CN103347694A - 网纹辊和制造网纹辊 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一种网纹辊包括：基辊；镀铜层，被设置在所述基辊上，并且在表面上形成有多个凹槽；以及在所述镀铜层上的镍磷（Ni-P）合金层。

Description

网纹辊和制造网纹辊
技术领域
本发明涉及一种网纹辊和一种制造该网纹辊的方法。
背景技术
人们已经积极地开发出用于直接图案印刷设备的技术以制造电气和电子装置，诸如显示器和移动装置。在印刷设备中，通过刮片在网纹辊的图案凹槽中填充糊剂，并且然后，将该糊剂传送到基板，以在基板上印刷预定图案。
在印刷设备中使用的网纹辊上形成作为表面增强涂层的铬层。然而，铬层具有毒性，从而引起环境污染。
发明内容
技术问题
本发明提供了一种用于替代铬层而不引起环境污染的具有足够强度的网纹辊和一种制造该网纹辊的方法。
技术方案
根据本实施例的一种网纹辊包括：基辊；镀铜层，被设置在所述基辊上，并且在表面上形成多个凹槽；以及，在所述镀铜层上的镍磷（Ni-P）合金层。
有益效果
根据本实施例的网纹辊，因为取代铬层而直接地形成Ni-P合金层，所以网纹辊没有毒性，因此，可以防止环境污染。另外，不需要另外的金属层，因此，可以减小网纹辊的厚度，可以简化制造工艺，并且可以减小制造成本。
根据本实施例的制造网纹辊的方法，可以提供具有上述结构的网纹辊。
附图说明
图1是示出了印刷设备的示意透视图；
图2是示出了根据第一实施例的网纹辊的剖视图；
图3是示出了根据第二实施例的网纹辊剖视图；
图4是在图3所示的“A”部分的放大剖视图；以及
图5至9是示出了根据实施例的网纹辊的制造步骤剖视图。
具体实施方式
在实施例的说明中，可以明白，当层（膜）、区域、图案或结构被称为在另一个层（膜）、另一个区域、另一个垫或另一个图案“之上”或“之下”时，它可以“直接地”或“间接地”在该另一个层（膜）、区域、垫或图案上，或者，还可以存在一个或多个中间层。已经参考附图描述了这样的层的位置。
为了方便或清楚的目的，可以夸大、省略或示意地绘制在附图中所示的每层的厚度和大小。另外，在附图中示出的元素的大小不完全反映实际大小。
以下，将参考附图详细描述实施例。
首先，将参考图1来描述印刷设备。图1是示出了印刷设备的示意透视图。
参见图1，印刷设备包括：网纹辊100，具有凹槽500，用于容纳糊剂110；以及，刮片200，与网纹辊100相邻，以在凹槽500中填充糊剂110。另外，印刷设备可以包括毯辊300，该毯辊从网纹辊100的凹槽500接收糊剂110，并且将糊剂110传送到基板400。
在上述印刷设备中，刮片200在网纹辊100中填充糊剂110，糊剂110被移动到毯辊300，并且然后，糊剂110被传送到基板400上以形成图案410。
以下，将参考图2来详细描述印刷设备的网纹辊100。
图2是示出了根据第一实施例的网纹辊的剖视图。
参见图2，根据第一实施例的网纹辊101包括：基辊10；在基辊10上形成并且具有凹槽20a的镀铜层20；以及，在镀铜层20上形成的Ni-P合金层30。
基辊10可以具有基辊10可以旋转的圆柱形状，但是实施例不限于此。例如，基辊10的形状可以是板状。在这种情况下，网纹辊100无法旋转。可以通过使用对重复地印刷过程具有耐久性的各种材料来形成基辊10。例如，可以通过使用金属来形成基辊10。
可以通过在基辊10上镀铜来在基辊10上形成镀铜层20。镀铜层20可以增强网纹辊101的硬度，使得网纹辊101可以满足凹版印刷处理所需的硬度。另外，可以通过在镀铜层20中形成凹印图案来形成印刷图案。
在镀铜层20的表面上形成多个凹槽20a。如上所述，在凹槽20a中填充糊剂110（参见图1）以稍后执行印刷过程。镀铜层20可以具有在约50微米至约200微米的范围内的厚度。
然后，在镀铜层20上形成Ni-P合金层30。
Ni-P合金层30包括Ni和P。Ni-P合金层30具有约700Hv或更大的硬度，并且具有优越的防腐蚀性和表面光泽性。
具体地讲，在Ni-P合金层30中的P的含量是约10重量百分比至约20重量百分比。如果P的含量小于10重量百分比，则Ni-P合金层30就不会有和传统的铬层的强度相同的强度，因此Ni-P合金层30不可作为表面增强的涂层。相反，如果P的含量超过20重量百分比，则与时间有关的电镀效率就会变差。
如果P的含量是约15重量百分比或更大，则Ni-P合金表现出非晶属性，并且在化学上稳定并且具有高的硬度。因为非晶属性，所以其他药品无法渗入Ni-P合金内。在这一点上，优选的是，P的含量在15重量百分比至20重量百分比的范围内。
然而，实施例不限于上述情况。例如，Ni-P合金层30可以除了Ni和P之外进一步包括钨（W）。在这种情况下，P的含量在10重量百分比至20重量百分比的范围内，并且W的含量在1重量百分比至20重量百分比的范围内。如果Ni-P合金层30进一步包括W，则可以进一步增强耐磨性及耐腐蚀性和硬度。然而，如果W的含量超过20重量百分比，则与时间有关电镀效率就会变差。
Ni-P合金层30有益于印刷过程。具体地讲，当在印刷过程期间在网纹辊的凹槽20a中填充糊剂110时，刮片200（参见图1）在与网纹辊101的表面接触时会移动。随着刮片200相对于网纹辊101的接触频率增加，就会损坏网纹辊101的表面，使得网纹辊101的使用寿命缩短。在这一点上，设置具有高强度的Ni-P合金层30以加强网纹辊101的表面。另外，Ni-P合金层30可以替代引起环境污染的铬层，使得可以防止环境污染。
另外，因为Ni-P合金层30直接地接触镀铜层20而不在Ni-P合金层30和镀铜层20之间形成额外的金属层或碳酸金属梯度层，所以可以减小网纹辊101的厚度。另外，可以减少网纹辊101的制造步骤和制造成本。
Ni-P合金层30可以具有在范围1微米至200微米的范围内的厚度。如果Ni-P合金层30的厚度小于1微米，则Ni-P合金层30无法作为表面增强的涂层。此外，如果Ni-P合金层30的厚度超过200微米，则Ni-P合金层30可能由于内应力而剥落。另外，如果Ni-P合金层30的厚度超过200微米，就会减小网纹辊101所需的深度和宽度，因此，当通过使用网纹辊101来执行印刷过程时便无法获得期望的图案。
以下，将参考图3和4来详细描述根据第二实施例的网纹辊。为了清楚和简单的目的，可以省略关于与第一实施例的元件和结构实质上类似的元件和结构的说明，并且下面的说明将注重不同的部分。
图3是示出了根据第二实施例的网纹辊的剖视图，并且图4是图3所示的“A”部分的放大剖视图。
参见图3和4，在根据第二实施例的网纹辊102中，在基辊10上设置的镀铜层20的表面上形成凹凸部分20b。凹凸部分20b可以增强在镀铜层20和与镀铜层20直接接触的Ni-P合金层30之间的接触强度。具体地讲，可以因为精细的凹凸部分而导致增大镀铜层20与Ni-P合金层30之间的摩擦，使得Ni-P合金层30可以在没有额外的金属层的情况下与镀铜层20牢固地接触。凹凸部分20b的表面粗糙度在10nm至100nm的范围内，优选地在10nm至45nm的范围内。如果凹凸部分20b的表面粗糙度小于10nm，则镀铜层20与Ni-P合金层30之间的粘结强度就会降低。如果凹凸部分20b的表面粗糙度超过100nm，就会在印刷过程期间形成不期望的图案。
以下，将参考图5至9来描述根据实施例的制造网纹辊的方法。
图5至9是示出了根据实施例的网纹辊的制造步骤的剖视图。
首先，如图5中所示，制备用于网纹辊的基辊10。
然后，如图6中所示，在基辊10上镀铜以形成镀铜层20。
如图7所示，在镀铜层上形成至少一个凹槽20a。可以通过诸如蚀刻方案或电子雕刻方案的在本领域中公知的各种方案来形成凹槽20a。具体地讲，根据蚀刻方案，光刻胶被涂敷且直接印刷在铜板上，并且然后被蚀刻以形成凹槽20a。根据电子雕刻方案，基于数字信号来机械地操作金刚石雕刻针以在镀铜层20的表面上形成凹槽20a。
然后，如图8所示，在镀铜层20的表面上形成凹凸部分20b。可以省略用于形成凹凸部分20b的过程以提供不具有凹凸部分20b的镀铜层20，诸如根据第一实施例的网纹辊101（参见图2）。可以通过等离子体蚀刻方案来形成凹凸部分20b，使得凹凸部分20b可以具有精细的表面粗糙度。可以通过自由基的表面扩散来化学地进行或者通过使用电极而引起离子轰击来物理地执行等离子体蚀刻方案。当需要精细且精确的蚀刻时可以使用等离子体蚀刻方案。
此后，如图9所示，在镀铜层20上形成Ni-P合金层30。可以通过电镀方案或化学镀方案来形成Ni-P合金层30。
电镀方案采用电解的原理。为了电镀根据本实施例的Ni-P合金层30，可以使用包含亚磷酸盐的溶液。
化学镀方案使用化学反应而不使用电。即，在电镀溶液中包括还原剂，使得可以涂敷通过还原剂还原的金属。为了电镀根据本实施例的Ni-P合金层30，可以使用次磷酸盐。
在本说明书中对于“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的任何引用表示在本发明的至少一个实施例中包括结合实施例描述的特定特征、结构或特性。在本说明书中多处中的这样的短语的出现没必要全部指的是同一实施例。另外，当结合任何实施例描述特定特征、结构或特性时，认为它在本领域内的技术人员实现与实施例的其他一些相关的这样的特征、结构或特性的范围内。
虽然已经参考本发明多个说明性实施例而描述了实施例，但是应当明白，本领域内的技术人员可以设计落入本公开的精神和原理范围内的多种其他修改和实施例。更具体地，在本发明、附图及所附权利要求的范围内的主题组合结构的组成部件和/或排列上可以作出各种变化和修改。除了对组成部件和/或布置进行改变和修改之外，替代使用也对于本领域内的技术人员也是显而易见的。

Claims (20)

1.一种网纹辊，包括：
基辊；
镀铜层，其被设置在所述基辊上，并且在表面上形成有多个凹槽；以及
在所述镀铜层上的镍磷（Ni-P）合金层。
2.根据权利要求1所述的网纹辊，其中，所述磷的含量在10重量百分比至20重量百分比的范围内。
3.根据权利要求1所述的网纹辊，其中，所述磷的含量在15重量百分比至20重量百分比的范围内。
4.根据权利要求1所述的网纹辊，其中，所述Ni-P合金层包括钨（W）。
5.根据权利要求4所述的网纹辊，其中，所述钨的含量在1重量百分比至20重量百分比的范围内。
6.根据权利要求1所述的网纹辊，其中，所述镀铜层具有在50微米至200微米的范围内的厚度。
7.根据权利要求1所述的网纹辊，其中，所述Ni-P合金层具有在1微米至200微米的范围内的厚度。
8.根据权利要求1所述的网纹辊，其中，所述镀铜层在其表面上形成凹凸部分。
9.根据权利要求8所述的网纹辊，其中，所述镀铜层具有在10nm至100nm的范围内的表面粗糙度。
10.根据权利要求8所述的网纹辊，其中，所述镀铜层具有在10nm至45nm的范围内的表面粗糙度。
11.一种制造网纹辊的方法，所述方法包括：
制备基辊；
在所述基辊上形成镀铜层；
在所述镀铜层上形成至少一个凹槽；并且
在所述镀铜层上形成镍磷（Ni-P）合金层。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述Ni-P合金层是通过电镀和化学镀的至少一种来形成的。
13.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：在所述镀铜层上形成至少一个凹槽之后在所述镀铜层上形成所述Ni-P合金层之前在所述镀铜层的表面上形成凹凸部分。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述凹凸部分是通过等离子体蚀刻来形成的。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述凹凸部分的所述形成中，所述镀铜层具有在10nm至100nm的范围内的表面粗糙度。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述凹凸部分的所述形成中，所述镀铜层具有在10nm至45nm的范围内的表面粗糙度。
17.根据权利要求11所述的方法，其中，所述Ni-P合金层中的磷（P）的含量在10重量百分比至20重量百分比的范围内。
18.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述Ni-P合金层的所述形成中，所述Ni-P合金层包括钨（W）。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述钨的含量在1重量百分比至20重量百分比的范围内。
20.根据权利要求11所述的方法，其中，所述镀铜层具有在50微米至200微米的范围内的厚度。
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