絲網(wǎng)印刷專利技術綜述

文 余娟娟

引言

絲網(wǎng)印刷作為傳統(tǒng)四大印刷方式的一種，具有獨特的印刷效果和廣泛的適用性，能夠對各種塑料、紡織品、金屬、玻璃、陶瓷等材料進行印刷，應用的領域也很廣泛，其中在電子產品領域的印刷更是具有較好的印刷效果。例如，印刷線路板（PCB）、太陽能電池、超薄電池、薄膜開關、生物傳感器以及RFID標簽等，隨著電子產品的飛速發(fā)展，絲網(wǎng)印刷行業(yè)展現(xiàn)了新的活力[1]。本文借助中國專利數(shù)據(jù)分析，闡述絲網(wǎng)印刷行業(yè)的申請?zhí)攸c和發(fā)展趨勢。

絲網(wǎng)印刷專利技術分析

本文通過專利檢索數(shù)據(jù)庫，利用國際專利分類號（International Patent Classification, IPC）和關鍵詞進行檢索（數(shù)據(jù)截止到2017年12月），得到絲網(wǎng)印刷在國內專利申請的態(tài)勢和發(fā)展趨勢。通過分析得出，整體的申請量呈上升趨勢，2008年以前，專利申請量較少，每年不足200件，從2009年以后呈現(xiàn)了較快的增長趨勢，2012年后增速趨于平緩，2014年至2016年期間每年申請量均在1000件左右，由于專利數(shù)據(jù)庫的公開存在滯后性，因此，2017年的申請量數(shù)據(jù)存在誤差。

絲網(wǎng)印刷的專利申請主要分為印刷工作臺、絲網(wǎng)網(wǎng)版、供墨裝置以及刮刀等四大技術分支。其中，絲網(wǎng)網(wǎng)版的申請量最多，其次分別是刮刀、印刷工作臺和供墨裝置。

印刷工作臺

由于絲網(wǎng)印刷的對象形狀各異，可以是平面或是曲面，因此，絲網(wǎng)印刷機中承載的工作臺板是重要的研究領域。印刷工作臺分為上工作臺和下工作臺，上工作臺的研發(fā)方向是主要承印物的傳輸和接收、真空的吸附等，下工作臺的研發(fā)主要集中在機械傳動方面，傳動方式例如絲杠傳動、齒輪傳動、同步帶傳動以及蝸輪蝸桿傳動等，每種傳動方式均有其各自的特點，根據(jù)適用的工況不同，選取合適的傳動方式達到最佳的傳動精度，或者改進現(xiàn)有的傳動方式，結合自動化的控制程序，來提高傳動精度等均是研發(fā)的熱點。

1996年，CN1119587A提出了一種自動絲網(wǎng)印刷機，包括印刷平臺，一對輥子、其設置在印刷平臺的前面和后面，一個支撐待印刷材料的環(huán)帶，環(huán)帶被所述的輥子支撐著，其上半部允許在印刷平臺上移動，以及在環(huán)帶上半部提供的印刷單元，其中印刷平臺、一對輥子、環(huán)帶和印刷單元所有都傾斜設置，沿寬度方向相對于水平面而言形成一個預先設定的角度，并裝有一個導帶器，和環(huán)帶上半部底側的邊緣相接觸。

2010年，CN201665046U提出了一種采用計算機控制的自動平板印花機，移動工作臺由行走器、刮印部件、控制臺組成，所述的行走器為伺服電機或步進電機驅動由同步帶形成履帶式結構的行走裝置，所述的控制臺為計算機控制刮印速度、行走工步及步距的控制裝置。由于行走器中設有壓緊輪部件，從而使行走器中的驅動同步帶與導軌部件上的同步帶進行多齒接觸驅動，提高了嚙合精度，增大了驅動力，提高了同步帶的使用壽命；由于驅動裝置采用伺服電機進行驅動控制，并采取履帶式結構形成同步帶多齒接觸方式驅動，從而使移動工作臺的定位精度提高。

2016年，CN205416703U提出了一種MPDP玻璃組件電極印刷系統(tǒng)用高精度玻璃組件定位總成，通過設計豎直向直線驅動裝置和位置調整裝置，實現(xiàn)對玻璃組件的精確調整。在機架與玻璃吸附組件間依次設置有豎直向直線驅動裝置和位置調整裝置，所述位置調整裝置包括固定于連接在豎直向直線驅動裝置執(zhí)行端的底板上并以底板中心旋轉陣列的4組調整機構，調整機構包括伺服電機、固定在伺服電機輸出端的滾珠絲杠、絲母及與絲母連接的滑座總成，固定在滑座總成上的玻璃吸附組件借助伺服電機具有豎直平面內的旋轉自由度。

絲網(wǎng)網(wǎng)版

印刷過程中網(wǎng)版質量的好壞直接關系到印刷品的質量。網(wǎng)版的材料一般具有金屬絲網(wǎng)、滌綸絲網(wǎng)、尼龍絲網(wǎng)等，此外網(wǎng)框的選擇和感光材料的涂布等均是領域內技術人員關注的熱點，隨著絲網(wǎng)印刷技術應用到電子產品上的普及，對絲網(wǎng)網(wǎng)版的材料也出現(xiàn)了不少新的選擇。

1988年，CN1018812B提出了一種使用復合長絲的網(wǎng)眼織物，所述復合長絲是以可使絲網(wǎng)與乳劑及樹脂粘接性良好的材料作外層，以尺寸穩(wěn)定性和彈性回復性能優(yōu)良的材料作芯絲的包芯型復合長絲。由于使用了把不同的合成纖維材料組合起來制成的復合長絲，有效地使各種材料的優(yōu)點得到發(fā)揮。

2011年，CN102245827A提出了一種外表面由塑料構成的絲織造而成的織物，織物的至少一個面部分地被施加金屬鍍層，鍍層設計為印制導線結構，印制導線結構分路和/或成形為回路狀。

2014年，CN204160870U提出了一種光伏晶體硅印刷用增強印刷柵線高度的復合網(wǎng)版，其包括網(wǎng)框和繃設于所述網(wǎng)框的網(wǎng)布，網(wǎng)布由位于所述網(wǎng)布中間的鋼絲網(wǎng)布和連接于所述鋼絲網(wǎng)布外圍的聚酯網(wǎng)布組成，所述聚酯網(wǎng)布的外邊緣通過膠水粘合于網(wǎng)框的底面，聚酯網(wǎng)布與鋼絲網(wǎng)布通過膠水粘合，粘合區(qū)形成復合區(qū)，所述鋼絲網(wǎng)布的上表面設有均勻的凸點，所述凸點為金剛石顆粒，鋼絲網(wǎng)布的上表面通過凸點與感光膠連接，鋼絲網(wǎng)布中心還設有印刷圖案區(qū)。

供墨裝置

針對供墨裝置的申請數(shù)量相對少，主要集中在圓網(wǎng)印花機的供墨量控制、電路板印刷時焊膏的儲存等方面的研究。

2000年，CN2419039Y提出了一種絲網(wǎng)印刷機的供墨壓印裝置，供墨裝置包括一封閉式墨斗，墨斗下部兩側分設有設置于墨斗支架上的偏心軸，所述偏心軸與墨斗外壁緊貼配合，所述墨斗底部的開口處設置有與傳動機構相聯(lián)的供墨輥，供墨輥與墨斗內壁緊貼配合，壓印裝置包括通過輥軸設置于墨斗支架上的壓印輥，其設置于供墨輥下方，與供墨輥壓緊配合。墨斗采用橫截面為“V”字形式或錐狀等的封閉槽。由于油墨集中于封閉式墨斗內，聯(lián)結料不易揮發(fā)，印刷過程中無需稀釋油墨，省工省時，降低了印刷成本。

2015年，CN104802509A提出了一種圓網(wǎng)印花機圓網(wǎng)內的色漿儲量控制裝置，通過在圓網(wǎng)內設置下端開設吸漿孔的吸漿管，吸漿管與送漿管連接且送漿管與氣管連通，利用持續(xù)運轉的氣泵正轉反轉進行抽氣和壓氣，這種結構中的抽漿泵無需連續(xù)啟動和停止并保持正轉，延長了抽漿泵的使用壽命，圓網(wǎng)內的色漿儲存量能保持在一個液位，保證印染持續(xù)不滯后，分別使用原漿儲漿桶來存儲原漿、回收漿儲漿桶來存儲回收的色漿，提高了高品質紡織品印染加工的質量。

刮刀

絲網(wǎng)印刷機的刮刀是重要的零部件之一，刮刀領域的研發(fā)熱點主要集中在刮刀的壓力控制、驅動以及刮刀的形狀設計。

1994年，CN2207936Y提出了一種絲印機刮板自動升降機構，電機驅動絲杠，帶動刮板自動升降機構橫向往復行走。絲網(wǎng)框架由網(wǎng)框調位架和四條支桿支撐，其位置可上下、前后進行微調。面板架由凸輪控制，可手動傾斜，因此在印刷過程中能實現(xiàn)手動即時離網(wǎng)動作，使印刷質量進一步提高。

2005年，針對電路板印刷，CN2843843Y提出了一種懸浮式刮刀系統(tǒng)，防止錫膏外溢，刮刀升降微調，可快慢速模式變化，從而使刮刀快速、平穩(wěn)與工作面接觸。利用控制裝置進行編程，使刮刀快速進給，在距離鋼網(wǎng)比較近的時候，慢慢進給，使刮刀與鋼網(wǎng)的接觸比較輕柔，從而保護了鋼網(wǎng)。

2014年，針對刮刀的壓力控制方法，CN106029383A提出了一種能夠以簡易的結構精度良好地調整將刮板向絲網(wǎng)按壓的按壓力，進而能夠實現(xiàn)制造成本減少的絲網(wǎng)印刷機，其具有流體壓力缸，根據(jù)缸殼體的內部壓力，將刮板向靠近或遠離絲網(wǎng)的任一方向施力；壓力傳感器，檢測缸殼體的內部壓力；及控制部，在通過每單位時間向流體壓力缸供給或從流體壓力缸排出預定流量的流體而變更內部壓力的控制開始之后，基于壓力傳感器的檢測值達到目標值為止的響應時間來控制內部壓力。

結語

本文主要針對絲網(wǎng)印刷的專利進行了簡單的介紹，從絲網(wǎng)印刷技術的發(fā)展脈絡來看，2000年的文獻已經(jīng)出現(xiàn)了自動化的絲網(wǎng)印刷機，主要涉及絲網(wǎng)印刷機工作臺板或是刮刀的自動控制，2000年以后，多是針對現(xiàn)有的自動控制手段的改進，以提高控制精度和印刷質量。在2005年以后，許多企業(yè)開始越來越關注絲網(wǎng)印刷應用在電子產品中的技術改進，由于電子產品對機器的精密性提出了更高的要求，因此，針對性的改進發(fā)明很多，給絲網(wǎng)印刷的技術發(fā)展提出了方向。

[1] 張紀娟等，絲網(wǎng)印刷在電子領域的應用[J].網(wǎng)印工業(yè)，2015.11