化学刻花是用化学药品腐蚀没有进行保护的部分材料,以加工出所需的形状、尺寸和花纹表面粗化的方法,也称化学刻蚀。如用无机药品把金属、玻璃、塑料表面打毛;将印刷辊、压花辊等的表面腐蚀出所需花纹;用有机溶剂处理塑料表面,使之形成霜状毛面等。

铁器的刻花法

先擦去铁器表面的铁锈,再用去污粉擦拭洗净,用干布擦干水迹。然后在铁器表面均匀地涂一薄层石蜡,并用小刀在石蜡层上刻出所需要的花样图案或字迹,使铁质露出。在刻花(字)的部分滴加浓盐酸,开始时反应迅猛,待反应缓慢后用水冲去酸液,再重新滴加浓盐酸,使之与露出部分进行反应。如此重复操作四、五次,最后将铁器浸于沸水中,除去石蜡层,在铁器上就显出凹痕的花样图案或字迹。如果希望凹痕深一些,那末滴加盐酸的次数就多几次。1

铜器的刻花与木器刻花法

用去污粉擦去铜器外表的锈迹或油污,涂上一层均匀的石蜡,用小刀在石蜡层上刻下所要的花样图案或字迹,使铜质露出。然后在图案或字迹处滴加浓硝酸,开始时反应剧烈,待反应缓慢后倒去废酸,用水冲洗,再滴加浓硝酸。重复操作四、五次后,将铜器浸于沸水中,除去石蜡层后铜器上就现出了凹型的图形。1

用毛笔蘸取5%的硫酸在木器上画花或写字,晾干后把木器放在火上烘烤一段时间,用水洗净,在木器上就得到黑色的花样或字迹。其原理是:硫酸在加热条件下成为浓硫酸,它具有强烈妁脱水作用,使纤维素打失水而成为碳呈现黑色。洗去多余的硫酸,在木器上就得到黑色的字或花。2

玻璃器皿刻花法

玻璃器皿刻花(字)有两种方法。

一种是氢氟酸法:用去污粉将玻璃器皿洗净、擦干,然后用毛笔或热敷法在表面涂上一层均匀的石蜡层。用小刀在石蜡层上刻花或刻字,使玻璃露出。用毛笔蘸取氢氟酸涂在花(字)迹上。经3-5分钟后,用吸水纸吸干剩余的酸液,再涂氢氟酸。如此重复操作四、五次,最后用小刀或浸入沸水的办法除去石蟮层,凹型的花(字)痕迹即可出现。

第二种方法是氟化氢法:将要刻花(字)的玻璃器皿洗净、擦干,涂上石蜡层并用小刀在石蜡层上刻出花或字迹。在铝的表面皿中盛放氟化钠(NaF)或氟化钙(CaF2)1克、浓硫酸1至2毫升,放在石棉网上加热。把刻有花(字)的玻璃器皿放在铝表面皿上(字迹朝下),使反应产生的HF气体与玻璃器皿的露出部分接触。加热10分钟后取下玻璃器皿,用小刀或浸入沸水的方法除去石蜡层,凹型的花(字)即显出。2

光化学刻花

1)硅表面刻花

在X射线光刻和LIGA技术中,都用湿法显影,往往会因光刻胶的膨胀造成图形损失,因此发展了干法工艺,即在硅片上涂上一层均匀的光刻胶后,再涂上一表面成像膜。表面成像膜在同步辐射X射线照射下发生光化学反应而会挥发掉,因掩模阻挡不受X射线照射的区域的表面成像膜仍保留着。在接下来的含氧反应离子刻蚀光刻胶过程中有机硅烷成像膜会变成SiO2,可有效地保护光刻胶,然后对硅片进行选择性刻蚀。

2)碳化硅表面刻花

碳化硅有很高的机械强度和化学稳定性,对其进行微加工十分困难。同步辐射光化学反应刻蚀是一种有潜力的途径。将有碳化硅外延层的硅片放于真空度为1.333×10-5Pa的反应器内,通入Ar和SF6,用2.45GHz微波放电激发反应气体,未观测到碳化硅有刻蚀作用。如果用1011~1012ph/(s·cm2)的100~500eV能量范围的同步辐射照射区,就有明显的刻蚀作用,其刻蚀速率随SF6的分压增加而提高。如果分别改用单色的85、110和130eV同步辐射照射,碳化硅的归一化刻蚀速率随照射光的能量增加而变快,这主要是碳化硅中硅原子对此波长的同步辐射有较大的吸收截面。3

本词条内容贡献者为:

刘全生 - 副教授 - 长春理工大学

化学刻花

图文简介

化学刻花是用化学药品腐蚀没有进行保护的部分材料,以加工出所需的形状、尺寸和花纹表面粗化的方法,也称化学刻蚀。如用无机药品把金属、玻璃、塑料表面打毛;将印刷辊、压花辊等的表面腐蚀出所需花纹;用有机溶剂处理塑料表面,使之形成霜状毛面等。