一、為膠刮正名
在絲印過程中,膠刮(squeegee)是用來刮壓網(wǎng)版上的印料,使之漏印在承印物上的一種膠制工具,它包刮膠和刮柄兩個部分。
顧名思義,膠刮和刮膠是從屬關(guān)系。因此,人們常把膠刮說成是刮膠是不正確的。
在PCB絲印過程中使用的是膠刮(也稱刮刀),而不是單一的刮膠,單獨(dú)的刮膠不匹配刮柄是很難完成絲印目的的。
二、膠刮的制成基材
組成膠刮的刮柄和刮膠通常選用以下基材:
A:刮柄:有木柄和金屬柄(如鋁,不銹鋼)等
B:刮膠:有聚氨酯膠、丁睛基膠、奧通基膠、氯丁基膠、丙烯睛橡膠、硅橡膠、氟橡膠、天然橡膠等類型,但從各方面性能來看,多數(shù)PCB廠家采用聚氨酯膠刮。
因此,我們以下所提及的膠刮只囿于聚氨酯膠刮。
三、刮膠的成型方法
根據(jù)調(diào)查,國內(nèi)外生產(chǎn)廠家主要采取以下六種成型方式(尤以前三種成型方式為多):
1、 噴射(熱塑)成型法:
原料在注射機(jī)內(nèi)加熱熔化,攪拌均勻后,注射入一個特定模具內(nèi)冷卻而成型
2、 輥壓成型法:加熱的物料在一個特定的設(shè)備內(nèi),通過一對熱輥壓延而成型
3、 澆注成型法:
熔融物料液體倒入一個特定的模胚,冷卻而成型
4、 擠拉成型法:與注射法相似,熔料在機(jī)腔前段開始冷卻,通過機(jī)口擠出,憑借外力拉出而成型
5、 模壓成型法:物料在一個特定的模具內(nèi),通過上下加熱、加壓壓制而成
6、 真空成型法:物料在一個特定的模具內(nèi),通過抽真空并冷卻而成型
四、膠刮的尺寸和物理指數(shù)
聚氨酯刮膠是由二元或多元異氰酸酯(硬段分子)和二元或多元羥基化合物(軟段分子)交聯(lián)聚合而成的一種熱塑性彈性體,其特征是主鏈上含有
- N - C - O 基因
Ⅰ Ⅱ
H O
聚氨酯(Polyurethane)是聚氨基甲酸酯的簡稱,它在1937年由O.Bayer首次發(fā)現(xiàn)。
現(xiàn)在工業(yè)上大多用甲苯二異氰酸酯合成,其聚合后的分子結(jié)構(gòu)模式如下:
而最簡單的聚氨酯是由二異氰酸酯和二元醇反應(yīng)制取,其交聯(lián)模式如下:
聚氨酯合成的交聯(lián)模式圖
聚氨酯軟、硬段分子相結(jié)合的嵌連模式?jīng)Q定其即有一定的柔軟性(彈性),又有一定的硬度。
聚氨酯的物理特性界于橡膠和塑料之間:
shore.A級硬度在50-90kg/mm2左右
密度:1.25-1.29g/cm3
Kg溫度高達(dá)1000C,熔融溫度在2000C左右
膠刮尺寸是根據(jù)客戶需要制成:
一般來說 ,厚4-12.7mm,寬25-60mm,長500-1000mm不限。
(而在實(shí)際生產(chǎn)上長一般要求比漏印圖形每邊長5-8cm左右)
刮膠露出刮柄的長短根據(jù)刮膠的軟硬程度和絲印目的而定:
一般外露1.5-4CM,內(nèi)藏1-2CM
五、淺說硬度及標(biāo)示方法
硬度是物質(zhì)受壓變形程度或抗刺穿能力的一種物理度量方式。
硬度可分相對硬度和絕對硬度。
絕對硬度一般在科學(xué)界使用,生產(chǎn)實(shí)踐中很少用到。
我們通常使用硬度體系為相對的硬度,大致有以下幾種標(biāo)示方法:
肖氏、洛氏、布氏、韋氏、魯氏、莫氏、鉛筆硬度等等。
測漆膜或涂覆材料的表面耐磨力用鉛筆硬度表示,如在PCB行業(yè)中油墨硬度的測試。
測橡膠及彈性體,用肖氏硬度,如PCB工序中膠刮硬度的測試。
肖氏硬度的測試方法類似網(wǎng)版張力測試:表盤上的指針通過彈簧與一個刺針相連,用針刺入被測物表面,表盤上所顯示的數(shù)值即為硬度值。
肖氏硬度體系常見有A級和D級兩種表示方式。
膠刮的A級硬度一般在50-90KG/MM2之間。
以下是各種硬度表示體系之間的對比:
六、刮膠的分類
1、 膠刮按分子結(jié)構(gòu)可分:聚酯型、聚醚型
2、 按顏色分:主要有原色、綠色、藍(lán)色、橙黃、紅色、琥珀色,另外還有黑色、棕褐色等。
3、 按軟硬速度可分:
軟性膠刮(S)50-650
多用于印刷表面粗糙/不平整的產(chǎn)品或硬質(zhì)產(chǎn)品,如玻璃、金屬、塑料等
中性膠刮(M)65-750
多用于印刷表面比較平整或略有起伏稍有硬度的產(chǎn)品,如PCB的阻焊絲印
硬性膠刮(H)75-900
多用于印刷表面十分平整比較軟質(zhì)的產(chǎn)品。如橡膠制品的絲印。
4、 按加工方法可分:澆注型、混煉型、熱塑型。
5、 按形狀和質(zhì)材組合膠刮可分以下幾種(見下表):
七、刮膠的性能:
刮膠的性能可以從以下幾個方面去考察:
1、 物理特性:如硬度、耐磨性、回彈性、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度等。
2、 化學(xué)特性:如耐溶劑性、耐油性、耐候性、光熱穩(wěn)定性、水/氣阻隔性、耐臭氧性等
3、 電功能性:如抗靜電性等
以下附的是幾種橡膠和聚氨酯膠的各種性能對比表(表見下頁):
八、膠刮在絲印中的功能及工作原理:
功能:
1、 刮料作用:刮除網(wǎng)版上多余的油墨,使網(wǎng)板在刮印過程中盡可能的不殘油。
2、 勻料作用:使油墨從網(wǎng)板一端均勻地移向另一端。
3、 填料作用:使油墨穿過網(wǎng)板的網(wǎng)眼,漏印到承印物上。
4、 壓印作用:使網(wǎng)版順應(yīng)承印物的表面與承印物保持緊密的接觸。
工作原理:(圖見下頁)
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刮膠種類 各種性能 |
聚異戊二稀 |
丁苯橡膠 |
丁睛橡膠 |
氯丁橡膠 |
丁基橡膠 |
乙丙橡膠 |
聚硫橡膠 |
硅橡膠 |
聚氨脂 |
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硬度 |
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√ |
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耐磨性 |
X |
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√ |
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X |
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回彈性 |
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X |
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√ |
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X |
√ |
√ |
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耐油性 |
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√ |
X |
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√ |
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√ |
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耐溶劑性(@ |
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X |
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√ |
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X |
√ |
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√ |
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耐候性(抗老化性 |
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X |
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√ |
√ |
√ |
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√ |
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光熱穩(wěn)定性 |
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√ |
√ |
√ |
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√ |
√ |
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拉伸強(qiáng)度 |
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X |
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√ |
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撕裂強(qiáng)度 |
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X |
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√ |
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抗靜電性 |
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X |
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√ |
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水/氣阻隔性 |
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√ |
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√ |
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√ |
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耐臭氧性 |
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√ |
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以上√為優(yōu)良,X為極差,空白為一般、較差或有待考證
@:一般來說極性物質(zhì),耐非極性溶劑。如聚氨酯:耐礦物油(煤油)、烷烴類溶劑而非極性物質(zhì),耐極性溶劑。聚異戊二?。ㄌ烊幌鹉z)、丁基橡膠、乙丙橡膠屬非極性物質(zhì)。
膠刮的絲印工作原理圖
l 實(shí)際生產(chǎn)中是根據(jù)油墨粘度、絲網(wǎng)目數(shù)和要求膜厚及各種需要來選擇刮膠硬度的。
l 在絲印過程中,我們可以通過控制膠刮各種參數(shù)來控制下油量的厚?。?/span>
|
油墨厚度 |
厚 |
薄 |
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壓力 |
小 |
大 |
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夾角 |
小 |
大 |
|
速度 |
慢 |
快 |
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硬度 |
軟 |
硬 |
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刮膠外露 |
長 |
短 |
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刀口形狀 |
鈍 |
利 |
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刀口磨蝕 |
多 |
少 |
l 膠刮硬度在絲印中的選擇和應(yīng)用(以COATES系列油墨為例)(見下表):
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油墨類型 |
制膠硬度 |
油墨編號 |
說明 |
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感光絲印油 |
60-750 |
XV01T-4 |
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熱固油 |
55-650 |
Xz15等 |
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UV油 |
55-700 |
V3493T/L |
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碳油 |
55-700 |
XZ302 |
|
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可剝膠 |
55-600 |
XZS502 |
|
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抗電鍍蝕刻油 |
70-750 |
XV750 |
|
|
撓性板感光油 |
65-750 |
XV601T |
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UV白字油 |
60-650 |
XVS908 |
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標(biāo)志油 |
70-750 |
XZ81.XZ100 |
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銀漿 |
65-700 |
XZ250 |
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撓性板UV固化油 |
75-800 |
UV600 |
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UV固化抗蝕刻藍(lán)油 |
70-800 |
XV1000 |
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塞孔油 |
55-750 |
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據(jù)孔徑/粘度而定 |
九、膠刮的翻磨:
當(dāng)膠刮刀口變圓變鈍,出現(xiàn)缺口,條紋等缺陷而造成印刷效果不良時,膠刮需要重新翻磨。
l 翻磨的方式有手磨和機(jī)磨。
翻磨的方法有切削法和研磨法。
l 多數(shù)工廠采用機(jī)械研磨法翻磨膠刮。
翻磨膠刮時應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1、 卸下來的刮膠不能馬上翻磨,應(yīng)平置一段時間,讓刮膠恢復(fù)形變、消除內(nèi)應(yīng)力和溶劑完全揮發(fā)后才能翻磨。
2、 翻磨時可添加少量滑石粉(起散熱、減少摩擦力作用)勻速翻磨,以免刮膠受熱溶漲、老化。
3、 翻磨時應(yīng)先粗磨后細(xì)磨。
十、膠刮的保存和維護(hù)
l 刮膠在使用之后應(yīng)取下來洗干凈,攤開水平放置在平臺上,且相互之間不能迭壓。
l 保存環(huán)境:一般溫度控制在22±30C,濕度55±10%RH,遠(yuǎn)離強(qiáng)光、強(qiáng)熱。
不能曝于太陽光、紫外光或其它強(qiáng)光源下。
l 帶腐蝕性的化學(xué)物品和揮發(fā)性的溶劑應(yīng)遠(yuǎn)離膠刮。
l 膠刮在連續(xù)性生產(chǎn)時,應(yīng)采取”雙刀輪休制”。
一般要求膠刮連續(xù)工作24小時后應(yīng)輪休。
l 膠刮在貯存過久、翻磨次數(shù)過多或其它原因?qū)е缕湫阅艽蠓陆禃r,此膠刮應(yīng)處理掉。