Bei der Herstellung elektronischer Schaltungen ist die Produktion von PCB (Printed Circuit Board) von größter Bedeutung, und PCB-Tinte ist ein unverzichtbares Schlüsselmaterial. Sie wirkt sich nicht nur auf die optische Qualität der Leiterplatte aus, sondern auch direkt auf die elektrische Leistung und Zuverlässigkeit der Leiterplatte. Auf welche Aspekte der Verwendung von Leiterplattentinte müssen wir also besonders achten? Und wie gehen wir mit häufigen Problemen um?
1. Vorsichtsmaßnahmen bei der Verwendung von PCB-Tinte
(1) Temperaturkontrolle: Einhalten der "Komfortzone" der Tinte
In der Produktionspraxis zeigt die Erfahrung vieler Hersteller, dass das Temperaturmanagement der Tinte einer Gratwanderung gleicht und präzise sein muss. Im Allgemeinen sollte die Temperatur der Tinte konstant in einem Bereich von 20-25 °C gehalten werden, und die Temperaturschwankungen sollten so gering wie möglich sein. Denn die Temperatur ist wie ein "Gefühlsregler" für die Tinte. Sobald sie außer Kontrolle gerät, wird die Viskosität der Farbe unberechenbar wie ein durchgedrehtes Pferd, was die Qualität und das Endergebnis des Siebdrucks erheblich beeinträchtigt.
In der Vergangenheit war der Herstellungsprozess von Leiterplatten relativ grob, und die Temperatur der Druckfarbe wurde nicht ausreichend berücksichtigt. In einigen kleinen Verarbeitungsbetrieben für elektronische Geräte beispielsweise wird die Farbe aufgrund der schlechten Produktionsbedingungen und des Fehlens wirksamer Temperaturkontrollmaßnahmen bei den hohen Temperaturen im Sommer zu dünnflüssig, was dazu führt, dass die Farbe während des Siebdrucks verrinnt und das Muster unscharf wird, während sie im kalten Winter extrem zähflüssig wird, was das Auftragen der Farbe erschwert, die Produktionseffizienz stark verringert und die Fehlerquote hoch hält. Mit der Entwicklung der Elektronikindustrie hat man allmählich erkannt, welch großen Einfluss die Temperatur auf die Leistung von Druckfarben hat, und begonnen, die Lager- und Verwendungstemperatur von Druckfarben zu beachten und zu regulieren.
Moderne PCB-Produktionsstätten sind heute in der Regel mit fortschrittlichen Geräten für konstante Temperatur und Luftfeuchtigkeit ausgestattet, um zu gewährleisten, dass die Druckfarben immer die optimale Temperatur haben. Aus fachlicher Sicht ergibt sich die Auswirkung der Temperatur auf die Viskosität der Druckfarben aus ihrer Wirkung auf die zwischenmolekularen Kräfte der Druckfarben. Wenn die Temperatur steigt, nimmt die thermische Bewegung der Moleküle zu, der Abstand zwischen den Farbmolekülen vergrößert sich, die Wechselwirkungskräfte werden schwächer und die Viskosität nimmt ab. Umgekehrt nimmt bei sinkender Temperatur die Wechselwirkungskraft zwischen den Molekülen zu und die Viskosität steigt. Daher ist die Aufrechterhaltung einer stabilen Temperaturumgebung die wichtigste Voraussetzung für die Gewährleistung der Qualität des Siebdrucks, sowohl bei der Lagerung als auch bei der Verwendung der Farbe.
Wenn die Tinte im Freien gelagert wurde oder großen Temperaturschwankungen ausgesetzt war, sollte sie nicht übereilt verwendet werden. So wie sich Sportler vor einem Wettkampf aufwärmen müssen, um sich an den Veranstaltungsort anzupassen, muss auch die Farbe einige Tage lang an die Umgebungstemperatur "angepasst" werden, oder die Farbe im Farbeimer sollte auf die richtige Temperatur für die Verwendung gebracht werden. Die Verwendung von "kalter" Farbe ist nämlich so, als würde man mit einem Auto auf Eis fahren, was leicht zu Problemen beim Siebdruck führen und unnötige Schwierigkeiten bei der Produktion verursachen kann. Um eine gleichbleibende Qualität der Farbe zu gewährleisten, ist die Lagerung bei Raumtemperatur daher zweifellos die beste Wahl.
(2) Mischen und Verdünnen: eine doppelte Garantie für die Einheitlichkeit
Das Aufrühren der Tinte vor dem Gebrauch ist wie eine Probe vor dem Beginn eines großen Auftritts. Es muss gründlich und sorgfältig sein, egal ob es von Hand oder mit Hilfe von mechanischer Kraft geschieht. Denn bei längerer Lagerung können sich die inneren Bestandteile der Tinte entmischen, so wie die verschiedenen Farben eines Cocktails, den man lange stehen gelassen hat. Durch das Mischen der Farbe werden die Pigmente, Harze, Lösungsmittel und sonstigen Bestandteile wieder gleichmäßig vermischt, damit sie beim Siebdruck gleichmäßig auf der Leiterplatte haften.
Wenn während des Mischvorgangs versehentlich Luft in die Farbe gemischt wird, muss die Farbe eine Zeit lang "ruhen", damit die Luft natürlich entweichen kann. Andernfalls bleiben diese Luftblasen während des Siebdrucks an der Leiterplatte haften, wodurch Defekte entstehen, die einer "pockennarbigen Oberfläche" ähneln und das Aussehen und die elektrische Leistung der Leiterplatte beeinträchtigen.
Bei der Verdünnung der Farbe muss ein strenges Verfahren eingehalten werden. Zunächst müssen Verdünner und Farbe gründlich vermischt werden. Dieser Schritt ist vergleichbar mit dem Würzen beim Kochen und erfordert Geduld und Rühren, um einen gleichmäßigen Geschmack zu gewährleisten. Nach dem Mischen muss die Viskosität geprüft werden, um sicherzustellen, dass die verdünnte Farbe den Anforderungen des Siebdruckverfahrens entspricht. Bei der Herstellung einiger hochpräziser Leiterplatten kann beispielsweise schon eine geringfügige Abweichung der Viskosität dazu führen, dass die Breite oder Dicke der Linien nicht den Designstandards entspricht, was wiederum die Leistung der gesamten Leiterplatte beeinträchtigt.
Außerdem sollte die Versiegelung des Tintenfasses nach dem Gebrauch nicht vergessen werden. Dies ist wie die Konservierung wertvoller Lebensmittel. Eine gute Versiegelung kann verhindern, dass die Tinte mit Verunreinigungen wie Außenluft und Feuchtigkeit in Berührung kommt, was zu einer Verschlechterung führen kann. Gleichzeitig ist die auf dem Bildschirm verwendete Tinte wie schmutzige Wäsche, die getragen wurde. Sie sollte niemals in den Farbeimer zurückgelegt und mit unbenutzter Farbe vermischt werden, da sie sonst den gesamten Farbeimer verunreinigt, so wie ein Stück Rattenkot einen Topf Suppe verdirbt.
(3) Reinigung: der Weg zu einem sauberen Bildschirm
Bei der Verwendung von PCB-Farben ist die Reinigung des Siebes so wichtig wie das Schärfen eines Schwertes. Es ist am besten, Reinigungsmittel zu verwenden, die miteinander kompatibel sind, um das Sieb gründlich zu reinigen, ohne die geringsten Farbreste zu hinterlassen. Bei der Wahl eines Reinigungsmittels ist es wie bei der Wahl des richtigen Partners, und die besten Ergebnisse lassen sich nur erzielen, wenn die Mittel miteinander kompatibel sind. So können beispielsweise für einige Arten von Leiterplattentinten Reinigungsmittel auf Alkoholbasis wirksam sein, während für andere Reinigungsmittel auf Ketonbasis erforderlich sein können.
Die Verwendung eines sauberen Lösungsmittels bei der Reinigung ist wie das Waschen des Gesichts mit klarem Quellwasser, das die Reinigungswirkung gewährleisten kann. Wenn das Lösungsmittel selbst Verunreinigungen enthält, können diese während des Reinigungsprozesses auf das Sieb übertragen werden und die Qualität des nächsten Siebdrucks beeinträchtigen. In der Praxis hat ein Leiterplattenhersteller einmal ein Lösungsmittel mit Verunreinigungen zur Reinigung des Siebs verwendet, so dass sich die auf dem Sieb verbliebenen Verunreinigungen beim anschließenden Siebdruck mit der Druckfarbe vermischten, was zu vielen kleinen körnigen Defekten auf der Leiterplatte und einem erheblichen Rückgang der Produktqualifikationsraten führte.
(4) Trockene Umgebung: perfektes Ende mit Abgasbegleitung
Die Trocknung der Tinte ist wie der Endspurt eines Raketenstarts und muss in einem Gerät mit einem guten Abluftsystem durchgeführt werden. Denn beim Trocknen der Tinte verflüchtigt sich eine große Menge flüchtiger Bestandteile wie z. B. Lösungsmittel. Ohne ein gutes Abluftsystem sammeln sich diese flüchtigen Stoffe in der Trocknungsanlage an, wie ein Dunst, der die Stadt bedeckt. Dies beeinträchtigt nicht nur die Trocknungsgeschwindigkeit, sondern kann auch zu Defekten auf der Oberfläche der getrockneten Tinte führen, wie z. B. Blasen und Orangenschalenmuster.
Nehmen wir als Beispiel einen großen Leiterplattenhersteller. Vor der Aufrüstung seiner Tintentrocknungsanlage traten aufgrund des unvollkommenen Abluftsystems während des Trocknungsprozesses häufig Probleme wie ungleichmäßige Tintentrocknung und Blasen auf der Oberfläche auf. Nach der Aufrüstung des Abluftsystems, der Erhöhung des Abluftvolumens und dem Einbau eines Filters wurde die Trocknungsumgebung erheblich verbessert, die Qualität der getrockneten Tinte wurde deutlich gesteigert und die Ausbeute des Produkts erhöhte sich ebenfalls.
(5) Arbeitsplatz: eine konforme Umgebung für den Druck hochwertiger Produkte
Der Siebdruck-Arbeitsbereich ist wie die Kulisse einer Bühne und muss den Anforderungen der Verfahrenstechnik entsprechen. Ein guter Arbeitsbereich sollte stabile Bedingungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Beleuchtung aufweisen und außerdem sauber und hygienisch sein, um Störungen durch Staub und andere Verunreinigungen im Siebdruckprozess zu vermeiden. In einigen Bereichen der Herstellung von elektronischen Geräten für die Luft- und Raumfahrt, in denen extrem hohe Qualitätsanforderungen an Leiterplatten gestellt werden, kann die Genauigkeit der Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle des Siebdruckarbeitsbereichs beispielsweise ±1℃ und ±5% RH erreichen, und es wird eine staubfreie Reinigungswerkstatt verwendet, um sicherzustellen, dass jede Leiterplatte nahezu perfekte Qualitätsstandards erfüllen kann.
2. Häufige Probleme mit PCB-Tinten, Ursachen und Lösungen
(1) Ungleichmäßige Tinte: oft aufgrund von verschlungenen "unordentlichen Fäden
Ungleichmäßige Tinte ist ein häufiges Problem bei der Verwendung von Leiterplattentinte, das verschiedene Formen annehmen kann, wie z. B. dass die Tinte nicht aufgetragen werden kann, nicht gleichmäßig auf der Leiterplatte haftet, sondern in einer gepunkteten, gestreiften oder schuppigen Verteilung erscheint, oder sogar weiße Tintenflecken aufweist. Die Gründe dafür sind wie ein komplexes Spinnennetz ineinander verwoben.
Eine unzureichende Zeit zum Mischen der Farbe ist wie eine unzureichende Hitze beim Kochen eines Gerichts. Die verschiedenen Bestandteile werden nicht vollständig integriert, was zu einer ungleichmäßigen Zusammensetzung der Farbe führt, was sich auf ihre Fließfähigkeit und Haftung auswirkt. In einigen kleinen Verarbeitungsbetrieben zum Beispiel fließt die Farbe beim Siebdruck nicht reibungslos und haftet nicht gleichmäßig, weil die Arbeiter die Mischzeit verkürzen, um die Produktionspläne einzuhalten.
Die falsche Tinte zu mischen ist wie die falsche Medizin zu nehmen. Das Mischen verschiedener Arten oder Anteile von Farbkomponenten führt unweigerlich dazu, dass die Farbe nicht die gewünschte Leistung erbringt. Rückstände von Öl- oder Wasserflecken auf der Platine sind wie Stolpersteine auf einer glatten Straße, die verhindern, dass die Tinte gut auf der Platine haftet, was zu einer schlechten Haftung führt. Dies kann auf eine unvollständige Reinigung der Leiterplatte während des Vorbehandlungsprozesses oder auf eine Verunreinigung während der Lagerung oder des Transports zurückzuführen sein.
Verunreinigungen in der Tinte sind wie Sandkörner in Perlen, die die Gleichmäßigkeit der Tinte zerstören können. Diese Verunreinigungen können aus den Tintenrohstoffen selbst stammen oder während der Produktion, Lagerung oder Verwendung hineingemischt werden. Eine schlecht hergestellte Rakel ist wie das Schneiden von Seide mit einem stumpfen Messer und kann die Farbe nicht gleichmäßig auf die Leiterplatte auftragen. Wenn das Sieb nicht ordnungsgemäß gereinigt wird, werden alte Farbe oder Verunreinigungen, die auf dem Sieb verblieben sind, in den neuen Siebdruckprozess gemischt, so wie alte Flecken die frisch gewaschene Kleidung verunreinigen. Die vermischte Farbe ist wie ein abgelaufenes Lebensmittel, ihre Leistung hat sich verändert und sie kann die normalen Anforderungen des Siebdrucks nicht erfüllen.
Um diese Probleme zu lösen, können wir sie nacheinander wie ein Detektiv untersuchen. Überprüfen Sie zunächst die Vorbehandlungslinie, um die Qualität des Blasstrocknungsabschnitts zu gewährleisten und sicherzustellen, dass die Oberfläche der Leiterplatte trocken und sauber ist. Prüfen Sie, ob jeder Abschnitt der Vorbehandlung den Prozessstandards entspricht. Nur wenn jedes Glied der Vorbehandlungslinie die Standards erfüllt, kann die endgültige Qualität des Siebdrucks gewährleistet werden, genau wie bei der Überprüfung der Einhaltung der Spielregeln durch die Sportler. Überprüfen Sie die Parameter für die Farbmischung, um sicherzustellen, dass das Mischungsverhältnis der Farbe korrekt und die Zeit ausreichend ist. Die Reinigung des Siebs, der Austausch von Rakeln und anderen Werkzeugen ist wie die Ausstattung der Soldaten mit scharfen Waffen, die sicherstellen, dass der Siebdruckbetrieb gut ausgerüstet ist.
(2) Große Hohlräume in der Kupferoberfläche: eine "Falle" mit mehreren versteckten Gefahren
Das Problem der großen Hohlräume auf der Kupferoberfläche äußert sich hauptsächlich in der Ablösung der Tinte von der Kupferoberfläche in dem Bereich, der vollständig mit Tinte auf der großen Kupferoberfläche bedeckt ist. Dieses Problem ist wie eine versteckte Falle im Leiterplattenherstellungsprozess und kann, wenn es nicht sorgfältig behandelt wird, leicht zu Problemen mit der Produktqualität führen.
Eine schlechte Vorbehandlung ist eine der Hauptursachen für große Hohlräume in der Kupferoberfläche. Wenn z. B. die Aufrauhungs- und Mikroätzprozesse während der Oberflächenbehandlung der Leiterplatte nicht ordnungsgemäß gesteuert werden, entsprechen die Rauheit und die Aktivität der Kupferoberfläche nicht den Anforderungen, was die Haftung zwischen der Druckfarbe und der Kupferoberfläche beeinträchtigt. So wie ein Haus mit einem schwachen Fundament für Risse anfällig ist, wird auch die Haftung zwischen der Tinte und der Kupferoberfläche beeinträchtigt. Verunreinigungen auf der Plattenoberfläche, wie Staub, Fett, Metallpartikel usw., können ebenfalls die Haftung zwischen der Tinte und der Kupferoberfläche beeinträchtigen. Diese Verunreinigungen sind wie zerstörerische Moleküle, die sich zwischen die Tinte und die Kupferoberfläche schleichen und die Verbindung zwischen beiden schwächen.
Dellen in der Kupferoberfläche sind wie Schlaglöcher in der Straße, die dazu führen können, dass die Tinte in diesem Bereich nicht gleichmäßig haftet, was zu Hohlräumen führt. Durch eine schlechte Farbmischung kann die innere Struktur der Farbe instabil werden, so dass sie in Verbindung mit der Kupferoberfläche zur Ablösung neigt. Eine ungleichmäßige Farbdicke auf der Kupferoberfläche ist wie ein ungleichmäßig gestrichenes Haus, und an den dünnen Stellen werden wahrscheinlich Probleme auftreten. Aufprallschäden an der Druckfarbenoberfläche sind wie exquisites Porzellan, das durch äußere Kräfte beschädigt wurde, und die Integrität der Oberfläche wurde zerstört, was zu Hohlräumen führen kann. Eine ungleichmäßige Verteilung der Ofentemperatur und ein unzureichendes oder übermäßiges Einbrennen sind wie ein Kochprozess mit schlechter Wärmeregulierung, der zu einer unvollständigen oder übermäßigen Aushärtung der Tinte führen kann, was eine Verringerung der Haftung auf der Kupferoberfläche zur Folge hat. Wiederholtes Verzinnen oder zu hohe Verzinnungstemperaturen können zu einer thermischen Belastung der Verbindung zwischen der Farbe und der Kupferoberfläche führen, ähnlich den Schäden, die ein starker Wind an einem zerbrechlichen Gebäude verursacht.
Angesichts des Problems der Fehlstellen auf großen Kupferflächen müssen wir die Vorbehandlungslinie umfassend prüfen, um festzustellen, ob jeder Arbeitsplatz die Qualitätsanforderungen erfüllen kann, so wie wir auch prüfen müssen, ob alle Teile einer Produktionslinie normal funktionieren. Bestätigen Sie die Einbrenntemperatur und die Temperaturverteilungskurve des Ofens, um sicherzustellen, dass die Farbe unter den richtigen Temperaturbedingungen aushärtet. Bestätigung der Farbmischparameter, um eine stabile Farbqualität zu gewährleisten. Überprüfen Sie den Produktionsprozess, um äußere Einflüsse zu reduzieren, wie z. B. den Schutz wertvoller Kulturgüter vor Stößen, um Schäden an der Farboberfläche zu vermeiden. Überprüfen Sie die Parameter und Bedingungen für den Zinnspritzvorgang, um zu verhindern, dass der Zinnspritzvorgang die Bindung der Tinte an die Kupferoberfläche beeinträchtigt.
(3) Große Kupferflächen oder Ecken von Leiterplatten mit vollständiger Bedeckung der Lötstoppmaske Ablösen der Lötstoppmaske an Ecken: eine "Krise".
Das Ablösen der Lötstoppmaske an den Ecken von großen Kupferflächen oder von Leiterplatten mit vollflächiger Lötstoppmaske ist ebenfalls ein Problem, das nicht ignoriert werden sollte.
Eine zu dünn gedruckte Lötstoppmaske ist wie ein Anstrich mit einer zu dünnen Farbschicht an der Wand, die keinen ausreichenden Schutz und keine ausreichende Haftung bietet und leicht abblättert. Eine unzureichende Vorbehandlung an den Ecken der Leiterplatte ist wie eine schlampige Konstruktion an den Ecken eines Gebäudes und birgt versteckte Gefahren. Unzureichendes Einbrennen führt zu einer unvollständigen Aushärtung der Farbe, genau wie eine unreife Frucht, die abzufallen droht. Wiederholtes Löten bei zu hohen Temperaturen, längeres Eintauchen in Flussmittel oder zu aggressives Flussmittel beeinträchtigen die Verbindung zwischen Tinte und Kupferoberfläche ebenso wie die Erosion eines Objekts durch verschiedene ungünstige Umweltfaktoren. Eine Beschädigung der Tinte an den Ecken kann durch äußere Kräfte wie Stöße oder Reibung an den Ecken während der Verarbeitung oder des Transports der Leiterplatte verursacht werden.
Um dieses Problem zu lösen, können wir die Dicke des Lötmaskenaufdrucks anpassen, so wie wir eine schwache Stadtmauer verdicken, um die Abdeckung und Haftung der Farbe an den Ecken zu verbessern. Gleichzeitig ist es auch notwendig, die Prozessparameter der Vorbehandlung an den Ecken zu überprüfen, um gute Behandlungsergebnisse zu gewährleisten; bestätigen Sie die Einbrennbedingungen, die Parameter für das Sprühen des Lots und die Verwendung von Flussmittel, um die Beschädigung der Tinte an den Ecken durch äußere Kräfte zu reduzieren, um die Qualität und Zuverlässigkeit der Leiterplatte an den Ecken zu gewährleisten.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Verwendung von PCB-Farben ein Prozess ist, der eine sorgfältige Arbeitsweise und strenge Kontrolle erfordert. Von der Lagerung der Druckfarben über die Vorbereitung vor der Verwendung und die Vorsichtsmaßnahmen während des Siebdrucks bis hin zur genauen Beurteilung und wirksamen Lösung allgemeiner Probleme ist jedes Glied eng miteinander verbunden, wie eine präzise Kette. Jedes Problem in einem Glied kann die Qualität des endgültigen Leiterplattenprodukts beeinträchtigen. Aus diesem Grund müssen Leiterplattenhersteller und das zugehörige technische Personal ein tiefes Verständnis für die Eigenschaften und Nutzungsanforderungen von Leiterplattenfarben haben, den Prozess kontinuierlich optimieren und die Qualitätskontrolle verstärken, um im harten Wettbewerb des Elektronikmarktes unbesiegbar zu bleiben. Gleichzeitig wird sich mit der kontinuierlichen Entwicklung der elektronischen Technologie auch die Leistung von Leiterplattentinten in Zukunft weiter verbessern, und ihre Einsatzanforderungen und Problemlösungsmethoden können sich ebenfalls entsprechend ändern. Dies erfordert von uns, dass wir die Branchentrends ständig im Auge behalten, weiter lernen und erforschen und uns an neue technologische Herausforderungen anpassen.
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