详解蚀刻技术

一 蚀刻技术
　　利用对金属表面的侵蚀作用，从金属表面去除金属的处理技术。
　　(1) 电解蚀刻 (electrolytic etching)——用母模作导电性阴极，以电解液作媒介，对加工部分，集中实施蚀刻的侵蚀去除法。
　　(2) 化学蚀刻 (chemical etching)——利用耐药品被膜，把蚀刻侵蚀去除，作用集中于所要部位的方法。
　　(3)照相蚀刻技术 (photo-etching process)——在金属表面全面均匀形成层状的感旋光性耐药品被膜 (photo resist) ，而透 过原图底片，用紫外线等曝光，后施以显像处理，来形成所要形状的耐药品被膜之被覆层，再以蚀刻浴的酸液或碱液，对露出部产生化学或电化学侵蚀作用，来溶解金属的加工技术。

　　化学蚀刻技术之特性
　　□ 不需要电极、母型 (master) 等工具，故无需此等工具之维护费。
　　□ 由规划到生产间所需时间短，可作短期加工。
　　□ 材料之物理、机械性质不受加工影响。
　　□ 加工不受形状、面积、重量之限制。
　　□ 加工不受硬度、脆性之限制。
　　□ 能对所有金属 ( 铁、不锈钢、铝合金、铜合金、镍合金、钛、史泰勒合金 ) 实施加工。
　　□ 可高精度加工。
　　□ 可施复杂、不规则、不连续之设计加工。
　　□ 面积大，加工效率良好，但小面积时，其效率比机机械加工差。
　　□ 水平向之切削易得高精度，但深度、垂直方向不易得到同机机械加工之精度。
　　□ 被加工物之组成组织宜均匀，对不均质材，不易加工顺利。

　　二 蚀花加工 ( 咬花加工 ) 演进
　　第 1 阶段：补助目的掩饰成形品上之缺陷。
　　第 2 阶段：装饰目的提高商品价值。
　　第 3 阶段：应用复合花纹迈入更高度的意匠设计时代。
　　第 4 阶段：应用立体花纹进入更高质量之时代。

　　三 咬花加工之特性 ( 针对模具 )
　　□ 加工时，几乎不产生热量，故不会引起热变形或热变质。
　　□ 大型模具亦可加工。
　　□ 加工时不会产生毛边、应变、硬化等不良现象。
　　□ 曲面、侧面之加工容易。
　　□ 同一加工面上，花纹之强弱可达所需之要求。
　　□ 光泽之调整容易。
　　□ 可高精密地微细加工。
　　□ 不受硬度影响，高硬度钢材亦可加工。
　　□ 不需昂贵的治具及模型。

　　四 模具蚀花作业应有的认识
　　□ 蚀花
　　皮革制品有各种各样之触摸感，在制造过程中，所形成之皱纹，会显示柔和之外观，此皱纹就是一般所谓〝蚀花〞之原形，将此种质感再现在塑料制品，所发展出来之方法，为蚀花加工。尚有：
　　◎线蚀花 把点或线连续地集聚者
　　◎布纹蚀花 以布料作原形者
　　◎木理蚀花 以木材所呈现的导管者
　　◎花纹蚀花 集聚几何学花纹者
　　◎梨皮蚀花 如毛玻璃，具有消光面者
　　◎文字数字 用于表示质量或容器类的刻度
　　具有平面之形状，又能用黑白的原稿表示者，就能用蚀花加工。
　　而塑料模具上使用情况较多的是梨皮蚀花，即梨地花纹 ( 细花纹 ) 和皮花纹 ( 粗花纹 ) 。
　　□ 蚀刻 (Etching)
　　用药品把金属表面强制予以溶解，使金属元素崩溃，而由表面侵蚀金属。
　　用这种方法在金属表面形成各种花样，叫做蚀刻加工，模具业界叫蚀花加工，又叫咬花加工，可用于：
　　(1) 塑料制品成形用模具。
　　(2) 建筑材料等宽大面积制品，押压或成形用轧辊或平板。
　　(3) 形成印刷配线的基板。
　　金属大都能成为蚀花加工的对象，但由于材料和花样不同时，其加工方法略有不同。
　　□ 模具的蚀花加工方法
　　(1) 遮蔽 (Masking) 作业
　　模具大多具有复杂的形状，须实施蚀花加工的面也很少为只有一平面，而有三维平面、二维曲面、三维曲面，也有伸至深处的平曲面等复杂的面，加工时须分开加工面与不加工面，而对不加工面的范围，须完全作防蚀工作。
　　为了分别加工与非加工范围，使用耐药品涂料或胶带类，把非加工部分加以被覆的作业，叫做遮蔽 (Masking) 。
　　因为蚀刻所使用的药品是水溶液，任何小空隙或小孔等有露出的地方，就会侵入，所以遮蔽必须要完善，故要反复施数次，而所需作业时间，占全作业时间的 30%~40% 。
　　(2) 花样 (Pattern) 形成作业
　　在须加工的范围内，依其加工的花样实施被覆作业，而把需蚀刻的部分与无需蚀刻加以分开，这作业有照相法、 China 法、加肉法、梨皮地法等，因加工对象物或加工程序之不同，是要适当选择作业方法。
　　(3) 蚀刻作业
　　把药品以浇注或浸渍的方法，把需加工的露出之模具与药品相接触，而只有把露出的部分加以溶解去除之作业，所使用溶液是酸性的水溶液，把浓度稀释到能控制范围，浓度愈浓，温度愈高，蚀刻速度愈快，亦蚀刻液与加工面的接触时间愈长，蚀刻的量愈多，蚀刻后附着在模具全体的药品经水洗后，再用碱性水溶液中和，最后予以充分干燥。
　　(4) 后处理作业
　　蚀刻完了后之模具，尚无法出货，遮蔽作业所用之涂料或胶带类须去除，也要确认蚀刻是否均匀，例如起因于焊接或模具材料之不良的蚀刻不均等，则须加以修整。
　　若有需要，把蚀刻面之花样被覆 (Pattern) 去除，仅留非加工面之遮蔽，再施经轻度蚀刻的酸洗作业，或实施喷砂 (Sand blast) ，把蚀刻面作成均匀有光泽的面。
　　□ 喷砂 (Sand blast)
　　喷砂是利用空气或水和空气的力量，把砂状的硬粒喷至金属面，使其表面形成毛玻璃状的微细粗糙状态的方法。
　　蚀刻加工是化学的表面处理法，有时会造成影响成品的外观，而喷砂就是以物理方法来解决化学方法难于解决的问题，可分：
　　①全光泽 (100%): 玻璃砂 (glass beads)
　　②半光泽 (50%): 50% 玻璃 + 50% 金钢砂
　　③无光泽 (0%): 金钢砂 ( 氧化铝砂 )
　　因所使用树脂材料不同，及射出成形条件之差异，单以一次之喷砂处理而能完全调整其光泽，是有困难的，所以要重复实施多次。