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配合客户工艺调整,解决喷印字符脱落问题
2022/07/05

近年来,喷墨打印技术应用于PCB板的字符与标识类印刷不断扩展,同时对喷印的完成度与耐久性提出了更高的挑战。喷印油墨因其超低粘度的特性,通常仅仅是有十几个厘泊,相比较传统丝印油墨上千上万厘泊的粘度,使得喷印油墨对基材表面状态相对敏感,如果工艺控制不好,容易出现油墨收缩、字符脱落等问题。

汉印结合在喷墨打印技术上的专业积累,长期在客户现场与油墨厂家共同配合客户进行工艺优化与调整,积累了一些解决喷印字符脱落问题的实际经验,与大家分享。

 

1.     阻焊板表面张力的影响

阻焊板的表面张力直接影响了喷印字符的附着力,可以通过下面的对照表检查与确认字符脱落是否与表面张力相关。

阻焊表面张力(dyn/cm

喷印字符附着力情况

<32

很差

<36

一般

<38

良好

>=38

最佳

 

通常可以使用达因笔检查字符打印前的阻焊板的表面张力。一般而言,如果表面张力达到36dyn/cm以上。则说明此时预烤后的阻焊板是比较适合于字符喷印工艺的。

如果测试发现阻焊表面张力过低,通知阻焊油墨厂家协助调整是最好的方式。

 

2.     阻焊菲林保护膜的影响

在阻焊曝光阶段,如果使用的菲林保护膜上含有硅油成分,会在曝光时转印到阻焊表面,这时就会阻碍字符墨水和阻焊之间发生反应,影响到结合力,尤其是板面上有菲林印的地方往往就是字符最容易脱落的部位,这种情况下建议更换不含任何硅油成分的保护膜,甚至不使用菲林保护膜来做对比测试。而在没有使用菲林保护膜的时候,有些客户会使用某些保护液涂抹到菲林上来保护菲林,增加离型能力,同样也会影响阻焊表面状态。

此外菲林保护膜的影响还可能根据菲林印反沾程度的不同而不同,达因笔不一定能准确测出,但可能表现出油墨收缩,导致不均匀或者针孔状问题,进而对附着力产生影响。

配合客户工艺调整,解决喷印字符脱落问题(图1)

3.     显影消泡剂的影响

由于显影消泡剂的残留也会对字符油墨附着力产生影响,因此在查找原因时建议显影剂中面不添加消泡剂做对比测试。

 

4.     阻焊油墨溶剂残留的影响

如果阻焊板的预烤温度较低,阻焊残留溶剂较多也会影响到与字符墨水的结合性,这时建议适当提高阻焊板预烤的温度和时间做对比测试。

 

5.     喷印字符墨水的工艺要求

1)      应在未高温烘烤的阻焊板上打印字符:

注意应在显影后未高温烘烤的阻焊生产板上打印字符。如果在已经老化过的阻焊板上打印字符,是无法获得良好附着力的。生产流程上注意必须的变动,需使用显影后的板子先进行字符喷印,然后阻焊和字符一起高温烘烤。

2)      正确设置热固化参数:

喷印字符墨水属于双固化墨水,其整个固化中分为两步进行,第一步是UV预固化,第二步是热固化,对墨水最后的性能起到决定作用。所以热固化的参数要求一定要按照油墨厂家提供的技术说明书中所要求的参数进行设置。如果实际生产有变动,应该首先咨询油墨厂家是否可行。

    配合客户工艺调整,解决喷印字符脱落问题(图2)

   3)      在热固化之前,不应叠板:

喷印墨水在热固化之前只是预固化,附着力较差,叠板带来机械摩擦,很容易造成字符残缺。实际生产中应采取合理措施减少板间直接摩擦、刮蹭。

4)      操作员应规范作业:

操作员应规范作业戴手套,以免有油污等污染生产板面。

发现有污迹的板子应放弃打印。

 

6.     对油墨固化厚度的调整

实际生产中,有很多字符脱落的情况是由于叠板摩擦、刮蹭或冲击造成的,所以适当降低油墨固化厚度可能会对字符脱落有所帮助。通常在发生字符脱落时可以尝试对此进行调整,观察是否有改善。

改变固化厚度,也是设备商唯一能够对喷印设备所做的调整。

 

7.     打印字符后叠板运送和加工的影响

板子在完成字符工艺后续流程中,还会有热压整平、锣板、V-cut等工艺,这些堆叠挤压、摩擦和机械加工应力等行为对掉字符有重要影响,这也往往是出现字符脱落的最终原因。

在实际调查中,我们通常看到的掉字符现象都是在PCB板底部有铜的薄阻焊表面上,因为这部分的阻焊层比较薄,热传递得更快,文字墨水在烘烤过程中就会被加热得相对更快,这部分也就更容易形成应力集中,同时这部分在整个PCB板上又是凸起度最高的地方,在后续板子堆叠在一起热压或切割时,就更容易造成部分字符的破碎而掉落。

配合客户工艺调整,解决喷印字符脱落问题(图3)

在热压整平和成型的时候,中间垫隔层可以减少挤压摩擦导致的掉字符,但这种方式在实际工艺中难以推广,一般在查找问题时用于做对比测试。

如果最终确定了主要原因就是成型阶段硬摩擦、刮蹭和应力造成的字符脱落,而且也无法变更阻焊油墨品牌和工艺的情况下,油墨厂家就只能通过更换或改良字符墨水才可能彻底解决掉字符的问题。

总而言之,从我们设备商和油墨厂商以往调查分析的结果和经验来看,掉字符往往和文字工序的前后生产工艺有很大关联度,对一些字符油墨会相对敏感。一旦生产中发生字符脱落问题,应按照生产工序的流程,逐步查找异常的原因。从行业多年的应用数据来看,如果采用合适的字符油墨、得当的控制前后相关生产工艺,字符脱落问题可以得到非常好的控制,完全达到行业的良率和质量要求。

 

【关于汉印】

在工业4.0智能化制造的新时代,PCB行业面临着新的生态变革,数字化喷墨打印技术的广泛应用和全自动化生产线的普及成为PCB行业进化的新拐点。


汉印科技自2009年创立以来,始终专注于PCB功能墨水喷印设备及工艺应用的自主研发,印制电子装备及产业化项目获得了国家工信部和江苏省的多项资金扶持。


汉印团队在战略投资方的长期支持下,十年如一日专注于喷墨打印设备与工艺的研发和产业化,研发团队核心人员长期服务、高度敬业。


2016年推出首创平铺式左右双工作台高速喷印设备,2019年先后推出首创超大幅面单工作台PCB板水平传输全自动喷印生产线LK800Si和首创双工作台水平传输自动线LK600i Max及超大幅面自动线LK880i Max2021年再次刷新PCB生产尺寸的界限,推出首创28.5”x49”超大幅面自动线LK990CL2022年更是在行业率先将自动化喷印系统运用于FPC领域,首创推出集智能与自动化于一体的FPC喷印单元。


汉印团队将继续脚踏实地、持之以恒的不断突破智能高端装备和新工艺的技术壁垒,为广大PCB客户不断推出更加实用和高效的系统解决方案,共同促进PCB行业在工业4.0时代的进步与发展。

 

 


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