压板厂中的胶水是用什么制成的,含有甲酫吗?
压板厂中的胶水一般是用酚醛树脂或者脲醛树脂制成的,含有甲酫。因为酚醛树脂或者脲醛树脂中含有大量的羟基,氨基,羰基等极性基团,与木材中的羟基通过氢键或者化学反应,形成良好的粘结性能,而且价格便宜。但酚醛树脂或者脲醛树脂由于使用大量甲醛,因此做出的压板的唯一缺点,就是会释放甲醛。
通过大量试验和分析得知 , 椴木和杨木单板背裂隙的形态和特征及影响其变形的因 子 。试验结果表明 ,单板背裂隙的深度为 30 %~60 % 。导致胶合板变形的机理为因木材构造差异 引起单板背裂隙不均匀所致 ,通过冷压整形处理可减小胶合板变形量 。 关键词 : 单板 裂隙 胶合板变形 1 试验目的 由于国家胶合板标准是以使用为目标而 制定的 , 故对 6mm 以下 3 ~ 5 层胶合板不检 验其变形指标 , 这就在标准上难以对产品加 以约束 ,致使二次贴面装饰困难 。为解决这 一问题 ,1994 年黑龙江省林业科学院下达课 题 《单板背裂隙对胶合板变形影响研究》 进行 专题研究 ,目的是研究胶合板单板背裂隙对 胶合板变形的影响 。旨在通过研究 , 了解单 板背裂隙在胶合板变形中的作用和机理 , 对 现行胶合板 3 ~ 5 层产品生产工艺改进有一 定作用 ,以减少产生变形胶合板 。 影仪分析单板裂隙的形态 、 产生部位及对胶 合及胶的反应等 , 选择椴木和杨木这两种常 用树种 ( 2) 观察原木木段径级不同时的单板裂 隙状况 ,以调研为主 ( 3) 观察原木软化工艺对裂隙的影响 ( 4) 正常旋切工艺中 , 旋刀研磨 、 安装等 对单板背裂隙产生的影响 ( 5) 不同单板厚度 、 不同干燥条件下单板 裂隙状况 ( 6) 单板人工修补与天然缺陷对其成品 胶合板的影响 ( 7) 仪器设备 , 使用木材万能试验机 、 试 验用热压机 、 电热干燥箱 、 高频木材含水率 计、 、 、 卡尺 卷尺 千分尺等量具 ,还有万能显微 投影仪 、 照像机等 。 2 试验方法 ( 1) 利用中日技术合作项目中的显微投 3 课题立题及研究中 ,曾得到本所刘振国研究员 、 傅朝臣 研究员和中国林科院木材工业研究所王金林研究员 、 东北林 业大学沈耀文教授的热心指导 、 在此致以谢忱 。 来稿日期 :1996 - 06 - 16 责任编校 : 潘启英 3 试验材料 ( 1) 单板 ( 椴木 、 ) 购于国营松江胶合 杨木 板厂 ( 2) 脲醛树脂胶合剂 、 乳白胶合剂 、 氯丁 胶合剂等 ,由松江胶合板厂购入或市场购买 。 第1期 徐兰英等 : 单板背裂隙对胶合板变形的影响 35 涂胶时 ,发生涂胶吸收不均现象 ,即较正常材 4 试验分析 4. 1 观察 质处吸胶性能差或称湿润性差 , 在单板陈放 膨胀过程中易干 、 易少 、 缺胶 , 设想其在预压 及热压时便产生各个局部应力 , 导致胶合板 整体发生变形 。当进入成品状态时 , 由于大 量水分的急剧散失 , 更进一步地导致胶合板 含水率不均匀 。散失水分引发的应力 , 最终 导致了胶合板的变形 。显微分析已证明缺陷 处缺胶 。 4. 5 修补缺陷对变形产生的影响 经分析认为 ,木材产地 、 原木径级及水热 软化处理 ,不对单板裂隙构成主要影响 ,只要 严格掌握操作工艺 , 就不会发生意外的开裂 变形等 ,但单板背面裂隙始终存在 。 4. 2 单板采样的背面裂隙分析 单板脱离旋切机旋刀刀尖的瞬间 , 使单 ( 或称旋切切屑) 接触旋刀的表面 , 沿单板 板 厚度方向和沿旋刀后面的刀尖延长线方向 , 深入到单板内一定深度 , 沿木纤维长度方向 产生裂口 。一般情况下为单板厚度的 30 % ~60 %左右 。例如单板厚度为 1mm 时 ,背裂 隙为 0. 30 ~ 0. 60mm 左右 。通常 , 有裂隙的 单板表面称为背面 , 单板背面裂隙便由此而 来。 以显微分析方法在万能显微投影仪上测 出单板的背裂隙 ,如表所示 。 裂隙平均 平均 主要裂隙 试样数 单板厚 条数 裂隙度 形 mm 态 ( 条/ cm) ( %) 46 46 49 50 1. 00 1. 40 7 8 5 6 62. 4 因天然及加工产生的缺陷 , 经人工修补 后亦形成缺陷 , 其中包括 : 补片 、 补条 、 叠层 、 纸带 ( 穿孔) 、 离缝等 。经观察 ,发现同样存在 着与周边有差异的情况 ,因此 ,涂胶时也同样 发生膨胀不均及应力不平衡现象 。此种情况 仅因补片等外来材料与单板不在同一木段上 旋下或其含水率 、 纹理均不一致而导致涂胶 后应力的发生 。 4. 6 综合分析与验证 4. 6. 1 分析 树种 椴木 杨木 3 1. 在 4cm 宽单板测定的平均条数 2. 裂隙总高与 单板厚度之比为平均裂隙度 。 4. 3 单板的加工对单板背裂隙的影响 对于燥机及干燥箱对照干燥观察表明 , 干燥对单板背裂隙深度的加长没有影响 。相 反 ,单板背裂隙的存在促进了干燥的完成 ,降 低了干燥成本 。 4. 4 单板材质缺陷对胶合板变形的影响 经过胶合板厂对胶合板的测试表明 , 单 板上的天然木材构造缺陷对胶合板变形影响 很大 ,其中中小径级原木中的缺陷 ,在单板上 出现的频率很大 。显微分析表明 , 缺陷处背 裂隙浅而少 , 材质密度不均 。当在有缺陷处 椴木与杨木单板背裂隙特点 3 70. 1 61. 0 1. 00 1. 40 64. 8 斜曲形 斜曲形 斜曲形 斜曲形 试验证明 , 胶合板成品变形的关键在热 压阶段 。热压过程中 , 板坯内的热固性胶合 剂因受热而固化 ,将单板粘合 ,但对未能完全 固化 , 特别是当进入第 2 段曲线与第 3 段曲 线之间排潮时 , 外逸的蒸汽将可能先从单板 顺纹处边缘部位排出 , 有缺陷的部位将表现 为超前或滞后排气 。当第 3 段终了时 , 其滞 后部分尚未排气完毕 。当卸压后 , 便由胶合 板中的缺陷部位形成内核 , 产生若干个应力 点 。当受胶合作用产生收缩时 , 在应力作用 下便发生了变形 。多年以来 , 工厂的解决办 法是胶合板卸出热压机后全部趁热堆放达 3 ~21h 左右 , 以进一步促进未完全胶合的那 部分胶合剂完全固化 。这在平整性方面有 益 ,但仅能解决暂时性的变形矫正问题 。当 打开垛堆单独放置时 , 又会重新出现变形 。 其原因是垛堆 ( 热堆放) 的压力不足以约束胶 合板应力 。所以 , 热堆放仍无法根本解决变 形问题 。 4. 6. 2 验证 单板背裂隙因单板材质构造差异及缺陷 36 林 业 科 技 第 22 卷 板背裂隙可作为影响胶合板变形的主要因素 加以认定 。同时 , 其裂隙又以不同程度和形 式普遍存在于单板背表面 , 由于裂隙的产生 原因不同决定了常规胶合板生产工艺中 3 ~ 5 层胶合板产品变形的不可避免性 。热压之 后的冷压定型工艺 , 可以矫正胶合板中产生 的内应力 ,当其中的热固性树脂胶合剂尚未 完全固化 ,即未形成不可逆的体形结构之前 , 其胶合板在冷压机的约束下保持一段时间 , 使胶合板内的胶合剂完成固化 。胶合板卸出 冷压机便成为变形量极小的胶合板产品 , 可 利用率提高 。根据对定型 7 个月之久的胶合 板跟踪检验确认 , 采用上述方法可成功地进 行胶合板定型加工 , 对指导胶合板生产实践 具有实际意义 。 导致的不均匀 ,呈现有无 、 、 深浅 多少的变化 。 因对胶料吸收及膨胀不均 , 当热压时形成应 力 ,释放压力后便显现出来 ,并且在较小的压 力 ( 例如堆放) 下无法矫正 。为验证之 , 设计 出冷压机较大压力下的矫正方法加以矫正和 验证 。方法是 : 将刚卸出热压机的胶合板趁 热送入冷压机压板间 ,压力为 0. 3 ~ 0. 4M Pa 左右 ,并维持 15~30min ,矫正其形状或称定 型加工 。经试验证明效果很好 , 说明单板背 裂隙在热压胶合的后期处理方面起到了进一 步固化的定型作用 。 5 结论 经显微分析和各种试验及验证表明 , 单 常用法定计量单位名称与符号简表 量的名称 单位符号 国际符号 m cm mm μm km m2 cm2 mm2 km2 hm2 m3 cm3 mm3 L ( I) mL ( ml) a h min s Hz kHz MHz m/ s km/ min km/ h m/ s2 中文符号 米 厘米 毫米 微米 千米 ( 公里) 米2 厘米 2 毫米 2 千米 2 ( 公里 2) 公顷 米3 厘米 3 毫米 3 升 毫升 年 小时 分 秒 赫 千赫 兆赫 米/ 秒 千米/ 分 千米/ 时 米/ 秒2 量的名称 单位符号 国际符号 t kg g mg 中文符号 吨 千克 克 毫克 长度 ( 含距离 、 高度 、 ) 直径 质 量 (重 ) 量 压力 、 压强 ( 应) 弹性模量 Pa 帕 面 积 力 ( 重力) 能量 、 、 功 热 功 率 振幅级差 ,声压级 功率级差 N J w? h w 牛 焦 千瓦? 时 瓦 分贝 体 积 容 积 dB 时 间 频 率 速 度 加速度 在科技文献中 ( 也包括其它方面 ) , 以下常用各 类单位不能再使用 : (1) 全部市制单位 , 如寸 、 、 、 、 、 、 、 尺 丈 里 两 斤 担 亩、 卡等 (2) 公分 、 公尺 、 、 、 、 公担 马力 巴 托等 (3) 英寸 、 英尺 、 、 、 、 英里 加仑 磅 英吨等 (4) 不得将 ppm 作为单位使用 , 例 2ppm 应写成 2× -6 10
首先:PCB(印刷电路板)的原料是什么呢?大家知道有种东西叫"玻璃纤维"吧,这种材料我们在日常生活中出处可见,比如防火布、防火毡的核心就是玻璃纤维,玻璃纤维很容易和树脂相结合,我们把结构紧密、强度高的玻纤布浸入树脂中,硬化就得到了隔热绝缘、不易弯曲的PCB 基板了--如果把PCB板折断,边缘是发白分层,足以证明材质为树脂玻纤。
然后呢?光是绝缘板我们可不能传递电信号,于是需要在表面覆铜。所以我们把PCB板也称之为覆铜基板。在工厂里,常见覆铜基板的代号是FR-4,这个在各家板卡厂商里面一般没有区别,所以我们可以认为大家都处于同一起跑线上,当然,如果是高频板卡,最好用成本较高的覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板。覆铜工艺很简单,一般可以用压延与电解的办法制造,所谓压延就是将高纯度(>99.98%)的铜用碾压法贴在PCB基板上--因为环氧树脂与铜箔有极好的粘合性,铜箔的附着强度和工作温度较高,可以在260℃的熔锡中浸焊而无起泡。这个过程颇像擀饺子皮,不过饺子皮可是很薄很薄的喔,最薄可以小于 1mil(工业单位:密耳,即千分之一英寸,相当于0.0254mm)呢!如果饺子皮这么薄的话,下锅肯定漏馅!所谓电解铜个在初中化学已经学过, CuSo4电解液能不断制造一层层的"铜箔",这个更容易控制厚度,时间越长铜箔越厚!通常厂里对铜箔的厚度有很严格的要求,一般在0.3mil和 3mil之间,有专用的铜箔厚度测试仪检验其品质。像古老的收音机和业余爱好者用的PCB上覆铜特别厚,比起电脑板卡工厂里品质差了很远。
为什么要让铜箔这么薄呢?主要是基于两个理由:一个是均匀的铜箔可以有非常均匀的电阻温度系数,介电常数低,这样能让信号传输损失更小,这和电容要求不同,电容要求介电常数高,这样才能在有限体积下容纳更高的容量,电容为什么比铝电容个头要小,归根结底是介电常数高啊!其次,薄铜箔通过大电流情况下温升较小,这对于散热和元件寿命都是有很大好处的,数字集成电路中铜线宽度最好小于0.3cm也是这个道理。制作精良的PCB成品板非常均匀,光泽柔和(因为表面刷上阻焊剂),这个用肉眼能看出来,不过老实说光看覆铜基板能看出好坏的人还真不多,除非你是厂里经验丰富的品检。有朋友问了,对于一块全身包裹了铜箔的PCB基板,我们如何才能在上面安放元件,实现元件--元件间的信号导通而非整块板的导通呢?那我要问一句了,你有没有看到一块主板表面都是铜的--回答当然是:没有!!板上都是弯弯绕绕的铜线,电信号就是通过铜线来传递的,那么答案很简单,把铜箔蚀掉不用的部分,留下铜线部分不就OK了?
好,那么这一步是如何完成的呢?好的,我们需要涉及一个概念:那就是"线路底片"或者称之为"线路菲林",我们将板卡的线路设计用光刻机印成胶片,然后把一种主要成分对特定光谱敏感而发生化学反应的感光干膜覆盖在基板上,干膜分两种,光聚合型和光分解型,光聚合型干膜在特定光谱的光照射下会硬化,从水溶性物质变成水不溶性而光分解型则正好相反。好,这里我们就用光聚合型感光干膜先盖在基板上,上面再盖一层线路胶片让其曝光,曝光的地方呈黑色不透光,反之则是透明的(线路部分)。光线通过胶片照射到感光干膜上--结果怎么样了?凡是胶片上透明通光的地方干膜颜色变深开始硬化,紧紧包裹住基板表面的铜箔,就像把线路图印在基板上一样,接下来我们经过显影步骤(使用碳酸钠溶液洗去未硬化干膜),让不需要干膜保护的铜箔露出来,这称作脱膜(Stripping)工序。
接下来我们再使用蚀铜液(腐蚀铜的化学药品)对基板进行蚀刻,没有干膜保护的铜全军覆没,硬化干膜下的线路图就这么在基板上呈现出来。这整个过程有个叫法叫"影像转移",它在PCB制造过程中占非常重要的地位。接下来自然是制作多层板啦!按照上述步骤制作只是单面板,即使两面加工也是双面板而已,但是我们常常可以发现自己手中的板卡是四层板或者六层板(甚至有8 层板),这究竟是怎么制造出来的呢? 有了上面的基础,我们明白其实不难,做两块双面板然后"粘"起来就行啦!比如我们做一块典型的四层板(按照顺序分1~4层,其中1/4是外层,信号层, 2/3是内层,接地和电源层),先呢分别做好1/2和3/4(同一块基板),然后把两块基板粘一块不就OK了?不过这个粘结剂可不是普通的胶水,而是软化状态下的树脂材料,它首先是绝缘的,其次很薄,与基板粘合性良好。我们称之为PP材料,它的规格是厚度与含胶(树脂)量。当然,一般四层板和六层板我们是看不出来的,因为六层板的基板厚度比较薄,即使要用两层PP三块双面基板,也未见得比一层PP两块双面基板的四层板能增加多少厚度--板卡的厚度都有一定规范,否则就插不进各种卡槽中了。说到这里,读者又会产生疑问,那个多层板之间信号不是要导通吗?现在PP是绝缘材料,如何实现层与层之间的互联?别急,我们在粘结多层板之前还需要钻孔!钻了孔可以将电路板上下位置相应铜线对起来,然后让孔壁带铜,那么不是相当于导线将电路串联起来了吗?这种孔我们称之为导通孔(Plating hole,简称PT孔,我喜欢叫扑通孔,呵呵)。这些孔需要钻孔机钻出来,现代钻孔机能钻出很小很小的孔和很浅的孔,一块主板上有成百上千个大小迥异深浅不一的孔,我们用高速钻孔机起码要钻一个多小时才能钻完。钻完孔后,我们再进行孔电镀(该技术称之为镀通孔技术,Plated-Through-Hole technology,PTH),让孔导通。
孔也钻了,里外层都通了,多层板粘好了,是不是完事了呢?我们的回答是No,因为主板生产需要大量进行焊接,如果直接焊接,会产生两个严重后果:一、板卡表面铜线氧化,焊不上;二、搭焊现象严重--因为线与线之间的间距实在太小了啊!所以我们必须在整个PCB基板外面再包上一层装甲--这就是防焊漆,也就是俗称阻焊剂的的东东,它对液态的焊锡不具有亲和力,并且在特定光谱的光照射下会发生变化而硬化,这个特性和干膜类似,我们看到的板卡颜色,其实就是防焊漆的颜色,如果防焊漆是绿色,那么板卡就是绿色,相应五颜六色怎么来的大家都清楚了吧?最后大家不要忘了网印、金手指镀金(对于显卡或者PCI等插卡来说)和质检,测试PCB是否有短路或是断路的状况,可以使用光学或电子方式测试。光学方式采用扫描以找出各层的缺陷,电子测试则通常用飞针探测仪(Flying-Probe)来检查所有连接。电子测试在寻找短路或断路比较准确,不过光学测试可以更容易侦测到导体间不正确空隙的问题。总结一下,一家典型的PCB工厂其生产流程如下所示: 下料→内层制作→压合→钻孔→镀铜→外层制作→防焊漆印刷→文字印刷→表面处理→外形加工。至此,整个PCB制造流程已经全面介绍完毕,下面我们就结合图片来参观精英鑫华宝讯厂--迄今为止国内最大的PCB板制造基地之一。
这是对PCB做中检,如果不合格可是要返工的哦!看工人一丝不苟的样子,要经过目检和工具检测两大关,结合探针,能检查出线路板的通断。 室内温度必须保持在24±2℃、相对湿度40%~65%,这是为了保证PCB基板和底片的尺寸稳定。因为板子和底片的组成材料都是有机高分子材料,对温湿度十分敏感。只有整个生产过程中都在相同的温湿度下,才能保证板子和底片不会发生涨缩现象,所以现在的PCB工厂中生产区都装有中央空调控制温湿度。如果超过温度极限,这个东东兼起报警器的作用。
这个仪器叫AOI(Automatic Optical Inspection,自动光学检验),比较高级,除了高倍放大外,AOI能进行裸板外观品质测试。AOI是集光学、计算机图形识别、自动控制多学科于一身的高技术产品,它的内部存有上百种板面缺陷的图样特征。工作时操作人员先将待检板固定在机台上,AOI会用激光定位器精确定位CCD镜头来扫描全板面。将得到的图样抽象出来与缺欠图样比对,以此来判断PCB的线路制作是否有问题。像常见的线路缺口、短断路、蚀刻不全等都可以凭借AOI找出来。AOI可以指出问题类型以及在板子上的位置。核心是它的分析软件。AOI技术的世界领跑者是以色列人,之所以这样据说是因为以色列处于阿拉伯各国环视之中,戒备心理极强,所以其雷达图像识别技术首屈一指(怕人家偷袭嘛),在20世纪70~80年代微电子技术大发展时,电子工业越来越需要一种高精度的外观检验装置,以色列抓住机遇军品转民品大大地赚了一票。这种单价在30万美元以上的设备早期被认为是PCB工厂品管严格的象征,由于采用AOI后可有效地提高成品率,防止产品报废,对于多层板生产还是十分合算的,所以现在AOI设备也是PCB厂的必备装置了。
压膜和对片,这张照片不大清楚,内部用UV紫外线爆光 这就是专门用来曝光的万级无尘室,曝光机完成影像转移工作,为什么要在无尘室内进行呢?原因是灰尘会折射光线,这必然会导致转移到干膜上的线路图失真。更为严重的是灰尘颗粒会粘在板面上阻挡光照造成杂质断路或短路。那么无尘室的灯光是黄色的,这又是为了什么?原来感光干膜对黄光不敏感,不会曝光,这和照相底片不能暴露在阳光下而在暗室的小绿灯下却没事是一个道理 这是在第二道成检,必须把表面清理干净,检查是否脱膜和线路过分细,如果PCB出厂就来不及了。
这就是多钻头精密数控钻床,一排排整齐列兵演出非常有气势。平面精度高达±3mil左右,这个东东国内售价单台就价值百万人民币!看PCB厂有没有实力主要就看有多少台钻床了,一般称得上大厂的起码有百台以上。这个“小小”车间就拥挤着46台,但这只是宝讯的一小部分而已! 每块主板根据孔的多少在钻孔,越精细的孔所花时间越多,通常有数百孔的主板要加工足一个小时!所以孔径是个个兼辛苦啊!
看看显示器上加工精度,三维座标精确到小数点后三位(单位mm),数控机床精度非常高,工人采用了人工装夹的方法,自然有一定误差,但机床完全数控,误差取决于机器本身的精度,在设计时PCB布线需要考虑到这一点。
钻头使用不久就需检测(是几次我需要再做进一步了解),因为磨损的钻头严重影响其寿命和钻孔精度,使用程度都用不同颜色表示。很科学合理。
1、将铝板及配件用电梯等垂直运输设备运至各施工点上。
2、用清洁剂将铝板靠室内面一侧及立柱框表面清洁干净。
3、整块铝板通过四周铝角码(挂耳)与龙骨连接,固定在龙骨上。
4、固定方式,如果是内装无缝拼接,可用电钻在龙骨上相应位置转孔,然后用平头(沉头)铝拉钉铆接;如果是外装有胶缝的板,可用钢转尾螺丝(也称法兰螺丝或凤尾钉,见图)直接通过铝角码的连接孔钻进龙骨里来固定铝板,但要注意控制钻头的松紧好调整铝板块。
5、铝板进场作试拼装,先将铝板稍微固定在龙骨上,注意安装精度控制,调整板块后再进行紧固。
6、安装铝板时,要按铝板的编号依次上墙安装。
7、铝板安装均从正面、大面积、转角部位开始,从上往下安装的原则。
8、铝板与龙骨间的连接要符合图纸要求,要牢固可靠,不可少装螺栓。
9、幕墙转角及周边墙体、上下封口的连接构造以及变形缝的处理应符合设计要求。
10、节点构造及收口处理
①墙板节点:通常在节点的接缝部位易出现上下不齐或板面不平等问题,故应先将一侧板安装,对线定位,用横、竖控制线确定另一侧板安装位置,待两侧板均达到要求后,再依次抽柳钉,装压板固定;
②墙面下端收口处理,按实际尺寸特制挡水板,将下端封住,同时将板与墙之间的缝隙盖住,防止雨水渗入室内;
11、安装时要注意板块间的缝隙,及面板接口处高低要求
12、铝板安装完毕,在易于被污染的部位,用塑料薄膜或其他材料覆盖保护。
铝单板工程案例
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