影响PCB喷墨油墨的因素有哪些?
作者:弘锐精密来源:弘锐精密时间:2018-08-02 11:10:30浏览:Loading...

在喷墨打印技术中,油墨的材料和性能是至关重要的,要有利于规模化生产,而且油墨材料和性能必须与喷墨打印头结构匹配,以保证在操作温度下和整个操作过程中保持稳定。因此,用于PCB喷墨打印的油墨的物理性能与化学性能必须保持最佳状态。

油墨材料的黏度、表面张力以及触变性等性能将会影响到喷墨管口油墨的堆积、墨滴形状、墨滴发射状态,当然改变喷墨管的温度和电压也会影响这些参数。但是,其前提是只有油墨材料和性能处在最佳物理状态下才能形成最好的墨滴。实际上,喷墨打印的线宽、图形的分辨率或喷墨打印头喷射出的墨滴大小取决于墨滴的流变动力、铜表面粗糙度和对U V光敏感度,只有把这些参数和条件进一步优化后,墨滴的扩散程度才能达到最小化,并达到最佳的图形、线路的效果。

1.油墨黏度与触变性:一般来说,PCB用油墨是由树脂、溶剂、色料、助剂等组成,导电油墨还要加入金属颗粒或纳米金属颗粒等材料。油墨最重要的两个特性是黏度和触变性,而对喷墨油墨的黏度和触变性的要求与传统的丝网印刷油墨有所不同。

(1)黏度。所谓黏度就是液体的内摩擦力,表示在外力的作用下,使一层液体在另一层液体上滑动,内层液体所施加的摩擦力。稠的液体内层滑动遇到的机械阻力较大,反之,较稀的液体阻力较小。黏度有动力黏度和相对黏度之分。过去常误将动力黏度、相对黏度和运动黏度统称为黏度,其实油墨参数中的黏度只指动力黏度,即流体流动的剪切应力除以流层方向的速度梯度。此外,不要混淆油墨黏度与油墨黏性这两个不同的参数。油墨的黏性是指墨层在剥离转移时的阻碍能力,是阻止流动中液体层分离的量度。黏性与油墨墨膜的分离比例有关,黏度是分子内部的阻抗,两者没有必然的联系。虽然大多数黏度大的油墨其黏性也大,但也有油墨的黏性并不随黏度的增大而增大,甚至还会出现降低的情况。

(2)触变性。它是流(液)体的一种特性,又可称摇变性、抗流挂性。在油墨中是指油墨的黏度随剪切速度的大小而变化的一种特性。如油墨在静止放置时,黏度变大而呈“胶体状”,难于流动,当受到触动(如搅拌、摇动、压挤等)时,其黏度会变小而容易流动。因此要保证高质量的喷印,油墨的触变性是非常重要的。在喷墨打印中,好的触变性油墨在喷墨打印机内受到温度和压力等的作用,使油墨黏度变小,从而易于流动和以小滴而喷射到板面上,而当黏着静止后黏度便迅速变大,使墨滴不发生或少发生扩展和塔落的现象,便于保持喷射后油墨墨滴的尺寸,从而保证喷墨打印的线路与图形的尺寸质量。

2.油墨黏度与触变性的最佳化:油墨黏度和触变性是喷墨油墨的重要性能指标,除了与油墨的组成及其比例有关外,也与设备、环境等操作参数和操作过程密切相关。众所周知,油墨的黏度大小是关系到喷墨印刷是否流畅的根本问题。所以,在一定的设施和操作条件下,采用何种类型的油墨就决定了使用的黏度的范围,只有遵从这些要求,才能获得高质量的印刷效果。

但是,在很多情况下,为了获得理想的分辨率,无论采取什么样的油墨黏度,都很难实现它,往往要依靠改变油墨的触变性来解决。常规的油墨是由树脂、填料、溶剂、助剂、色料等经过研磨加工而形成均匀的一种混合物。在未受到外来热能或紫外线照射的作用下,是以离子团和极性团形式存在的。在静态下,由于油墨中的离子团和极性团的相互吸引而有序排列,从而表现出高黏度的状态,并不发生化学反应。当受到外力,如机械搅拌、推动、挤压等作用时,油墨中原来的有序排列的状态被打破,形成无序的混乱状态,从而使油墨的黏度降低。油墨由“静态”到“动态”的黏度变化程度是由外力作用的程度来决定的,但其黏度变化不是线性的,而是随着外力作用的持续而缓慢减小,最后达到极限而不变。同时通过研究和应用发现油墨中的固体含量和形状(结构特性)会对触变性造成影响,固体含量越多,触变性越小。如果固体含量太多则会影响油墨的流动性(黏度),因此,油墨中的固体的含量要控制在一定的范围内。另外,可加入某些触变性助剂来改变油墨的触变性,又称触变剂,使油墨的触变性达到可控制的目的。当然还可以通过稀释剂来改变油墨的黏度或触变性,达到高质量的喷印效果。

总之,随着科技的发展会有更先进的P C B喷墨油墨出现,这些油墨将会有更好的特性、更加环保,与先进的喷墨打印设备一起来提高PCB制造水平。

摘自《喷墨空间》2009年第9期

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