丝网印刷与金属蚀刻技术

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丝网印刷与金属蚀刻技术

金属蚀刻技术近年又被人们重视起来，但是它已不是旧式手工方式的重复，而

是在新材料、新设备的基础上又有了新的发展和提高，如在不锈钢等材料上能蚀刻

出0.05mm以下的精细线条等等。本文对其基本生产过程进行论述，尤其强调丝网

印刷工艺在其中的作用。

随着经济的发展、社会进步，金属蚀刻技术的应用越来越被人们所重视。有人

想开发旅游纪念品，有人要制作高档铭牌、奖牌，有人要制作码盘，有人要制作

屏幕电板，也有人要制作精细零件……所有这些，都离不开金属蚀刻技术。由此可

见，它将会形成一门新兴的产业。“蚀刻”，也有人叫“刻蚀”，笔者以为前者较

为准确。《现代汉语辞典》解释“蚀刻”，即“利用硝酸等化学药品的腐蚀作用来

制造铜版、锌版等印刷版的方法”，说法虽然具体了一些，但意义还是表达出来了。

金属蚀刻技术是一个既古老又新颖、既普通又尖端的技术，作为一种重要的生

产手段，近代工业生产和现代文明都离不了它。印刷电路板生产、集成电路生产，

都离不开蚀形容女子美貌的词语 刻技术。

金属蚀刻加胆囊息肉的危害 工根据其加工对象的要求不同，有人把它分为两类：对薄板状金属

蚀刻穿了的叫化学冲裁（chemical blanking）；对一定厚度金属只蚀刻去一部分

厚度而不刻穿，使刻去的底面与原面有一定的高度差，这叫化学铣削（chemical

milling）。我们一般习惯于用双面蚀刻和单面蚀刻来区别，双面的往往是蚀刻穿了

的；单面往往是不刻穿的，但也能刻穿。所以它们的分类法可能更明确些，而且它

和金属切削加工的概念联系起来了。

对金属材料进行蚀刻，其关键问题是：保护需要的部分不被蚀刻；蚀刻掉不需

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要的部分，从而获得需要的方字或图形。

金属蚀刻工艺流程

金属蚀刻工艺随着被蚀刻的材料及工件要求不

同而不同，总的过程如下：

制作保护层

板材表面清洁处理、化学或电化学清洗、丝网

直接印刷图文或网印后再曝光显影。

蚀刻

基材不同，腐蚀液及工艺规范不同。去除保护

层一般用5%NaOH水溶液高温去除后处理，根据产

品需要进行如：清洗出光、电镀、填漆、喷漆以及

包装等。

经过抛光或拉丝的铜板表面清洁处理→丝网印

刷图文→干燥→预蚀刻→水洗→检查→蚀刻→水洗

→浸酸处理→水洗→去除丝印的保护层→热水洗→

冷水洗→后处理→成品。

不锈钢精细工艺品

板材表面清洁处理→网印液态光致抗蚀油墨→

干燥→加底片曝光→显影→水洗→干燥→检查修板

→坚膜→蚀刻→去除保护层→水洗→后处理→干燥

→成品。

在以上的工艺过程中，原材料表面清洁非常重

要，但在实践中往往被忽视。明显的油污、氧化、

斑化、斑痕，人们会将它去除，可是不太明显的、

肉眼不能一下看出的，就容易被忽视，但就是这

点微不足道的疏忽却严重地影响施工过程和成品

率。另外，有些装饰用的不锈钢板表面镀有一层金

黄色的钛合金膜，遇到这种情况，在坚膜工序后、

正式蚀刻前，加上去钛多膜工序，方法是用氟化钠

（NaF）水溶液中加入少量盐酸（HCL）擦洗去除。

有效的方法。它是金属蚀刻工艺的关键。

丝网印刷在金属蚀刻中的应用分为两种情况：

直接丝印图文

印料使用与金属粘合牢固、耐酸（或耐碱）、

耐电镀的猫眼美甲图片 油墨，以往这些印料都是用户自配，这样

的配方原料易得、价格便宜、抗蚀性好、透印力

强、和金属结合牢固、去除方便。但图文精细度要

求高，或大批量应用，自配往往达不到要求，甚至

还带来意外的麻烦，所以就要选用专业厂生产的专

用抗蚀印料。

在印刷中，图文的精细度全靠网印来保证，它

牵涉到网具选择、绷网、制印版、印刷工艺等多种

因素，所以要求更高的就难以保证，需要采用下面

的办法。

网印液态光致抗蚀油墨

在金属表面涂布一层均匀的感光膜层，这种涂

布方法，可用喷涂、刷涂、淋涂，但对尺寸不太大

（A4左右）的平面，丝网印刷是最方便、可靠的方

金属蚀刻的关键之一就是需要可靠的耐蚀保护

层，这种保护层要能牢固地粘附在金属表面，而且

还要能显示出精细美观的图文来。一般三鞭胶囊 加工方法、

印刷方法都难以实现，只有丝网印刷是最可靠、最

法。感光膜层面经曝光、显影形成图文。这种光致

抗蚀油墨是由光聚合树脂、光交联剂、光引发剂等

组成，它不同于一般油墨，它有感光性能，要避光

使用。这种油墨丝印涂布都是满板印刷，采用100

丝网印刷在金属蚀刻中的作用

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精细线条时发现加紧坚膜工序比不坚膜好；又如脱

膜一般都介绍用3～5%NaOH水溶液40℃～50℃去

除，实际上这样的温度偏低，脱膜不净或脱不掉，

大量生产中往往采用“碱煮”，即用5%NaOH溶

液加热至接近沸腾，即90℃左右，脱膜才能快速有

效进行，当然这要看工件的材料，如果某材料高温

下要和碱液起作用，那就不能“碱煮”了。

蚀刻剂

蚀刻剂即蚀刻时用的腐蚀药水。不同材料要选

用不同的蚀刻剂，其中三氯化铁溶液是用得最早、

最普遍的蚀刻剂，但污染问题是它的致命弱点，在

能不用它的场合，人们尽量避免用它。例如，印制

电路板行业20多年前用三氯化铁的厂家比比皆是，

而现在早已不用了，代之而采用可再生或回收的氯

化铜溶液，但在其它行业，三氯化铁溶液仍然被看

作是一个有效的通用蚀刻剂，只是对于不同基材、

不同蚀刻对象，它的工艺黄藤素软胶囊的功效 规范如浓度、温度等有所

不同而已。笔者以为用三氯化铁作蚀刻剂的人，必

须对其污染进行治理，否则它将因公害而被禁止。

目～200目丝网，也有用至300目的，这时为了保证

印层均匀，不出现“白点”，往往印刷两次。油墨

对印刷环境的要求也比较高：

1．因为是感光材料，室内不能有强光或直射的

阳光，一般用黄色灯光及黄色窗帘；

2．室内清洁程度要求较高，为防止灰尘，最好

是净化车间，在精细产品中，一粒灰尘往往就会造

成几条断线；

3．在满足上述两个条件外，还要注意室内温湿

度及通风换气。

印好后要烘干，一般温度在64月份什么星座 0℃～100℃范围，

绝对不要高温，否则将影响显影和蚀刻；时间在15

分钟左右，以膜干不粘手为准。在这些过程中仍然

要注意避光和防止灰尘。

在使用中首先要熟悉该产品的说明书，对不同

产品要区别对待，尽管它们大同小异，对小异也不

能忽视，有些问题要在实践中积累经验。例如有些

油墨介绍中没有“坚膜”这道工序，但在双面蚀刻

有了蚀刻剂不代表就能蚀刻出合格的产品来，

它还和选用蚀刻方式、蚀刻设备有关。

手工蚀刻

即将蚀刻液置于容器中，保持一定温度，将被

蚀刻的工件浸入液中，不时搅动蚀刻或晃动式件，

直至蚀刻完成。它的加工速度慢，侧面腐蚀严重。

但用于测试腐蚀液的性能，或个别少量制作还是可

以的。

卧式蚀刻机

转动的叶轮将蚀刻液打到工件上进行蚀刻，使

用方便。铭牌、平面压模等多用此法，适合单面使

用，在刻到一半的时候，需倒过头来继续蚀刻，这

样做是为了蚀刻均匀。

立式蚀刻机

图5 3D打印的复杂部件

这种蚀刻机下中央是一根高速旋转的硬塑管，

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圆周上分布若干小孔，使S大≥nS小，式中：影响侧腐蚀的因素很多，如：

S大：硬塑管内径圆截面积1．蚀刻剂（腐蚀液）的选择；

S小：硬塑管上小孔圆面积2．蚀刻方式（设备）的选择；

n：硬塑管上小孔个数3．工艺规范的选择；

硬塑管下端有内纹与一尼龙塞旋紧，塞的高度4．缓冲剂的研究和应用，这里的缓冲剂应该理

与直径相等。尼龙塞四周有8～10条斜孔，其倾斜解为侧面保护或侧腐蚀防止剂。

方向与硬管旋转方向相反，倾斜角度一般在45℃左

右，这样当硬塑管旋转时，蚀刻液就被尼龙塞上斜蚀刻的保护膜去除之后，就显露出光泽金属本

孔导进硬塑管中，由于离心力的作用，又从小孔中色，例如黄铜装饰件、铭牌、未腐蚀的凸处是光亮

甩出到工件表面，进行蚀刻。塑管四周都可放置工的，被蚀刻的部分则是亚光的，层次清晰，经漂洗

件，所以它的空间利用率较卧式蚀刻机高，其它情后，表面罩上保护漆，即为成品，也有在被蚀刻的

况和卧式差不多。凹处填上色漆，形成彩色图文，再罩以保护漆。

喷淋式蚀刻机

它是比较理想的蚀刻设备，既可双面蚀刻，也或填金，再填漆或直接罩光。也有局部电镀的，例

可单面蚀刻。蚀刻比较均匀、侧腐蚀较小，蚀刻纯如保护膜暂不去除，在被蚀刻部分镀上其它颜色

度较快，不易产生过腐蚀。温度、传送速度、喷淋（如银白色），然后去除保护膜，这样就是黄、白

压力都可调节或自控，适合于大量生产，但与目前（金、银）二色的产品了，处传统节日手抄报简单又漂亮 理得好，效果高贵、

蚀刻机相比其设备投资较大。华丽。

电解蚀刻机

电解蚀刻机对铭牌一类的需化学铣削的工件特般去除保护膜，清洗干净就行了。

别合适，其特点是：对于装饰件、工艺品，最终的表面处理，通常

1．加工速度快，一般比单纯化学蚀刻快10总是用有机涂层保护，如烘干型涂料，紫外光固化

倍左右，例如对铝板约0.5～1.简单的自编儿歌 0mm/min；铜板涂料（UV涂料），或电泳涂料。

0.5～1.0mm/min；不锈钢0.1～0.15mm/min。

2．能用“蚂蚁啃骨头”方式加工较大的工件。

3．被电解蚀刻的腐蚀面平整洁净。

4．最大的优点是蚀刻液无污染，基本无腐蚀，

无毒害。

蚀刻工件的后处理问题

高档的艺术品，脱膜后往往还要电镀，镀合金

对于工业产品中使用的不锈钢材质的零件，一

有关问题

侧腐蚀是蚀刻加工中不可避免的问题，人们研

究这个问题，引入了腐蚀系数（etch factor）概念。

K =H/B，式中 ：

K：腐蚀系数

H：蚀刻深度

B：侧腐蚀宽度

蚀刻工艺的努力方向就是要尽量增加K值，减少

侧腐蚀，一般K值大于1，才有正式生产价值。

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