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丝印工艺教程
作者:不朽情缘 发布时间:2021-01-27 21:30

  丝印工艺教程_纺织/轻工业_工程科技_专业资料。丝网印刷工艺 丝网印刷工艺 ? ? 丝网印刷是一门古老的技术。 丝网印刷的基本原理是:丝网 模板的部分网孔能够透过油 墨,漏印至材料表面;模版上 其余部分的网孔被堵死,不能 透过油墨,在材料表面

  丝网印刷工艺 丝网印刷工艺 ? ? 丝网印刷是一门古老的技术。 丝网印刷的基本原理是:丝网 模板的部分网孔能够透过油 墨,漏印至材料表面;模版上 其余部分的网孔被堵死,不能 透过油墨,在材料表面形成空 白,从而在材料表面形成相应 的图像。 印刷年画 2 ? 丝网印刷的特点: ? ? ? 成本低、操作简便、生产效率高、印料种类多等; 广泛应用于印制电路和厚膜集成电路的制造。 不足之处:网版的耐印力差,线路的还原性不好; ? ? 还原性能:印刷图像还原成样品本来面貌的能力。 还原性不好是指印刷图像与样品本来面貌的差距较大。 ? 丝网印刷的主要内容: ? ? ? ? 第一节 第二节 第三节 第四节 丝网准备 感光制版 印料 丝网印刷工艺 3 第一节 ? ? 丝网准备 一、 丝网的一般知识 1、术语 ? ? (1)丝网目数:丝网目数指的是每平方厘米丝 网所具有的网孔数目。工程上常用每厘米或每 英寸的开孔数表示,符号M。 M=L/(D+O) ? ? ? L-计量丝网目数的单位长度,采用公制计量单位为1厘 米,采用英制计量单位为1英寸。 D-线径 单位:微米 O-开度 单位:微米 4 ? (2)丝网开度:是指网孔宽度。用网的经纬两 线围成的网孔面积平方根来表示,单位微米,符 号O。 5 ? ? (3)丝网开口率:是指单位面积的丝网内, 网孔面积所占的百分率,符号OR。 OR=O2/(D+O)2=O2/(L/M)2=(O×M/L)2 SOA=O1×O2 S=(O1+D)×(O2+D) OR=SOA/S 6 ? (4)丝网厚度:丝网厚度指丝网表面与丝网底 面之间的距离,单位微米,符号T。 ? 一般网厚等于线)油墨透过体积:是指开口面积与丝网厚度 的乘积。 7 ? ? (6)单丝:是指在生产中用单孔喷丝头所制得 的单根(股)长丝。 (7)多丝:是指在生产中用多孔喷丝头所制得 的多根(股)长丝,或者由多根单丝合并所制 得的长丝。 单丝 多丝 8 ? 2、 丝网种类 ? ? ? (1)丝绢丝网 属于多丝织品 ,最早用于丝网印刷。 其特点是耐水性强,与感光胶膜的结合性好; 耐磨性和耐化学药性差,成本较高。 9 ? ? (2)尼龙丝网 属单丝织品。由尼龙6或尼龙66化纤单丝组成, 具有很高的强度及耐水、耐蚀、耐磨性,使用 寿命长、表面光滑、透墨性及回弹性好,有适 当的柔软性。 10 ? ? ? ? (3)聚酯丝网 有单丝和多丝两种,常用单丝。 优点:耐高温,物理性能稳定,拉伸性小,弹 性强,吸湿性低,几乎不受湿度影响。耐溶 剂、耐药品性、耐酸性都比较强,使用寿命 长。价格便宜,是目前比较好的丝网网材。 缺点:通孔(透墨)率小于尼龙丝网,由于其 疏水性,对感光材料粘着力较差。 11 ? ? ? (4)不锈钢丝网 优点:尺寸稳定性极好,丝径细,开度大,透 墨性好,耐磨性强,耐热、耐化学腐蚀性好, 适用于热溶性印料印刷。 缺点:回弹性差(几乎没有弹力),受外力易折 伤及松驰,伸长后不能复原,价格贵,成本 高,适合于高精密度线 ? ? ? ? (5)镀镍聚酯丝网 一种在单丝聚酯网上镀一层厚度2~5微米的金属 镍而制成的网。 它具有了聚酯网和不锈钢网的优点,能制得高 张力、低伸长的网版,克服了金属网因金属疲 劳而松弛和聚酯网与模版结合力差等缺点。 具有良好的版膜粘附性、回弹性,耐磨性和透 墨性,导电性好,能抗静电效应,适合于高精 度丝印。 13 ? ? ? (6)防静电丝网 一种以导电性石墨为线芯的特殊丝线为织物的 丝网。 用它制版不会产生原来由于刮板和丝网摩擦而 在网版上产生静电的现象。这种网版印刷不会 吸附灰尘,油墨也不会发生渗化,图形清晰。 14 ? ? ? (7)压平丝网 压平丝网是将丝网的一面压平而制得,其厚度 为一般丝网的70%。由于表面平滑,厚度薄, 其印刷效果好于目数相同的一般丝网。 这种丝网表面平滑,油墨透过性好,与刮板摩 擦小,耐印性高,特别适用于紫外线固化型油 墨,能获得很薄的油墨层,节约了油墨,降低 了成本。只是在绷网时需要注意,让压平面面 向刮板一侧。 16 ? ? (8)带色丝网 丝网在用直接法制版时,很容易产生光晕。这 种现象产生的原因,是曝光时丝网材料对光线 的漫反射。为防止产生这种现象,我们采用带 色丝网。 17 ? ? (9)镍箔穿孔网 镍箔穿孔网不是编织网,而是箔网,是由镍箔 钻孔而成,也可以用电解法制成。整个网平 整、厚薄均匀,极大地提高了丝印的稳定性和 精密性,它是所有丝网中尺寸稳定最好的。 19 ? 3、 丝网的选择 ? ? ? (1)网线)网孔大小均匀,以保证印刷时漏墨量均匀。 (3)稳定性要好,受温湿度及拉力影响,缩小率及延 伸性要小。 (4)耐磨擦性要好,以保证较高的耐印力。 (5)有一定的抗张强度,伸缩性要小,回弹性要好。 (6)对各种溶剂及化学品耐抗性好,物理性能不降 低。 (7)分辨率能满足产品要求。 (8)选用的丝网必须与油墨相匹配。 (9)具有良好的经济效益。 20 ? ? ? ? ? ? 丝网的性能参数 21 ? ? 二、 网框准备 1、 网框材料 ? ? ? (1)木质网框 材料可以是红松,柏木和硬质木材。 它具有制作简单,重量轻,操作方便,价格低 等优点。但是由于在感光制版过程中,吸水变 形,已被金属网框所取代。 22 ? ? ? (2)金属网框 金属网框大都采用中空铝框,个别情况下用铸 铝框和钢铁框。 中空铝合金网框具有操做轻便、强度高、不易 变形和生锈、耐溶剂性和耐水性强、美观等优 点。中空铝框分普通铝管型、横向加强筋型和 纵向加强筋型,铝管壁厚1.5~2毫米。 23 ? ? ? (3)层压板网框 网框采用10~12毫米厚的酚醛或环氧玻璃布板 做成。 加工简便,性能稳定,但较重,个别情况下才 使用。 24 ? ? 2、网框种类 根据绷网方式的不同,将网框分成固定式网框 和自绷式网框两大类。 ? ? ? ? (1)固定式网框 该网框采用绷紧打入固定或粘合固定的方法把 丝网固定到网框上。 打入法是在网框上将丝网用水打湿,把丝网的 经纬方向与框边依次平行地用嵌条打入固定。 粘合法是借助绷网机将丝网拉到一定的张力 后,用粘结剂粘住网框固定,待其干燥后取下 备用。 25 固定式网框示意图 26 ? ? ? (2)自绷式网框 它是将丝网直接绷到框架上,由于自绷网框集 绷紧装置和框架为一体,可借助“螺丝调节”或 “棍式框架”自张绷网。 该网框具有“方便、灵活、网版寿命长”等优 点,适用于多品种小批量印刷。 27 ? ? 3、 网框选择 主要考虑以下5个方面: ? ? ? ? ? 丝网材料、种类和尺寸; 均匀绷网的能力; 丝网绷紧的能力; 网框的重量; 网框的挠性。 28 ? ? ? 三、 绷网 绷网是将丝网拉紧一定的张力固定在网框上。 1、绷网前准备 ? 按照图像转移的尺寸选好相应的网框,把网框与 丝网粘合的一面洗干净。 ? ? 新网框绷网前,应用细砂纸将绷网框面打毛,并用丁 酮反复擦洗去油以备使用; 旧网框用砂纸摩擦干净,去掉残留的胶及其它物质。 ? 在绷网前,预先将清洗后的网框中与丝网接触的 面涂一遍胶,并晾干。 29 ? 2、 绷网的方法 ? ? ? ? (1)手工绷网 一种简单的传统方法,常用于木质网框。 通过人工用钉子、木条、胶粘剂等材料将丝网 固定在木框上。 手工绷网的张力一般能达到要求,但张力不均 匀,操作比较麻烦、费时,绷网质量不能得到 保证。 30 ? ? ? (2)机动绷网 机动绷网使用的是机械式绷网,根据机械类 型,又分为杠杆式、丝杠式和齿轮齿条式。 机动绷网的最大特点是不需要电力和气源,其 绷网质量大大高于手工绷网,可接近气动绷网 质量。 32 第二节 ? 感光制版 感光制版是利用感光胶的光化学变化,即感光 胶受光照射部分交联硬化并与丝网牢固结合在 一起形成版膜,未曝光部分经显影形成通孔, 而制成模版。 34 ? ? 一、 直接法 1、定义 ? 直接法制模版是先把感光胶均匀地涂布在丝网 上,经干燥后,直接盖上照相底版进行曝光、 显影,得到所设计的电路图像模版。 直接制版的工序少,失真小,操作简便,膜厚 可调整,耐印力较高,生产周期较短,分辨率 不太高,图像边缘容易出现锯齿状现象。 准备丝网 → 上感光胶 → 曝光 → 显影 → 检查 35 ? 2、特点 ? ? 3、工艺流程 ? 锯齿状形成原因 ? 丝网的网孔会出现漏墨或堵墨的情况,导致设 计规定的线条边缘出现多一点或少一点油墨的 现象。(设计边缘线 ? ? 二、 间接法 1、定义 ? 首先把照相底版(菲林片)与感光膜密合在一 起,经曝光、显影形成图像,然后将图像转移 到网框的丝网上,最后再经干燥揭去片基制成 版膜,这种制版方法称为间接法。 间接法比直接法做的印版精度高,操作简便, 曝光时间短,节省时间,耐印性差,费用高, 版膜容易伸缩。 ? 2、特点 ? 37 ? 3、工艺流程(以碳素纸膜为例) ? 准备工作 → 敏化 → 转移至临时片基 → 曝光 → 显影 → 转网 38 ? ? 三、直间接法 1、定义 ? 将感光膜片基粘合到网框的丝网上,经曝光、 显影、干燥制成版膜,这种制版方法称为直间 接法。 操作简单,制版时间短,分辨率和耐印力都比 较高,但费用较高,版膜容易发生伸缩。 ? 2、特点 ? 39 ? 3、工艺流程(以LS感光膜为例) ? 丝网准备 → 感光敏化 → 贴膜 → 干燥 → 曝光 → 显影 → 干燥 → 修版 40 印料 41 第三节 印料 ? 一、 抗蚀印料 ? ? 抗蚀印料是耐化学腐蚀的印料。 作用:印制电路中不需处理(腐蚀、电镀、焊 接等)的部分预先进行丝印,形成耐腐蚀(或 耐电镀、阻焊)膜层。 42 ? 1、耐腐蚀印料 ? ? ? ? 耐腐蚀印料是一种耐酸性的抗蚀印料。它分为 热固型(或称自干型)和紫外光固化型。 (1)热固型 绝大多数高分子成膜物质都能经得起各种蚀刻 溶液的腐蚀,对印制图形起到保护作用。 热固型印料分为水溶型和溶剂型。 43 ? ①碱(水)溶型抗蚀印料 ? ? ? 此类印料粘度适宜,干燥速度很快,可在稀碱 水溶液中既快又好地除去印料。适用于自动化 生产。 印料丝网印刷以后,放入100℃远红外烘箱内 干燥3分钟左右,抗蚀性很好。 印料去除方法:采用5%的稀碱水溶液喷淋或浸 泡,均能使印料成块状脱落而很快去除干净。 44 ? ②溶剂型-厚漆类抗蚀印料 ? ? 此类印料价格低,抗蚀性好,透印力强和铜箔 粘附力很牢,去除方便,有污染。 印料去除方法:用汽油、丙酮等溶剂可以很方 便去除。 45 ? ? ? ? (2)紫外光固型 一种较新型抗蚀印料。它在紫外光照射下,线 型分子之间发生交联反应而固化。 该印料固化时没有溶剂挥发,而且印料不经紫 外光照射就不发生变化。 印料去除方法:在温度80-85℃的氢氧化钠水 溶液中浸泡40-60秒钟,印料自行脱落。 46 ? 2、耐电镀印料 ? 耐电镀印料是在印制电路板制造过程中耐电镀 图形的抗蚀剂。 47 ? 3、阻焊印料 ? ? ? 阻焊印料是在成品印制板上印刷的印料。 其作用是防止电路腐蚀,防止由于潮湿引起的 电路绝缘性能下降,防止焊锡粘附在不需要的 部分,防止铜对焊锡槽的污染。 这种印料分热固型、紫外光固型和液态感光 型。 48 ? ? (1)热固型 热固型阻焊印料主要是由环氧树脂或改性环氧树 脂、固化剂以及填料、助剂、颜料和溶剂组成。 通过固化剂的作用,产生交联反应形成三维网状结 构。该印料可分为单组份(一液型)和双组份(二 液型)。 ? 49 ? ? ①单组份热固型阻焊印料 ? 此类印料已添加固化剂,固化温度高,而且固化时间 长,不利于自动化连续生产,同时会增大板材的翘 曲,加之贮存期短,目前使用不多。 ②双组份热固型阻焊印料 ? 此类印料分为主剂和助剂,使用前要按配比称量,混 合并搅拌均匀后静置30 min,消除气泡,充分熟 化。 ? 种类多,有多种颜色。它的贮存期长,但使用寿命 短,仅几小时至一周内。 50 ? ? ? (2)光固型阻焊印料 光固型阻焊印料又称紫外固化油墨,是在一定 波长范围的紫外光照射下,其丝印图像就能迅 速发生交联反应而固化的印料。 此类印料在使用中粘度不变,网版不会出现阻 塞、干网的现象,吸收紫外光后固化迅速,利 于自动化生产。 51 ? ? ? (3)液态感光阻焊印料 液态感光阻焊印料具有感光(UV CURABLE) 和热固化(THERMAL CURABLE)双重功 能。 光泽饱满,色彩漂亮,附着力好,成膜致密性 好,耐热性、电绝缘性和耐化学性能优良,特 别适用于表面安装用印制板等高精密度印制板 的可焊性处理,用途越来越广泛。 52 ? ? 二、 字符印料 为了装配和维修上的方便,印制板上往往要设 计上各种文字、符号。对这些文字、符号采用 丝网印刷最为方便。它们大多印在绿油(阻焊 油墨)上面,也有单面板直接印在基材上。 53 ? ? 三、 导电印料 导电印料是将金、银、铜、碳等导电填料分散 在连接料中,用于印制电路、插头、电镀底 层、键盘触点、电阻等。 54 ? 1、金粉导电印料 ? 金粉导电印料化学性质稳定,导电性能优良, 但价格非常昂贵,仅限用于厚膜集成电路制 造。 55 ? 2、银浆导电印料 ? 大量用于薄膜开关的电路印刷。当承印物为聚 酯材料时,可将银粉分散到聚酯树脂连结料 中。当印料干燥不透时,电阻值会增加,最好 采用远红外干燥机在120~130℃下烘干。 薄膜开关 56 ? 3、铜浆导电印料 ? 铜比银价格低,但存在容易氧化的缺点。现在 多使用经过防氧化处理的铜粉,使用这种印料 丝印的电路不容易被氧化,但缺点是一经高温 热冲击,就会失去防氧化效果。 57 ? 4、碳浆导电印料 ? 碳浆导电印料中使用的填料有石墨、炉法碳 墨、乙炔黑和导电槽黑等。多用于薄膜开关电 路、键盘触点和印制电阻等。 58 ? ? 四、 印料性能 为了得到图象复制的保真度,要求印料必须具 有良好的粘性、触变性和精细度。 1、粘性: ? ? 粘度是液体的内摩擦,表示在外力作用下,使 一层液体在另一层液体上滑动,内层液体所施 加的摩擦力。稠的液体内层滑动遇到的机械阻 力较大,较稀的液体阻力较小。 59 ? 2、触变性 ? ? 触变性是液体的一种物理特性,即在搅动状态 下其粘度下降,待静置后又很快恢复其原来粘 度的特性。 在刮板前进过程中,印料被搅动,处于流动状 态,粘度下降,从而加快印料通过网孔的速 度。一旦刮板停止运动,印料回到静止状态, 其粘度又很快恢复到原来的水平。 60 ? 3、精细度 ? 颜料和矿物质填料一般呈固态,经过研磨,颗 粒尺寸不超过4/5um,并以固状形式形成均质 化的流动状态。 61 ? ? ? ? ? 五、 印料的使用 1、印料温度必须保持在20~25℃; 2、使用前必须仔细搅拌均匀; 3、通常使用的模版和印料都要经得住溶剂清 洗; 4、印料的干燥必须装备一个有效的排气系 统,否则会污染印制线 第四节 丝网印刷工艺 ? ? 一、准备工作 1、封网 ? 丝印模版只占据丝网中间的一部分,而其余部 分的网孔仍能透过印料,这既浪费印料又粘污 底板,因此必须进行封网。 刮板又称墨刮,其作用是通过一定的压力将网 版上的油墨均匀的透过网版,完全的印到板子 上,直接决定了印刷的质量。 63 ? 2、刮板准备 ? ? ? ? ? ? ? ? 二、 丝网印刷操作工艺 1、固定丝网框架 2、试印 3、定位 4、丝印 5、干燥 6、修板 64 思考题 ? ? 1、丝网印刷的基本原理是什么?丝网印制工 艺的特点是什么? 2、名词术语解释: ? ? 丝网目数 丝网厚度 丝网开度 丝网开口率 油墨透过体积 ? 3、简述感光制版的定义及其分类? 65

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