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    從PCB制造到組裝一站式服務(wù)

    膠刮在PCB絲印工序中的應(yīng)用常識(shí)

    2013
    04/19
    本篇文章來(lái)自
    捷多邦

    一、為膠刮正名

    在絲印過(guò)程中,膠刮(squeegee)是用來(lái)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(gè)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(shuō)成是刮膠是不正確的。

    在PCB絲印過(guò)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(lái)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(guó)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(gè)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(gè)特定的設(shè)備內(nèi),通過(guò)一對(duì)熱輥壓延而成型

    3、  澆注成型法:

    熔融物料液體倒入一個(gè)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(guò)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(gè)特定的模具內(nèi),通過(guò)上下加熱、加壓壓制而成

    6、  真空成型法:物料在一個(gè)特定的模具內(nèi),通過(guò)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jí)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(lái)說(shuō) ,厚4-12.7mm,寬25-60mm,長(zhǎng)500-1000mm不限。

    (而在實(shí)際生產(chǎn)上長(zhǎng)一般要求比漏印圖形每邊長(zhǎng)5-8cm左右)

    刮膠露出刮柄的長(zhǎng)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(shuō)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(duì)硬度和絕對(duì)硬度。

    絕對(duì)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(duì)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(cè)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(cè)試。

    測(cè)橡膠及彈性體,用肖氏硬度,如PCB工序中膠刮硬度的測(cè)試。

    肖氏硬度的測(cè)試方法類似網(wǎng)版張力測(cè)試:表盤上的指針通過(guò)彈簧與一個(gè)刺針相連,用針刺入被測(cè)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(jí)和D級(jí)兩種表示方式。

    膠刮的A級(jí)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(duì)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(gè)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(duì)比表(表見下頁(yè)):

    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(guò)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(guò)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(yè))

     

    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

    硬度

     

     

     

     

     

     

     

      

    耐磨性

    X

      

    X

      

      

      

    回彈性

      

      

    X

      

      

    X

    耐油性

      

    X

      

      

    耐溶劑性(@

      

    X

      

      

    X

      

    耐候性(抗老化性

      

    X

      

    光熱穩(wěn)定性

      

      

      

      

    拉伸強(qiáng)度

      

      

      

      

      

    X

      

    撕裂強(qiáng)度

      

      

      

      

      

      

    X

      

    抗靜電性

      

      

      

    X

      

      

      

      

    水/氣阻隔性

      

      

      

      

      

      

    耐臭氧性

      

      

      

      

      

      

      

      

    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(lái)說(shuō)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。聚異戊二稀(天然橡膠)、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(lái)選擇刮膠硬度的。

    l         在絲印過(guò)程中,我們可以通過(guò)控制膠刮各種參數(shù)來(lái)控制下油量的厚薄:

       油墨厚度
    膠刮情況            

    壓力

    夾角

    速度

    硬度

    刮膠外露

    長(zhǎng)

    刀口形狀

    刀口磨蝕

    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):

    油墨類型

    制膠硬度

    油墨編號(hào)

    說(shuō)明

    感光絲印油

    60-750

    XV01T-4

      

    熱固油

    55-650

    Xz15等

      

    UV油

    55-700

    V3493T/L

      

    碳油

    55-700

    XZ302

      

    可剝膠

    55-600

    XZS502

      

    抗電鍍蝕刻油

    70-750

    XV750

      

    撓性板感光油

    65-750

    XV601T

      

    UV白字油

    60-650

    XVS908

      

    標(biāo)志油

    70-750

    XZ81.XZ100

      

    銀漿

    65-700

    XZ250

      

    撓性板UV固化油

    75-800

    UV600

      

    UV固化抗蝕刻藍(lán)油

    70-800

    XV1000

      

    塞孔油

    55-750

      

    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(shí),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(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

    1、  卸下來(lái)的刮膠不能馬上翻磨,應(yīng)平置一段時(shí)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(shí)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(shí)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(lái)洗干凈,攤開水平放置在平臺(tái)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(yáng)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(shí),應(yīng)采取”雙刀輪休制”。

    一般要求膠刮連續(xù)工作24小時(shí)后應(yīng)輪休。

    l         膠刮在貯存過(guò)久、翻磨次數(shù)過(guò)多或其它原因?qū)е缕湫阅艽蠓陆禃r(shí),此膠刮應(yīng)處理掉。

     

    the end