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PCB丝网印刷材料选型指南(油墨、丝网、基板适配)

  • 2025-09-05 13:57:00
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一、材料选型的核心逻辑与痛点
PCB 丝网印刷的材料选型需遵循 “场景需求→性能匹配→工艺适配” 逻辑,若选型不当,会导致批量不良(如油墨脱落、字符模糊)。行业常见痛点包括:
  • 汽车 PCB 选用普通丙烯酸油墨(耐温 260℃),焊接后字符脱落率达 10%;

  • 高频 PCB 用低目数丝网(300 目),字符边缘锯齿深度>0.02mm,影响信号识别;

  • 柔性 PCB 用刚性油墨,弯折 100 次后丝印开裂率达 30%。

因此,材料选型需精准匹配 PCB 的应用环境(温度、湿度、化学腐蚀)、性能要求(精度、耐磨性)与生产工艺(印刷速度、固化条件)。

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二、核心材料 1:丝印油墨的选型

油墨是丝印性能的核心,需重点关注五大参数,不同参数对应不同应用场景:
(一)油墨的核心性能参数
  1. 附着力:

  • 定义:油墨与 PCB 表面的结合强度,测试方法为 3M 610 胶带 45° 快速剥离(拉力 10N),合格标准为残留面积≥95%;

  • 影响因素:油墨树脂类型(环氧型>丙烯酸型)、PCB 表面清洁度(油污残留≤5mg/m²)、固化参数(温度不足会使附着力下降 30%);

  • 场景适配:

  • 刚性 PCB(FR-4):选环氧型油墨(附着力≥0.9N/mm);

  • 柔性 PCB(PI):选柔性环氧或聚氨酯油墨(附着力≥0.8N/mm,弯折 180°100 次无脱落)。

  1. 耐温性:

  • 定义:油墨耐受高温的能力,需同时满足焊接高温(短期)与工作温度(长期);

  • 分类与适配场景:

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  • 测试标准:按 IPC-SM-840,260℃烘烤 10 秒后,油墨无脱落、无变色(ΔE≤1)。

  1. 分辨率:

  • 定义:油墨可印刷的最小字符尺寸,决定适配的 PCB 精度;

  • 关键指标:最小字符高度 0.3mm(高精度)、0.5mm(普通),笔画宽度偏差≤±0.05mm;

  • 影响因素:油墨颗粒度(≤5μm,避免堵塞丝网)、丝网目数(目数越高,分辨率越高);

  • 场景适配:

  • 精细 PCB(手机主板):选高精度油墨(颗粒度 3μm,适配 400 目丝网);

  • 普通 PCB(家电控制板):选普通分辨率油墨(颗粒度 5μm,适配 300 目丝网)。

  1. 耐化学性:

  • 核心要求:耐受酒精、油污、清洁剂,测试标准为75% 酒精擦拭 100 次(力度 500g)无褪色 / 脱落,机油浸泡 24 小时无膨胀;

  • 场景适配:

  • 工业 PCB(接触油污):选耐油环氧油墨;

  • 医疗 PCB(酒精消毒):选医用级耐酒精油墨(如贺利氏 ML-8000)。

  1. 颜色与对比度:

  • 对比度要求:丝印颜色与 PCB 底色对比度≥70%(符合人眼识别习惯);

  • 底色适配建议:

  • 绿色阻焊层:优先白色(对比度 85%)、其次黑色(75%);

  • 黑色阻焊层:仅白色、银色(对比度 80%,避免黑色字符与底色混淆);

  • 蓝色 / 红色阻焊层:白色、黄色(对比度 75%)。

(二)特殊功能油墨选型
  1. 屏蔽油墨:

  • 功能:提升 PCB 的 EMC 性能(屏蔽外部干扰),含银、铜等导电颗粒;

  • 适用场景:高频通信 PCB(5G 基站)、医疗设备 PCB;

  • 关键参数:体积电阻率≤0.01Ω・cm,屏蔽效能≥40dB@1GHz。

  1. 耐磨油墨:

  • 功能:增强 PCB 表面耐磨性,添加陶瓷、石英等耐磨填料;

  • 适用场景:工业控制面板(频繁触摸)、汽车按键 PCB;

  • 关键参数:铅笔硬度≥4H,耐磨性测试(1000g 负重摩擦 1000 次无露底)。

  1. 柔性油墨:

  • 功能:适配柔性 PCB 的弯折需求,含柔性树脂(如聚氨酯);

  • 适用场景:柔性排线、可穿戴设备 PCB;

  • 关键参数:弯折 180°1000 次无开裂, elongation at break≥100%。



三、核心材料 2:丝网的选型

丝网是油墨转移的 “模板”,其目数、材质、张力直接影响丝印精度与效率:
(一)丝网目数选择
  • 定义:每英寸丝网的网孔数量,目数越高,网孔越小,油墨转移量越少,分辨率越高;

  • 适配场景:

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  • 注意:目数过高(如 600 目)易导致油墨堵塞,需搭配低黏度油墨(1500-2000cP),且印刷速度需降低(≤50mm/s)。

(二)丝网材质选择
  1. 尼龙丝网:

  • 优势:弹性好(断裂伸长率≥20%)、成本低(比不锈钢低 50%)、耐化学腐蚀;

  • 劣势:张力稳定性差(长期使用张力衰减 10%)、耐高温性一般(≤120℃);

  • 适用场景:普通 PCB、小批量生产。

  1. 不锈钢丝网:

  • 优势:张力稳定(衰减≤3%)、耐高温(≤300℃)、精度高(网孔偏差≤2μm);

  • 劣势:成本高、易生锈(需镀镍处理);

  • 适用场景:高精度 PCB、大批量生产(如手机主板量产)。

  1. 聚酯丝网:

  • 优势:介于尼龙与不锈钢之间,张力稳定性较好(衰减≤5%)、耐温 150℃;

  • 适用场景:中精度 PCB、柔性 PCB(避免划伤基材)。

(三)丝网张力控制
  • 关键指标:张力需控制在 25-30N/cm(不锈钢丝网)、20-25N/cm(尼龙丝网);

  • 影响:张力不足会导致丝网变形,字符偏移≥0.1mm;张力过高易导致丝网破裂;

  • 管控:每印刷 500 块 PCB 需复测张力,衰减超 10% 时需重新张网。

四、核心材料 3:基板与油墨的适配
PCB 基板材质不同,表面特性差异大,需针对性选择油墨与处理工艺:

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五、材料选型风险规避建议

  1. 小批量试用:新材质 PCB 或新油墨需先试印 50-100 块样板,测试附着力、耐温性、清晰度,合格后再批量采购;

  1. 索要检测报告:要求供应商提供油墨的 RoHS、耐温、附着力检测报告(每批次 1 份),丝网提供张力、目数检测报告;

  1. 工艺匹配验证:油墨黏度需与丝网目数匹配(300 目配 2000-2500cP,400 目配 1500-2000cP),避免因黏度不当导致堵网或字符模糊;

  1. 存储管控:油墨需密封存储(温度 25±5℃,湿度≤50%),保质期≤6 个月;丝网需平放存储,避免张力衰减。


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