ผังกระบวนการน้ำมันคาร์บอนของแผงวงจรพิมพ์

พีซีบีกระบวนการน้ำมันคาร์บอนเป็นเทคโนโลยีพิเศษและใช้กันอย่างแพร่หลาย ด้วยการพิมพ์น้ำมันคาร์บอนบนพื้นที่เฉพาะของบอร์ด PCB และบ่มให้กลายเป็นฟิล์มคาร์บอนที่มีค่าความต้านทานที่แน่นอน จึงสามารถทดแทนส่วนประกอบต้านทานแบบเดิมบางส่วนได้ และมีบทบาทสำคัญในการเชื่อมต่อไฟฟ้าและมอบฟังก์ชันเฉพาะ

1 หลักการกระบวนการน้ำมันคาร์บอน

น้ำมันคาร์บอนส่วนใหญ่ประกอบด้วยผงคาร์บอน เรซิน ตัวทำละลาย และส่วนประกอบอื่นๆ ผงคาร์บอนช่วยให้มีการนำไฟฟ้าที่ดี เรซินช่วยให้ฟิล์มคาร์บอนเกาะติดกับพื้นผิว PCB อย่างแน่นหนา และตัวทำละลายมีบทบาทในการปรับความหนืดในระหว่างกระบวนการเคลือบ โดยจะค่อยๆ ระเหยหลังจากการเคลือบเสร็จสิ้น เมื่อน้ำมันคาร์บอนถูกเคลือบในตำแหน่งที่กำหนดของ PCB และแห้งและบ่ม ฟิล์มคาร์บอนที่ขึ้นรูปจะทำหน้าที่เหมือนลวดที่สามารถส่งสัญญาณได้ ตัวอย่างเช่น ใน PCB รีโมทคอนโทรล น้ำมันคาร์บอนจะถูกพิมพ์ในพื้นที่ที่เกี่ยวข้องด้านล่างปุ่มเพื่อให้เกิดการนำไฟฟ้าระหว่างปุ่มและวงจร ซึ่งจะทำให้การส่งสัญญาณเสร็จสมบูรณ์

2 ขั้นตอนการไหลของกระบวนการ

(1) การเตรียมน้ำมันคาร์บอน

การเลือกผลิตภัณฑ์: เลือกผลิตภัณฑ์น้ำมันคาร์บอนที่เหมาะสมตามความต้องการการใช้งาน PCB ผลิตภัณฑ์น้ำมันคาร์บอนที่แตกต่างกันมีพารามิเตอร์ประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน เช่น ปริมาณผงคาร์บอน ขนาดอนุภาค และประเภทของเรซิน ซึ่งต้องการการจับคู่ที่แม่นยำกับความต้องการที่แท้จริง ตัวอย่างเช่น ในสถานการณ์ที่จำเป็นต้องมีการนำไฟฟ้าสูง ควรเลือกน้ำมันคาร์บอนที่มีปริมาณผงคาร์บอนสูงและมีความต้านทานต่ำ

การปรับความหนืด: การปรับน้ำมันคาร์บอนให้มีความหนืดที่เหมาะสมเป็นขั้นตอนสำคัญในการรับรองคุณภาพของการพิมพ์ซิลค์สกรีน จำเป็นต้องปรับความหนืดตามอุปกรณ์การพิมพ์สกรีนและข้อกำหนดของกระบวนการ ความหนืดที่มากเกินไปทำให้น้ำมันคาร์บอนผ่านหน้าจอได้ยาก ส่งผลให้การพิมพ์ไม่สม่ำเสมอ ความหนืดต่ำและน้ำมันคาร์บอนไหลง่ายอาจทำให้ลวดลายที่พิมพ์ผิดรูปได้ โดยปกติแล้ว การพิมพ์ซิลค์สกรีนจะดำเนินการในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิ 20 องศา -25 องศา และความชื้นสัมพัทธ์ 40% -60% เพื่อลดอิทธิพลของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่มีต่อความหนืดของน้ำมันคาร์บอน

(2) น้ำมันคาร์บอนพิมพ์สกรีน

การแก้ไขข้อบกพร่องของอุปกรณ์: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์การพิมพ์สกรีนอยู่ในสภาพการทำงานที่ดีที่สุด แพลตฟอร์มเครื่องพิมพ์สกรีนจำเป็นต้องได้รับการปรับเทียบด้วยระดับความแม่นยำสูง-เพื่อให้แน่ใจว่าได้ระดับและความเรียบ ทำให้เกิดเงื่อนไขสำหรับการสัมผัสที่ดีระหว่าง pcb และหน้าจอ ในเวลาเดียวกัน ให้ตรวจสอบการติดตั้งหน้าจอเพื่อให้แน่ใจว่าได้ยึดเข้ากับกรอบเครื่องพิมพ์สกรีนอย่างแน่นหนาและมีการกระจายความตึงอย่างสม่ำเสมอ ควรปรับความตึงของตะแกรงลวดตามวัสดุ ขนาดตาข่าย และลักษณะน้ำมันคาร์บอนของตะแกรงลวด สำหรับตะแกรงลวดที่มีขนาดตะแกรงสูง มักจำเป็นต้องเพิ่มแรงดึงให้เหมาะสมเพื่อให้น้ำมันคาร์บอนผ่านตะแกรงได้ดีขึ้น

การดำเนินการพิมพ์: เทน้ำมันคาร์บอนความหนืดผสมไว้แล้วลงในปลายด้านหนึ่งของซิลค์สกรีน และใช้มีดโกนเพื่อใช้น้ำมันคาร์บอน วัสดุ ความแข็ง และมุมของมีดโกนมีผลกระทบอย่างมากต่อเอฟเฟกต์การพิมพ์ซิลค์สกรีน โดยทั่วไปจะเลือกมีดโกนที่มีความแข็งปานกลางและขอบเรียบ และมุมของมีดโกนจะถูกควบคุมระหว่าง 45 องศาถึง 75 องศา ในระหว่างการเคลือบ มีดโกนจะเคลื่อนที่บนหน้าจอด้วยความเร็วและแรงกดที่เหมาะสมเพื่อกระจายน้ำมันคาร์บอนบนพื้นผิวของหน้าจอให้เท่ากัน ในระหว่างการดำเนินการ จำเป็นต้องปรับความเร็วและความดันของมีดโกนแบบเรียลไทม์ตามความหนืดของน้ำมันคาร์บอน ขนาดตาข่ายของตะแกรงลวด และความซับซ้อนของพื้นที่น้ำมันคาร์บอน ความเร็วเร็วเกินไป และน้ำมันคาร์บอนไม่สามารถเติมลวดลายตาข่ายได้เต็มที่ หากความเร็วต่ำเกินไป น้ำมันคาร์บอนก็มีแนวโน้มที่จะสะสมบนตะแกรงลวดได้ แรงกดที่มากเกินไปอาจทำให้ลวดตาข่ายเสียรูป ส่งผลให้การเคลือบน้ำมันคาร์บอนมีความหนาไม่เท่ากัน แรงดันต่ำเกินไป และน้ำมันคาร์บอนไม่สามารถผ่านตาข่ายลวดได้อย่างราบรื่น

การจัดการพื้นที่พิเศษ: สำหรับพื้นที่ขนาดใหญ่ที่มีน้ำมันคาร์บอน ซิลค์สกรีนเดี่ยวอาจไม่ตรงตามข้อกำหนดด้านความหนาและความสม่ำเสมอ และต้องใช้ซิลค์สกรีนหลายชิ้น ใช้ช่วงเวลาที่เหมาะสมระหว่างการพิมพ์ซิลค์สกรีนแต่ละครั้งเพื่อให้น้ำมันคาร์บอนปรับระดับและหลีกเลี่ยงการสะสมหรือการเกิดฟอง เมื่อพิมพ์สกรีนหลายครั้ง ให้รักษาทิศทางและความเร็วของการเคลื่อนที่ของมีดโกนให้สม่ำเสมอในแต่ละครั้งเพื่อให้ฟิล์มน้ำมันคาร์บอนมีคุณภาพคงที่ สำหรับพื้นที่ที่มีรูปร่างที่ซับซ้อน เช่น ส่วนที่โค้ง มุม หรือมีลวดลายที่สลับซับซ้อน ความยากในการพิมพ์ซิลค์สกรีนจะเพิ่มขึ้น ที่มุม ให้ชะลอความเร็วมีดโกนอย่างเหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าน้ำมันคาร์บอนเต็มมุม สำหรับบริเวณโค้ง ให้รักษาแรงกดบนมีดโกนให้สม่ำเสมอเพื่อให้แน่ใจว่าน้ำมันคาร์บอนจะถ่ายเทไปตามส่วนโค้งได้อย่างราบรื่น นอกจากนี้ยังสามารถใช้วิธีการพิมพ์หน้าจอทีละขั้นตอน โดยพิมพ์ชิ้นส่วนหลักก่อน จากนั้นจึงเสริมรายละเอียดการพิมพ์หลังจากการทำให้แห้งครั้งแรก

(3) การอบแห้งและการแข็งตัว

หลังจากการพิมพ์ซิลค์สกรีนเสร็จสิ้น PCB จะถูกทำให้แห้งและบ่มเพื่อระเหยตัวทำละลายในน้ำมันคาร์บอนและทำให้เรซินแข็งตัว กลายเป็นฟิล์มนำไฟฟ้าที่มีความเสถียร มีวิธีการทำให้แห้งและการบ่มหลายวิธี เช่น การให้ความร้อน การฉายรังสีอัลตราไวโอเลต ฯลฯ ขึ้นอยู่กับประเภทของน้ำมันคาร์บอน สำหรับการบ่มด้วยความร้อนเป็นตัวอย่าง จำเป็นต้องควบคุมพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น อุณหภูมิและเวลาอย่างเคร่งครัด หากอุณหภูมิสูงเกินไปหรือใช้เวลานานเกินไป ฟิล์มน้ำมันคาร์บอนอาจแตกหรือเปลี่ยนสีได้ หากอุณหภูมิต่ำเกินไปหรือเวลาไม่เพียงพอ น้ำมันคาร์บอนจะไม่สามารถรักษาให้หายขาดได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งส่งผลต่อการนำไฟฟ้าและการยึดเกาะ ตัวอย่างเช่น น้ำมันคาร์บอนบางชนิดต้องได้รับความร้อนและบ่มที่อุณหภูมิประมาณ 150 องศาเป็นเวลา 30 นาที

(4) การทดสอบและการควบคุมคุณภาพ

การตรวจจับความหนา: ใช้เครื่องมือวัดความหนาเพื่อวัดความหนาของฟิล์มน้ำมันคาร์บอน และพิจารณาว่าเป็นไปตามข้อกำหนดหรือไม่ สถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกันมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับความหนาของฟิล์มน้ำมันคาร์บอน ตัวอย่างเช่น สำหรับการใช้งานปุ่มทั่วไป ความหนาของน้ำมันคาร์บอนสำหรับการพิมพ์ซิลค์สกรีนเดี่ยวคือ 0.3-1.0mil โดยมีค่าความคลาดเคลื่อน ± 0.3mil หากความหนาของน้ำมันคาร์บอนต้องมากกว่า 1.0mil จำเป็นต้องพิมพ์ซ้ำครั้งที่สอง โดยมีความหนาของน้ำมันคาร์บอน 1.0-2.0mil และค่าความคลาดเคลื่อน ± 0.4mil

การทดสอบการนำไฟฟ้า: ผ่านการทดสอบทางไฟฟ้า ให้ตรวจสอบว่าพื้นที่น้ำมันคาร์บอนสามารถทำงานได้ตามปกติหรือไม่ และให้แน่ใจว่าค่าการนำไฟฟ้าเป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบ ตัวอย่างเช่น สามารถใช้มัลติมิเตอร์หรืออุปกรณ์อื่นๆ เพื่อวัดค่าความต้านทานของฟิล์มน้ำมันคาร์บอน และเปรียบเทียบกับค่าความต้านทานที่ออกแบบไว้

การตรวจสอบลักษณะที่ปรากฏ: ตรวจสอบคุณภาพรูปลักษณ์ของฟิล์มน้ำมันคาร์บอนและตรวจสอบข้อบกพร่อง เช่น ฟองอากาศ รูเข็ม รอยขีดข่วน ฯลฯ ข้อบกพร่องเหล่านี้อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของน้ำมันคาร์บอน เช่น ฟองอากาศและรูเข็มที่อาจทำให้ค่าการนำไฟฟ้าลดลง และรอยขีดข่วนที่อาจทำให้ฟิล์มน้ำมันคาร์บอนแตกเฉพาะที่

สำหรับ PCB ที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดด้านคุณภาพ จำเป็นต้องมีการปรับปรุงหรือซ่อมแซมเพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพของผลิตภัณฑ์เป็นไปตามมาตรฐาน

3 ข้อควรระวัง

ข้อจำกัดด้านการรักษาพื้นผิว: ไม่สามารถพิมพ์เพลทที่มีการชุบผิวเงินหรือดีบุกด้วยน้ำมันคาร์บอนโดยตรงได้ เนื่องจากพื้นผิวของเงินและดีบุกมีแนวโน้มที่จะเกิดออกซิเดชัน จึงทำให้พื้นผิวเกิดรอยขีดข่วนได้ง่ายเมื่อพิมพ์น้ำมันคาร์บอน หากจำเป็นต้องพิมพ์น้ำมันคาร์บอน จำเป็นต้องพิมพ์น้ำมันคาร์บอนก่อนแล้วจึงดำเนินการกระบวนการสะสมเงินหรือดีบุก แต่การทำเช่นนี้จะทำให้พื้นที่การพิมพ์น้ำมันคาร์บอนเคลือบด้วยเงินหรือดีบุกด้วย

ความร่วมมือด้านการออกแบบและการผลิต: ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ ควรพิจารณาความเป็นไปได้ในการผลิตอย่างละเอียด เช่น ความสัมพันธ์ของขนาดระหว่างน้ำมันคาร์บอนและหน้าต่างหน้ากากประสาน เมื่อหน้าต่างน้ำมันคาร์บอนมีขนาดเล็กกว่าหน้าต่างหน้ากากประสาน ควรรักษาหน้าต่างหน้ากากประสานให้ใหญ่กว่าหน้าต่างน้ำมันคาร์บอนอย่างน้อย 2MIL ด้านหนึ่ง และควรรักษาสะพานเชื่อมหน้ากากประสานระหว่าง PAD น้ำมันคาร์บอนไว้ เมื่อหน้าต่างหน้ากากประสานคล้ายกับหน้าต่างน้ำมันคาร์บอน รูปร่างของหน้าต่างหน้ากากประสานจะต้องเปลี่ยน เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำมันคาร์บอนสั้นลงเล็กน้อยระหว่างการพิมพ์สกรีน