的蚀刻速率较快、且蚀刻后的玻璃表面较光滑且能够提高玻璃的强度。
如图1所示，一实施方式的玻璃蚀刻的方法，包括如下步骤：
步骤S1：按照重量百分含量为1％～15％的氢氟酸、1％～20％的硝酸、1％～20％的硫酸、1％～25％的磷酸及1％～20％的醋酸与水混合形成蚀刻液。
步骤S2：将待蚀刻玻璃置于蚀刻液中，在15℃～35℃下蚀刻。直到待蚀刻玻璃蚀刻到所需厚度。
上述玻璃蚀刻的方法简单，采用包含重量百分含量为1％～15％的氢氟酸、1％～20％的硝酸、1％～20％的硫酸、1％～25％的磷酸及1％～20％的醋酸的玻璃蚀刻液，蚀刻速率提高了75％～300％，蚀刻后的玻璃的抗弯强度提高了93％～306％，抗冲击强度提高了60％～100％，且蚀刻后的玻璃的表面光滑。
以下为具体实施例部分，其中，抗弯强度采用三点抗弯法；抗冲击强度的测试条件为直径32mm、质量为130g钢球。
实施例1
按照重量百分含量为1％的氢氟酸、3％的硝酸、2％的硫酸、1％的磷酸及3％的醋酸与水混合；然后将待蚀刻玻璃置于蚀刻液中，在15℃中蚀刻到所需厚度。且蚀刻后的玻璃表面没有白色附着物，玻璃表面光滑，而采用传统的单纯的氢氟酸蚀刻液蚀刻的玻璃表面有白色附着物，影响玻璃的均匀，使得玻璃表面粗糙。
表1表示的是本实施例中蚀刻液与传统的单纯的氢氟酸蚀刻液蚀刻的玻璃的测试结果。从表1中可以得知，本实施例的蚀刻液蚀刻速率提高了146％，蚀刻后的玻璃的抗弯强度提高了118％，抗冲击强度提高了66％。
表1
实施例2
按照重量百分含量为3％的氢氟酸、2％的硝酸、2％的硫酸、2％的磷酸及5％的醋酸与水混合；然后将待蚀刻玻璃置于蚀刻液中，在20℃中蚀刻到所需厚度。且蚀刻后的玻璃表面没有白色附着物，玻璃表面光滑，而采用传统的单纯的氢氟酸蚀刻液蚀刻的玻璃表面有白色附着物，影响玻璃的均匀，使得玻璃表面粗糙。
表2表示的是本实施例中蚀刻液与传统的单纯的氢氟酸蚀刻液蚀刻的玻璃的测试结果。从表2中可以得知，本实施例的蚀刻液蚀刻速率提高了150％，蚀刻后的玻璃的抗弯强度提高了136％，抗冲击强度提高了66％。
表2
实施例3
按照重量百分含量为12％的氢氟酸、7％的硝酸、5％的硫酸、6％磷酸及20％醋酸与水混合；然后将待蚀刻玻璃置于蚀刻液中，在25℃中蚀刻到所需厚度。且蚀刻后的玻璃表面没有白色附着物，玻璃表面光滑，而采用传统的单纯的氢氟酸蚀刻液蚀刻的玻璃表面有白色附着物，影响玻璃的均匀，使得玻璃表面粗糙。
表3表示的是本实施例中蚀刻液与传统的单纯的氢氟酸蚀刻液蚀刻的玻璃的测试结果。从表3中可以得知，本实施例的蚀刻液蚀刻速率提高了300％，蚀刻后的玻璃的抗弯强度提高了166％，抗冲击强度提高了133％。
表3
实施例4
按照重量百分含量为5％的氢氟酸、6％的硝酸、3％的硫酸、5％的磷酸及15％的醋酸与水混合；然后将待蚀刻玻璃置于蚀刻液中，在30℃中蚀刻到所需厚度。且蚀刻后的玻璃表面没有白色附着物，玻璃表面光滑，而采用传统的单纯的氢氟酸蚀刻液蚀刻的玻璃表面有白色附着物，影响玻璃的均匀，使得玻璃表面粗糙。
表4表示的是本实施例中蚀刻液与传统的单纯的氢氟酸蚀刻液蚀刻的玻璃的测试结果。从表4中可以得知，本实施例的蚀刻液蚀刻速率提高了184％，蚀刻后的玻璃的抗弯强度提高了93％，抗冲击强度提高了60％。
表4
实施例5
按照重量百分含量为12％的氢氟酸、10％的硝酸、10％的硫酸、5％的磷酸及1％的醋酸与水混合；然后将待蚀刻玻璃置于蚀刻液中，在35℃中蚀刻到所需厚度。且蚀刻后的玻璃表面没有白色附着物，玻璃表面光滑，而采用传统的单纯的氢氟酸蚀刻液蚀刻的玻璃表面有白色附着物，影响玻璃的均匀，使得玻璃表面粗糙。
表5表示的是本实施例中蚀刻液与传统的单纯的氢氟酸蚀刻液蚀刻的玻璃的测试结果。从表1中可以得知，本实施例的蚀刻液蚀刻速率提高了243％，蚀刻后的玻璃的抗弯强度提高了128％，抗冲击强度提高了66％。
表5
实施例6
按照重量百分含量为8％的氢氟酸、1％的硝酸、6％的硫酸、10％的磷酸及15％的醋酸与水混合；然后将待蚀刻玻璃置于蚀刻液中，在15℃中蚀刻到所需厚度。且蚀刻后的玻璃表面没有白色附着物，玻璃表面光滑，而采用传统的单纯的氢氟酸蚀刻液蚀刻的玻璃表面有白色附着物，影响玻璃的均匀，使得玻璃表面粗糙。
表6表示的是本实施例中蚀刻液与传统的单纯的氢氟酸蚀刻液蚀刻的玻璃的测试结果。从表6中可以得知，本实施例的蚀刻液蚀刻速率提高了216％，蚀刻后的玻璃的抗弯强度提高了182％，抗冲击强度提高了100％。
表6
实施例7
按照重量百分含量为4％的氢氟酸、4％的硝酸、20％的硫酸、20％的磷酸及10％的醋酸与水混合；然后将待蚀刻玻璃置于蚀刻液中，在20℃中蚀刻到所需厚度。且蚀刻后的玻璃表面没有白色附着物，玻璃表面光滑，而采用传统的单纯的氢氟酸蚀刻液蚀刻的玻璃表面有白色附着物，影响玻璃的均匀，使得玻璃表面粗糙。
表7表示的是本实施例中蚀刻液与传统的单纯的氢氟酸蚀刻液蚀刻的玻璃的测试结果。从表7中可以得知，本实施例的蚀刻液蚀刻速率提高了75％，蚀刻后的玻璃的抗弯强度提高了306％，抗冲击强度提高了83％。
表7
实施例8
按照重量百分含量为15％的氢氟酸、20％的硝酸、1％的硫酸、15％的磷酸及18％的醋酸与水混合；然后将待蚀刻玻璃置于蚀刻液中，在25℃中蚀刻到所需厚度。且蚀刻后的玻璃表面没有白色附着物，玻璃表面光滑，而采用传统的单纯的氢氟酸蚀刻液蚀刻的玻璃表面有白色附着物，影响玻璃的均匀，使得玻璃表面粗糙。
表8表示的是本实施例中蚀刻液与传统的单纯的氢氟酸蚀刻液蚀刻的玻璃的测试结果。从表8中可以得知，本实施例的蚀刻液蚀刻速率提高了256％，蚀刻后的玻璃的抗弯强度提高了243％，抗冲击强度提高了100％。
表8
实施例9
按照重量百分含量为15％的氢氟酸、15％的硝酸、15％的硫酸、25％的磷酸及20％的醋酸与水混合；然后将待蚀刻玻璃置于蚀刻液中，在30℃中蚀刻到所需厚度。且蚀刻后的玻璃表面没有白色附着物，玻璃表面光滑，而采用传统的单纯的氢氟酸蚀刻液蚀刻的玻璃表面有白色附着物，影响玻璃的均匀，使得玻璃表面粗糙。
表9表示的是本实施例中蚀刻液与传统的单纯的氢氟酸蚀刻液蚀刻的玻璃的测试结果。从表9中可以得知，本实施例的蚀刻液蚀刻速率提高了300％，蚀刻后的玻璃的抗弯强度提高了170％，抗冲击强度提高了83％。
表9
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (2)
1.一种玻璃蚀刻液，其特征在于，包括重量百分含量为15%的氢氟酸、20%的硝酸、1%的硫酸、15%的磷酸及18%的醋酸，余量为水。
2.一种玻璃蚀刻的方法，其特征在于，包括如下步骤：
按照重量百分含量为15%的氢氟酸、20%的硝酸、1%的硫酸、15%的磷酸及18%的醋酸与水混合；然后将待蚀刻玻璃置于蚀刻液中，在25℃中蚀刻到所需厚度。
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