专利名称：利用一次蚀刻直接形成刀模的方法及该方法所形成的刀模的制作方法
技术领域：
本发明是有关于利用蚀刻形成刀模的方法，特别是有关于利用一次蚀刻直接形成 刀模的方法。
背景技术：
蚀刻刀模主要是用于裁切例如纸张、胶片、泡棉、软磁、相片、皮、布等薄片材质，形 成特定图样或字型，或于薄片表面印压出浮雕字图样或字型，常用于制作卡片、相簿、包装材等。一般而言，制造蚀刻刀模的方法主要分为二种。第一种是先在金属板表面，根据所 需图样或字型印刷出一层耐酸油墨线条，使金属表面分为蚀刻区及非蚀刻区。油墨干燥后， 将金属板浸泡于蚀刻药剂中，金属表面未印有油墨的区域经药水蚀刻形成凹陷部分，印有 油墨的区域未经药水蚀刻，则形成凸出部。之后，再使用研磨机或铣床机研磨凸出部形成刀 锋部分。当金属浸泡于蚀刻液中时，若油墨线条宽度不足，由于侧向侵蚀的影响，油墨本身 会因支撑力减弱而崩落，使油墨线条的精细度受到限制。另一方面，该种方法亦受限于研磨 机尺寸，无法制作出灵活精细的图样，且制程相当复杂。美国专利第3，850，059号以及中华民国专利第27573号揭示利用喷洒蚀刻液的方 式进行蚀刻，先在金属板表面蚀刻出刀锋雏形，剥除油墨或光阻剂后，在针对刀锋部分进行 第二次蚀刻，形成可裁切纸张的刀锋，但由于喷洒蚀刻液的压力及侧向侵蚀冲击会影响油 墨或光阻剂线条，因此无法有效控制高精细度的油墨或光阻剂线条进行蚀刻。为了形成能 够裁切纸张等薄片的刀锋，必须在剥除油墨或光阻剂后，针对刀锋雏形部分进行第二次蚀 刻。然而，该第二次蚀刻会侵蚀刀锋顶部，导致刀锋高度不均勻影响裁切效果，且该方法仍 然无法克服蚀刻液残留的水阻效应，刀锋与刀模底座连接处仍会受底部蚀刻的影响，导致 高精细度刀模产品良率降低等缺点。有鉴于此，仍需要一种能够形成高精细度刀模，同时能够避免蚀刻液侧向侵蚀及 水阻效应等缺点的方法。
发明内容
本发明提供一种利用一次蚀刻直接形成刀模的方法，包括(A)选择金属板材；⑶ 于该金属板形成二层抗腐蚀光阻剂，经曝光、显影后形成图样化线条；(C)对该金属板表面 喷洒蚀刻液进行蚀刻，形成刀锋；以及(D)剥除该抗腐蚀光阻剂。本发明所述的利用一次蚀 刻直接形成刀模的方法是使用二层抗腐蚀光阻剂，蚀刻形成刀锋部分，蚀刻后不需再进行 研磨或抛光加工，亦不需要针对刀锋部分进行二次蚀刻，即可形成具有高精细度的刀模，不 但能降低所形成刀模的刀刃公差，更能有效提高刀模良率。本发明又提供一种利用一次蚀刻直接形成的刀模，包括刀模底座以及形成于该刀 模底座的刀锋，且该刀锋顶端表面保持金属原材表皮原样。
图1是显示本发明利用一 次蚀刻直接形成刀模的方法的主要步骤
图2A至图2G是显示本发明方法的第一具体实例；
图3A至图3G是显示本发明方法的第二具体实例；
图4A至图4G是显示本发明方法的第三具体实例；
图5是显示本发明方法第三具体实例所形成刀模的俯视图6A至图6G是显示本发明方法的第四具体实例；
图7是显示本发明方法第四具体实例所形成刀模的俯视图8A与图8B是显示本发明方法所形成的刀模；
图9A至图9C是显示本发明方法所形成的可移位重组的刀模块；
图IOA及图IOB是显示本发明方法所形成的刀模块。
主要组件符号说明
110、210、310、410 金属板
112、212、312、412 第--表面
114、214、314、414 第:二表面
120、220、320、420第一抗腐蚀光阻剂层
122、222、322、422、424第一线条
130、230、330、430第二抗腐蚀光阻剂层
132、232、332、432、434第二线条
140、240、340、440刀锋雏形
150、250、350、450刀锋
300刀模
360,460第三抗腐蚀光阻剂层
362,462第三线条
364,464开口
370,470贯穿孔
480凸起部
490外形
510刀模块
520软磁盘
610体刀模板
612刀锋
614凸起部
616贯穿孔
620,630板
622,632凹槽
640塑料板
具体实施例方式以下通过特定的具体实施例详细说明本发明的实施方式，本领域技术技术人员可 由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点与功效，但非用于限制本发明的范畴。图1是显示本发明利用一次蚀刻直接形成刀模的方法的主要步骤，包括步骤(a) 选择金属板材；(bl)于该金属板表面形成第一抗腐蚀光阻剂层；(b2)使用具有特定图样或 字型的底片进行曝光，显影后于该金属板表面形成图样化的第一线条；(cl)于该金属板表 面形成包覆第一线条的第二抗腐蚀光阻剂层；(c2)使用具有特定图样或字型的底片进行 曝光，显影后于该金属板表面形成包覆第一线条的图样化第二线条、或(Cl’及c2’)直接印 刷第二抗腐蚀光阻剂层，以形成包覆第一线条的图样化第二线条；(d)朝向该金属板表面 喷洒蚀刻液；以及(e)自该金属板表面剥除抗腐蚀光阻剂。本发明利用一次蚀刻直接形成 刀模的方法中，该第一与第二抗腐蚀光阻剂层可以利用涂布或印刷的方式形成于该金属板 表面，或直接将干膜贴覆于金属板表面。另一方面，金属板表面形成抗腐蚀光阻剂之前，可 以利用一般现有的技术先进行金属板表面的除油脱脂处理。金属板表面的抗腐蚀光阻剂剥 除后，也可进行抗氧化加工处理，避免所形成的刀模刀锋因氧化而钝化。第一实施例图2A至图2G是显示本发明方法的第一具体实例。如图2A所示，使用碳钢金属板 110作为刀模金属板材，该金属板110具有形成刀锋的第一表面112以及相对该第一表面 112的第二表面114。利用滚轮机于该金属板110的第一表面112披覆油墨形成第一抗腐蚀 光阻剂层120。使用具有图样或字型的底片进行曝光，显影后于金属板110的第一表面112 形成宽度与所需刀刃相当的图样化第一线条122，如图2B所示。重复上述步骤，如图2C所 示，于金属板110的第一表面112，形成包覆第一线条122的第二抗腐蚀光阻剂层130。如 图2D所示，再次使用底片进行曝光，显影后于金属板110的第一表面112形成包覆第一线 条122的图样化第二线条132。本发明利用一次蚀刻直接形成刀模的方法中，是使用二层抗腐蚀光阻剂层，先形 成宽度与刀刃相当的第一线条122，再形成宽度略大于刀刃且包覆该第一线条122的第二 线条132。如图2E所示，朝向金属板第一表面112喷洒蚀刻液时，首先是以第二线条132的 图样或字型宽度作为蚀刻模板，蚀刻出刀模的刀锋雏形140。如图2F所示，持续喷洒蚀刻液 一段时间后，金属板表面的第二线条132经蚀刻液喷洒及侧向侵蚀冲击而逐渐崩解，使包 覆于其中的第一线条122暴露出来，再以第一线条122的图样或字型宽度作为蚀刻刀锋，最 终蚀刻出刀模所需的高精细度刀锋150。最后，如图2G所示，自金属板第一表面112剥除抗 腐蚀光阻剂形成具有高精细度刀锋的刀模。本发明利用一次蚀刻直接形成刀模的方法所形成的刀模包括刀模底座，以及形成 于该底座的刀锋150。本发明方法使用一次蚀刻直接形成刀锋后，不需要再进行机械或CNC 研磨，且光阻剂剥除后亦不需要针对刀锋部分进行二次蚀刻。因此，本发明方法所形成的刀 模，刀锋高度可达0. 5公厘以上，较佳可达0. 7公厘以上，且刀锋150顶端仍保持金属原材， 能够避免二次蚀刻所造成刀锋高度不均的缺点，有效提升刀模良率。第二实施例图3A至图3G是显示本发明方法的第二具体实例。如图3A所示，碳钢金属板210 具有形成刀锋的第一表面212以及相对该第一表面212的第二表面214。利用旋转涂布的方式于该金属板210的第一表面212形成第一抗腐蚀光阻剂层220。使用具有图样或字型 的底片进行曝光，显影后于金属板210的第一表面212形成宽度与所需刀刃相当的图样化 第一线条222，如图3B所示。重复上述步骤，如图3C所示，于金属板210的第一表面212， 形成包覆第一线条222的第二抗腐蚀光阻剂层230。如图3D所示，再次使用底片进行曝光， 显影后于金属板210的第一表面212形成包覆第一线条222的图样化第二线条232。如图3E所示，金属板210是以第一表面212朝向下的方式进行蚀刻，当蚀刻液由 底部向上直接朝向金属板第一表面212喷洒蚀刻液时，是先以第二线条232的图样或字型 宽度作为蚀刻模板，蚀刻出刀模的刀锋雏形240。如图3F所示，持续喷洒蚀刻液一段时间 后，金属板表面的第二线条232经蚀刻液喷洒及侧向侵蚀冲击而逐渐崩解，使包覆于其中 的第一线条222暴露出来，再以第一线条222的图样或字型宽度作为蚀刻刀锋，最终蚀刻出 刀模所需的高精细度刀锋250。最后，如图3G所示，自金属板第一表面212剥除抗腐蚀光阻 剂形成具有高精细度刀锋的刀模。于该具体实例中，金属板210是以第一表面212朝向下的方式进行蚀刻，蚀刻液则 由底部向上直接朝向金属板第一表面212喷洒，因此能有效避免蚀刻液残留所导致的水阻 效应，不但能够利用一次蚀刻直接形成具有高精细度刀锋的刀模，另一方面，利用二层抗腐 蚀光阻剂进行蚀刻所形成刀锋，可以使刀模的刀刃宽度公差缩减为0. 05至0. 15厘米，较佳 缩减为0. 08至0. 12厘米。第三实施例图4A至图4G是显示本发明方法的第三具体实例。如图4A所示，碳钢金属板310 具有形成刀锋的第一表面312以及相对该第一表面312的第二表面314。利用旋转涂布的 方式分别于该金属板310的第一表面312与第二表面314形成第一抗腐蚀光阻剂层320与 第三抗腐蚀光阻剂层360。使用具有图样或字型的底片进行曝光，显影后于金属板310的 第一表面312形成宽度与所需刀刃相当的图样化第一线条322，金属板310的第二表面312 则形成图样化第三线条362，该第三图样化线条362具有与所需贯穿孔相当的开口 364，如 图4B所示。重复上述步骤，如图4C所示，于金属板310的第一表面312，形成包覆第一线 条322的第二抗腐蚀光阻剂层330。如图4D所示，再次使用底片进行曝光，显影后于金属板 310的第一表面312形成包覆第一线条322的图样化第二线条332。如图4E所示，分别自金属板310下方与上方直接朝向金属板第一表面312与第二 表面314喷洒蚀刻液，同时进行双面蚀刻；其中，金属板第一表面是先以第二线条332的图 样或字型宽度作为蚀刻模板，蚀刻出刀模的刀锋雏形340。如图4F所示，持续喷洒蚀刻液 一段时间后，金属板表面的第二线条332经蚀刻液喷洒及侧向侵蚀冲击而逐渐崩解，使包 覆于其中的第一线条322暴露出来，再以第一线条322的图样或字型宽度作为蚀刻刀锋，最 终蚀刻出刀模所需的高精细度刀锋350 ；另一方面，金属板310第二表面314则以第三线条 362作为蚀刻模板，根据第三线条362的开孔364蚀刻出刀模贯穿孔370。如图4G所示，自 金属板第一表面312与第二表面314剥除抗腐蚀光阻剂，形成具有高精细度刀锋350与贯 穿孔370的刀模。图5是显示本发明方法第三具体实例所形成的刀模300的俯视图。于该具体实 例中，是于欲形成刀锋的金属板第一表面使用二层抗腐蚀光阻剂，同时在金属板相对该第 一表面的第二表面使用第三抗腐蚀光阻剂，进行一次蚀刻即可形成同时具有高精细度刀锋350以及方便脱模的贯穿孔370的立体刀模。第四实施例图6A至图6G是显示本发明方法的第四具体实例。如图6A所示，碳钢金属板410 具有欲形成刀锋的第一表面412以及相对该第一表面412的第二表面414，利用旋转涂布的 方式分别于该金属板410的第一表面412与第二表面414形成第一抗腐蚀光阻剂层420与 第三抗腐蚀光阻剂层460。使用具有图样或字型的底片进行曝光，显影后于金属板410的第 一表面412形成宽度与所需刀刃相当的图样化第一线条422，宽度与所需凸起部相当的图 样化第一线条424 ；金属板410的第二表面412则形成图样化第三线条462，该图样化第三 线条462具有与所需贯穿孔相当开口 464，如图6B所示。重复上述步骤，如图6C所示，于金 属板410的第一表面412，形成包覆第一线条422的第二抗腐蚀光阻剂层430。如图6D所 示，再次使用底片进行曝光，显影后于金属板410的第一表面412形成包覆第一线条422的 图样化第二线条432，以及与第一线条424宽度相同的图样化第二线条434。如图6E所示，分别自金属板410下方与上方直接朝向金属板第一表面412与第二 表面414喷洒蚀刻液，同时进行双面蚀刻。金属板第一表面是先以第二线条432、434的图 样或字型宽度作为蚀刻模板，蚀刻出刀模的刀锋雏形440。如图6F所示，持续喷洒蚀刻液一 段时间后，金属板表面的第二线条432、434经蚀刻液喷洒冲击而逐渐崩解，使包覆于其中 的第一线条422以及位于下层的第一线条424暴露出来，再以第一线条422、424的图样或 字型宽度作为蚀刻模板，最终蚀刻出刀模所需的高精细度刀锋450以及凸起部480。另一 方面，金属板410第二表面414则以第三线条462作为蚀刻模板，根据第三线条462的开孔 464蚀刻出刀模贯穿孔470。如图6G所示，自金属板第一表面412与第二表面414剥除抗 腐蚀光阻剂，形成具有高精细度刀锋450、贯穿孔470、及凸起部480的刀模。图7是显示本发明方法第四具体实例所形成的刀模400的俯视图。于该具体实例 中，本发明的方法藉由进行一次蚀刻即可形成同时具有高精细度刀锋450、方便脱模的贯穿 孔470、以及可用于压印浮雕面的凸起部480的立体刀模。如图8A所示，利用本发明方法进 行双面蚀刻，不但可以同时形成刀锋450与贯穿孔470，亦可同时切割刀模底座外形490，使 所形成的立体刀模兼具彩绘板的功能，如图8B所示。图9A是显示使用多个本发明方法所形成的小刀模块510搭配软磁盘520所形成 可移位重组的刀模块。使用者可根据需求排列组合出多种文字或图样，如图9B与图9C所 示。另一方面，如图IOA与图IOB 所示，本发明方法所形成的立体刀模板610可搭配硬 度小于该刀模金属板材的凹板，例如塑料凹板620或铝凹板630，分别黏贴于可对折塑料板 640，形成立体刀模块。其中，该凹板620、630对应立体刀模板610凸起部614的位置形成 有凹槽622、632，凹板620、630对应立体刀模板610刀锋612的位置则未形成凹槽，方便使 用者在裁切纸张同时形成压出浮雕立体图样。
权利要求
一种利用一次蚀刻直接形成刀模的方法，其特征在于，包括下列步骤(A)选择金属板材，该金属板具有形成刀锋的第一表面以及相对该第一表面的第二表面；(B)于该金属板第一表面形成第一抗腐蚀光阻剂层，对该第一抗腐蚀光阻剂层曝光、显影，以于该第一表面上形成图样化的第一线条；(C)于该金属板第一表面形成包覆该第一线条的第二抗腐蚀光阻剂层，且该第二抗腐蚀光阻剂层是形成包覆该第一线条的图样化第二线条；(D)朝向该金属板第一表面喷洒蚀刻液进行蚀刻，形成刀锋；以及(E)自该金属板表面剥除抗腐蚀光阻剂。
2.根据权利要求1所述的利用一次蚀刻直接形成刀模的方法，其特征在于，该金属板 是以第一表面向下的方式进行蚀刻。
3.根据权利要求1所述的利用一次蚀刻直接形成刀模的方法，其特征在于，该金属板 表面形成第一抗腐蚀光阻剂层前是经过表面除油脱脂处理。
4.根据权利要求1所述的利用一次蚀刻直接形成刀模的方法，其特征在于，该金属板 表面的抗腐蚀光阻剂剥除后是经过抗氧化处理。
5.根据权利要求1所述的利用一次蚀刻直接形成刀模的方法，其特征在于，该步骤⑶ 更进一步包括于该金属板的第二表面形成第三抗腐蚀光阻剂层，对该第三抗腐蚀光阻剂层 曝光、显影，于该第二表面形成图样化第三线条。
6.根据权利要求5所述的利用一次蚀刻直接形成刀模的方法，其特征在于，该金属板 第二表面的第三抗腐蚀光阻剂层与该金属板第一表面的第一抗腐蚀光阻剂层是同时形成。
7.根据权利要求5所述的利用一次蚀刻直接形成刀模的方法，其特征在于，该步骤⑶ 更进一步包括朝向该金属板第二表面喷洒蚀刻液进行蚀刻，形成贯穿孔。
8.根据权利要求7所述的利用一次蚀刻直接形成刀模的方法，其特征在于，该金属板 第一表面与第二表面的蚀刻是同时进行。
9.根据权利要求5所述的利用一次蚀刻直接形成刀模的方法，其特征在于，该步骤(E) 更进一步包括剥除该金属板第二表面的抗腐蚀光阻剂。
10.根据权利要求9所述的利用一次蚀刻直接形成刀模的方法，其特征在于，该金属板 第一表面与第二表面的抗腐蚀光阻剂是同时剥除。
11.一种根据权利要求1所述的利用一次蚀刻直接形成刀模的方法所形成的刀模，其 特征在于，包括刀模底座以及形成于该刀模底座的刀锋，其中，该刀锋顶端表面是刀模的金 属原材表皮原样。
12.根据权利要求11所述的刀模，其特征在于，该刀锋的刀刃公差是介于0.05至0.15 厘米之间。
13.根据权利要求11所述的刀模，其特征在于，该刀模底座是形成有贯穿孔。
14.根据权利要求11所述的刀模，其特征在于，该刀模底座是形成有凸起部。
15.一种可移位重组的刀模块，其特征在于，包括一或多个根据权利要求1所述的利用 一次蚀刻直接形成刀模的方法所形成的刀模，以及软磁盘。
16.一种刀模块，其特征在于，包括根据权利要求1所述的利用一次蚀刻直接形成刀模 的方法所形成的立体刀模板；对应该刀模板的凹板；以及用以黏贴该刀模板与凹板的可对2折塑料板，其中，该立体刀模板具有刀锋及凸起部，该凹板对应该刀模板凸起部的位置则形 成有凹槽。
17.根据权利要求16所述的立体刀模块，其特征在于，形成该凹板的材料是比该刀模 原材硬度小的板材。
18.根据权利要求16所述的立体刀模块，其特征在于，该凹板是铝凹板或塑料凹板。
全文摘要
本发明提供一种利用一次蚀刻直接形成刀模的方法及该方法所形成的刀模，上述方法包括(A)选择金属板材；(B)于该金属板形成二层抗腐蚀光阻剂，经曝光、显影后形成图样化线条；(C)对该金属板表面喷洒蚀刻液进行蚀刻，形成刀锋；以及(D)剥除该抗腐蚀光阻剂。该方法是使用二层抗腐蚀光阻剂，蚀刻形成刀锋部分，蚀刻后不需再进行研磨或抛光加工，亦不需要针对刀锋部分进行二次蚀刻，即可形成具有高精细度的刀模，不但能降低所形成刀模的刀刃公差，更能有效提高刀模良率。
文档编号B26F1/44GK101942660SQ200910157819
公开日2011年1月12日 申请日期2009年7月7日 优先权日2009年7月7日
发明者蔡来居 申请人:蔡来居