Σε όλη τη διαδικασία παραγωγής του σύγχρονου PCB, το μελάνι έχει γίνει ένα από τα απαραίτητα βοηθητικά υλικά στη διαδικασία κατασκευής PCB στα εργοστάσια PCB. Κατέχει μια πολύ σημαντική θέση στα υλικά διεργασίας PCB. Η επιτυχία ή η αποτυχία της χρήσης μελανιού επηρεάζει άμεσα τις συνολικές τεχνικές απαιτήσεις και τους δείκτες ποιότητας των αποστολών PCB. Για το λόγο αυτό, οι κατασκευαστές PCB δίνουν μεγάλη σημασία στην απόδοση των μελανιών. Εκτός από το γνωστό ιξώδες μελανιού, η θιξοτροπία ως μελάνι συχνά παραβλέπεται από τους ανθρώπους. Παίζει όμως πολύ σημαντικό ρόλο στην επίδραση της μεταξοτυπίας.

Παρακάτω αναλύουμε και διερευνούμε την επίδραση της θιξοτροπίας στο σύστημα PCB στην απόδοση του μελανιού:

1. Οθόνη

Η μεταξοτυπία είναι ένα από τα απαραίτητα υλικά στη διαδικασία της μεταξοτυπίας. Χωρίς οθόνη, δεν μπορεί να ονομαστεί μεταξοτυπία. Η μεταξοτυπία είναι η ψυχή της τεχνολογίας μεταξοτυπίας. Τα παραβάν είναι σχεδόν όλα μεταξωτά υφάσματα (υπάρχουν φυσικά και μη μεταξωτά υφάσματα).

Στη βιομηχανία PCB, το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο είναι το δίχτυ τύπου t. Τα δίκτυα τύπου s και hd γενικά δεν χρησιμοποιούνται παρά μόνο για μεμονωμένες ειδικές ανάγκες.

2. Μελάνι

Αναφέρεται στην έγχρωμη ζελατινώδη ουσία που χρησιμοποιείται για τυπωμένους πίνακες. Συχνά αποτελείται από συνθετικές ρητίνες, πτητικούς διαλύτες, έλαια και πληρωτικά, αποξηραντικά, χρωστικές και αραιωτικά. Συχνά ονομάζεται μελάνι.

Τρία. Αρκετές σημαντικές τεχνικές ιδιότητες του μελανιού PCB

Είτε η ποιότητα του μελανιού PCB είναι εξαιρετική, καταρχήν, είναι αδύνατο να ξεφύγουμε από τον συνδυασμό των παραπάνω βασικών εξαρτημάτων. Η εξαιρετική ποιότητα του μελανιού είναι μια ολοκληρωμένη εκδήλωση της επιστημονικότητας, της προόδου και της προστασίας του περιβάλλοντος της φόρμουλας. Αντικατοπτρίζεται σε:

(1) Ιξώδες: συντομογραφία για το δυναμικό ιξώδες. Γενικά εκφραζόμενη με ιξώδες, δηλαδή τη διατμητική τάση της ροής του ρευστού διαιρεμένη με την κλίση της ταχύτητας προς την κατεύθυνση του στρώματος ροής, η διεθνής μονάδα είναι Pa/sec (pa.s) ή milliPascal/sec (mpa.s). Στην παραγωγή PCB, αναφέρεται στη ρευστότητα του μελανιού που παράγεται από εξωτερικές δυνάμεις.

(2) Πλαστικότητα: Αφού το μελάνι παραμορφωθεί από εξωτερική δύναμη, εξακολουθεί να διατηρεί τις ιδιότητές του πριν από την παραμόρφωση. Η πλαστικότητα του μελανιού συμβάλλει στη βελτίωση της ακρίβειας εκτύπωσης.

(3) Θιξοτροπικό: (θιξοτροπικό) Το μελάνι είναι ζελατινώδες όταν αφήνεται να παραμείνει και το ιξώδες αλλάζει όταν το αγγίζετε. Ονομάζεται επίσης θιξοτροπική και αντίσταση σε πτώση.

(4) Ρευστότητα: (ισοπέδωση) ο βαθμός στον οποίο το μελάνι απλώνεται γύρω κάτω από τη δράση εξωτερικής δύναμης. Η ρευστότητα είναι η αμοιβαία σχέση του ιξώδους και η ρευστότητα σχετίζεται με την πλαστικότητα και τη θιξοτροπία της μελάνης. Η πλαστικότητα και η θιξοτροπία είναι μεγάλες, η ρευστότητα είναι μεγάλη. η ρευστότητα είναι μεγάλη, το αποτύπωμα είναι εύκολο να επεκταθεί. Με χαμηλή ρευστότητα, είναι επιρρεπής σε σχηματισμό δικτύου, με αποτέλεσμα το σχηματισμό μελάνης, ο οποίος είναι επίσης γνωστός ως δικτυωτός.

(5) Ιξωδοελαστικότητα: αναφέρεται στην ικανότητα του μελανιού που κόβεται και σπάει μετά το ξύσιμο του μελανιού από το μάκτρο να αναπηδά γρήγορα. Απαιτείται η ταχύτητα παραμόρφωσης του μελανιού να είναι γρήγορη και η μελάνη να αναπηδά γρήγορα για να είναι ευεργετική για την εκτύπωση.

(6) Στεγνότητα: όσο πιο αργό είναι το στέγνωμα του μελανιού στην οθόνη, τόσο το καλύτερο και όσο πιο γρήγορα τόσο καλύτερα μετά τη μεταφορά του μελανιού στο υπόστρωμα.

(7) Λεπτότητα: το μέγεθος της χρωστικής και των σωματιδίων στερεού υλικού, το μελάνι PCB είναι γενικά μικρότερο από 10μm και το μέγεθος της λεπτότητας πρέπει να είναι μικρότερο από το ένα τρίτο του ανοίγματος του πλέγματος.

(8) Στραγγαλισμός: Όταν το μελάνι συλλέγεται με ένα φτυάρι μελάνης, ο βαθμός στον οποίο το μελάνι που μοιάζει με μετάξι δεν σπάει όταν τεντώνεται ονομάζεται στενότητα. Το νήμα μελάνης είναι μακρύ και υπάρχουν πολλά νήματα στην επιφάνεια του μελανιού και στην επιφάνεια εκτύπωσης, με αποτέλεσμα το υπόστρωμα και την πλάκα εκτύπωσης να είναι βρώμικα ή ακόμη και να μην μπορούν να εκτυπωθούν.

(9) Διαφάνεια και ισχύς απόκρυψης μελανιού: Για τα μελάνια PCB, προβλέπονται διάφορες απαιτήσεις για τη διαφάνεια και την ισχύ απόκρυψης του μελανιού σύμφωνα με διαφορετικές χρήσεις και απαιτήσεις. Γενικά, τα μελάνια κυκλώματος, τα αγώγιμα μελάνια και τα μελάνια χαρακτήρων απαιτούν υψηλή ισχύ απόκρυψης. Η αντίσταση συγκόλλησης είναι πιο ευέλικτη.

(10) Χημική αντοχή του μελανιού: Το μελάνι PCB έχει αυστηρά πρότυπα για οξύ, αλκάλιο, αλάτι και διαλύτη σύμφωνα με διαφορετικούς σκοπούς.

(11) Φυσική αντίσταση του μελανιού: Το μελάνι PCB πρέπει να ανταποκρίνεται στην εξωτερική αντίσταση στις γρατσουνιές, στη θερμική αντίσταση, στη μηχανική αντίσταση αποφλοίωσης και να πληροί διάφορες αυστηρές απαιτήσεις ηλεκτρικής απόδοσης.

(12) Ασφάλεια και προστασία του περιβάλλοντος του μελανιού: Το μελάνι PCB απαιτείται να είναι χαμηλής τοξικότητας, άοσμο, ασφαλές και φιλικό προς το περιβάλλον.

Παραπάνω συνοψίσαμε τις βασικές ιδιότητες των δώδεκα μελανιών PCB. Μεταξύ αυτών, στην πραγματική λειτουργία της μεταξοτυπίας, το πρόβλημα του ιξώδους σχετίζεται στενά με τον χειριστή. Το ιξώδες είναι πολύ σημαντικό για την ομαλότητα της μεταξοτυπίας. Επομένως, στα τεχνικά έγγραφα μελανιού PCB και στις αναφορές qc, το ιξώδες επισημαίνεται με σαφήνεια, υποδεικνύοντας υπό ποιες συνθήκες και ποιον τύπο οργάνου δοκιμής ιξώδους θα χρησιμοποιηθεί. Στην πραγματική διαδικασία εκτύπωσης, εάν το ιξώδες του μελανιού είναι πολύ υψηλό, θα είναι δύσκολο να εκτυπωθεί και οι άκρες των γραφικών θα είναι πολύ οδοντωτές. Προκειμένου να βελτιωθεί το αποτέλεσμα εκτύπωσης, θα προστεθεί ένα διαλυτικό για να καλύψει τις απαιτήσεις το ιξώδες. Αλλά δεν είναι δύσκολο να διαπιστώσετε ότι σε πολλές περιπτώσεις, για να αποκτήσετε την ιδανική ανάλυση (ανάλυση), ανεξάρτητα από το ιξώδες που χρησιμοποιείτε, εξακολουθεί να είναι αδύνατο να επιτευχθεί. Γιατί; Μετά από εις βάθος έρευνα, ανακάλυψα ότι το ιξώδες του μελανιού είναι ένας σημαντικός παράγοντας, αλλά όχι ο μοναδικός. Υπάρχει ένας άλλος πολύ σημαντικός παράγοντας: η θιξοτροπία. Επηρεάζει επίσης την ακρίβεια εκτύπωσης.

Τέσσερα. Θιξοτροπία

Το ιξώδες και η θιξοτροπία είναι δύο διαφορετικές φυσικές έννοιες. Μπορεί να γίνει κατανοητό ότι η θιξοτροπία είναι σημάδι αλλαγών στο ιξώδες του μελανιού.

Όταν το μελάνι βρίσκεται σε μια ορισμένη σταθερή θερμοκρασία, με την προϋπόθεση ότι ο διαλύτης στο μελάνι δεν εξατμίζεται γρήγορα, το ιξώδες του μελανιού δεν θα αλλάξει αυτήν τη στιγμή. Το ιξώδες δεν έχει να κάνει με το χρόνο. Το ιξώδες δεν είναι μεταβλητή, αλλά σταθερά.

Όταν το μελάνι υποβάλλεται σε εξωτερική δύναμη (ανάδευση), το ιξώδες αλλάζει. Καθώς η δύναμη συνεχίζεται, το ιξώδες θα συνεχίσει να μειώνεται, αλλά δεν θα πέφτει επ’ αόριστον και θα σταματήσει όταν φτάσει σε ένα ορισμένο όριο. Όταν η εξωτερική δύναμη εξαφανιστεί, μετά από μια ορισμένη περίοδο παραμονής, το μελάνι μπορεί αυτόματα να επιστρέψει σταδιακά στην αρχική του κατάσταση. Ονομάζουμε αυτό το είδος αναστρέψιμης φυσικής ιδιότητας ότι το ιξώδες του μελανιού μειώνεται με την παράταση του χρόνου υπό την επίδραση εξωτερικής δύναμης, αλλά αφού εξαφανιστεί η εξωτερική δύναμη, μπορεί να επιστρέψει στο αρχικό ιξώδες ως θιξοτροπία. Η θιξοτροπία είναι μια μεταβλητή που σχετίζεται με το χρόνο υπό τη δράση μιας εξωτερικής δύναμης.

Υπό τη δράση της εξωτερικής δύναμης, όσο μικρότερη είναι η διάρκεια της δύναμης και η προφανής μείωση του ιξώδους, ονομάζουμε αυτό το μελάνι ότι η θιξοτροπία είναι μεγάλη. Αντίθετα, εάν η μείωση του ιξώδους δεν είναι εμφανής, λέγεται ότι η θιξοτροπία είναι μικρή.

5. Μηχανισμός αντίδρασης και έλεγχος θιξοτροπίας μελανιού

Τι ακριβώς είναι η θιξοτροπία; Γιατί μειώνεται το ιξώδες του μελανιού υπό την επίδραση εξωτερικής δύναμης, αλλά η εξωτερική δύναμη εξαφανίζεται, μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, το αρχικό ιξώδες μπορεί να αποκατασταθεί;

Για να προσδιοριστεί εάν το μελάνι έχει τις απαραίτητες συνθήκες για θιξοτροπία, πρώτα είναι η ρητίνη με ιξώδες και στη συνέχεια γεμίζεται με μια ορισμένη αναλογία όγκου σωματιδίων πλήρωσης και χρωστικής. Αφού αλέσουν και υποστούν επεξεργασία η ρητίνη, τα πληρωτικά, οι χρωστικές, τα πρόσθετα κ.λπ., αναμειγνύονται πολύ ομοιόμορφα μεταξύ τους. Είναι ένα μείγμα. Ελλείψει εξωτερικής θερμότητας ή ενέργειας υπεριώδους φωτός, υπάρχουν ως ακανόνιστη ομάδα ιόντων. Υπό κανονικές συνθήκες, είναι διατεταγμένα με τάξη λόγω αμοιβαίας έλξης, παρουσιάζοντας μια κατάσταση υψηλού ιξώδους, αλλά δεν συμβαίνει καμία χημική αντίδραση. Και μόλις υποβληθεί σε εξωτερική μηχανική δύναμη, η αρχική τακτοποιημένη διάταξη διαταράσσεται, η αλυσίδα αμοιβαίας έλξης κόβεται και γίνεται μια διαταραγμένη κατάσταση, δείχνοντας ότι το ιξώδες γίνεται χαμηλότερο. Αυτό είναι το φαινόμενο που συνήθως βλέπουμε μελάνι από παχύ σε λεπτό. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το παρακάτω διάγραμμα αναστρέψιμης διεργασίας κλειστού βρόχου για να εκφράσουμε ζωντανά την όλη διαδικασία της θιξοτροπίας.

Δεν είναι δύσκολο να βρεθεί ότι η ποσότητα των στερεών στο μελάνι και το σχήμα και το μέγεθος των στερεών θα καθορίσουν τις θιξοτροπικές ιδιότητες του μελανιού. Φυσικά, δεν υπάρχει θιξοτροπία για υγρά που είναι εγγενώς πολύ χαμηλό σε ιξώδες. Ωστόσο, για να γίνει θιξοτροπικό μελάνι, είναι τεχνικά δυνατό να προστεθεί ένας βοηθητικός παράγοντας για αλλαγή και αύξηση του ιξώδους του μελανιού, καθιστώντας το θιξοτροπικό. Αυτό το πρόσθετο ονομάζεται θιξοτροπικός παράγοντας. Επομένως, η θιξοτροπία του μελανιού είναι ελεγχόμενη.

Εξι. Πρακτική εφαρμογή θιξοτροπίας

Σε πρακτικές εφαρμογές, δεν είναι ότι όσο μεγαλύτερη είναι η θιξοτροπία τόσο το καλύτερο, ούτε όσο μικρότερη τόσο το καλύτερο. Απλά φτάνει. Λόγω των θιξοτροπικών ιδιοτήτων του, το μελάνι είναι πολύ κατάλληλο για τη διαδικασία της μεταξοτυπίας. Κάνει τη λειτουργία της μεταξοτυπίας εύκολη και δωρεάν. Κατά τη διάρκεια της μεταξοτυπίας μελανιού, το μελάνι στο δίχτυ πιέζεται από το μάκτρο, συμβαίνει κύλιση και συμπίεση και το ιξώδες του μελανιού γίνεται χαμηλότερο, γεγονός που ευνοεί τη διείσδυση του μελανιού. Αφού το μελάνι εκτυπωθεί με οθόνη στο υπόστρωμα PCB, επειδή το ιξώδες δεν μπορεί να ανακτηθεί γρήγορα, υπάρχει ένας κατάλληλος χώρος ισοπέδωσης για να ρέει αργά το μελάνι και όταν αποκατασταθεί η ισορροπία, οι άκρες των γραφικών που εκτυπώνονται στην οθόνη θα είναι ικανοποιητικές ομαλότητα.