丝印（丝网印刷）作为一种广泛应用于电子、纺织、包装、广告等行业的印刷技术，其图纸（或称菲林、底片）的质量直接决定了最终印刷品的精度、清晰度和一致性。一份合格的丝印图纸需要满足一系列严格的技术要求，同时在实际操作中，工程师和操作员常会遇到各种问题。本文将详细解析丝印图纸的技术要求，并深入探讨常见问题及其解决方案。
一、 丝印图纸的核心技术要求
丝印图纸是印刷过程中的“蓝图”，它承载了图形信息、尺寸精度和工艺参数。其技术要求主要涵盖以下几个方面：
1. 图形与线条精度
- 线条宽度与间距：这是最基本的要求。线条过细可能导致印刷时油墨堵塞网孔或线条断裂；线条过宽则影响图形精度。通常，最小线宽和最小线间距取决于丝网目数（单位面积内的网孔数）和油墨的流变性。例如，在印刷电路板（PCB）的阻焊层时，最小线宽可能要求达到0.1mm，而线间距可能要求0.15mm。
- 图形边缘质量：图形边缘应光滑、锐利，无毛刺、锯齿或虚边。这要求图纸的矢量图形在导出时（如使用Gerber文件或DXF文件）必须精确，避免使用位图（如JPG、BMP）来定义精细图形，因为位图在放大后会出现像素化，导致边缘模糊。
- 图形完整性：所有图形必须闭合，无断点。对于需要填充的区域，必须确保填充模式正确，避免出现空洞或重叠。
2. 尺寸与位置精度
- 基准与定位：图纸必须包含明确的定位标记（如十字线、角标或定位孔），用于在印刷时将图纸与承印物（如PCB板、玻璃、织物）对齐。定位标记的精度通常要求在±0.02mm以内。
- 尺寸公差：所有关键尺寸（如孔位、外形尺寸）必须标注公差。例如，一个直径为5mm的孔，公差可能标注为±0.05mm。公差的设定需考虑印刷工艺的固有误差（如丝网拉伸、刮刀压力变化）。
- 对位精度：对于多层印刷（如PCB的线路层、阻焊层、字符层），各层图纸之间的对位精度至关重要。通常要求层间对位误差小于0.05mm。
3. 文件格式与规范
- 标准格式：工业领域常用Gerber（RS-274X）格式用于PCB和FPC（柔性电路板）的图形，DXF（AutoCAD绘图交换格式）用于机械和装饰图形。这些格式是矢量格式，能保证图形在任意放大倍数下不失真。
- 单位与比例：图纸必须明确单位（通常为毫米mm或英寸inch），并保持1:1的比例。任何缩放都会导致尺寸错误。
- 图层管理：复杂的图纸应分层管理，例如将线路、阻焊、字符、钻孔等信息放在不同的图层，便于后期修改和检查。
- 钻孔文件：对于需要钻孔的承印物，必须提供独立的钻孔文件（如Excellon格式），明确每个孔的位置、直径和数量。
4. 网点与灰度处理（针对彩色或渐变印刷）
- 网点角度：在彩色印刷中，不同颜色的网点角度需要错开，以避免产生“莫尔条纹”（干涉条纹）。通常，青（C）、品红（M）、黄（Y）、黑（K）四色网点角度分别为15°、75°、0°、45°。
- 网点形状与大小：网点形状（圆形、方形、椭圆形）和大小（从1%到100%）决定了印刷品的阶调和层次。对于丝印，由于油墨流动性强，通常使用较大的网点（如60线/英寸）以避免网点堵塞。
- 灰度与专色：对于灰度图像，需使用单色网点来表现层次。对于专色（Pantone色），需提供准确的色号和对应的网点百分比。
5. 材料与工艺适配性
- 丝网目数选择：图纸的精细度必须与丝网目数匹配。例如，印刷精细线路（线宽<0.2mm）通常需要使用300目以上的高目数丝网；而印刷大面积色块或厚油墨层（如导电银浆）则可能使用100-200目的低目数丝网。
- 油墨特性：图纸设计需考虑油墨的粘度、干燥速度和附着力。例如，对于UV固化油墨，图形设计应避免过于密集的线条，以免固化不彻底。
- 承印物特性：承印物的表面粗糙度、吸水性和形状（平面或曲面）会影响印刷效果。对于粗糙表面（如织物），图形线条应适当加粗，以避免断线。
二、 常见问题解析与解决方案
在丝印图纸的设计、制作和印刷过程中，常会遇到以下问题。以下将逐一解析其原因并提供解决方案。
问题1：图形线条断裂或缺失
- 现象：印刷后，细线条出现断点或部分缺失。
- 原因分析：
- 图纸问题：线条宽度设置过细，低于丝网目数所能支持的最小线宽。
- 制版问题：菲林曝光不足或过度，导致线条边缘模糊或感光胶残留。
- 印刷问题：丝网张力不足，导致网孔变形；刮刀压力过大或角度不当，将油墨从线条中刮出；油墨粘度过高，流动性差。
- 解决方案：
- 图纸优化：根据丝网目数重新评估最小线宽。例如，使用300目丝网时，最小线宽建议不小于0.15mm。
- 制版检查：使用放大镜检查菲林线条边缘是否锐利。调整曝光时间和显影时间，确保线条清晰。
- 印刷调整：检查并调整丝网张力（通常要求>20N/cm）。调整刮刀角度（通常为60-75°）和压力（以刚好能刮净油墨为宜）。适当降低油墨粘度（可添加稀释剂）。
问题2：套印不准（对位偏差）
- 现象：多层印刷时，各层图形之间位置错位。
- 原因分析：
- 图纸问题：各层图纸的基准点不一致或定位标记设计不合理。
- 设备问题：印刷机定位系统精度差，或承印物夹具（治具）松动。
- 工艺问题：丝网在印刷过程中发生位移（如网框变形）；承印物在印刷过程中滑动。
- 解决方案：
- 图纸校准：确保所有图纸使用同一套基准坐标系。在设计软件中（如Altium Designer、AutoCAD）进行层间对齐检查。
- 设备维护：定期校准印刷机的定位系统（如使用激光对位仪）。检查并紧固治具。
- 工艺优化：使用高张力丝网和刚性好的网框。在承印物上增加防滑纹路或使用真空吸附台固定。
问题3：图形边缘毛刺或锯齿
- 现象：印刷出的图形边缘不光滑，有毛刺或锯齿状。
- 原因分析：
- 图纸问题：矢量图形在导出时分辨率设置过低，或使用了位图。
- 制版问题：菲林本身有划痕或污点；曝光时光线散射。
- 印刷问题：油墨颗粒过大，堵塞网孔；丝网目数过低。
- 解决方案：
- 图纸优化：始终使用矢量格式（如Gerber、DXF）并设置高分辨率（如10000 DPI以上）。
- 制版检查：检查菲林清洁度，使用无尘布和酒精擦拭。确保曝光设备光源均匀。
- 印刷调整：更换更高目数的丝网或过滤油墨以去除大颗粒。检查油墨是否过期或受污染。
问题4：油墨堵塞网孔
- 现象：印刷过程中，细小图形区域的网孔被油墨堵塞，导致印刷不完整。
- 原因分析：
- 图纸问题：图形过于密集，线条间距过小。
- 油墨问题：油墨粘度过高，干燥过快（尤其是UV油墨在光照下）。
- 工艺问题：印刷速度过慢，导致油墨在网孔中停留时间过长；丝网清洗不彻底。
- 解决方案：
- 图纸优化：适当增加线条间距，避免过于密集的图形。
- 油墨管理：调整油墨粘度，使用慢干型稀释剂。对于UV油墨，避免在强光下操作。
- 工艺调整：提高印刷速度，缩短油墨在网孔中的停留时间。每次印刷后及时清洗丝网，使用专用清洗剂。
问题5：图形尺寸偏差
- 现象：印刷出的图形尺寸与图纸设计尺寸不符（通常偏大或偏小）。
- 原因分析：
- 图纸问题：图纸比例设置错误（如1:2或2:1）。
- 制版问题：菲林在冲洗过程中发生收缩或膨胀（尤其是湿法冲洗）。
- 印刷问题：丝网在印刷过程中因张力变化而拉伸或收缩；油墨干燥后收缩。
- 解决方案：
- 图纸检查：在导出图纸前，务必确认比例尺为1:1。
- 制版控制：使用干法冲洗（如激光直接成像LDI）或控制湿法冲洗的温湿度，减少菲林尺寸变化。
- 工艺补偿：在图纸设计时，根据经验对尺寸进行预补偿（例如，将图形尺寸预先缩小0.1%以抵消丝网拉伸）。使用高张力丝网（>25N/cm）以减少变形。
三、 实际案例：PCB阻焊层丝印图纸设计
以一块双面PCB的阻焊层（Solder Mask）丝印为例，说明如何应用上述技术要求。
1. 设计准备
- 软件：使用PCB设计软件（如KiCad、Altium Designer）。
- 输出格式：Gerber文件（RS-274X）和钻孔文件（Excellon）。
- 关键参数：
- 线宽/间距：阻焊开窗（露出焊盘）的最小线宽为0.1mm，间距为0.15mm。
- 对位精度：与线路层对位误差<0.05mm。
- 丝网目数：选择300目以上的丝网。
2. 图纸检查清单
- [ ] 所有图形为矢量格式，无位图。
- [ ] 单位为毫米，比例1:1。
- [ ] 包含定位标记（如板边角标）。
- [ ] 钻孔文件与图形文件对齐。
- [ ] 最小线宽和间距符合工艺能力。
- [ ] 无重叠或断点图形。
3. 常见问题排查
- 问题：阻焊开窗偏小，导致焊盘被油墨覆盖。
- 原因：图纸设计时未考虑印刷误差，或对位不准。
- 解决：在设计软件中，将开窗图形向外扩展0.05mm（即“开窗补偿”），并确保对位精度。
- 问题：细小焊盘开窗印刷不完整。
- 原因：丝网目数过高或油墨粘度过大。
- 解决：适当降低丝网目数（如从300目降至250目），或调整油墨粘度。
四、 总结
丝印图纸的技术要求是一个系统工程，涉及图形设计、文件规范、材料选择和工艺适配等多个环节。工程师必须深入理解丝印工艺的物理限制（如丝网目数、油墨流变性），并在图纸设计阶段就进行充分的工艺性审查。通过遵循上述技术要求，并针对常见问题采取预防和纠正措施，可以显著提高丝印产品的良率和一致性，降低生产成本。
在实际工作中，建议建立一套完整的图纸审核流程，并与制版、印刷部门保持密切沟通，通过小批量试产来验证图纸的可行性，最终实现从图纸到完美印刷品的无缝转换。