一、為膠刮正名
在絲印過程中,膠刮(squeegee)是用來刮壓網版上的印料,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
根據調查,國內外生產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:
原料在注射機內加熱熔化,攪拌均勻后,注射入一個特定模具內冷卻而成型
2、 輥壓成型法:加熱的物料在一個特定的設備內,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,熔料在機腔前段開始冷卻,通過機口擠出,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,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,通過抽真空并冷卻而成型
四、膠刮的尺寸和物理指數
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。
現在工業(yè)上大多用甲苯二異氰酸酯合成,其聚合后的分子結構模式如下:
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、硬段分子相結合的嵌連模式決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1000C,熔融溫度在2000C左右
膠刮尺寸是根據客戶需要制成:
一般來說 ,厚4-12.7mm,寬25-60mm,長500-1000mm不限。
(而在實際生產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刮膠的軟硬程度和絲印目的而定:
一般外露1.5-4CM,內藏1-2CM
五、淺說硬度及標示方法
硬度是物質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界使用,生產實踐中很少用到。
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、 膠刮按分子結構可分:聚酯型、聚醚型
2、 按顏色分:主要有原色、綠色、藍色、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/不平整的產品或硬質產品,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的產品。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、拉伸強度、撕裂強度等。
2、 化學特性: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:刮除網版上多余的油墨,使網板在刮印過程中盡可能的不殘油。
2、 勻料作用:使油墨從網板一端均勻地移向另一端。
3、 填料作用:使油墨穿過網板的網眼,漏印到承印物上。
4、 壓印作用:使網版順應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)
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 |
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√ |
耐磨性 |
X |
√ |
√ |
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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 |
√ |
√ |
耐油性 |
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√ |
√ |
√ |
X |
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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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√ |
耐候性(抗老化性 |
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√ |
X |
√ |
√ |
√ |
√ |
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√ |
光熱穩(wěn)定性 |
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√ |
√ |
√ |
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√ |
√ |
拉伸強度 |
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X |
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√ |
撕裂強度 |
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X |
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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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√ |
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,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,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。
膠刮的絲印工作原理圖
l 實際生產中是根據油墨粘度、絲網目數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來控制下油量的厚薄:
油墨厚度 |
厚 |
薄 |
壓力 |
小 |
大 |
夾角 |
小 |
大 |
速度 |
慢 |
快 |
硬度 |
軟 |
硬 |
刮膠外露 |
長 |
短 |
刀口形狀 |
鈍 |
利 |
刀口磨蝕 |
多 |
少 |
l 膠刮硬度在絲印中的選擇和應用(以COATES系列油墨為例)(見下表):
油墨類型 |
制膠硬度 |
油墨編號 |
說明 |
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固化抗蝕刻藍油 |
70-800 |
XV1000 |
|
塞孔油 |
55-750 |
|
據孔徑/粘度而定 |
九、膠刮的翻磨:
當膠刮刀口變圓變鈍,出現缺口,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磨。
翻磨的方法有切削法和研磨法。
l 多數工廠采用機械研磨法翻磨膠刮。
翻磨膠刮時應注意以下幾點:
1、 卸下來的刮膠不能馬上翻磨,應平置一段時間,讓刮膠恢復形變、消除內應力和溶劑完全揮發(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、 翻磨時應先粗磨后細磨。
十、膠刮的保存和維護
l 刮膠在使用之后應取下來洗干凈,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,遠離強光、強熱。
不能曝于太陽光、紫外光或其它強光源下。
l 帶腐蝕性的化學物品和揮發(fā)性的溶劑應遠離膠刮。
l 膠刮在連續(xù)性生產時,應采取”雙刀輪休制”。
一般要求膠刮連續(xù)工作24小時后應輪休。
l 膠刮在貯存過久、翻磨次數過多或其它原因導致其性能大幅下降時,此膠刮應處理掉。