En omfattende guide til PCB-screentrykteknologi

1.Oversigt over silketryk-teknologi

PCB-silketryk er et kritisk trin i fremstillingsprocessen for printkort og henviser til det tekniske lag, hvor tekst, symboler og markeringer trykkes på printkortets overflade. Disse identifikationer giver vigtige oplysninger såsom komponentplacering, polaritetsangivelser, testpunkter og produktdetaljer, som er afgørende for montering, test og vedligeholdelse af printkortet.

1.1 Grundlæggende funktioner og roller

• Identifikation af komponenter: Viser komponentbetegnelser (R1, C5, U3 osv.) og værdier (10 kΩ, 100 μF)
• Orienteringsindikatorer: Marks installationsretning for polariserede komponenter og integrerede kredsløb
• Information om produktet: Indeholder produktmodelnumre, revisionskoder, producentoplysninger og datakoder
• Sikkerhedsadvarsler: Advarselsskilte for højspændingsområder og elektrostatisk følsomme områder
• Test point: Identificerer teststeder og målepunkter

1.2 Teknologisk udviklingshistorie

Ved traditionelt silketryk brugte man netstof som skabelon, mens moderne teknologi har udviklet sig til forskellige præcisionsprocesser:

• Liquid Photo Imaging (almindelig proces)
• Teknologi til tørfilmslaminering
• Direkte inkjet-udskrivning
• Direkte billeddannelse med laser

2. Procesmetoder og tekniske sammenligninger

2.1 De vigtigste trykprocesser

(1) Liquid Photo Imaging (LPI)

Den mest anvendte silketryksmetode, der anvender lysfølsomt blæk og fotomasketeknologi:

Karakteristika:

• Høj opløsning: Linjebredde op til 0,1 mm
• Ensartet tykkelse: 0,35-0,85 mil
• Omkostningseffektiv
• Velegnet til masseproduktion

(2) Tørfilmsproces

Bruger laminerede fotoresistlag med eksponering og udvikling svarende til LPI:

• Overlegen slidstyrke
• Bredt tykkelsesområde: 0,5-5,0 mil
• Højere omkostninger
• Velegnet til applikationer med høj pålidelighed

(3) Blækstråleudskrivning

Mønstring med direkte blækaflejring, ingen masker påkrævet:

• Ingen masker eller kemisk udviklingsproces
• Fleksible designændringer
• Lavere holdbarhed (0,1-0,3 mil)
• Velegnet til fremstilling af prototyper i små partier

(4) Direkte billeddannelse med laser

Laserablation markerer substratet direkte:

• Ingen blæk eller masker påkrævet
• Positionering med høj præcision
• Høj investering i udstyr
• Velegnet til produktionsmiljøer med højt mix

2.2 Tabel til sammenligning af processer

Få en Tilbud på professionel PCB-fremstilling og -montering

3. Designstandarder og specifikationer

3.1 Standarder for tekstdesign

I henhold til IPC-2221A-standarderne skal silketryksdesigns følge disse retningslinjer:

• Tekststørrelse: Minimumshøjde 1,5 mm, hvilket sikrer læsbarhed
• Placering: Samme side som komponenterne, tæt på de tilsvarende dele
• Orientering Konsistens: Maksimalt to læseretninger for at minimere rotation af tavlen
• Undgå forhindringer: Må ikke dække pads, vias eller testpunkter
• Krav til afstand: Minimum 0,2 mm fra lederne

3.2 Regler for identifikation af komponenter

Bedste designpraksisser:

1. Tydelige positive/negative markeringer til polariserede komponenter
2. Første pin-identifikation til integrerede kredsløb
3. Konturmarkeringer for BGA-komponenter
4. Nummerering af ben til stik
5. Sikkerhedsadvarselssymboler for højspændingsområder

3.3 Anbefalinger til optimering af layout

• Tætte områder: Brug pile til at henvise til tomme områder i nærheden, når pladsen er trang.
• Monteringshuller: Specifikationer for mærkeskruer og krav til drejningsmoment
• Information om version: Marker tydeligt versionsnumre og revisionsdatoer
• Brand-identifikation: Konsekvent placering af firmalogoer og produktmodeller

4. Materialevalg og krav til ydeevne

4.1 Valg af skærmmateriale

4.2 Krav til blæks ydeevne

Grundlæggende fysiske egenskaber

• Vedhæftning: Ingen afskalning i 3M-tape-test
• Hårdhed: Blyantshårdhed ≥2H
• Modstandsdygtighed over for slid: Ingen nævneværdig slitage efter 100.000 friktionstests
• Viskositet: 15-25 poise (25 ℃)

Miljømæssig modstandsdygtighed

• Varmebestandighed: Tåler 260 ℃ reflow-lodning (blyfri)
• Kemisk modstandsdygtighed: Modstår opløsningsmidler, flusmidler og rengøringsmidler
• Modstandsdygtighed over for vejrlig: Ingen nedbrydning under UV-eksponering og fugtige forhold

Elektriske egenskaber (loddemaskeblæk)

• Isolationsmodstand: ≥10¹²Ω
• Dielektrisk styrke: ≥15 kV/mm
• Modstand mod lysbue: ≥60 sekunder

Få mere at vide om materialets tekniske specifikationer

5. Kvalitetskontrol og inspektionsmetoder

5.1 Inspektionsstandarder og -metoder

Visuel inspektion

• Fuldstændighed: Alle identifikatorer kan tydeligt skelnes fra hinanden
• Positionel nøjagtighed: Afvigelse i justering med puder ≤0,1 mm
• Konsistens i farverne: Ingen lokale farveforskelle eller forurening
• Overfladekvalitet: Ingen bobler, revner eller rynker

Test af ydeevne

5.2 Automatiseret optisk inspektion (AOI)

Moderne printkortproduktion bruger i vid udstrækning AOI-systemer til kvalitetskontrol af silketryk:

• Genkendelse af tegn: Kontrollerer indholdets nøjagtighed og læsbarhed
• Afvigelse af position: Registrerer relativ position til puder
• Registrering af defekter: Identificerer manglende, forurenede eller beskadigede områder
• Sammenlignende analyse: Sammenligner med standard Gerber-filer

Nøjagtighed ved inspektion: Op til 0,15 mm, hvilket sikrer høje kvalitetsstandarder

6. Miljøstandarder og branchetrends

6.1 Krav til miljøregulering

Begrænsninger for farlige stoffer

• Overholdelse af RoHS: Grænser for tungmetaller som bly, kviksølv og cadmium
• Krav til halogenfrihed: Brom/klor-indhold hver <900ppm, i alt <1500ppm
• VOC-grænser: Opløsningsmiddelbaseret blæk VOC <500g/L, vandbaseret blæk <50g/L

Internationale standard-certificeringer

• UL-certificering: Certificering af sikkerhedspræstation
• Overholdelse af REACH: Registrering, vurdering, godkendelse og begrænsning af kemikalier
• ISO14001Certificering af miljøledelsessystem

6.2 Udviklingstendenser i industrien

Materialeinnovationer

• Vandbaseret blæk: 90 % reduktion i VOC-emissioner
• UV-LED-hærdning: Over 60 % energibesparelser, ingen ozondannelse
• Biobaserede materialer: Vedvarende ressourcer erstatter oliebaserede materialer

Fremskridt i processen

• Udskrivning med høj præcision: Tilpasning til fine-pitch komponenter og miniaturiseringsbehov
• Intelligent inspektion: AI-assisteret genkendelse og klassificering af defekter
• Grøn produktionReducering af affald og energiforbrug

Konsulter løsninger til overholdelse af miljøkrav

7. Ofte stillede spørgsmål

Spørgsmål 1: Hvad er den mindste linjebredde til silketryk af printkort?

Svar: Flydende fotobilleder kan opnå en mindste linjebredde på 0,1 mm, tørfilmprocesser ca. 0,15 mm og inkjetprint typisk 0,3 mm. Til applikationer med høj præcision anbefales LPI eller laser direct imaging-teknologier.

Q2: Hvor meget påvirker silketryk PCB-omkostningerne?

SvarSilketryk udgør typisk 3-5 % af omkostningerne ved fremstilling af printkort, afhængigt af processens kompleksitet og særlige krav.Enkel enkeltsidet silketryk har lavere omkostninger, mens højpræcisions dobbeltsidet eller flerfarvet silketryk øger omkostningerne.

Spørgsmål 3: Hvordan vælger man den rette silketrykproces?

SvarUdvælgelseskriterierne omfatter:

• BatchstørrelseMasseproduktion egnet til LPI, små partier
• Krav til præcision: Høj præcision kræver LPI eller tør film
• Behov for holdbarhed: Anvendelser med høj pålidelighed anbefaler tør film
• Begrænsninger i budgettetOmkostningsfølsomme projekter kan overveje grundlæggende LPI

Q4: Påvirker silketrykfarven ydeevnen?

SvarFarven påvirker primært æstetik og kontrast og har minimal indflydelse på den grundlæggende ydeevne. Hvid og gul giver dog den bedste kontrast, mens sort og mørke farver kan skjule defekter. Nogle pigmenter kan indeholde metalliske komponenter, hvilket kræver sikkerhed for, at de overholder miljøkravene.

Q5: Hvordan løser man sløret eller uklar silketryk-tekst?

SvarAlmindelige årsager og løsninger:

• Problemer med skærmen: Tjek skærmens spænding og emulsionens tykkelse
• Blækkets viskositet: Juster viskositeten til det passende område (15-25 poise)
• Tryk på skraber: Optimer skraberens vinkel og tryk
• Hærdningsproces: Sørg for tilstrækkelig for- og efterhærdning