Dans le domaine de la fabrication de circuits électroniques, la production de PCB (Printed Circuit Board) est d'une importance capitale, et l'encre pour PCB est un matériau clé indispensable. Elle n'affecte pas seulement la qualité de l'apparence de la carte de circuit imprimé, mais aussi directement les performances électriques et la fiabilité de la carte de circuit imprimé. Quels sont donc les aspects de l'utilisation de l'encre pour circuits imprimés auxquels nous devons prêter une attention particulière ? Et comment résoudre les problèmes courants ?
1. Précautions à prendre lors de l'utilisation de l'encre pour circuits imprimés
(1) Contrôle de la température : respect de la "zone de confort" de l'encre
Dans la production réelle, l'expérience de nombreux fabricants montre que la gestion de la température de l'encre est comme une corde raide et doit être précise. D'une manière générale, la température de l'encre doit être maintenue régulièrement entre 20 et 25 °C et les variations de température doivent être aussi faibles que possible. En effet, la température est comme un "régulateur d'émotions" pour l'encre. Lorsqu'elle échappe à tout contrôle, la viscosité de l'encre devient imprévisible, comme un cheval emballé, ce qui nuit gravement à la qualité et à l'effet final de la sérigraphie.
Historiquement, le processus de fabrication des premiers PCB était relativement grossier et la température de l'encre ne faisait pas l'objet d'une attention suffisante. Par exemple, dans certaines petites usines de traitement d'équipements électroniques, en raison d'un environnement de production médiocre et de l'absence de mesures efficaces de contrôle de la température, l'encre devient trop fine pendant les températures élevées de l'été, ce qui fait que l'encre coule pendant la sérigraphie et que le motif devient flou ; tandis que dans le froid de l'hiver, elle devient extrêmement visqueuse, ce qui rend l'application de l'encre difficile, ce qui réduit considérablement l'efficacité de la production et maintient le taux de produits défectueux à un niveau élevé. Avec le développement de l'industrie électronique, les gens ont progressivement pris conscience de l'impact considérable de la température sur les performances des encres et ont commencé à prêter attention à la température de stockage et d'utilisation des encres et à la réglementer.
Aujourd'hui, les ateliers modernes de production de circuits imprimés sont généralement équipés d'un matériel de pointe à température et humidité constantes pour garantir que les encres sont toujours à la température optimale. D'un point de vue professionnel, l'effet de la température sur la viscosité des encres provient de son effet sur les forces intermoléculaires des encres. Lorsque la température augmente, le mouvement thermique des molécules s'accroît, la distance entre les molécules d'encre augmente, la force d'interaction s'affaiblit et la viscosité diminue. Inversement, lorsque la température diminue, la force d'interaction entre les molécules augmente et la viscosité s'accroît. Par conséquent, le maintien d'une température stable est la condition principale pour garantir la qualité de la sérigraphie, à la fois pendant le stockage et l'utilisation de l'encre.
Lorsque l'encre a été stockée à l'extérieur ou a subi de fortes variations de température, elle ne doit pas être utilisée à la hâte. Tout comme les athlètes doivent s'échauffer avant une compétition pour s'adapter au lieu, l'encre doit également être "adaptée" à la température ambiante pendant quelques jours, ou l'encre contenue dans l'encrier doit être amenée à la bonne température pour être utilisée. En effet, l'utilisation d'une encre "froide" revient à conduire une voiture sur de la glace, ce qui peut facilement entraîner des problèmes de sérigraphie et causer des ennuis inutiles au niveau de la production. Par conséquent, pour garantir une qualité constante de l'encre, la conserver à température ambiante est sans aucun doute le meilleur choix.
(2) Mélange et dilution : une double garantie d'uniformité
Remuer l'encre avant de l'utiliser, c'est comme répéter avant le début d'une grande performance. Il doit être minutieux et soigneux, qu'il soit effectué à la main ou à l'aide d'une force mécanique. En effet, lors d'un stockage de longue durée, les composants internes de l'encre peuvent se séparer, tout comme les différentes couleurs d'un cocktail qui a été laissé au repos pendant une longue période. Le mélange de l'encre permet aux pigments, résines, solvants et autres ingrédients d'être à nouveau mélangés de manière homogène, afin qu'ils adhèrent uniformément au circuit imprimé lors de la sérigraphie.
Si de l'air est mélangé par inadvertance à l'encre pendant le processus de mélange, il faut laisser l'encre "reposer" pendant un certain temps pour permettre à l'air de s'échapper naturellement. Sinon, ces bulles d'air adhéreront au circuit imprimé pendant la sérigraphie, créant des défauts semblables à un "visage marqué" qui affecteront l'apparence et les performances électriques du circuit imprimé.
La dilution de l'encre nécessite le respect d'un mode opératoire rigoureux. Tout d'abord, le diluant et l'encre doivent être soigneusement mélangés. Cette étape s'apparente au processus d'assaisonnement en cuisine et nécessite de la patience et du brassage pour garantir une saveur homogène. Après le mélange, la viscosité doit être testée pour s'assurer que l'encre diluée répond aux exigences du processus de sérigraphie. Par exemple, dans la production de certains circuits imprimés de haute précision, même un léger écart de viscosité peut faire en sorte que la largeur ou l'épaisseur des lignes ne soit pas conforme aux normes de conception, ce qui affecte les performances de l'ensemble du circuit imprimé.
En outre, il ne faut pas oublier de sceller le baril d'encre après utilisation. C'est comme la conservation d'un aliment précieux. Un bon scellement peut empêcher l'encre d'entrer en contact avec des impuretés telles que l'air extérieur et l'humidité, qui peuvent la détériorer. Par ailleurs, l'encre utilisée sur l'écran est comme du linge sale qui a été usé. Elle ne doit jamais être remise dans l'encrier et mélangée à de l'encre non utilisée, sous peine de contaminer l'ensemble de l'encrier, à l'instar d'une crotte de rat qui gâcherait une marmite de soupe.
(3) Nettoyage : la voie vers un écran propre
Dans le processus d'utilisation des encres pour PCB, le nettoyage de l'écran est aussi important que l'affûtage d'une épée. Il est préférable d'utiliser des produits de nettoyage compatibles entre eux pour nettoyer l'écran en profondeur, sans laisser le moindre résidu d'encre. Choisir un produit de nettoyage, c'est comme choisir le bon partenaire, et les meilleurs résultats ne peuvent être obtenus que s'ils sont compatibles entre eux. Par exemple, pour certains types d'encres pour PCB, les agents de nettoyage à base d'alcool peuvent être efficaces, tandis que pour d'autres, les agents de nettoyage à base de cétone peuvent être nécessaires.
Lors du nettoyage, l'utilisation d'un solvant propre revient à se laver le visage avec de l'eau de source claire, ce qui garantit l'efficacité du nettoyage. Si le solvant lui-même contient des impuretés, celles-ci risquent d'être transférées à l'écran pendant le processus de nettoyage et d'affecter la qualité de la sérigraphie suivante. D'un point de vue pratique, un fabricant de circuits imprimés a utilisé un jour un solvant contenant des impuretés pour nettoyer l'écran, de sorte que les impuretés laissées sur l'écran se sont mélangées à l'encre au cours du processus de sérigraphie suivant, ce qui a entraîné de nombreux petits défauts granuleux sur la carte de circuits imprimés et une baisse significative des taux de qualification des produits.
(4) Environnement sec : fin parfaite avec l'escorte des gaz d'échappement
Le processus de séchage de l'encre est comme le sprint final du lancement d'une fusée, et il doit être effectué dans un appareil doté d'un bon système d'échappement. En effet, au cours du processus de séchage de l'encre, une grande quantité d'ingrédients volatils, tels que les solvants, se volatilisent. Sans un bon système d'échappement, ces substances volatiles s'accumulent dans le dispositif de séchage, comme une brume qui recouvre la ville. Cela n'affecte pas seulement la vitesse de séchage, mais peut également entraîner des défauts à la surface de l'encre séchée, tels que des bulles et des motifs de peau d'orange.
Prenons l'exemple d'un grand fabricant de circuits imprimés. Avant de moderniser son équipement de séchage de l'encre, le système d'évacuation était imparfait et des problèmes tels qu'un séchage inégal de l'encre et la formation de bulles à la surface se produisaient souvent au cours du processus de séchage. Après avoir modernisé le système d'évacuation, augmenté le volume d'air évacué et ajouté un filtre, l'environnement de séchage a été grandement amélioré, la qualité de l'encre séchée s'est nettement améliorée et le taux de rendement du produit a également augmenté.
(5) Site de travail : un environnement conforme pour l'impression de produits de haute qualité
L'aire de travail de la sérigraphie est comme l'arrière-plan d'une scène et doit répondre aux exigences de la technologie du processus. Une bonne zone de travail doit présenter des conditions stables en termes de température, d'humidité et d'éclairage, et doit également être propre et hygiénique afin d'éviter les interférences de la poussière et d'autres impuretés dans le processus de sérigraphie. Par exemple, dans certains domaines de la fabrication d'équipements électroniques pour l'aérospatiale et l'aviation qui ont des exigences de qualité extrêmement élevées pour les circuits imprimés, la précision du contrôle de la température et de l'humidité de la zone de travail de la sérigraphie peut atteindre ±1℃ et ±5% RH, et un atelier de purification sans poussière est utilisé pour garantir que chaque carte de circuit imprimé peut répondre à des normes de qualité presque parfaites.
2. Problèmes courants liés aux encres pour circuits imprimés, causes et solutions
(1) Encre irrégulière : souvent due à des "fils désordonnés" entrelacés
L'irrégularité de l'encre est un problème courant dans l'utilisation des encres pour circuits imprimés. Elle peut prendre différentes formes : l'encre ne peut pas être appliquée, elle n'adhère pas uniformément au circuit imprimé, mais apparaît sous forme de points, de bandes ou de flocons, voire de taches d'encre blanche. Les raisons de ce phénomène sont comme une toile d'araignée complexe, entrelacée.
Un temps de mélange des encres insuffisant est comparable à une chaleur insuffisante lors de la cuisson d'un plat. Les différents ingrédients ne sont pas entièrement intégrés, ce qui entraîne une composition inégale de l'encre, qui affecte sa fluidité et son adhérence. Par exemple, dans certaines petites usines de transformation, les ouvriers raccourcissent le temps de mélange de l'encre pour respecter les délais de production, ce qui fait que l'encre ne s'écoule pas de manière fluide pendant la sérigraphie et n'adhère pas uniformément.
Mélanger une mauvaise encre, c'est comme utiliser un mauvais médicament. Mélanger différents types ou proportions de composants d'encre empêchera inévitablement l'encre d'atteindre les performances souhaitées. Les résidus d'huile ou les taches d'eau sur la carte sont comme des pierres d'achoppement sur une route lisse, qui empêcheront l'encre d'adhérer étroitement à la carte, ce qui se traduira par une mauvaise adhérence. Cela peut être dû à un nettoyage incomplet du circuit imprimé au cours du processus de prétraitement, ou à une contamination pendant le stockage ou le transport.
Les impuretés de l'encre sont comme des grains de sable mélangés à des perles, qui peuvent détruire l'uniformité de l'encre. Ces impuretés peuvent provenir des matières premières de l'encre elles-mêmes, ou être mélangées lors de la production, du stockage ou de l'utilisation. Une raclette mal fabriquée revient à couper de la soie avec un couteau émoussé, incapable d'appliquer uniformément l'encre sur le circuit imprimé. Si l'écran n'est pas nettoyé correctement, l'encre ancienne ou les impuretés laissées sur l'écran se mélangent au nouveau processus de sérigraphie, tout comme de vieilles taches contaminent des vêtements fraîchement lavés. L'encre mélangée est comme un aliment périmé, ses performances ont changé et elle ne peut pas répondre aux exigences normales de la sérigraphie.
Pour résoudre ces problèmes, nous pouvons les examiner un par un, à la manière d'un détective. Tout d'abord, vérifiez la ligne de prétraitement pour vous assurer de la qualité de la section de séchage par soufflage, afin de garantir que la surface de la carte de circuits imprimés est sèche et propre. Vérifiez si chaque section du prétraitement répond aux normes du processus. Tout comme les athlètes qui respectent les règles du jeu, la qualité finale de la sérigraphie ne peut être garantie que si chaque maillon répond aux normes. Confirmez les paramètres de mélange de l'encre pour vous assurer que le rapport de mélange est correct et que le temps est suffisant. Nettoyer l'écran, remplacer les raclettes et autres outils, c'est comme fournir aux soldats des armes tranchantes, c'est s'assurer que l'opération de sérigraphie est bien équipée.
(2) Les grands vides à la surface du cuivre : un "piège" aux multiples dangers cachés
Le problème des grands vides de la surface du cuivre se manifeste principalement par la séparation de l'encre de la surface du cuivre dans la zone entièrement recouverte d'encre sur la grande surface du cuivre. Ce problème est comme un piège caché dans le processus de fabrication des circuits imprimés et, s'il n'est pas traité avec soin, il peut facilement entraîner des problèmes de qualité du produit.
Un mauvais prétraitement est l'une des principales causes de l'apparition d'importants vides à la surface du cuivre. Par exemple, si les processus de rugosité et de microgravure ne sont pas correctement contrôlés pendant le traitement de surface du circuit imprimé, la rugosité et l'activité de la surface du cuivre ne répondront pas aux exigences, ce qui affectera l'adhérence entre l'encre et la surface du cuivre. Tout comme une maison dont les fondations sont fragiles est sujette à des fissures, l'adhérence entre l'encre et la surface du cuivre sera affectée. Les impuretés présentes sur la surface du carton, telles que la poussière, la graisse, les particules métalliques, etc., peuvent également endommager la liaison entre l'encre et la surface du cuivre. Ces impuretés sont comme des molécules destructrices qui se faufilent entre l'encre et la surface du cuivre et affaiblissent la liaison entre les deux.
Les bosses sur la surface du cuivre sont comme des nids de poule sur la route, ce qui peut empêcher l'encre d'adhérer uniformément à cet endroit et créer des vides. Un mauvais mélange de l'encre peut rendre la structure interne de l'encre instable, et celle-ci est susceptible de se séparer lorsqu'elle est combinée à la surface du cuivre. Une épaisseur d'encre inégale sur la surface du cuivre revient à peindre une maison avec une épaisseur inégale, et des problèmes sont susceptibles de se produire aux endroits les plus minces. Les dommages causés par un impact sur la surface de l'encre sont comparables à de la porcelaine exquise endommagée par des forces extérieures ; l'intégrité de la surface a été détruite, ce qui peut entraîner la formation de vides. Une répartition inégale de la température du four et une cuisson insuffisante ou excessive sont comparables à un processus de cuisson avec un mauvais contrôle de la chaleur, ce qui peut entraîner un durcissement incomplet ou excessif de l'encre, avec pour conséquence une diminution de l'adhérence à la surface du cuivre. Un étamage répété ou des températures de pulvérisation d'étain excessives peuvent provoquer une contrainte thermique sur la liaison entre l'encre et la surface du cuivre, semblable aux dommages causés à un bâtiment fragile par des vents violents.
Face au problème des vides sur les grandes surfaces de cuivre, nous devons procéder à une inspection complète de la chaîne de prétraitement afin de déterminer si chaque poste de travail peut répondre aux exigences de qualité, tout comme nous devons vérifier si toutes les parties d'une chaîne de production fonctionnent normalement. Confirmer la température de cuisson et la courbe de distribution de la température du four pour s'assurer que l'encre durcit dans les bonnes conditions de température. Confirmer les paramètres de mélange de l'encre pour garantir la stabilité de la qualité de l'encre. Vérifier le processus de production pour réduire les impacts externes, tout comme pour protéger les précieuses reliques culturelles des collisions, afin d'éviter d'endommager la surface de l'encre. Confirmer les paramètres et les conditions de l'opération de pulvérisation de l'étain pour éviter que le processus de pulvérisation de l'étain n'affecte négativement l'adhérence de l'encre à la surface du cuivre.
(3) Grandes surfaces de cuivre ou coins de circuits imprimés avec couverture complète du masque de soudure Décollement du masque de soudure dans les coins : une "crise".
Le décollement du masque de soudure dans les coins des grandes surfaces de cuivre ou des circuits imprimés entièrement recouverts de masque de soudure est également un problème qu'il ne faut pas ignorer.
Un masque de soudure imprimé trop finement équivaut à peindre un mur avec une couche de peinture trop fine, qui n'offre pas une protection et une adhérence suffisantes et qui a tendance à s'écailler. Un mauvais prétraitement dans les coins du circuit imprimé est comme une construction bâclée dans les coins d'un bâtiment, laissant des dangers cachés. Une cuisson insuffisante entraîne un durcissement incomplet de l'encre, tout comme un fruit non mûr qui risque de tomber. Des soudures répétées à des températures excessives, une immersion prolongée dans un flux ou un flux trop agressif ont un effet néfaste sur la liaison entre l'encre et la surface du cuivre, tout comme l'érosion d'un objet sous l'effet de divers facteurs environnementaux défavorables. Les dommages causés à l'encre dans les coins peuvent être dus à des forces externes telles que des collisions ou des frottements dans les coins au cours du traitement ou du transport de la carte de circuits imprimés.
Pour résoudre ce problème, nous pouvons ajuster l'épaisseur de l'impression du masque de soudure, tout comme on épaissit un mur de ville fragile, afin d'améliorer la couverture et l'adhérence de l'encre dans les coins. Parallèlement, il est également nécessaire de vérifier les paramètres du processus de prétraitement dans les coins pour garantir de bons résultats de traitement ; confirmer les conditions de cuisson, les paramètres de pulvérisation de la soudure et l'utilisation de flux pour réduire les dommages causés à l'encre dans les coins par des forces externes, de manière à garantir la qualité et la fiabilité de la carte de circuit imprimé dans les coins.
En résumé, l'utilisation des encres pour circuits imprimés est un processus qui exige une opération méticuleuse et un contrôle strict. Du stockage des encres à la préparation avant utilisation, en passant par les précautions à prendre pendant la sérigraphie, puis par le jugement précis et la résolution efficace des problèmes courants, chaque maillon est étroitement lié, comme une chaîne précise. Tout problème au niveau d'un maillon peut affecter la qualité du produit PCB final. Par conséquent, les fabricants de circuits imprimés et le personnel technique concerné doivent avoir une connaissance approfondie des caractéristiques et des exigences d'utilisation des encres pour circuits imprimés, optimiser en permanence le processus et renforcer le contrôle de la qualité afin de rester invincibles dans la concurrence féroce du marché de l'électronique. Dans le même temps, avec le développement continu de la technologie électronique, les performances des encres pour circuits imprimés continueront à s'améliorer à l'avenir, et les exigences d'utilisation et les méthodes de résolution des problèmes pourraient également changer en conséquence. Cela nous oblige à prêter continuellement attention aux tendances de l'industrie, à continuer à apprendre et à explorer, et à nous adapter aux nouveaux défis technologiques.
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