PCB制板的触变性与油墨性能的关系

时间:2019-10-12 08:47:09 分享到:

油墨运用的胜败,直接影响到PCB出货的整体技能要求和质量指标。为此,PCB出产厂家都十分重视油墨的功用好坏。除油墨粘度广为人知之外,作为油墨的触变性往往被人们所疏忽。而它对网印的效果却起着非同小可的效果。为了更明晰地阐明触变性对网印效果的影响,咱们还有必要从最基本的油墨以及丝印的原理讲起。然后再引进触变性这个概念。

  在现代PCB的整个出产制程中,油墨已成为PCB制造工艺中不行缺少的辅助资料之一。它在PCB制程用材中占有着十分重要的地位。油墨运用的胜败,直接影响到PCB出货的整体技能要求和质量指标。为此,PCB出产厂家都十分重视油墨的功用好坏。除油墨粘度广为人知之外,作为油墨的触变性往往被人们所疏忽。而它对网印的效果却起着非同小可的效果。

  为了更明晰地阐明触变性对网印效果的影响,咱们还有必要从最基本的油墨以及丝印的原理讲起。然后再引进触变性这个概念。下面咱们就PCB制板中触变性对油墨功用的影响进行剖析探究:

  一、丝网

  丝网是网印工艺中不行缺少的资料之一。缺少丝网便不行称之为网印,丝网是网印工艺的灵魂。丝网几乎都是丝织物(当然也有非丝织物的)。

  以资料区分一般为:尼龙、聚脂、不锈钢
  以编织方法可分为:平织、绫织
  以丝的结构可分为:单股、多股
  以网的粗细可分为:s(薄型)、t(中型)、hd(重型)
  以网的目数可大致分为:低目数、中目数、高目数

  在PCB职业中,最为常用的是t型网。s及hd型网,除个别特殊需要情况之外,一般都不选用。这是因为PCB职业是一个高科技的专业性极强的职业,它不同于制造单纯的手艺及艺术性的技艺,一般手艺及艺术性的技艺其要求的技能层次并不高,它只要能满足或到达人的视觉效果就能够了。而对PCB,就不仅仅是看得规整美丽就行了,PCB要用在有电流导通及有信号传输上,它有必要到达电功用要求精密的几何尺度,而这几何尺度是需要进行严厉的度量的。因而,咱们对几个重要的与丝网有关的技能参数要了解。

  ①丝网的厚度:厚度是指丝网在无张力状况下,静置时厚度的测定值。此测定值是从丈量数据中得出的统计平均值,用μm表明。厚度由构成丝网的丝的直径决议,与丝网透墨量有关。

  ②丝网的开孔面积率:是网孔面积与丝网面积的比值,用百分比%来表明,这数值越大,则网孔的开度就越大。

  ③丝网的透墨量:这儿指的是理论值,在实际网印出产中,透墨量会受丝网的材质、功用、规格油墨的粘度、颜料的细度、油墨的触变性,刮板的硬度、印刷的压力、印刷的速度、触网距等的要素影响有关。

  二.油墨

  是指用于印制板的有色胶状物质。常由合成树脂、蒸发性溶剂、油类和填充剂、枯燥剂、颜料和稀释剂等组成。常称油墨。

  (一)油墨的组成:

  1.树脂:树脂是构成墨膜,决议油墨功用的重要组成成分。闻名的PCB油墨品牌,都有自己的专利配方。平常咱们所说的该品牌油墨功用怎么优良。其实是树脂在里面起作十分重要的效果,是它决议了油墨的操作性、光泽度、粘结性、硬度、耐水性、耐溶剂性、耐酸碱性、耐温性等等。

  2.溶剂:
       
  溶剂的功用:
  ①溶解树脂。使之成为良好的连结料;
  ②溶解颜料和助剂;
  ③调节油墨粘度;
  ④调节油墨的枯燥速度;
  ⑤对承印物的溶解浸透,增强附着力。

  油墨的溶剂并不是单一种类和但一组份的。因考虑到溶解力和枯燥速度的问题,溶剂多数为混合性物。不同的油墨,不同的用处,就有不同的溶剂。所以油墨出产商会配有几种不同类型的溶剂。而针对一种油墨只允许有一至两种类型的溶剂能够配用。一般来说,关于同一个油墨出产商,因为其研发选用的树脂体系基本上是确认的,所以,同一个油墨出产商出产的油墨,其所供给的溶剂能够通用。举例来说,英国coates出产的油墨,只要是英国coates所出产的溶剂,基本上都能够通用。可是,咱们还是坚持一种油墨应配用相配套的专用稀释剂。

  ⑴coates供给的稀释剂系列产品
  ⑵coates产品与之对应配套的稀释剂

  随意配用稀释剂,会导致油墨的凝胶(结块),剥落,色彩不均,耐化学性、抗热冲击性、附着力下降等不良毛病。那种不论什么油墨,都把"防白水""783"当成全能溶剂往里加的做法,是不正确的。

  3.色料:主要是运用颜料。颜料按类别分,可分为有机颜料和无机颜料。有机颜料系指非矿物质类,其色彩绚丽,色谱完全,但一般遮盖力欠好。无机颜料是指矿物质类。如:钛白、锌白、铁蓝、碳黑等,它们的遮盖力好,耐光耐老化性强,PCB油墨多属此类油墨。

  颜料除做为色料外,同时关于油墨的耐光性,耐热性、耐熔剂性、耐化学性格等方面也起着必定的效果。

  4.助剂:油墨中增加助剂的目的是为了改进油墨的物理功用,增强油墨的印刷适性,进步印刷效果。助剂包括:消泡剂、分散剂、稀释剂、均匀剂、结实剂、色彩分离阻挠剂、沉积阻挠剂、增塑剂、偶联剂、紫外线吸收剂、催化剂、增稠剂等等。

  三.PCB油墨几个重要的技能功用

  PCB油墨质量是否优异,原则上不行能脱离以上几大组分的组合。油墨质量优异,是配方的科学性,先进性以及环保性的综合体现。其体现在:

  (1)粘度:是动力粘度(dynamicviscosity)的简称。一般用viscosity表明,即流体活动的剪切应力除以流层方向的速度梯度,国际单位为帕/秒(pa。s)或毫帕/秒(mpa。s)。在PCB出产中是指油墨遭到外力推进产生的活动性。

  (2)可塑性:指油墨受外力效果发作变形后,仍坚持其变形前的性质。油墨的可塑性有利于进步印刷精度;

  (3)触变性:(thixotropic)油墨在静置时呈胶状,而遭到牵动时粘度发作变化的一种性质,又称摇变性、抗流挂性;

  (4)活动性:(流平性)油墨在外力效果下,向四周展开的程度。活动度是粘度的倒数,活动度与油墨的塑性和触变性有关。塑性和触变性大的,活动性就大;活动性大的则印迹简单扩大。活动性小的,易呈现结网,产生结墨现象,亦称网纹;

  (5)粘弹性:指油墨在刮板刮印后,被剪切开裂的油墨迅速回弹的功用。要求油墨变形速度快,油墨回弹迅速才干有利于印刷;

  (6)枯燥性:要求油墨在网版上的枯燥愈慢愈好,而期望油墨转移到承印物上之后,则要求越快越好;

  (7)细度:颜料及固体料颗粒的巨细,PCB油墨一般小于10μm,细度的巨细应小于网孔开度的三分之一;

  (8)拉丝性:用墨铲挑起油墨时,丝状的油墨拉伸不开裂的程度称为拉丝性。墨丝长,在油墨面及印刷面呈现许多细丝,使承印物及印版沾脏,甚至无法印刷;

  (9)油墨的透明度和遮盖力:关于PCB油墨,根据用处和要求的不同,对油墨的透明度和遮盖力也提出各种要求。一般来说,线路油墨、导电油墨和字符油墨,都要求有高的遮盖力。而阻焊剂则比较灵活。

  (10)油墨的耐化学性格:PCB油墨根据运用目的的不同,相应要求对酸、碱、盐和溶剂等要求都有严厉的标准;

  (11)油墨的耐物理特性:PCB油墨有必要契合耐外力划伤、耐热冲击、抗机械剥离,以及到达各种严厉的电气功用要求;

  (12)油墨的运用安全和环保性:PCB油墨要求具有低毒、无臭、安全和环保型。

  以上咱们归纳了十二个PCB油墨的基本功用,而其中在网印的实际操作过程中,与操作者密切相关的是粘度问题。粘度的高低,对丝印的顺当与否,联系极大。所以在PCB油墨技能文件和qc陈述中,粘度都标示得清清楚楚,指明在什么条件下,用什么类型的粘度测验仪器等。在实际印刷过程中,假如油墨粘度偏高,会形成漏印困难,图形边缘锯齿严重,为了改进印刷效果,就会参加稀释剂,使粘度到达要求。但不难发现,在许多场合下,为了想取得理想的分辨率(解像力),不论你选用什么粘度,都一直无法完成。为什么呢?经深入研究之后,才发现,油墨粘度是个重要的因数,但并非仅有的。还有另一个相当的重要因数:触变性。是它,也在影响着印刷精度。
 
  四.触变性

  粘度与触变性是两个不同的物理概念,能够这样来了解,触变性是油墨粘度发作变化的表征。

  油墨在必定的恒温下,假定油墨内的溶剂没有很快蒸发,这时油墨的黏度是不会改动的,粘度与时刻没有联系,粘度不是一个变量,而是一个常数。

  当油墨被外力效果(拌和)之下,粘度即发作变化,跟着效果力的连续,粘度会继续变小,但不会无限制的下降,到了必定的极限而停止。而当外力效果消失之后,经过必定时刻的静置,油墨又能自动逐渐康复到初始的状况。咱们将这种在外力效果下,油墨粘度跟着时刻的延长而下降,但当外力消失之后,又能康复到原本粘度的可逆物理特性称之为触变性。触变性是一个在外力效果下,与时刻有关的变量。

  在外力效果下,效果力持续时刻越短,粘度下降得明显的,咱们就称这种油墨的触变性大;相反,假如黏度下降不明显,就称触变性小。

  五.油墨触变性的反响机理和控制

  触变性到底是怎么一回事呢?为何油墨在外力的效果下,黏度会变小,而外力消失,静置必定时刻后,又能康复原本的粘度?

  决议油墨是否具有触变性的必要条件,首先是带有粘性的树脂,其次是填充有必定体积份额的填料及色料粒子。树脂、填料、色料、助剂等经过研磨加工之后,十分均匀的混合在一起,它们是一种混合物。在未承受外来热能或紫外线光能效果的状况下,它们以一种不规则的离子团存在。在常态下,它们因为相互招引而有序的摆放,表现出高粘度的状况,但并不发作化学反响。而一旦遭到外来的机械效果力,打乱了原本有序的摆放,切断了相互的招引链,成为无序的混乱状况,表现出粘度变低。这就是咱们平常所看到的油墨由稠变稀的现象。咱们能够用下面一个闭合循环的可逆过程图来形象地表达触变性的全过程。

  不难发现,油墨中固体的含量多少,固体的形状巨细,都将决议着油墨的触变功用。当然,关于原本粘度就十分低的液体,就谈不上什么触变性了。但为了使它变成具有触变性的油墨,在技能上能够采纳增加一种助剂,从而使油墨的粘度发作变化提高,使其具有触变性。此助剂称之为触变剂(thixotropicagent)。所以油墨的触变性是可控的。

  六.触变性的实际使用

  在实际使用中,并非触变性越大越好,也不是越小越好。而是恰到好处。油墨因为具有触变功用,十分适用于选用网印的工艺。使得丝印操作变得轻松自如,油墨网印时,在网上的油墨被胶刮推进下,发作滚动和揉捏,油墨的粘度变低,利于透墨。油墨网印到PCB基板后,因为粘度未能很快回复,存在一个适当的流平空间,使油墨缓慢活动,而到达回复平衡时,所网印的图形边缘就会得到满足的平直度。

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