CN112301349B - 蚀刻方法及其金属制品 - Google Patents

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Abstract

一种蚀刻方法，用于在金属基材形成多孔，该多孔包括第一孔及第二孔，包括：藉由第一蚀刻液蚀刻该金属基材，以形成第一孔；藉由第二蚀刻液蚀刻该金属基材，以形成第二孔；其中该第二孔的深度大于该第一孔的深度。本发明还提出一种经由该蚀刻方法制备的金属制品。

Description

蚀刻方法及其金属制品
技术领域
本发明涉及一种蚀刻方法及其制品，特别是一种金属基材的蚀刻方法及金属制品。
背景技术
金属基材通常会先进行蚀刻形成微孔。在注塑成型时，塑料能够进入到这些微孔中以达到金属与塑料的紧密结合，最终实现防水的需求。现有的蚀刻方法通常是采用单一的铜盐进行蚀刻，但在蚀刻时，铜单质会沉积到微孔中，从而阻挡溶液对微孔底部的蚀刻，这不仅造成轴向蚀刻能力减弱，而且同时会产生径向蚀刻，从而导致金属与塑料的结合力不足。通过这种方法制备的制品其防水等级(Ingress Protection)通过为IPX7，难以满足IPX8的防水需求。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够提高防水效果的蚀刻方法及其制品。
一种蚀刻方法，用于在金属基材形成多孔，该多孔包括第一孔及第二孔，包括：
藉由第一蚀刻液蚀刻该金属基材，以形成第一孔；
藉由第二蚀刻液蚀刻该金属基材，以形成第二孔；
其中该第二孔的深度大于该第一孔的深度。
一种金属制品，该金属制品由金属基材制得，该金属制品具有多孔，该多孔包括第一孔及第二孔，其中所述金属制品经由如上述方法所述的蚀刻方法制得。
本发明的蚀刻方法相较于现有技术其制得的金属制品具有更高的孔密度及更深的孔深度，使其结合能力更高并具有更强的防水性能。
附图说明
图1是本发明实施例一的蚀刻方法的流程图。
图2是本发明实施例的金属基材形成第一蚀刻孔后的剖视图。
图3是经由本发明的蚀刻方法制得的金属制品的剖视图。
图4是本发明实施例三的蚀刻方法的流程图。
图5是本发明实施例四的金属与塑料复合体的制备方法的流程图。
图6是本发明实施例四的金属与塑料复合体的制备方法制得的金属与塑料复合体的剖视图。
图7A是仅通过第一蚀刻液蚀刻的金属基材的表面形貌照片。
图7B是仅通过第一蚀刻液蚀刻的金属制品与塑料复合体的切面照片。
图8A是通过本发明实施例的处理后的金属制品的表面形貌照片。
图8B是通过本发明实施例的金属与塑料复合体的切面照片。
主要元件符号说明
金属与塑料复合体 500
金属制品 100
金属基材 10
第一孔 11
第二孔 12
金属单质 20
塑料层 30
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参见图1至图3，本发明实施例一提供了一种蚀刻方法，特别用于对金属基材10进行蚀刻以形成多孔，包括以下步骤：
S10：藉由第一蚀刻液蚀刻金属基材10，以形成第一孔11；
其中，第一蚀刻液包含第一金属离子。第一金属离子能够氧化金属基材10以形成第一孔11。
第一金属离子氧化金属基材10后，本身被还原成金属单质20。金属单质20沉积于第一孔11中。
优选地，第一孔11的深度小于100μm；第一孔11的密度小于300个每平方厘米。
S20：藉由第二蚀刻液蚀刻金属基材10，以形成第二孔12；
其中，第二蚀刻液包括第二金属离子。第二金属离子能够氧化金属基材10及金属单质20。
第二蚀刻液在氧化沉积于第一孔11中的金属单质20后，继续氧化金属基材10，从而形成第二孔12。金属基材10上还存有部分第一孔11。第二孔12的深度大于第一孔11的深度。
优选地，第二孔12的深度为100μm～200μm；第二孔12的密度为300～500个每平方厘米。
请参考图3，本发明实施例二提供一种由金属制品100。金属制品100藉由上述金属基材10通过上述蚀刻方法制得。
金属制品100具有多孔，多孔包括第一孔11及第二孔12。其中，第二孔12的深度大于第一孔11的深度。
优选地，第一孔11的深度为小于100μm，第二孔12的深度为100μm～200μm。第一孔11的密度为小于300个每平方厘米，第二孔12的密度为300～500个每平方厘米。
请参考图4，本发明实施例三提供了另一种蚀刻方法，特别用于对金属基材10进行蚀刻以形成多孔，包括以下步骤：
S310：提供一金属基材10，对其进行前处理；
在本实施例中，金属基材10为不锈钢，其包括铁、钴、镍等金属单质。可以理解，在其他实施例中，金属基材还可以是铝等金属或合金。
在本实施例中，前处理步骤包括脱脂及水洗。
该脱脂主要包括将金属基材浸渍于温度为20～60℃的含脱脂剂的水溶液中1～6分钟。脱脂后对金属基材进行水洗。脱脂剂可为市面上出售的金属常用的脱脂剂。该脱脂剂的浓度可为90～150g/L。
该水洗步骤中可以根据需要对金属基材10进行多次水洗。
可以理解，在其他实施例中，还可以采用其他行业通用的前处理方法，还可以省略步骤S310。
S320：请参见图2，采用第一蚀刻液对金属基材10进行蚀刻形成第一孔11；
该第一蚀刻液包括用于氧化该金属基材10的第一金属离子。在蚀刻过程中，部分第一金属离子被还原成金属单质20并沉积于第一孔11中。
在本实施例中，该第一蚀刻液包括浓度为13g/L至15g/L的第一蚀刻剂。该第一蚀刻剂包括第一金属化合物和酸，其中该第一金属化合物包含该第一金属离子。
在本实施例中，第一金属化合物和酸的质量分数比例为7～9:0.5～1.5。
在本实施例中，该第一金属离子为铜离子，可以理解，在其他实施例中，可以采用其他能够氧化该金属基材10的离子，例如锌离子、银离子等。该第一金属化合物可以为氯化铜、氯化银、氟化铜、氟化银、溴化铜和溴化银中的至少一种。该酸可以是酒石酸和乙二酸中的至少一种。
以铜离子为例，在本步骤，蚀刻的反应原理为：
Cu2++Fe→Fe2++Cu；
Cu2++Cu→Cu+；
Cr→Cr3++3e-；
Ni→Ni2++2e-。
优选地，在蚀刻过程中，重复执行下述步骤多次：
第一步：将金属基材10置于第一蚀刻液中蚀刻一定时间；
第二步：对金属基材10进行水洗。
在蚀刻过程中，多次水洗金属基材10有助于去除金属基材10的第一蚀刻孔11中沉积的第二金属单质20，从而提高蚀刻的效果。
例如，在一优选实施例中，蚀刻步骤包括：将金属基材10置于80摄氏度的第一蚀刻液中蚀刻240秒；取出金属基材10进行水洗；及重复上述步骤两次。
可以理解，蚀刻的温度、蚀刻时间及次数都可以根据需要更改。
当然，也可以将金属基材10只置于第一蚀刻液中蚀刻一次。
优选地，在蚀刻后对金属基材10进行水洗以去除金属基材10表面的蚀刻液及反应残留物。
S330：请参见图3，采用第二蚀刻液对金属基材10进行蚀刻以形成第二孔12；
该第二蚀刻液包括用于氧化该金属基材10及该金属单质20的第二金属离子。
该第二金属离子将第一孔11中的第二金属单质20氧化成离子态并继续氧化第一孔11底部的金属基材10从而形成第二孔12。该第二孔12的深度大于该第一孔11的深度。
在本实施例中，第二蚀刻液包括浓度为60g/L至73g/L的第二蚀刻剂。该第二蚀刻剂包括第二金属化合物和表面处理剂，其中该第二金属化合物包含该第二金属离子。
在本实施例中，第二属化合物和表面处理剂的质量分数比例为95～98：2～5。
在本实施例中，该第二金属离子为铁离子或银离子。该第二金属化合物可以为氯化铁、氯化银、氟化铁、氟化银、溴化铁和溴化银的至少一种。表面处理剂包括乙二酸和柠檬酸钠。在本实施例中，乙二酸和柠檬酸钠的质量分数比例为1:1。
以铁离子为例，在本步骤，蚀刻的反应原理为：
2Fe3++Fe→3Fe2+；
Cr→Cr3++3e-；
Ni→Ni2++2e-；
Fe3++Cu→Fe2++Cu+。
优选地，在蚀刻过程中，重复执行下述步骤多次：
第一步：将金属基材10置于第二蚀刻液中蚀刻一定时间；
第二步：对金属基材10水洗。
例如，在一优选实施例中，蚀刻步骤包括：将金属基材10置于80摄氏度的第一蚀刻液中蚀刻90秒；取出金属基材10进行水洗；及重复上述步骤一次。
可以理解，蚀刻的温度、蚀刻时间及次数都可以根据需要更改。
当然，也可以将金属基材10只置于第二蚀刻液中蚀刻一次。
优选地，在蚀刻后对金属基材10进行水洗以去除金属基材10表面的蚀刻液及反应残留物。
S340：对金属基材10进行后处理。
在本实施例中，后处理步骤包括剥黑膜、烘干、下胶塞、剥黑膜及烘干。
在剥黑膜步骤中，使用酸性溶液对金属基材10进行剥黑膜处理以除去蚀刻后该金属基材10表面的由金属间化合物颗料形成的表面层，从而获得光亮表面。
在本实施例中，剥黑膜采用体积百分比为68％的硝酸溶液，浸泡时间为30秒至90秒。
可以理解，在其他实施例中，S340可以省略。
请参考图5，本发明实施例四提供了一种金属与塑料复合体的制备方法，包括如下步骤：
S410：提供一金属基材10，对其进行前处理；
S420：采用第一蚀刻液对金属基材10进行蚀刻形成第一孔11；
S430：采用第二蚀刻液对金属基材10进行蚀刻以形成第二孔12；
S440：对金属基材10进行后处理；
S450：请参见图4，将金属基材10置于一模具中，并通过注塑成型在金属基材10表面形成塑料层30。
塑料层30部分嵌入到该金属基材10的第一孔11及第二孔12中。
由于塑料层30嵌入到该金属基材10的第一孔11及第二孔12中，能够提高塑料与金属的结合力以及气密性。
请参见图6，本发明实施例五提供由实施例四的金属与塑料复合体的制备方法制得的一种金属与塑料复合体500，包括金属制品100及形成于该金属制品100表面的塑料层30。该金属制品100包括第一孔11及第二孔12。该第二孔12的深度大于该第一孔11的深度。其中，第一孔11的深度为小于100μm，第二孔12的深度为100μm～200μm。第一孔11的密度为小于300个每平方厘米，第二孔12的密度为300～500个每平方厘米。
该塑料层30部分填充于该第一孔11与该第二孔12中。
请参见图7A至图8B，图7A是仅通过第一蚀刻液蚀刻的金属基材的表面形貌照片，图7B是仅通过第一蚀刻液蚀刻的金属制品与塑料复合体的切面照片。图8A是通过本发明的金属制品100的表面形貌照片，图8B是本发明的金属与塑料复合体500的切面照片。通过对比图7A至图8B，可以看出本发明的金属制品100相较于现有技术其金属基材具有更高的孔密度及更深的孔深度。本发明的金属与塑料复合体500的金属制品100与塑料层30的结合能力更高并具有更强的防水性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明任何形式上的限制，虽然本发明已是较佳实施方式揭露如上，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施方式，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (12)

1.一种蚀刻方法，用于在金属基材形成多孔，该多孔包括第一孔及第二孔，包括：
藉由第一蚀刻液蚀刻该金属基材，以形成第一孔；及
藉由第二蚀刻液蚀刻该金属基材，以形成第二孔；
其中该第二孔的深度大于该第一孔的深度；其中该第一孔的深度小于100μm，该第二孔的深度为100μm～200μm；该第一孔的密度为小于300个每平方厘米，该第二孔的密度为300～500个每平方厘米；
其中，该第一蚀刻液包含第一金属离子，该第一孔内含有由该第一金属离子形成的金属单质，该第二蚀刻液包含用于氧化该金属基材及该金属单质的第二金属离子，所述藉由第二蚀刻液蚀刻该金属基材，以形成第二孔的步骤包含：
藉由该第二金属离子将该第一孔内的该金属单质氧化成离子态并继续氧化该第一孔底部的该金属基材，以形成该第二孔。
2.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中该金属基材包含第一金属，所述藉由第二蚀刻液蚀刻该金属基材，以形成第二孔的步骤包含：藉由该第二金属离子，氧化该第一金属，以形成第二孔。
3.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中该第一金属离子包括铜离子和银离子的至少一种。
4.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中该第一蚀刻液包括浓度为13g/L至15g/L的第一蚀刻剂，该第一蚀刻剂为包含第一金属化合物和酸的混合物，其中该第一金属化合物包含该第一金属离子；
该第一金属化合物和该酸的质量分数比例为7～9:0.5～1.5。
5.如权利要求4所述的蚀刻方法，其中该第一金属化合物包括氯化铜、氯化银、氟化铜、氟化银、溴化铜和溴化银的至少一种。
6.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中该第二金属离子为包括铁离子和银离子的至少一种。
7.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中该第二蚀刻液包括浓度为60g/L至80g/L的第二蚀刻剂，该第二蚀刻剂为包含第二金属化合物和表面处理剂的混合物，该第二金属化合物包含该第二金属离子；
该第二金属化合物和该表面处理剂的质量分数比例为95～98：2～5。
8.如权利要求7所述的蚀刻方法，其中该第二金属化合物包括氯化铁、氯化银、氟化铁、氟化银、溴化铁和溴化银的至少一种；
该表面处理剂包括乙二酸和柠檬酸钠，其中乙二酸和柠檬酸钠的质量分数比例为1:1。
9.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中该金属基材包括不锈钢、钛和钛合金的至少一种。
10.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中所述藉由第一蚀刻液蚀刻该金属基材的步骤，包括以一预定温度对该金属基材进行预定时长的蚀刻，以形成第一孔，该预定温度为70℃～90℃，该预定时长小于250秒。
11.如权利要求1所述的蚀刻方法，其中所述藉由第二蚀刻液蚀刻该金属基材的步骤，包括以一预定温度对该金属基材进行预定时长的蚀刻，以形成第二孔，该预定温度为65℃～85℃，该预定时长小于100秒。
12.一种金属制品，该金属制品由金属基材制得，该金属制品具有多孔，该多孔包括第一孔及第二孔，其中该金属制品经由如权利要求1～11任意一项所述的蚀刻方法制得。
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Address after: 518109 Foxconn H5 plant 101, No. 2, Donghuan 2nd Road, Fukang community, Longhua street, Longhua District, Shenzhen, Guangdong Province; plant 5, building C09, 4th floor, building C07, 2nd floor, building C08, 3rd floor, 4th floor, building C04, zone B, Foxconn Hongguan science and Technology Park, Fucheng Dasan community, Guanlan street, Guangdong Province

Applicant after: Fulian Yuzhan Technology (Shenzhen) Co.,Ltd.

Address before: 518109 Guangzhou Guanlan Foxconn Hongguan Science Park B workshop 5 C09 buildings 4 floors, C07 buildings 2 floors, C08 buildings 3 floors 4 floors, C04 buildings 1 floors

Applicant before: SHENZHENSHI YUZHAN PRECISION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
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