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PCBA大讲堂:PTF在PET上印刷线路的注意事项

发布时间 :2018-01-05 10:12 阅读 : 来源 :技术文章责任编辑 :深圳宏力捷PCBA加工部
就如同前面提到过的,相较于FPC(Flex Printed Circuit)与PTF(Polymer Thick Film)软板,我们知道PTF的确有其低价、交期短的诸多优点,但是PTF却有其先天上的能力限制。
 
由于其使用丝网印刷(silkscreen)制程的缘故,PFT无法制作出比FPC还小的电子线路间距,虽然PTF宣称可以达到最小5mils (0.12mm)的电子线路间距,但其实10mils(0.25mm)就已经快到极限了。另外,PTF也无法承受对折式(dead fold)的压折,因为其电子线路的材质为银浆及导电碳墨,他们不如FPC的铜箔(copper)线路具有极佳的延展能力,可以承受限定次数的弯折。
 
下面我整理一些个人使用PTF的经验及所碰到的问题,另外也提出PTF在制作上的制程能力限制及可能的解决方法。
 
异物沾污:
▪ 不导电的异物(particle),如果沾黏于电子线路之上,其最小的影响是增加线路的电阻值,因为电阻值与电子通过的面积成反比,并很有可能造成电性开路(open);如果是具有导电性的异物沾污于线路及线路之间,就很有可能会造成电性短路(short),这种缺点最让人讨厌了,因为它在PCBA制造工厂生产时,没有办法完全透过测试的方法来筛选出来,通常必须等到安装于产品一段时间后才会产生问题,尤其是使用在高温高湿的环境之下。以后如果有机会,可以再撰文谈讨这个主题。
 
异物有可能来自于环境中的空气污染,有灰尘(dust)、纤维(fiber)、纸屑等。一般来说大都是人为的异物,如衣服上就有很多的纤维,特别是毛衣或是棉质的衣服。瓦愣纸箱也是一大污然来源,有毛屑、纸屑及纤维,人体也会一直掉落角质层。最好的防治方法,可以设置一个100K等级的洁静室/无尘室(Clean room),人员穿着防尘衣,并严格控制各种可能的污染源。环境控制真的很重要性,尤其是在生产小间距线路的产品时,因为谁也抓不淮什么时候会有葬东西沾污于线路上,造成不定时的品质缺点。
 
另外一个异物的可能来源是油墨,油墨在制作时会加入一些金属成份的添加剂,这些添加剂如果管控不当,很有可会结成硬块,较大的硬块无法流经丝网印刷的网目,就会阻塞丝印的网目,而造成印刷缺孔,甚至是造成电子线路断路;较小的硬块可以流经网目,但会在电子线路上形成凸点,这时如果有重迭的上、下层线路时,凸点很有可能会穿破绝缘层(dielectric layer)而造成上、下线路短路。油墨的污染也可能来自于油墨生产时的不良环境空气,或是油墨存放的环境。管控油墨异物最好的方法是,用适当大小的滤网过滤油墨的沾污;如果沾污严重时,也可以先用粗滤网后用细滤网过滤。
 
导电层的印刷沾污:
▪ 丝网印刷时,导电油墨的黏稠度相当重要,当稀释剂添加太多时,油墨就会变稀变得容易渗透到原本不应该印有油墨的地方,这种缺点称为印刷沾污,更糟糕的是这种沾污会持续到下一次印刷,甚至是下下一次,直到沾污的油墨干竭为止。严重的印刷沾污会直接造成相邻导电线路间的短路;轻微的印刷沾污也可能会影响到线路与线路间的电子流动,如果加上电压为能源、湿度为催化剂,就很可能产生电子迁移(eletromigration)现象于线路与线路之间,随着时间一久,就会产生导电性造成短路。
 
解决这种导电层印刷沾污的方法,其一是选用适当油墨并控制稀释剂的添加;其二是定期清洗丝印网板;其三是加强检查,最好是每做好一张就检查一张,如果能有AOI(Auto Optical Inspector,自动影像检测机)就更好了。
上图为导电线路印刷沾污,经一段时经使用后沾污扩散,并造成电子短路,用刀片把沾污的地方割开后,电器特性就恢复正常。
(↑上图为导电线路印刷沾污,经一段时经使用后沾污扩散,并造成电子短路,用刀片把沾污的地方割开后,电器特性就恢复正常。)
 
绝缘层的印刷孔、洞:
▪ 丝印网板是由经线纬线所构成,既然是线所构成,在印刷时有线的地方就会有印刷不到的地方,尤其是在经线及纬线交叉的地方,就会形成印刷不到的孔洞,这些孔洞极为细微,很难用眼睛观察到,但电子还是有可能穿过,这时如果孔洞刚好落在相邻层的导电线路上,就会造成层与层之间的短路。
 
解决这种绝缘层印刷孔、洞的方法,可以降低绝缘层油墨的黏度,让绝缘油墨可以渗透到经、纬线底下(※请注意:不要把导电油墨的增加黏度与绝缘层降低黏度搞混了)。另外的方法,是增加绝缘层印刷的次数的2~3层,并规定每一绝缘层都使用不同网目及经纬方向的丝印网板,目的是让不同的网板印刷可以互相填补孔洞。


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