蚀刻标牌工艺.pdf

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1、业 者 论 坛2000.2丝网印刷29标牌与我们的社会和生活密切相关无论走在大街上或走进商场公共场所以及我们平时所用的家电和设施用具都有各种各样的标牌射入我们的眼帘经过 2 0 多年的改革开放通过引进技术和设备更主要的是标牌行业中的科技人员和工人对外来技术的消化 吸收和发挥的创造力使标牌的制造技术大大提高品种和花色已经是繁花似锦它点缀着环境 美化了生活 是现代社会的一条靓丽的风景线在品种繁多的标牌中资格最老 应用最广的要数蚀刻标牌它有良好的牢固性和耐磨性又有大方 华丽 文雅的特点 因此被广范应用于工业 建筑 商业等诸多的领域中在市场经济的今天 各商家 团体和公司 为提高自己的知名度和企业形象大

2、都使用蚀刻标牌作为自己的牌匾以便使本企业有华贵和高大的形象但是只要细心观察就会发现两种现象 一是大公司 大饭店包括各驻京使馆和商社银行所用的牌匾做工细致 用料考究 看后给人一种舒畅的感觉同时从其光亮程度和表面的清洁足以表明公司的形象二是有相当数量为粗制滥造挂上不久就出现锈迹斑斑 填漆脱落 防护漆起皮 原来的擦伤和划伤都显露出来以上所说以铜质牌最多产生这种粗制滥造主要是没有和不具备应有的加工手段或质量意识薄弱所致但是随着改革开放步伐的加快这种状况会逐步减少虽然我们已经告别了5 0 年代初蚀刻标牌掩膜固化为煤球炉烤板的时代可是当我们今天走进专业制造标牌的厂家时在相当数量的车间里看到碳精灯冒着浓烟在

3、闪亮烧焦毛发的嗅味弥漫在厂房六价铬的漂洗水在流淌这里先让我们回顾以重铬酸铵为感光剂的骨胶 明胶 聚乙烯醇的蚀刻标牌感光掩膜走过的半个世纪的历程蚀刻标牌感光掩膜材料应用概况自解放至今蚀刻标牌的掩膜感光剂一直用重铬酸铵因为它能与多种有机物接触与胶体混合在紫外光的作用下可游离出三氧化二铬成为不溶或微溶于水的成膜物而六价铬则在显像时被水溶解后冲掉故形成所需的感光图形 但也出现过(很少)与胶体混合后经过磨擦和撞击引起燃烧(实例不多)它给环境和人体带来的危害是 有腐蚀性 有毒 长期接触能给眼睛 皮肤 呼吸造成刺摘要 详细介绍了标牌中最常用的一种蚀刻标牌 论述了制作蚀刻标牌的感光掩膜材料的特性及组成 同时还

4、介绍了一种新型抗电镀油墨及工艺流程和操作中易出现的问题及解决对策 并对环境保护提出了几点建议关键词 标牌 蚀刻 抗电镀油墨A b s t r a c t T h e p a p e r i n t r o d u c e s a k i n d o f e t c h e d s i g n i nm o s t c o m m o n u s e.I t e x p l a i n s t h e p r o p e r t y a n d c o m p o s i t i o n s o ft h e p h o t o r e s i s t u s e d i n e t c h i

5、 n g p r o c e s s.I t a l s o i n t r o d u c e s an e w r e s i s t i n k f o r s i g n m a n u f a c t u r e,i t s o p e r a t i n g p r o c e d u r ea n d t r o u b l e-s h o o t i n g.S o m e p r o p o s a l s f o r e n v i r o n m e n t p r o t e c-t i o n a r e p r o v i d e d.K e y w o r d s

6、 s i g n;e t c h i n g;r e s i s t i n k李春甫蚀刻标牌的现状和新型感光材料的应用302000.2丝网印刷业 者 论 坛激和过敏感光掩膜的组成一般的感光掩膜是由光敏剂(感光剂)和水溶性的高聚合物组成所谓水溶性的高聚合物就是我们平时所说的成膜剂大都是明胶 骨胶和聚乙烯醇酸 但在成膜剂中又分为两大类即蛋白质类型的成膜剂 以骨胶 明胶和蛋白片组成热塑型成膜剂则是用不同聚合度的聚乙烯醇蛋白质类型的感光掩膜中的骨胶和明胶是由动物皮骨熬制而成 微黄 无味透明或半透明片状或颗粒其含水量在 1 0%1 8%是由不同分子量的蛋白质组成的混合物分子链长约 2503 0 0 n

7、 m 其特点是能将重铬酸铵均匀地悬浮在胶体中同时它的结构存在有球状和纤维状两种结构 前者可以很好地溶于水中 后者则憎水(不溶于水)所以骨胶明胶蛋白片的感光机理就是利用重铬酸铵在紫外光的作用下使可溶性的球状蛋白变成不溶于水的纤维状结构而从氧化还原吸附理论讲经过紫外光的照射C r+6C r+3其中 C r+3不溶于水同样使感光膜坚硬 随之C r+6被水冲掉获得完美的图形此种感光掩膜的成像理论很多这里不一一例举通常的蛋白质感光胶不易贮存若加些防腐剂又影响感光性能 因此只能用多少配多少 否则长霉变质若凝固后再用时则需水溶加温 但感光性能远不如初显影后的感光膜不能抗蚀刻还需物理固膜或化学固膜所谓物理固膜

8、是指将图形感光膜在1 5 0 1 7 0 烘烤3 0 5 0 m i n(或在电炉直接加热使其感光膜变为金黄色)加热烘烤主要是将感光膜的水分去掉使感光膜脱水成为分子内脱水从湿润的疏松状态变为致密的不溶状态提高了抗蚀性能化学固膜是将其浸入以铬酐为主的溶液中吸附于感光膜中的 C r+6转为C r+3继而C r+3与高聚合物分子反应生成不溶的网状螯合物 增强感光膜的抗蚀性热塑型成膜剂是用不同聚合度的聚乙烯醇7 0 年代初聚乙烯醇感光膜的问世较之蛋白质类型的感光膜是大进了一步它的优点在于 可较长期的保存 用时不必加温随取随用 吸水性能低 但是随着聚合度的不同加热的温度也不同 有时还需调整配方 否则显影

9、后有余胶因此还要不同程度地加入表面活性剂但是它的感光剂仍是重铬酸铵聚乙烯醇是一种水溶性树脂由醋酸乙烯树脂在碱性催化作用下水解而成 为白色 浅黄色絮状或粉状物质聚乙烯醇的使用性能取决于聚合度 聚合度越大 结晶性越强成膜性好水溶性小表 1为不同聚合度的聚乙烯醇溶解条件聚合度太低溶解时虽可不加温但成膜后同基板的结合力较差膜层易脱落若聚合度太高熬制时高分子链不易折断造成显影时有残胶所以一般选用8 0 0 1 5 0 0 的聚合度为宜聚乙烯醇的感光机理和蛋白质类型不同它不存在球状和纤维状的结构而是以本身含有羟基的线性聚合物经紫外光照射后铬盐的感光作用使聚乙烯醇分子交联成为网状结构从而改变了它的性能成为憎

10、水的胶膜聚乙烯醇感光胶经曝光显影后同样进行化学固膜或物理固膜才能抗蚀刻不干胶掩膜8 0 年代末计算机控制的刻划机进入我国它对广告宣传和文字的美化起了很大作用 刻划出的字衬有不干胶将其转贴于板上作掩膜对于蚀刻大型标牌及说明板非常适用其优点是不用底片耐蚀刻性能极佳 字形美观 蚀刻后图形变形性小但是要进行批量生产就不合算了对于字小的标牌也就无能为力蚀刻大都用三氯化铁水溶液进行蚀刻因它有较大的容铜量和价格便宜的特点但废液会给环境带来污染现在有很多地区实行了集中回收和处理收效显著当对镀钛板和不锈钢板进行蚀刻时可加些抑制剂 缓释剂促进剂为防止侧蚀都能对蚀刻的深度进行有效的控制电解蚀刻虽在文献中早有报导但用

11、于实践还是最近几年的事 它的优点是蚀刻速度快 无污染 但需专用设备 尽管电解液的配方大都相似购置设备时所用电解液还要付一定的费用环境保护的警示C r+6的排放前面所讲重铬酸铵为感光剂的感光膜经紫外光照射后曝光的部分变为C r+3而未曝光的掩膜仍为C r+6显影时被水冲走 而化学固膜液中的C r+6也带入漂洗水中造成污染如果制造凹版标牌大面积被感光膜所覆盖显影时只有版面的 5%1 5%含C r+6的腌膜冲走 相反若制造凸 聚合度 加热条件3 0 0 5 0 0 常温下溶于水8 0 0 1 3 0 0 8 0 9 0 的热水1 3 0 0 1 5 0 0 沸水煮1 1.5 h1 5 0 0 1 7

12、 5 0 沸水煮4 h 以上表1 不同聚合度的聚乙烯醇溶解条件业 者 论 坛2000.2丝网印刷31版标牌就有 9 5%8 5%含 C r+6的腌膜被冲走污染就更可观了C r+6的危害很大它的溶液粉尘或气体都污染环境危害人体 二价铬和铬本身毒性很小 三价铬次之 六价铬毒性最强 它可通过消化 呼吸道 皮肤及粘膜侵入人体 有报道 通过呼吸空气中含有不同浓度的铬酸酐时有不同程度的沙哑 鼻粘膜萎缩 严重时还可使鼻中隔穿孔和支气管扩张等 经消化道侵入时可引起呕吐腹疼经皮肤侵入时会产生皮炎和湿疹危害最大的是长期或短期接触或吸入时有致癌危险为了还给大自然蓝天 清水净土 造福子孙后代 应自觉遵守国家制定的废气

13、废水的排放标准如车间(或工作间)大气中允许 C r+6的含量为0.0 5 m g/m3因此我们必须进行污水和环境的治理大型企业可建立污水处理中心 完成治理的目标 也可以像小型企业那样选用环保型的材料进行代用近几年这种方法推广较快 因投资少 简单可行 目前较为实用 具有环保型的抗蚀 抗电镀油墨作为感光腌膜是最为合适了光成像抗蚀抗电镀油墨(简称湿膜)光成像抗蚀抗电镀油墨是国外于9 0 年代初出现的一种为电路板制造图形的一种新型感光掩膜材料目前国内已有生产且同进口产品相似价格便宜而国产(部分厂生产)属环保型有优良的分辨率 不需专用设备和器具价格便宜所以它越来越被更多的领域所应用 除用于电路板 标牌面

14、板外 还用于装饰性金属画S M T模板大规模集成线路框架 栅网 皮革轧花模具及校平模具等工艺流程操作说明1.板面去油 根据不同金属和表面情况进行去油或清洗视不同要求亦可进行刷光或磨砂2.丝网选择 根据所印掩膜不同厚度选用丝网可在1 0 0 2 0 0目之间 从材质上讲以尼龙为宜因为价格便宜 且平滑及弹性好3.油墨调制 是指长期不用时应沿一个方向进行充分搅拌静止 2 0 3 0 m i n 后气泡消失再用4.网印 无图形薄版网印 在丝网目数不变的情况下根据刮板硬度 刮板和承印的夹角 刮板运行速度来调整所印厚度5.烘干 用烘道或烘箱 温度8 05烘烤 1 5 2 0 m i n注意事项(1)烘箱烘

15、烤时 板间隔不小于 3 0 m m(2)烘干后的板应冷却至室温后再进行曝光6.曝光 光源要求 卤族系列光源光强应在 1 5 0 3 0 0 m J/c m22 1 级光梯表7 9 级 若无光梯尺可按不同的曝光时间进行测试找出最佳的曝光时间7.显影 显影液 0.8%N a2C O3显影温度2 8 3 0(1)手工显影 可在室温下进行(最好控制在2 8 3 0)先将曝光后的板浸 入 显 影 液中待未感光的图形出现溶涨现象时可用软毛刷对其表面刷拭直至图形全部显出流水冲洗干净干燥后可进行下道工序(2)机械显影 用显影机(喷淋式)喷压应在 2 3 k g/c m2显影点可控制在显影区的1/2 2/3 处

16、为宜(注意 油墨调制至显影前都应在黄光下操作)8.后烘 后烘的目的是加强掩膜的抗蚀能力和抗电镀的能力一般可不进行此工序但现在许多厂家为蚀刻保险起见都采用后烘烘烤1 0 00.5 h 左右对于S M T 模板框架栅网和模具可在 1 5 0 烘烤 3 0 6 0 m i n9.电镀按一般常规镀酸性铜快速或镀普通镍金 注 镀完镍 金后若需立体感强的字或图形去膜后用金作为抗蚀膜进行蚀刻直至所需深度1 0.蚀刻 蚀刻液(1)酸性氯化铜(2)碱性氯化铜(3)三氯化铁以上(1)(2)适于蚀刻铜(3)适于蚀刻铜铝不锈钢和镍铁合金1 1去膜用 3%5%的N a O H 5 5 6 02 0 4 0 s 可去掉注

17、意 若基材为铝板 曝光后不后烘 去膜时可在沸水中进行显影水洗后烘准备底片蚀刻网版板面去油油墨调制网印烘干曝光镀铜镍金酸碱性蚀刻电解蚀刻去膜其它处理322000.2丝网印刷业 者 论 坛其蚀刻液亦应相对调整质量分数(浓度)减弱它的蚀刻速度1 2.其它处理 是指字及图形内填漆底层进行其它装饰处理等下面是制作标牌面板的实例凹字及图形标牌面板 如图1所示电镀凸字及图形标牌面板如图 2 所示操作中易出现的问题和解决对策1 曝光(1)曝光不足 经显影后膜将出现不同程度的砂眼线条边缘不整齐严重时还会脱膜(2)曝光太长 经显影后留有残膜对蚀刻和电镀造成困难严重时显不出影解决办法找出合理的曝光时间 若无条件进行

18、测试 可选择不同的曝光时间档经显影后可找出最佳的曝光时间2 显影无论是手工显影还是机械显影 都要显影干净 若显不干净将会出现蚀刻不掉或镀层脱落的毛病 解决方法就是严格操作程序3 表面清洁处理这是一道重要工序若表面处理不干净将会出现感光膜不牢或板面发花亦会出现镀不上镀层的现象尤其是钛金表面光如明镜看上去很干净其实不然在清洁表面时以不滑水为宜此种油墨的出现及推广应用确实为我们标牌面板的制造带来了方便尤其适用于大批量的生产它不仅改善了工人的操作环境最重要的是取代了重铬酸铵给环境和水源带来的污染可以看出 它的发展前途是很广阔的我这里介绍的只是个轮廓和大概希望更多的同行和专家们发表意见为的是共同振兴我们

19、的标牌和面板行业(作者单位北京76 1厂100011收稿日期2000-01-27)基板清洁网印干燥曝光显影蚀刻去膜其它工序图1 凹字及图形标牌面板的制作工艺基板清洁网印干燥曝光显影镀铜镀镍金其它工序图2 电镀凹字及图形标牌面板的制作工艺去膜大型合资化工公司高薪诚聘1.U V油墨工程师有 U V上光油U V网印胶印光油或丝网印刷磨砂油墨的成熟配方 至少一年以上实际工作经验年龄不限2.油墨或涂料树脂合成项目经理三年以上树脂合成车间生产与技术管理经验3.有成熟的其它油墨生产技术转让可与本公司联系待遇为 工资+奖金+提成+年终分红有意者请将个人简历及有关证件复印件附同联系电话地址薪金要求等资料寄 中山

20、市博海精细化工有限公司人事部收邮编5 2 8 4 5 5联系电话 0 7 6 0-8 8 9 8 3 6 9手机0 1 3 7 0 2 3 5 9 8 2 9322000.2丝网印刷业 者 论 坛其蚀刻液亦应相对调整质量分数(浓度)减弱它的蚀刻速度1 2.其它处理 是指字及图形内填漆底层进行其它装饰处理等下面是制作标牌面板的实例凹字及图形标牌面板 如图1所示电镀凸字及图形标牌面板如图 2 所示操作中易出现的问题和解决对策1 曝光(1)曝光不足 经显影后膜将出现不同程度的砂眼线条边缘不整齐严重时还会脱膜(2)曝光太长 经显影后留有残膜对蚀刻和电镀造成困难严重时显不出影解决办法找出合理的曝光时间

21、若无条件进行测试 可选择不同的曝光时间档经显影后可找出最佳的曝光时间2 显影无论是手工显影还是机械显影 都要显影干净 若显不干净将会出现蚀刻不掉或镀层脱落的毛病 解决方法就是严格操作程序3 表面清洁处理这是一道重要工序若表面处理不干净将会出现感光膜不牢或板面发花亦会出现镀不上镀层的现象尤其是钛金表面光如明镜看上去很干净其实不然在清洁表面时以不滑水为宜此种油墨的出现及推广应用确实为我们标牌面板的制造带来了方便尤其适用于大批量的生产它不仅改善了工人的操作环境最重要的是取代了重铬酸铵给环境和水源带来的污染可以看出 它的发展前途是很广阔的我这里介绍的只是个轮廓和大概希望更多的同行和专家们发表意见为的是

22、共同振兴我们的标牌和面板行业(作者单位北京76 1厂100011收稿日期2000-01-27)基板清洁网印干燥曝光显影蚀刻去膜其它工序图1 凹字及图形标牌面板的制作工艺基板清洁网印干燥曝光显影镀铜镀镍金其它工序图2 电镀凹字及图形标牌面板的制作工艺去膜大型合资化工公司高薪诚聘1.U V油墨工程师有 U V上光油U V网印胶印光油或丝网印刷磨砂油墨的成熟配方 至少一年以上实际工作经验年龄不限2.油墨或涂料树脂合成项目经理三年以上树脂合成车间生产与技术管理经验3.有成熟的其它油墨生产技术转让可与本公司联系待遇为 工资+奖金+提成+年终分红有意者请将个人简历及有关证件复印件附同联系电话地址薪金要求等资料寄 中山市博海精细化工有限公司人事部收邮编5 2 8 4 5 5联系电话 0 7 6 0-8 8 9 8 3 6 9手机0 1 3 7 0 2 3 5 9 8 2 9