碼盤製造製程
一片玻璃碼盤的誕生：從玻璃到成品
一片玻璃碼盤要經過清洗、鍍鉻、塗膠、曝光、顯影、蝕刻、去膠、切割、磨邊、檢測、包裝等十幾道工序。本文把整條流程走一遍，說清楚每一步解決什麼問題，做不好會給碼盤留下什麼隱患。
拿到一片玻璃碼盤，看上去只是一片薄玻璃上印了一圈黑線。可這一圈線可能有幾千條，每條只有幾十微米甚至幾微米寬，還要邊緣整齊、遮光徹底、和中心孔同心。這樣的東西不是“印”一下就成的，而是十幾道工序一步一步做出來的。
三個階段：做膜、做圖形、做外形
把整條流程拆開看，其實只有三件事（見圖1）：
- 做膜：把玻璃洗乾淨，鍍上一層鉻。
- 做圖形：用微影把刻線“影印”到鉻膜上，多餘的鉻溶掉。
- 做外形並出廠：切出外圓和內孔，磨邊，檢測，清洗，包裝。
下面按這個順序走一遍。
第一階段：乾淨的玻璃加一層鉻
清洗是第一步，也是最容易被小看的一步。玻璃表面哪怕留一點油膜或一個微小顆粒，鉻膜在那裡就附著不牢，或者留下一個針孔。
鍍鉻在真空裡進行，常用濺射或蒸鍍。鉻膜厚度一般在 0.1 μm 左右，只有頭髮絲直徑的幾百分之一，但已經能把光擋得很徹底。碼盤上“黑”的部分，就是這層鉻。
第二階段：用微影把圖形影印上去
微影的思路像刷油漆時貼的遮擋膠帶：先用一層光阻把要保留的地方蓋住，再把露在外面的鉻溶掉。
- 塗膠：把光阻滴在基板中央，高速旋轉甩成一層薄而均勻的膜。
- 前烘：加熱趕走膠裡的溶劑，讓膠膜定型。
- 曝光：紫外光透過光罩照到膠上。光罩就是碼盤圖形的“底片”。
- 顯影：常用的正性膠被光照過的部分會溶進顯影液，下面的鉻露出來。
- 蝕刻：蝕刻液溶掉露出來的鉻，被膠蓋住的鉻留下，成為刻線。
- 去膠：剝掉剩下的膠，鉻線完整露出。
刻線最終有多寬，由曝光量、顯影和蝕刻三步共同決定，哪一步偏了，線寬都會跟著偏。同一張光罩反覆使用，一批又一批碼盤的圖形都出自同一張“底片”，這是微影碼盤一致性好的原因。
第三階段：切外形、檢測、出廠
雷射切割以圖形的中心為基準切出外圓和內孔。切偏了，刻線圈和內孔就不同心，裝上軸後會產生偏心誤差：讀數半徑 20 mm 時，5 μm 的偏心約對應 52″ 的角度誤差。
磨邊倒角把切口上的微裂紋和尖角磨掉，減少崩邊，也讓碼盤更經得起裝配時的受力。
檢測通常包括線寬、偏心、光學密度和外觀缺陷，可以用影像測量和自動光學檢測（AOI）來做。最後再清洗一遍，用隔片分開，防潮、防靜電包裝出廠。
每道工序管什麼
| 工序 | 主要目的 | 沒做好的典型後果 |
|---|---|---|
| 清洗 | 表面無油無顆粒 | 膜層脫落、針孔 |
| 鍍鉻 | 均勻緻密的遮光膜 | 遮光不足、針孔 |
| 塗膠、前烘 | 均勻的膠膜 | 線寬不一致 |
| 曝光、顯影 | 圖形轉到膠上 | 線寬偏差、殘膠 |
| 蝕刻、去膠 | 圖形轉到鉻上 | 殘鉻、斷線、線寬偏差 |
| 切割、磨邊 | 同心的外形，完好的邊緣 | 偏心、崩邊、裂紋 |
| 檢測、包裝 | 把關和保護 | 不良品流出、運輸劃傷 |
小結
一片玻璃碼盤的工序可以歸成三段：做膜、做圖形、做外形。微影決定刻線的形狀和線寬，切割決定刻線和內孔是否同心，清洗和潔淨度則貫穿始終。後面的文章會把每道工序單獨拿出來細講。
延伸閱讀：ENC7 編碼器碼盤生產廠家（中文首頁） · 碼盤技術文庫
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