Травление — группа технологических приёмов для управляемого удаления поверхностного слоя материала с заготовки под действием специально подбираемых химических реактивов. Ряд способов травления предусматривает активацию травящих реагентов посредством других физических явлений, например, наложением внешнего электрического поля при электрохимическом травлении, ионизацией атомов и молекул реагентов при ионно-плазменном травлении и т.п.

В литературе термин «травление», как правило, сопровождается определением, поясняющим конкретную технологию травления (химическое, кислотное, щелочное, электрохимическое и т.п.). При использовании термина «травление» без дополнительного определения, как правило, подразумевается химическое травление в водном электролите.

Если часть поверхности, подвергаемой травлению, требуется сохранить, то она защищается (химически или механически) путём наложения специальной маски.

Основные виды травления:

1. химическое («жидкое»),
2. электрохимическое,
3. ионно-плазменное («сухое»).

Процесс травления

Включает в себя:

1. подготовку поверхности (например, механические шлифовка и полировка, обезжиривание);
2. взаимодействие травителя или электролита (растворы кислот, растворы и расплавы солей и щелочей, другие органические и неорганические жидкости, плазма) с обрабатываемым материалом;
3. очистку поверхности от травителя и продуктов травления (как правило, это отмывка каким либо растворителем).

Процесс травления может сопровождаться газовыделением. В частности, кислотное травление металлов часто сопровождается выделением водорода, что требует применения особых мер безопасности.

При выполнении художественных работ, при производстве печатных плат и электронных приборов с использованием техник литографии часть поверхности защищают масками из веществ, устойчивых к травлению. Хотя в процессе травления обрабатывается только поверхность, при длительном травлении начинает стравливаться и материал под маской вблизи её краёв, что может привести к порче заготовки.

Процесс травления может быть селективным. Селективность травления основана на различии скоростей химической реакции на разных участках протравливаемой поверхности. Так, к примеру, в поликристаллическом материале скорость травления межкристаллитных границ, выходящих на поверхность выше, чем скорость травления поверхности самого кристаллика: это различие иногда используется для доочистки мелкодроблёного металлургического кремния. При травлении монокристаллического материала скорость травления повышается на механических дефектах и на дефектах кристаллической решётки, также сказывается анизотропия свойств кристалла, т.е. разные грани кристалла травятся с различной скоростью: это различие используется для проявления дефектов кристаллической решётки монокристалла, при этом дефекты атомного масштаба провоцируют появление ямок травления характерной (из-за анизотропии кристалла) формы микронного масштаба. Полученные ямки травления могут быть оценены как качественно, так и количественно с использованием обычного оптического микроскопа. При большой концентрации дефектов в протравленной области невооружённым глазом хорошо различимы матовость и рябь.

Травители

Травители используются в химическом и электрохимическом травлении. Травители для электрохимического травления в отсутствие электрического тока могут вообще не воздействовать на материал, либо их воздействие может отличаться от воздействия при протекании электрического тока.

Различают травители однокомпонентные и многокомпонентные.

Компоненты многокомпонентных травителей выполняют в травителе 3 основных роли:

1. модификация поверхности обрабатываемого материала, например, окисление поверхности;
2. растворение модифицированного материала, например, растворение образовавшегося окисла;
3. управление процессом травления (ускорение, замедление, придание или устранение селективности травления).

Различают травители селективные и неселективные. Степень селективности травителя также может быть различной.

Применение

Травление применяется:

• для снятия поверхностного слоя загрязнений, окислов, жировой пленки и т.п (например, окалины с полуфабриката в металлургии);
• для выявления структуры материалов (например, структуры металлов и сплавов при металлографии);
• для нанесения рельефного рисунка при художественной обработке материалов (обычно металлов).
• для формирования проводящих дорожек и контактных площадок при производстве печатных плат
• для формирования проводящих дорожек, контактных площадок и окон в слоях окисла для диффузии при изготовлении интегральных схем методом фотолитографии;
• для изготовления мембран (вытравливание сверхмалых отверстий с применением метода фотолитографии);
• для химической полировки поверхности и удаления нарушенного в ходе предшествующей механической обработки слоя.

Использованная литература

1. В. В. Усова, Т. П. Плотникова, С. А. Кушакевич. Травление титана и его сплавов.
2. М. Беккерт, Х. Клемм. Способы металлографического травления. Справочник.

См. также

• Селективное травление
• Декапирование
• Морилка (деревообработка)
• Более подробная информация применительно травлению в искусстве может быть найдена на en:Etching