照相制版

出处：按学科分类—工业技术 北京工业大学出版社《特种加工手册》第608页（2254字）

照相制版及光刻加工因与光化学有关，又称为光化学加工(optical chemical machining，简称OCM)，也是一种精密细加工技术．它与化学铣削的区别在于：光化学加工不是以金属作样板，而是运用显微照相及感光防蚀层的光化学反应的方法，来确定零件的加工部位图形．

9．4．2．1 加工原理

照相制版的基本原理是：把所需要的图像摄影到照相底片上，再将底片上的图像经过光化学反应复制到涂有感光胶片的铜板或锌板上，经过坚膜固化处理，使该部分感光胶有一定的抗蚀能力，再经过化学腐蚀，即获得所需图形的金属板．

9．4．2．2 工艺过程

照相制版工艺过程如下：

主要工序示意图见图9-25．

(1)原图和照相 先将所需图形按一定比例放大绘制在纸上或刻在玻璃上，一般放大4～6倍．然后通过照相，将原图按需要大小缩小在照相底片上．照相底片一般是涂有卤光银的感光板．

(2)金属板感光胶的涂覆 金属板一般采用结晶微细的锌板和紫铜板，要求具有一定的硬度和耐腐性，表面无杂质，干净，无氧化皮，无油污等．

图9-25 照相制版主要工序示意图

常用感光胶的配方见表9-6．

表9-6 感光胶的配方

(3)曝光、显影、坚膜 曝光是先将原图照相底片用真空方法紧密合在已涂覆感光胶的金属板上，通过紫外线照射使金属板上的感光胶膜按图像感光．底片上不透光部分由于没受到光照，胶膜不产生光化学反应，仍然是水溶性物质；底片上透光的部分，因受光照产生光化学反应，胶膜变成不溶于水的络合物．经过显影，把未感光胶膜用水洗掉，胶膜便形成所需图像．检查图像，可用甲基紫染色．

为提高显影后胶膜的抗蚀性，可将金属板放入坚膜液中处理．聚乙烯醇感光板，可用铬酸酐400g加水4000mL的坚膜液处理．处理时间，对所配的坚膜液，在春、秋、冬季是10s左右，夏季则为5～10s；旧坚膜液可延长到30s左右．处理后应用水冲洗凉干烘烤(骨胶版可无坚膜工序)．

(4)固膜 经感光坚膜后的胶膜，要固化处理，以进一步提高其抗蚀能力．聚乙烯醇胶一般在180℃下固化15min，其颜色为深棕色，固化温度高低与金属板分子结构有关，微晶锌板固化温度不超过200℃，铜板固化温度不超过300℃，时间为5～7min，表面色为深棕色．若固化温度过高或时间过长，则深棕色转为黑色，胶膜开裂或碳化，将失去抗蚀力，印刷质量受损．

(5)腐蚀 固膜后的金属板，放在腐蚀液中腐蚀，即可得所需图像．腐蚀液配方见表9-7．

表9-7 照相制板腐蚀液配方

①添加剂是为防止侧壁腐蚀的保护剂．

什么是侧壁?为什么要进行侧壁保护?

如图9-26所示，随腐蚀深度的增加，图像侧壁将产生坡度，影响图形尺寸及形状．一般印刷版的腐蚀深度和侧壁坡度是有一定要求的，为防止侧壁坡度扩大，必须对侧壁进行保护．

图9-26 金属版的腐蚀坡度

保护方法有两种．

一种是无粉腐蚀法．见图9-27．若腐蚀锌版，其保护剂由磺化蓖麻油等主要成分组成．在腐蚀过程中，叶轮3以250～300r／min的转速将腐蚀剂抛向金属版．在机械冲击力的作用下，吸附在金属底面上的保护剂分子容易被冲散，使腐蚀作用不断进行．而吸附在侧面的保护剂分子，不容易冲散，故形成保护层，阻碍了腐蚀作用，自然形成一定的腐蚀坡度．腐蚀铜版的保护剂是由乙烯基硫脲和二硫化甲醚组成，在三氯化铁腐蚀液中生成一种白色氧化物，可起到保护侧壁的作用．

第二种保护法．即有粉腐蚀法．将松香粉刷嵌在腐蚀露出的图形侧壁上，加温熔化松香粉附于侧壁表面，可起到保护作用，但要重复多次才可到腐蚀所要求之深度．

图9-27 无粉腐蚀机原理图

1—固定转盘；2—印刷版；3—叶轮；4—腐蚀液