电子工业的丝网印刷

电子工业的丝网印刷
传统的丝网印刷主要是印制一些看得见的产品，如Ｔ恤衫，零售摊点广告牌等。然而，丝网印刷还有不少“看不见”的应用，这些应用在丝网印刷中较为独特。在工业市场上，人们习惯将“印刷”看作是“涂布”，即将一种特殊的介质涂布到产品上，以：
　　产生密封或连结；
　　改善或保护物体表面；
　　导电。
　　丝网印刷工艺广泛地应用于电子行业，尤其是印制线路板生产厂用来印刷：
　　导电线路；
　　抗蚀剂；
　　电镀和阻焊剂；
　　绝缘介质；
　　胶粘剂。
　　丝网印刷在电子工业的发展中，尤其在印制线路板方面，发挥着极为重要的作用。随着电阻的出现，制造商要减少线路板生产中的手工操作，于是转到丝网印刷。将防酸层涂布到铜板上，然后通过腐蚀，在线路板上出现线条和沟槽，最后通过人工填补阻焊材料。
　　另一个发展是流程焊接工艺。各线路元件以及导线通过手工置于线路板上，导线端子穿在事先钻好的限位孔中，然后用轨道将其送入流程焊接机。在此，各导线端子将会被涂上焊料。工业上又开发了表面涂装工艺，其中就涉及到通过丝网印刷，将焊料混和物印到线路板相应的区域，由机械手将集成电路块插在这些区域。焊膏熔化后即可形成电路联接。
　　对各种电子线路板微小化需求的增长使丝网印刷的应用受到局限。一些部件线条宽度已由微波来检测，比电磁波的可见光部分还小。不过，丝网印刷已在其有限的范围内得到了成功的应用，而且，在电子行业中还有另外一些应用。
　　最成功的应用之一是等离子显示屏的制造。显示屏由几片平面玻璃组成，靠外层的两片玻璃在内面印有一系列的导电电路、绝缘电路以及绝缘体。而内层的玻璃颜色为黑色，有几千个通过化学腐蚀得到的小孔，这些小孔都涂上了磷光色材料。
　　三片玻璃之间充满氩蒸气，结合为一体，在真空条件下形成平面电视屏幕的主体。这一技术发明于七十年代初，现在已广泛应用于大尺寸的平面彩电。
　　在电子行业里，丝网印刷还有一些比较明显的应用，如使用普通网印油墨印刷电视／录像机的控制面板、仪器操作面板、产品标识等。在汽车行业里，采用荧光油墨印制夜光显示盘；在航空业里，用导电油墨印刷飞机仪表盘中的导电条，电流流过可以照亮仪表盘。
　　这些网印工艺的应用，—方面体现了技术人员广阔的视野，另一方面也说明了工业网印设备供应商所应具备的知识。仅电子行业就有许多采用网印可以解决的工艺技术问题。与其它工业应用一样，丝网印刷工艺需要网版与机器设备的完好结合，才能将多种可印刷的介质涂布到不同的承印材料上。
网版制作
　　丝网版在网印中尤为重要，要求必须适合印刷材料、底材、图案、介质以及工作环境，以保证印刷成品的质量。丝网版的几大因素可以归纳如下。
　　１．网框—要求网框必须牢固、结实、绝对平整，能够支撑高张力的丝网。经实践表明，对于电子行业的应用，木质网框不够牢固，故当前基本都采用铝质网框。
　　２．网布—网布的选择特别关键，要求：
　　丝线的直径不超过所印最细线条宽度的三分之一。
　　丝网的开孔至少为介质中颗粒尺寸的２．５倍，以保证印刷介质的良好通透性和附着均匀性。
　　选用开孔较大的丝网，即低目数的丝网，可以获得较厚的介质沉积量。但这会降低印刷的清晰度。选用较细的，即高目数的网版印刷的图像比较清晰，但会降低油墨的沉积厚度。
　　聚酯丝网具有较好的回弹力，但它的清晰度和套位精度不如不锈钢丝网。故不锈钢丝网最好在油墨粘性较高、要求附着层较厚时使用。不过，不锈钢丝网的回弹力又不如聚酯丝网好。
　　丝网印刷的应用范围受到其能够印刷的线条最细度的限制。这一限制与网丝的细度有关。
最细的丝线直径在０．０３０ｍｍ左右，当使用１９５～１２０日／ｃｍ的丝网时，制作出７０～８０μｍ厚的连续性线条是完全可能的。当然这还与原稿质量、制作人员技术水平、网版精确度、网框类型和网版张力等有关。
　　近年来，在制作化学腐蚀不锈钢网，铜罩等方面有了进一步的发展，为印刷介质营造了一个很好的环境，使印刷具有高度的精确性和复现性。
　　３．感光胶—种类和涂布的厚度都是很关键的因素，高解像力的感光胶用于精细层次和高修边位力的印刷。超粘性的感光胶有助于提高油墨的附着厚度。对于大面积的附着较厚的印刷，则选用较粗的丝网，即低目数的丝网。
　　４．模版—要获得好的网版质量，首先要有好的原稿。所幸的是手工制作原稿所产生的缺陷正在通过采用数字化原稿和成像而消除。
网印设备

　　用于电子行业的丝网印刷机通常都是平面的，在设计上需要能够多程式调节或通过ＰＬＣ编程控制，以适应各种不同的印刷应用。
　　传统的印刷周期 — 装印刷工件→印刷→回墨→取下工件。在印刷结束时，网版上已覆好墨，准备下一次印刷。而ＵＶ油墨的印刷周期 — 装印刷工件→回墨→印刷→取下工件，印刷结束后网版上没有油墨。这是因为ＵＶ油墨所含的颗粒物比传统油墨所含颗粒物要细得多，所以，要是一个印刷周期结束后网版上有油墨，则油墨会在第二次印刷之前通过网孔渗过网版造成油墨层太厚，最终导致ＵＶ固化不彻底。ＵＶ油墨的性质意味着机器可以通过程序设置，能够在两个方向上印刷。
　　焊浆的印刷采用住复式印刷头，回墨刀在刮墨刀后面运行。回墨刀将焊浆铲起，到印刷终点时回墨刀抬起，并将铲起的焊浆带凹到印刷起始点，准备下一次印刷。刮墨刀的类型也很重要，因为焊浆需要“滚”过网版，所以为了获得理想的效果，最好选用菱形断面的刮墨刀。也可使用复合型的刮墨刀，其具有不同的柔性，以便变换印刷的角度。
　　保护层的印刷可以在两个方向上进行，首先，因为定位不那么重要了。其次，两次刮涂可以增加涂层厚度，进而获得更好的保护作用。
　　虽然用于电子行业的多数都是平面网印刷机，但已经有辊筒网印机的应用了，这体现了机器生产厂家的创造性。主要在医药、航空、汽车和国防工业使用的圆筒形产品周围印刷导电线路，以达到加热或导航的目的。有时必须设计一个特殊形状承印物的模具，然后根据模具的形状制造出相应的机器。电子工业是一个变化较快的行业，不断地给工业网印者们带来各种新的挑战。似乎是，采用丝网印刷工艺，一个方案产生，就要求技术变革和进一步创新。不过，这会不断提高本领域的技术水平。
　　尽管电子行业里的多数丝网印刷都看不见，但对我们的日常生活却有着极为重要的影响。这一事实并不一定会被大多数的公众所接受，或被传统丝网印刷界的多数所承认。