提高ＣＱＦＰ外殼收縮精度和印刷精度探析

陳小紅

摘要：CQFP型譜系列外殼由于其最小引線節距為0.635mm，最小的印刷線寬和間距達到0.15mm以下，因此，在外殼加工工藝中對陶瓷的收縮精度和金屬化印刷精度提出很高的要求。為了提高生產效率，降低生產成本，在開展CQFP型譜項目產品研制時，在127mm×127mm的生瓷片上，采取大版印刷、注漿、疊片、層壓、生瓷坯切割等大版生產工藝，如果收縮率不穩定會給生產工藝帶來許多問題。如切割工裝、裝配模具等的變化，并無法保證產品質量的一致性和可靠性。為此。對CQFP外殼收縮精度和印刷精度開展了工藝技術研究。

關鍵詞：粘結劑；塑化劑；分散劑；絲網模版‘絲網印刷

中圖分類號：TM385

文獻標識碼：A

文章編號：1672-3198(2009)08-0286-02

1CQFP外殼陶瓷收縮精度

1.1影響陶瓷收縮精度的因素

陶瓷外殼是通過瓷料配制、生瓷加工、高溫燒結等多道工序后才完成的，燒結時經過一系列的物理過程和化學反映，瓷體隨溫度上升將逐漸收縮，直至燒結結束，瓷體收縮停止才形成外殼的最終尺寸。由此可知，燒結前和燒結后尺寸是不相同的，兩者相差愈大，表明其收縮率愈大。它們不僅要求性能優良、外觀整潔，而且尺寸嚴格，公差范圍很小。為此，要嚴格控制收縮率以保證產品的最終尺寸，并達到保證產品的合格率。

影響瓷體收縮率的變化的因素有許多，包括陶瓷漿料性質變異，球磨方式，有機添加方式及原材料特性，其主要因素如下所列：

(1)氧化鋁含量；

(2)粘結劑種類；

(3)粘結劑與塑化劑含量；

(4)粘結劑與塑化劑的比例；

(5)分散劑含量；

(6)溶劑的添加量；

(7)磨球量；

(8)球磨罐的轉速。

1.2保持收縮率的穩定性

設計了兩個階段的試驗方案，第一階段試驗主要是找出影響收縮率的最主要因素，進而有效的加以控制。第二階段試驗主要是為針對最主要因素找出其工作區間。第一階段主要對氧化鋁含量、粘結劑種類、粘結劑與塑化劑含量、粘結劑與塑化劑的比例、分散劑含量等因素進行配比試驗，通過對十六種配比的試驗，測量的收縮率分布在1.2158～1.1776，相差約4％，差異相當大。從試驗中得到影響陶瓷收縮率的最主要因素是粘結劑及塑化劑含量，而依次是粘結劑與塑化劑的比例，粘結劑種類與分散劑含量之間的交互作用，粘結劑種類與粘結劑與塑化劑的比例的交互作用，分散劑含量及氧化鋁含量。經過第一階段的試驗確定第二階段試驗主要針對粘結劑與塑化劑含量、粘結劑與塑化劑的比例、分散劑的含量進行試驗，通過二十七個不同試驗測得收縮率在1.1841～1.1862，差距已減至0.2％。綜合第一階段及第二階段結果，得出如下結論：

(1)氧化鋁含置：對收縮率有影響，但其影響未比對翹曲度的影響大。

(2)粘結劑的種類：對翹曲度無明顯影響，但對收縮率的影響比其他材料大。

(3)粘結劑與塑化劑的含量：對收縮率有顯著的影響。

(4)粘結劑與塑化劑的比例：對收縮率有較大的影響。

(5)分散劑的含量，僅對收縮率有一定影響。

由此可知，要穩定地控制陶瓷收縮率，首先要保證粘結劑種類的穩定，同時要保持合適的粘結劑與塑化劑的含量。當然，層壓、燒結工序的各種工藝參數設置對瓷體收縮率也會產生不同程度的影響，因此。在實際生產過程中，必須掌握以下幾方面的問題，才能使瓷體的收縮率得到保證。

(1)要嚴格控制各種料料種類特別是粘接劑種類的穩定；

(2)必須嚴格按照材料的配比進行配料，對其材料的純度、顆粒度都應達到規定的要求，并且計量要準確，球磨混合要均勻；

(3)嚴格按照層壓、燒結工序規定的各工藝參數進行層壓和燒結，特別是燒結工序，對升溫、保溫、降溫三個環節所規定的溫度和時間都要充分保證和控制。

2窄線條印刷精度

印刷是通過絲網膜把金屬化漿料印在陶瓷基片上。得到要求圖形的工藝過程。印刷圖案要達到完整、清晰、厚度均勻，無短路、開路、網紋等要求，除了要有匹配的金屬漿料外，還要求定位準確和較好的印刷工藝和設備。

2.1影響絲網印刷精度的因素

印制板圖形印刷精度包括以下兩個方面內容：一是指印刷的圖形線條幅向失真度小，線條幅寬精度±0.05mm；二是指印刷圖形位置精度要求高，圖形長度為500mm內時，位置偏差<±0.15mm，影響上述兩方面精度有多方面的因素，從絲網制版到圖形印刷生產過程來講，

主要有以下幾方面因索：

(1)絲網制版材料和印料的選擇：包括網框材料、絲網材質、目數、顏色及印刷漿料性能；

(2)絲網印刷設備、工裝：即絲網印刷機，定位工裝等；

(3)生產工藝：包括繃網、絲網制版、印刷工藝等；

(4)工作環境條件：工作場地的溫度、濕度、潔凈度，尤其是沽凈度是影響產品質量的重要因素；

(5)人是影響工程質量的最主要因素。操作者必須有高度的責任心和較高的技術素質。

在此重點討論前幾方面的因素對印制圖形印刷精度的影響的原理及提高精度的措施和方法。

2.2提高絲網模版質量是保證絲網印刷精度的前提

影響絲網模版質量的因素有不銹鋼絲網、費林膜、制版的繪制等材料的質量。絲網模版的制作涉及到網框、絲網及繃網，制版及感光材料等若干因素。

2.2.1網框材料的選擇

一般選用LY12、LF2等硬質合金鋁方型材。尺寸選用寬20mm，厚20mm，四角用氬弧焊接或鉚接加工而成。金屬框架精度高，尺寸穩定。

2.2.2絲網材料的選擇

目前用得最多的是尼龍絲網和不銹鋼絲網。尼龍絲網耐熱性較差，受熱后易產生熱塑性變形，使張力不均勻，影響網印質量。粘結繃網或絲網模版制作不宜高溫烘烤。不銹鋼絲網耐熱性較好，尺寸穩定，圖形不因溫度和濕度的變化產生較大的變動。為了保證網印圖形精度最好選用不銹鋼絲網。同時應選用絲網目數較高，絲徑較細，網眼較小的絲網。

2.2.3繃網

繃網是一不可勿視的環節，要制出高精度的印制圖形首先要求繃網符合質量要求，最好采用氣動繃網機，繃網的質量要求如下。

①繃網張力合適、均勻。

并非張力愈大愈好，張力過大，超出材料彈性極限，絲網就會喪失彈性，變脆甚至斷裂。張力不足絲網松軟，缺乏回彈力。應按照額定張力，再根據作業條件給以考慮，使其整個網版面上張力均勻。經工藝試驗繃網張力在29N／cm0合適。

②經緯網絲保持垂直。

繃好的絲網的經緯線應盡可能與網框邊保持垂直。繃網時一是正拉絲網，即力與絲向保持一致；二是被網夾夾持著的絲網拉伸時能橫向移動。

③防止松弛。

為了減小繃好的網隨時間的推移，網版會變松或越用越松，產生張力下降，應采取持續拉網和反復拉緊繃網方法，使一部分張力松弛于固網前完成。

2.2.4絲網模版制版工藝

目前用得最多的是直接法制作絲網模版，在此制作工藝中注意上膠涂層的厚度合適。嚴格控制干燥、曝光、顯影等環節，方能得到高質量的絲網模版。

2.3控制絲網印刷過程中各影響因素。提高網印精度

在絲網印刷圖形加工過程中，首先要求印料性能良好，其次必須嚴格控制印刷設備、工裝、刮板、網距、刮印壓力等工藝因素。

2.3.1金屬漿料必須具備以下性能

化學穩定性好；干燥速度適宜；金屬漿顆料均勻；粘度合適、觸變性好、顏色合適；透印力好；便于干燥。

2.3.2設備工裝

采用印刷精度較高的絲網印刷機可排除許多人為不穩定因素，定位工裝可直接利用機臺面縱向可調定位銷定位(定位孔可由數控鉆鉆劑)。

2.3.3其它工藝因素

刮板材質、刮板寬度、硬度、刮印角度、刃口狀態及網距、刮印壓力等都很重要，應選用聚酯橡膠制作刮板。刮板寬度適當。過寬易造成圖形失真，刮板硬度多數在肖氏A60～80范圍之內，刮印角度為20～30°，刃口須經常保持平銳。網距一般為2～4mm且網版平行于臺面。刮印壓力以印出清晰圖形為宜。

綜上所述若干工藝因素中，影響線條圖形精度的主要因素包括印刷漿料、刮板硬度、刃口狀態、刮印壓力及角度等，而網印設備、工裝、網距及刮板寬度等主要因素影響印刷圖形的位置精度，高質量的絲網模版是提高印刷精度必不可少的。