凹版胶印过程分析——凹版胶印过程中油墨传递模型的研究

摘要

随着人们对电子产品在性能、产量、能耗以及价格方面的要求不断提高，凹版胶印逐渐成为微电子及光电制造产业的重要技术之一。凹版胶印以高分辨率，厚膜层，低方块电阻、工艺简单等特点在众多印刷方式中脱颖而出，被广泛应用于超精细电子线路的生产过程。
　　 在凹版胶印过程中，刮墨刀先将油墨填入金属凹版的网穴，硅聚合物材料的橡皮布滚筒再将其转移至基版。因此，从印刷工艺的角度看，油墨从凹版至基版精确、有效地传递是超精细线路印刷的关键。本课题针对凹版胶印的油墨传递过程及其对印刷质量的影响进行研究，应用溶剂吸收机制和油墨与凹版及橡皮布之间的黏着力比率对油墨转移过程进行理论分析，得出橡皮布、滚筒半径、油墨性质及工艺参数对印刷质量的影响机理；并通过比较得出线条高度是较为适宜的参数，以期更好地控制、检测凹版胶印的印品质量。
　　 论文针对橡皮布滚筒与凹版及基版的分离阶段建立模型，使用PLIC-VOF方法对凹版胶印的油墨传递过程进行初探性研究，分析了油墨拉丝，回弹及断裂等一系列变化，评估了油墨黏度，表面张力，重力以及接触角对油墨转移过程的影响。最后对以油墨转移分析模型代替直接实验测量的可行性进行规划。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景、目的及意义

1.2 研究现状及研究内容

1.2.1 各种印刷方式在微电子和光电产业的应用

1.2.2 凹版胶印技术简介

1.2.3 VOF(Volume of fluid)运动界面追踪分析方法

1.2.4 数学模拟方法应用于凹版胶印研究

1.2.5 论文主要研究内容

第二章 凹版胶印油墨传递过程的参数分析

2.1 凹版胶印的油墨传递机制

2.1.1 溶剂蒸发机制

2.1.2 热塑性干燥机制

2.1.3 UV干燥机制

2.1.4 溶剂吸收机制

2.2 溶剂吸收机制与印刷质量

2.2.1 油墨与凹版和橡皮布之间黏着力比率

2.2.2 油墨转移过程与印刷品质量

2.2.3 印刷质量评价

2.3 印刷适性分析

2.3.1 线宽扩大(Line widening)

2.3.2 毛刺(Hairs)

2.3.3 流动(Flow)

2.3.4 针孔(Pinholes)

2.3.5 挖墨(Scooping)

2.3.6 刀线(Streaking)

2.3.7 网穴堵墨(Gravure groove blocking)

第三章 凹版胶印油墨传递过程数学模型

3.1 PLIC-VOF方法

3.1.1 VOF方法基本原理

3.1.2 运动界面重构技术

3.2 数学模型的建立

第四章 模型关键问题的处理

4.1 模拟方案的确定

4.2 几何模型的建立

4.3 相关参数设置及模型初始化

4.4 油墨在两平行板间转移

4.4.1 转移过程和转移率

4.4.2 油墨拉丝最小直径

4.4.3 转移量

4.4.4 基于剪切稀化性质的结果修正

4.5 油墨在网穴和平板之间传递

4.5.1 转移过程和接触角效应

4.4.2 初始距离

4.4.3 网穴形状

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 未来工作的展望

致谢

参考文献

附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文