丝网印刷专利技术综述

文 余娟娟

引言

丝网印刷作为传统四大印刷方式的一种，具有独特的印刷效果和广泛的适用性，能够对各种塑料、纺织品、金属、玻璃、陶瓷等材料进行印刷，应用的领域也很广泛，其中在电子产品领域的印刷更是具有较好的印刷效果。例如，印刷线路板（PCB）、太阳能电池、超薄电池、薄膜开关、生物传感器以及RFID标签等，随着电子产品的飞速发展，丝网印刷行业展现了新的活力[1]。本文借助中国专利数据分析，阐述丝网印刷行业的申请特点和发展趋势。

丝网印刷专利技术分析

本文通过专利检索数据库，利用国际专利分类号（International Patent Classification, IPC）和关键词进行检索（数据截止到2017年12月），得到丝网印刷在国内专利申请的态势和发展趋势。通过分析得出，整体的申请量呈上升趋势，2008年以前，专利申请量较少，每年不足200件，从2009年以后呈现了较快的增长趋势，2012年后增速趋于平缓，2014年至2016年期间每年申请量均在1000件左右，由于专利数据库的公开存在滞后性，因此，2017年的申请量数据存在误差。

丝网印刷的专利申请主要分为印刷工作台、丝网网版、供墨装置以及刮刀等四大技术分支。其中，丝网网版的申请量最多，其次分别是刮刀、印刷工作台和供墨装置。

印刷工作台

由于丝网印刷的对象形状各异，可以是平面或是曲面，因此，丝网印刷机中承载的工作台板是重要的研究领域。印刷工作台分为上工作台和下工作台，上工作台的研发方向是主要承印物的传输和接收、真空的吸附等，下工作台的研发主要集中在机械传动方面，传动方式例如丝杠传动、齿轮传动、同步带传动以及蜗轮蜗杆传动等，每种传动方式均有其各自的特点，根据适用的工况不同，选取合适的传动方式达到最佳的传动精度，或者改进现有的传动方式，结合自动化的控制程序，来提高传动精度等均是研发的热点。

1996年，CN1119587A提出了一种自动丝网印刷机，包括印刷平台，一对辊子、其设置在印刷平台的前面和后面，一个支撑待印刷材料的环带，环带被所述的辊子支撑着，其上半部允许在印刷平台上移动，以及在环带上半部提供的印刷单元，其中印刷平台、一对辊子、环带和印刷单元所有都倾斜设置，沿宽度方向相对于水平面而言形成一个预先设定的角度，并装有一个导带器，和环带上半部底侧的边缘相接触。

2010年，CN201665046U提出了一种采用计算机控制的自动平板印花机，移动工作台由行走器、刮印部件、控制台组成，所述的行走器为伺服电机或步进电机驱动由同步带形成履带式结构的行走装置，所述的控制台为计算机控制刮印速度、行走工步及步距的控制装置。由于行走器中设有压紧轮部件，从而使行走器中的驱动同步带与导轨部件上的同步带进行多齿接触驱动，提高了啮合精度，增大了驱动力，提高了同步带的使用寿命；由于驱动装置采用伺服电机进行驱动控制，并采取履带式结构形成同步带多齿接触方式驱动，从而使移动工作台的定位精度提高。

2016年，CN205416703U提出了一种MPDP玻璃组件电极印刷系统用高精度玻璃组件定位总成，通过设计竖直向直线驱动装置和位置调整装置，实现对玻璃组件的精确调整。在机架与玻璃吸附组件间依次设置有竖直向直线驱动装置和位置调整装置，所述位置调整装置包括固定于连接在竖直向直线驱动装置执行端的底板上并以底板中心旋转阵列的4组调整机构，调整机构包括伺服电机、固定在伺服电机输出端的滚珠丝杠、丝母及与丝母连接的滑座总成，固定在滑座总成上的玻璃吸附组件借助伺服电机具有竖直平面内的旋转自由度。

丝网网版

印刷过程中网版质量的好坏直接关系到印刷品的质量。网版的材料一般具有金属丝网、涤纶丝网、尼龙丝网等，此外网框的选择和感光材料的涂布等均是领域内技术人员关注的热点，随着丝网印刷技术应用到电子产品上的普及，对丝网网版的材料也出现了不少新的选择。

1988年，CN1018812B提出了一种使用复合长丝的网眼织物，所述复合长丝是以可使丝网与乳剂及树脂粘接性良好的材料作外层，以尺寸稳定性和弹性回复性能优良的材料作芯丝的包芯型复合长丝。由于使用了把不同的合成纤维材料组合起来制成的复合长丝，有效地使各种材料的优点得到发挥。

2011年，CN102245827A提出了一种外表面由塑料构成的丝织造而成的织物，织物的至少一个面部分地被施加金属镀层，镀层设计为印制导线结构，印制导线结构分路和/或成形为回路状。

2014年，CN204160870U提出了一种光伏晶体硅印刷用增强印刷栅线高度的复合网版，其包括网框和绷设于所述网框的网布，网布由位于所述网布中间的钢丝网布和连接于所述钢丝网布外围的聚酯网布组成，所述聚酯网布的外边缘通过胶水粘合于网框的底面，聚酯网布与钢丝网布通过胶水粘合，粘合区形成复合区，所述钢丝网布的上表面设有均匀的凸点，所述凸点为金刚石颗粒，钢丝网布的上表面通过凸点与感光胶连接，钢丝网布中心还设有印刷图案区。

供墨装置

针对供墨装置的申请数量相对少，主要集中在圆网印花机的供墨量控制、电路板印刷时焊膏的储存等方面的研究。

2000年，CN2419039Y提出了一种丝网印刷机的供墨压印装置，供墨装置包括一封闭式墨斗，墨斗下部两侧分设有设置于墨斗支架上的偏心轴，所述偏心轴与墨斗外壁紧贴配合，所述墨斗底部的开口处设置有与传动机构相联的供墨辊，供墨辊与墨斗内壁紧贴配合，压印装置包括通过辊轴设置于墨斗支架上的压印辊，其设置于供墨辊下方，与供墨辊压紧配合。墨斗采用横截面为“V”字形式或锥状等的封闭槽。由于油墨集中于封闭式墨斗内，联结料不易挥发，印刷过程中无需稀释油墨，省工省时，降低了印刷成本。

2015年，CN104802509A提出了一种圆网印花机圆网内的色浆储量控制装置，通过在圆网内设置下端开设吸浆孔的吸浆管，吸浆管与送浆管连接且送浆管与气管连通，利用持续运转的气泵正转反转进行抽气和压气，这种结构中的抽浆泵无需连续启动和停止并保持正转，延长了抽浆泵的使用寿命，圆网内的色浆储存量能保持在一个液位，保证印染持续不滞后，分别使用原浆储浆桶来存储原浆、回收浆储浆桶来存储回收的色浆，提高了高品质纺织品印染加工的质量。

刮刀

丝网印刷机的刮刀是重要的零部件之一，刮刀领域的研发热点主要集中在刮刀的压力控制、驱动以及刮刀的形状设计。

1994年，CN2207936Y提出了一种丝印机刮板自动升降机构，电机驱动丝杠，带动刮板自动升降机构横向往复行走。丝网框架由网框调位架和四条支杆支撑，其位置可上下、前后进行微调。面板架由凸轮控制，可手动倾斜，因此在印刷过程中能实现手动即时离网动作，使印刷质量进一步提高。

2005年，针对电路板印刷，CN2843843Y提出了一种悬浮式刮刀系统，防止锡膏外溢，刮刀升降微调，可快慢速模式变化，从而使刮刀快速、平稳与工作面接触。利用控制装置进行编程，使刮刀快速进给，在距离钢网比较近的时候，慢慢进给，使刮刀与钢网的接触比较轻柔，从而保护了钢网。

2014年，针对刮刀的压力控制方法，CN106029383A提出了一种能够以简易的结构精度良好地调整将刮板向丝网按压的按压力，进而能够实现制造成本减少的丝网印刷机，其具有流体压力缸，根据缸壳体的内部压力，将刮板向靠近或远离丝网的任一方向施力；压力传感器，检测缸壳体的内部压力；及控制部，在通过每单位时间向流体压力缸供给或从流体压力缸排出预定流量的流体而变更内部压力的控制开始之后，基于压力传感器的检测值达到目标值为止的响应时间来控制内部压力。

结语

本文主要针对丝网印刷的专利进行了简单的介绍，从丝网印刷技术的发展脉络来看，2000年的文献已经出现了自动化的丝网印刷机，主要涉及丝网印刷机工作台板或是刮刀的自动控制，2000年以后，多是针对现有的自动控制手段的改进，以提高控制精度和印刷质量。在2005年以后，许多企业开始越来越关注丝网印刷应用在电子产品中的技术改进，由于电子产品对机器的精密性提出了更高的要求，因此，针对性的改进发明很多，给丝网印刷的技术发展提出了方向。

[1] 张纪娟等，丝网印刷在电子领域的应用[J].网印工业，2015.11