鄧超 侯雪嬌 武云超 劉瑤
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絲網(wǎng)印刷技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展是圍繞絲網(wǎng)印刷網(wǎng)版進行的,絲網(wǎng)印刷網(wǎng)版是由絲網(wǎng)制成的圖文部分可以漏墨的印版,被看作絲網(wǎng)印刷的第一要素,對絲網(wǎng)印刷的性能及特征等起著關(guān)鍵性的作用,因此在絲網(wǎng)印刷的印制過程中,保護網(wǎng)版不受污染非常重要。本文以LTCC用印刷網(wǎng)版制作工藝為研究對象,首先簡要介紹其工藝流程,然后針對其關(guān)鍵工藝步驟進行深入分析,詳細研究其工藝因素對網(wǎng)版質(zhì)量的影響方式,并給出相應(yīng)的注意項目和改進方向。
LTCC用印刷網(wǎng)版制作工藝的一般流程如圖1所示。
圖1 LTCC用印刷網(wǎng)版制作工藝流程
繃網(wǎng)質(zhì)量指標主要有張力的大小、均勻性。張力大小合適且分布均勻的網(wǎng)版是精確地再現(xiàn)印刷圖形的最基本條件。張力太大會造成絲網(wǎng)框扭曲變形,網(wǎng)布開口不均勻,影響印刷圖形的質(zhì)量,同時過大的張力容易使網(wǎng)布崩斷,增加網(wǎng)版制作成本,降低網(wǎng)版使用壽命;張力過小,網(wǎng)版版面松弛,印刷時網(wǎng)版回彈性變差,印刷圖形邊緣模糊,并且印刷時離網(wǎng)間距變大引起印刷圖形失真以及對位偏差大等情況,張力均勻性差則印刷時整版線條狀態(tài)不一致??嚲W(wǎng)工藝過程中首先把網(wǎng)布張力拉到要求張力的二分之一,放置一段時間讓其均勻穩(wěn)定,然后再緩慢拉到最終張力。放置一段時間,網(wǎng)布張力會趨于穩(wěn)定并有所下降,之后再次調(diào)整網(wǎng)布張力,重復上述過程3-4次,整個網(wǎng)布的張力會更加均勻、穩(wěn)定,最后獲得網(wǎng)版的張力才更穩(wěn)定,耐用性更好[1]。
在網(wǎng)版表面涂布感光膠時,刮斗內(nèi)的感光膠在滾動過程中會與空氣接觸產(chǎn)生氣泡,這使得氣泡附著的版面部分單薄易產(chǎn)生針眼。除此之外,涂布速度過快、僅向一個方向涂布或者涂層太薄都會形成針眼。因此,涂布的感光膠需要添加適量的消泡劑,并且放置一天之后再使用。在刮涂過程中,對網(wǎng)版的力量均勻,速度適中,采取縱面與橫面交替進行的涂布方式,根據(jù)絲網(wǎng)的厚薄程度及密度決定所涂布的感光膠的厚度,同時,要對網(wǎng)版的正反面進行涂布。
涂布完感光膠后需要對網(wǎng)版進行干燥,干燥的過程中為防止針眼的出現(xiàn),需要控制好干燥溫度以及網(wǎng)版的擺放方式。對溫度進行控制時,溫度不宜過高,一般尼龍網(wǎng)版的干燥溫度控制在30℃以下,聚酯網(wǎng)網(wǎng)版的干燥溫度控制在45℃以下。對于網(wǎng)版的擺放方式則應(yīng)該是網(wǎng)版水平放置以防止膠體下沉造成沉膠現(xiàn)象。
曝光、顯影過程是用紫外光透過菲林片的空白區(qū)域照射涂覆感光膠的網(wǎng)版,使得乳膠分子與敏化劑(感光劑)分子發(fā)生化學交聯(lián)反應(yīng)生成空間網(wǎng)狀或鏈狀大分子結(jié)構(gòu)的膜層,該膜層不溶于水,具有一定抗磨、抗有機溶劑侵蝕的能力。而對于菲林片中黑色線條擋住沒有照射紫外線的感光膠膜在顯影過程中則會溶解于顯影劑顯露出網(wǎng)絲間隔。網(wǎng)版顯影時便是利用上述特性用水做顯影劑,對曝光后的網(wǎng)版進行顯影、清洗,沖掉“線條”部位的感光膠膜,實現(xiàn)圖形從菲林到網(wǎng)版的轉(zhuǎn)移,最后再通過烘烤使剩余的感光膜牢牢地固定在網(wǎng)版上。影響曝光、顯影的幾點關(guān)鍵工藝因素:(1)菲林片質(zhì)量:黑白對比強烈,邊緣銳利,圖形清晰、完整,沒有砂眼等缺陷,另外曝光時菲林片要注意正反面,并緊貼著網(wǎng)版;(2)曝光機光源:要優(yōu)選平行光曝光機,這樣能有效減少曝光時的側(cè)侵蝕。曝光機光源功率越高,可以減少曝光時間,減少側(cè)侵蝕;(3)曝光時間:沒有完全理想的平行光曝光機,所以曝光時間越長側(cè)侵蝕越嚴重,后續(xù)顯影后線條會有一定的坡邊,影響線條寬度;曝光時間短,感光膠膜與網(wǎng)布的附著強度差,所以高精度網(wǎng)版制作時要在滿足強度的條件下選用最短的曝光時間。曝光時間的確定可以使用曝光控制條來進行控制。
絲網(wǎng)印刷油墨與其它油墨一樣,都是由色料、連接劑、溶劑及輔助劑等組成。正規(guī)的油墨生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的油墨都有著比較大的黏度,在進行絲網(wǎng)印刷之前需要用油墨稀釋劑調(diào)稀后才能使用。油墨調(diào)稀后再進行絲網(wǎng)印刷時,其含有的稀釋劑揮發(fā)較快,這使得在網(wǎng)版油墨面上的油墨越來越粘稠,產(chǎn)生粘網(wǎng)、堵網(wǎng)現(xiàn)象,不僅會對網(wǎng)版造成污染,還會使得承印物所印制的圖文不清晰,影響印品質(zhì)量。此時,需要再用稀釋劑加以調(diào)稀,以保證油墨的黏度調(diào)節(jié)合適,不會對網(wǎng)版造成污染。此外,還可以通過添加油墨慢干劑來對油墨進行調(diào)節(jié)。油墨慢干劑一方面可以起到油墨稀釋的作用,另一方面可以調(diào)節(jié)油墨的干燥速度,用以防止油墨干燥過快造成堵網(wǎng)。通過添加慢干劑不僅減輕了油墨對網(wǎng)版的污染,同時由于油墨表面干燥速度變慢,使得印刷線條的邊緣鋸齒減少,墨層表面也顯得流平光滑,表面網(wǎng)紋的出現(xiàn)幾率減少。因此,在進行印刷時需要選擇合適的溶劑來控制油墨的干燥速度。另外,在選用油墨時需要考慮生產(chǎn)車間的通風情況、溫濕度以及氣候條件等,以氣候為例,在冬季一般使用快干性油墨,在夏季則需要使用慢干劑。
本文介紹了LTCC用印刷網(wǎng)版制作的關(guān)鍵工藝及影響因素,通過對關(guān)鍵工藝的分析研究,獲得一套適合制作LTCC用印刷網(wǎng)版的工藝參數(shù),能夠制作出最細線條50±2μm,張力均勻性±0.5N/cm的精密印刷網(wǎng)版,可滿足LTCC產(chǎn)品的使用要求。