No campo da fabricação de circuitos eletrônicos, a produção de PCB (placa de circuito impresso) é de suma importância, e a tinta para PCB é um material essencial indispensável. Ela não só afeta a qualidade da aparência da PCB, mas também afeta diretamente o desempenho elétrico e a confiabilidade da placa de circuito. Então, a quais aspectos do uso da tinta para PCB devemos dar atenção especial? E como lidamos com problemas comuns?
1. Precauções ao usar a tinta para PCB
(1) Controle de temperatura: aderir à "zona de conforto" da tinta
Na produção real, a experiência de muitos fabricantes mostra que o gerenciamento da temperatura da tinta é como andar na corda bamba e deve ser preciso. De modo geral, a temperatura da tinta deve ser mantida de forma constante dentro da faixa de 20 a 25 °C, e a flutuação de temperatura deve ser a menor possível. Isso ocorre porque a temperatura é como um "regulador de emoções" para a tinta. Se ficar fora de controle, a viscosidade da tinta se tornará imprevisível como um cavalo desgovernado, o que afetará seriamente a qualidade e o efeito final da impressão da tela.
Historicamente, o processo inicial de fabricação de PCBs era relativamente rudimentar e não se dava a devida atenção à temperatura da tinta. Por exemplo, em algumas pequenas fábricas de processamento de equipamentos eletrônicos, devido ao ambiente de produção precário e à falta de medidas eficazes de controle de temperatura, a tinta fica muito fina durante as altas temperaturas do verão, fazendo com que a tinta escorra durante a serigrafia e o padrão fique borrado; enquanto no frio do inverno, ela se torna extremamente viscosa, dificultando a aplicação da tinta, o que reduz muito a eficiência da produção e mantém alta a taxa de produtos defeituosos. Com o desenvolvimento do setor eletrônico, as pessoas perceberam gradualmente o enorme impacto da temperatura sobre o desempenho das tintas e começaram a prestar atenção e a regular a temperatura de armazenamento e uso das tintas.
Atualmente, as modernas oficinas de produção de PCBs costumam ser equipadas com equipamentos avançados de temperatura e umidade constantes para garantir que as tintas estejam sempre na temperatura ideal. De um ponto de vista profissional, o efeito da temperatura sobre a viscosidade das tintas decorre de seu efeito sobre as forças intermoleculares das tintas. Quando a temperatura aumenta, o movimento térmico das moléculas aumenta, a distância entre as moléculas de tinta aumenta, a força de interação enfraquece e a viscosidade diminui. Por outro lado, quando a temperatura diminui, a força de interação entre as moléculas aumenta e a viscosidade aumenta. Portanto, manter um ambiente de temperatura estável é a principal condição para garantir a qualidade da impressão da tela, tanto durante o armazenamento quanto durante o uso da tinta.
Quando a tinta tiver sido armazenada ao ar livre ou tiver passado por grandes mudanças de temperatura, ela não deverá ser usada apressadamente. Assim como os atletas precisam se aquecer antes de uma competição para se adaptar ao local, a tinta também precisa ser "adaptada" à temperatura ambiente por alguns dias, ou a tinta no balde de tinta deve ser levada à temperatura certa para uso. Isso ocorre porque usar tinta "fria" é como dirigir um carro no gelo, o que pode facilmente causar problemas de impressão na tela e causar problemas desnecessários na produção. Portanto, para garantir que a qualidade da tinta seja consistente, armazená-la em temperatura ambiente é, sem dúvida, a melhor opção.
(2) Mistura e diluição: uma dupla garantia de uniformidade
Agitar a tinta antes do uso é como ensaiar antes do início de uma grande apresentação. Ela deve ser minuciosa e cuidadosa, seja manualmente ou com a ajuda de força mecânica. Isso ocorre porque, durante o armazenamento de longo prazo, os componentes internos da tinta podem se separar, assim como as diferentes cores de um coquetel que ficou parado por muito tempo. A mistura da tinta permite que os pigmentos, as resinas, os solventes e outros ingredientes sejam novamente misturados de maneira uniforme, garantindo que eles adiram uniformemente ao PCB durante a impressão da tela.
Se o ar for inadvertidamente misturado à tinta durante o processo de mistura, a tinta precisará "descansar" por um período de tempo para permitir que o ar escape naturalmente. Caso contrário, essas bolhas de ar aderirão à placa de circuito impresso durante a impressão da tela, criando defeitos semelhantes a um "rosto marcado" que afetarão a aparência e o desempenho elétrico da placa de circuito.
Quando se trata de diluição de tinta, um procedimento operacional rigoroso deve ser seguido. Primeiro, o diluente e a tinta devem ser bem misturados. Essa etapa é como o processo de tempero na culinária e requer paciência e agitação para garantir um sabor uniforme. Após a mistura, a viscosidade deve ser testada para garantir que a tinta diluída atenda aos requisitos do processo de impressão da tela. Por exemplo, na produção de algumas placas de circuito impresso de alta precisão, até mesmo um pequeno desvio na viscosidade pode fazer com que a largura ou a espessura das linhas não atenda aos padrões do projeto, o que, por sua vez, afeta o desempenho de toda a placa de circuito.
Além disso, a vedação do cilindro de tinta após o uso não deve ser negligenciada. Isso é como preservar um alimento precioso. Uma boa vedação pode evitar que a tinta entre em contato com impurezas, como ar externo e umidade, o que pode causar sua deterioração. Ao mesmo tempo, a tinta usada na tela é como uma roupa suja que foi usada. Ela nunca deve ser colocada de volta no balde de tinta e misturada com tinta não utilizada, caso contrário, contaminará todo o balde de tinta, assim como um pedaço de fezes de rato que estraga uma panela de sopa.
(3) Limpeza: o caminho para uma tela limpa
No processo de uso de tintas para PCB, a limpeza da tela é tão importante quanto afiar uma espada. É melhor usar agentes de limpeza que sejam compatíveis entre si para limpar a tela completamente, sem deixar o menor resíduo de tinta. Ao escolher um agente de limpeza, é como escolher o parceiro certo, e os melhores resultados só podem ser obtidos quando eles são compatíveis entre si. Por exemplo, para alguns tipos de tintas para PCB, os agentes de limpeza à base de álcool podem ser eficazes, enquanto para outros podem ser necessários agentes de limpeza à base de cetona.
Ao limpar, usar um solvente limpo é como lavar o rosto com água de nascente limpa, o que pode garantir o efeito de limpeza. Se o próprio solvente contiver impurezas, durante o processo de limpeza, essas impurezas poderão ser transferidas para a tela, afetando a qualidade da próxima impressão da tela. Do ponto de vista prático, um fabricante de placas de circuito impresso já usou um solvente que continha impurezas para limpar a tela, fazendo com que as impurezas deixadas na tela se misturassem com a tinta durante o processo de impressão da tela subsequente, resultando em muitos pequenos defeitos granulares na placa de circuito impresso e em uma redução significativa nas taxas de qualificação do produto.
(4) Ambiente seco: finalização perfeita com a escolta do escapamento
O processo de secagem da tinta é como o estágio de corrida final de um lançamento de foguete e deve ser realizado em um dispositivo com um bom sistema de exaustão. Isso se deve ao fato de que, durante o processo de secagem da tinta, uma grande quantidade de ingredientes voláteis, como solventes, se volatilizará. Sem um bom sistema de exaustão, esses voláteis se acumularão no dispositivo de secagem, assim como uma névoa que cobre a cidade. Isso não só afetará a velocidade de secagem, mas também poderá causar defeitos na superfície da tinta seca, como bolhas e padrões de casca de laranja.
Tomemos como exemplo um grande fabricante de PCBs. Antes de atualizar seu equipamento de secagem de tinta, devido ao sistema de exaustão imperfeito, problemas como secagem irregular da tinta e bolhas na superfície ocorriam com frequência durante o processo de secagem. Depois de atualizar o sistema de exaustão, aumentar o volume de ar de exaustão e adicionar um filtro, o ambiente de secagem melhorou muito, a qualidade da tinta seca melhorou significativamente e a taxa de rendimento do produto também aumentou.
(5) Local de trabalho: um ambiente compatível para a impressão de produtos de alta qualidade
A área de trabalho da serigrafia é como o pano de fundo de um palco e deve atender aos requisitos da tecnologia do processo. Uma boa área de trabalho deve ter condições estáveis, como temperatura, umidade e iluminação, e também deve ser limpa e higiênica para evitar a interferência de poeira e outras impurezas no processo de impressão da tela. Por exemplo, em alguns campos de fabricação de equipamentos eletrônicos aeroespaciais e de aviação que têm requisitos de qualidade extremamente altos para PCBs, a precisão do controle de temperatura e umidade da área de trabalho de impressão da tela pode chegar a ±1°C e ±5% RH, e uma oficina de purificação sem poeira é usada para garantir que cada placa PCB possa atender a padrões de qualidade quase perfeitos.
2. Problemas comuns com tintas para PCB, causas e soluções
(1) Tinta irregular: geralmente devido a "fios bagunçados" entrelaçados
A tinta irregular é um problema comum no uso de tintas para PCBs e pode assumir várias formas, como a impossibilidade de aplicação da tinta, a não aderência uniforme à placa de PCB, mas a aparência de uma distribuição pontilhada, listrada ou escamosa, ou até mesmo manchas brancas de tinta. As razões por trás disso são como uma complexa teia de aranha, entrelaçada.
Um tempo de mistura de tinta insuficiente é como um calor insuficiente ao cozinhar um prato. Os vários ingredientes não são totalmente integrados, resultando em uma composição desigual da tinta, o que afeta sua fluidez e adesão. Por exemplo, em algumas pequenas fábricas de processamento, devido ao fato de os funcionários reduzirem o tempo de mistura da tinta para atender aos cronogramas de produção, a tinta não flui suavemente durante a impressão da tela e não adere uniformemente.
Misturar a tinta errada é como usar o remédio errado. A mistura de diferentes tipos ou proporções de componentes de tinta inevitavelmente impedirá que a tinta atinja o desempenho desejado. Os resíduos de manchas de óleo ou água na placa são como obstáculos em uma estrada lisa, o que impedirá que a tinta adira bem à placa, resultando em uma adesão ruim. Isso pode ocorrer devido à limpeza incompleta da placa PCB durante o processo de pré-tratamento ou à contaminação durante o armazenamento ou o transporte.
As impurezas da tinta são como grãos de areia misturados em pérolas, que podem destruir a uniformidade da tinta. Essas impurezas podem vir das próprias matérias-primas da tinta ou podem ser misturadas durante a produção, o armazenamento ou o uso. Um rodo mal feito é como cortar seda com uma faca sem corte, incapaz de aplicar uniformemente a tinta na placa PCB. Se a tela não for limpa adequadamente, a tinta antiga ou as impurezas deixadas na tela serão misturadas ao novo processo de impressão da tela, assim como manchas antigas contaminam roupas recém-lavadas. A tinta misturada é como um alimento vencido, seu desempenho foi alterado e ela não consegue atender aos requisitos normais de impressão da tela.
Para resolver esses problemas, podemos investigá-los um a um, como um detetive. Primeiro, verifique a linha de pré-tratamento para garantir a qualidade da seção de secagem por sopro, para garantir que a superfície da placa PCB esteja seca e limpa. Verifique se cada seção do pré-tratamento atende aos padrões do processo. Assim como verificar se os atletas estão em conformidade com as regras do jogo, somente quando cada elo atende aos padrões é que a qualidade final da impressão da tela pode ser garantida. Confirme os parâmetros de mistura de tinta para garantir que a proporção de mistura de tinta esteja correta e que o tempo seja suficiente. Limpar a tela, substituir os rodos e outras ferramentas é como fornecer armas afiadas aos soldados, garantindo que a operação de impressão da tela esteja bem equipada.
(2) Grandes espaços vazios na superfície do cobre: uma "armadilha" com vários perigos ocultos
O problema de grandes vazios na superfície de cobre se manifesta principalmente como a separação da tinta da superfície de cobre na área totalmente coberta com tinta na grande superfície de cobre. Esse problema é como uma armadilha escondida no processo de fabricação de PCBs e, se não for tratado com cuidado, pode facilmente levar a problemas de qualidade do produto.
O pré-tratamento deficiente é uma das principais causas de grandes vazios na superfície do cobre. Por exemplo, se os processos de desbaste e microgravação não forem adequadamente controlados durante o tratamento da superfície da placa PCB, a rugosidade e a atividade da superfície de cobre não atenderão aos requisitos, o que afetará a adesão entre a tinta e a superfície de cobre. Assim como uma casa com uma fundação fraca está sujeita a rachaduras, a adesão entre a tinta e a superfície de cobre será afetada. As impurezas na superfície da placa, como poeira, graxa, partículas de metal etc., também podem danificar a ligação entre a tinta e a superfície de cobre. Essas impurezas são como moléculas destrutivas que se infiltram entre a tinta e a superfície de cobre e enfraquecem a conexão entre os dois.
Os amassados na superfície de cobre são como buracos na estrada, o que pode fazer com que a tinta não adira uniformemente nessa área, resultando em vazios. A mistura inadequada da tinta pode tornar instável a estrutura interna da tinta, que fica propensa a se separar quando combinada com a superfície de cobre. A espessura irregular da tinta na superfície de cobre é como pintar uma casa com espessura irregular, e é provável que ocorram problemas nos locais mais finos. Os danos causados pelo impacto na superfície da tinta são como uma porcelana requintada que foi danificada por forças externas, e a integridade da superfície foi destruída, o que pode causar vazios. A distribuição irregular da temperatura do forno e o cozimento insuficiente ou excessivo são como um processo de cozimento com controle inadequado do calor, o que pode levar à cura incompleta ou excessiva da tinta, resultando em uma diminuição da adesão à superfície de cobre. O estanhamento repetido ou as temperaturas excessivas de pulverização de estanho podem causar estresse térmico na ligação entre a tinta e a superfície de cobre, semelhante ao dano causado a um edifício frágil por ventos fortes.
Diante do problema de vazios em grandes superfícies de cobre, precisamos inspecionar de forma abrangente a linha de pré-tratamento para determinar se cada estação de trabalho pode atender aos requisitos de qualidade, assim como inspecionar se todas as partes de uma linha de produção estão funcionando normalmente. Confirme a temperatura de cozimento e a curva de distribuição da temperatura do forno para garantir que a tinta cure sob as condições corretas de temperatura. Confirmar os parâmetros de mistura da tinta para garantir uma qualidade estável da tinta. Verifique o processo de produção para reduzir os impactos externos, assim como a proteção de relíquias culturais preciosas contra colisões, para evitar danos à superfície da tinta. Confirme os parâmetros e as condições da operação de pulverização de estanho para evitar que o processo de pulverização de estanho afete negativamente a ligação da tinta à superfície de cobre.
(3) Grandes superfícies de cobre ou cantos de placas de circuito com cobertura total da máscara de solda Descascamento da máscara de solda nos cantos: uma "crise"
O descascamento da máscara de solda nos cantos de grandes superfícies de cobre ou em placas de circuito com cobertura total da máscara de solda também é um problema que não deve ser ignorado.
A máscara de solda impressa em uma camada muito fina é como pintar a parede com uma camada muito fina de tinta, que não oferece proteção e adesão suficientes e é propensa a descascar. Um pré-tratamento deficiente nos cantos da placa de circuito é como uma construção desleixada nos cantos de um prédio, deixando perigos ocultos. O cozimento insuficiente resultará em cura incompleta da tinta, assim como uma fruta não madura que está propensa a cair. A soldagem repetida com temperatura excessiva, a imersão prolongada em fluxo ou o fluxo com agressividade excessiva terão um efeito prejudicial na ligação entre a tinta e a superfície de cobre, assim como a erosão de um objeto por vários fatores ambientais adversos. Os danos à tinta nos cantos podem ser causados por forças externas, como colisão ou atrito nos cantos durante o processamento ou o transporte da placa PCB.
Para resolver esse problema, podemos ajustar a espessura da impressão da máscara de solda, da mesma forma que engrossamos uma parede fraca da cidade, para melhorar a cobertura e a adesão da tinta nos cantos. Ao mesmo tempo, também é necessário verificar os parâmetros do processo de pré-tratamento nos cantos para garantir bons resultados de tratamento; confirmar as condições de cozimento, os parâmetros de pulverização de solda e o uso de fluxo para reduzir os danos à tinta nos cantos por forças externas, de modo a garantir a qualidade e a confiabilidade da placa PCB nos cantos.
Em resumo, o uso de tintas para PCB é um processo que exige operação meticulosa e controle rigoroso. Desde o armazenamento de tintas, a preparação antes do uso, as precauções durante a impressão da tela e o julgamento preciso e a solução eficaz de problemas comuns, todos os elos estão intimamente ligados, como uma corrente precisa. Qualquer problema em qualquer elo pode afetar a qualidade do produto final de PCB. Portanto, os fabricantes de placas de circuito impresso e o pessoal técnico relacionado devem ter um profundo conhecimento das características e dos requisitos de uso das tintas para placas de circuito impresso, otimizar continuamente o processo e fortalecer o controle de qualidade para permanecerem invencíveis na acirrada concorrência do mercado de eletrônicos. Ao mesmo tempo, com o desenvolvimento contínuo da tecnologia eletrônica, o desempenho das tintas para PCB também continuará a melhorar no futuro, e seus requisitos de uso e métodos de solução de problemas também podem mudar de acordo. Isso exige que prestemos atenção contínua às tendências do setor, continuemos aprendendo e explorando, e nos adaptemos aos novos desafios tecnológicos.
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