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PCB厂家如何控制丝印精度?

来源: 时间: 2025/09/04 14:59:00 阅读: 102

一、丝印精度的核心定义与行业标准

PCB 丝印精度是指丝印图案(字符、定位框)的实际位置、尺寸与设计文件的偏差,核心指标包括:

  • 位置偏差:丝印中心与设计中心的偏差≤0.05mm(普通 PCB)、≤0.03mm(精细 PCB,如手机主板);

  • 尺寸偏差:字符实际尺寸与设计尺寸的偏差≤±5%(如设计字符高度 1mm,实际 0.95-1.05mm);

  • 清晰度:字符笔画边缘无锯齿(锯齿深度≤0.01mm),无缺笔、连笔(缺笔长度≤0.1mm 为不合格)。

行业标准(IPC-SM-840)明确要求:精细 PCB 丝印位置偏差≤0.05mm,字符分辨率≥0.1mm(笔画宽度),否则会导致贴片机定位错误(贴装偏差≥0.1mm)、维修时字符识别困难。

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二、丝印精度的设计端优化(源头控制)

(一)丝印图案设计规范

  1. 字符尺寸与间距:

  • 字符高度:最小≥0.3mm(人眼可清晰识别),推荐 0.5-1.2mm(平衡精度与识别性);

  • 笔画宽度:字符高度与笔画宽度比为 3:1-5:1(如 1mm 高度字符,笔画宽度 0.2-0.3mm),避免过细(<0.1mm)导致印刷断笔,过粗(>0.5mm)占用过多空间;

  • 字符间距:相邻字符间距≥0.2mm(普通 PCB)、≥0.15mm(精细 PCB),避免印刷时油墨粘连(连笔率≤0.1%)。

  1. 定位基准设计:

  • 设置 3 个以上定位基准点(直径 1-2mm,圆形),基准点距离 PCB 边缘≥5mm,避免边缘变形影响定位;

  • 基准点需与 PCB 的机械定位孔(如安装孔)关联,确保丝印定位与 PCB 整体定位一致(偏差≤0.02mm)。

  1. 避让设计:

  • 丝印需避让焊盘(距离焊盘边缘≥0.1mm),避免油墨覆盖焊盘导致焊接不良(虚焊率≤0.1%);

  • 避让过孔(距离过孔边缘≥0.05mm),避免过孔周围油墨堆积(堆积厚度>5μm)导致平整度差。

(二)设计软件参数设置

  1. 图层设置:在 Altium Designer、KiCad 等软件中,将丝印图层(Top SilkScreen/Bottom SilkScreen)与阻焊层、基材图层关联,确保丝印图案在阻焊层范围内(偏差≤0.01mm);

  1. DFM 检查:启用软件的 DFM 检查功能,设置 “丝印位置偏差≤0.05mm”“字符尺寸偏差≤±5%” 等规则,自动排查设计错误(如字符重叠、距离焊盘过近),错误修正率≥99%;

  1. 菲林输出精度:丝印菲林输出分辨率≥2400dpi(普通 PCB)、≥4800dpi(精细 PCB),菲林尺寸偏差≤±0.01mm,避免菲林精度不足导致的丝印偏差。



三、丝印精度的生产端控制(过程保障)

(一)丝网制作精度控制

  1. 丝网选型与张力:

  • 精细丝印(字符≤0.3mm)选用 400-500 目不锈钢丝网(张力 28-30N/cm,比尼龙丝网稳定 30%),普通丝印用 300-350 目尼龙丝网;

  • 丝网张力需用张力计实时监测(每 2 小时 1 次),张力衰减>10% 时需重新张网(张力不足会导致印刷时丝网变形,位置偏差≥0.05mm)。

  1. 感光胶涂布与曝光:

  • 感光胶厚度:精细丝印涂 2-3 层(总厚度 15-20μm),普通丝印涂 1-2 层(10-15μm),厚度偏差≤±1μm(用膜厚仪测量);

  • 曝光参数:曝光能量 100-120mJ/cm2(精细丝印)、80-100mJ/cm2(普通丝印),曝光时间根据能量调整(如 100mJ/cm2 对应 15 秒),能量不足会导致显影后图案边缘模糊(偏差≥0.02mm)。

(二)印刷过程精度控制

  1. PCB 定位精度:

  • 采用真空吸附 + 定位销双重定位:定位销精度≤0.01mm,真空吸附压力 0.05-0.08MPa,确保 PCB 在印刷过程中无位移(位移≤0.005mm);

  • 定位偏差校准:每印刷 50 块 PCB,用 CCD 视觉系统检测定位偏差(精度 ±0.001mm),偏差>0.03mm 时自动调整工作台位置,校准时间≤10 秒。

  1. 刮刀与网距控制:

  • 刮刀:精细丝印用 65-70 Shore A 硬度的聚氨酯刮刀(刃口平整度≤0.01mm/m),普通丝印用 60-65 Shore A 硬度刮刀,刮刀角度 45°(精细丝印)-60°(普通丝印),角度偏差≤±2°;

  • 网距:精细丝印网距 1-1.5mm,普通丝印 1.5-2mm,网距偏差≤±0.1mm(网距过大导致字符变形,过小导致油墨粘连)。

  1. 油墨黏度与印刷速度:

  • 黏度:精细丝印油墨黏度 2000-2500cP(25℃),普通丝印 1500-2000cP,每 30 分钟测量 1 次,黏度偏差>10% 时补充稀释剂;

  • 速度:精细丝印印刷速度 50-80mm/s,普通丝印 80-100mm/s,速度波动≤±5mm/s(速度过快导致油墨转移不充分,字符缺笔)。

(三)固化过程精度保护

  1. 烘箱温度均匀性:

  • 采用多温区烘箱(3-5 个温区),每个温区温度偏差≤±1℃,避免局部温度过高导致油墨收缩不均(收缩率≤0.5%),字符尺寸偏差>±5%;

  • PCB 分层摆放(层间距≥10mm),避免堆叠导致的温度差异(温差≤±2℃)。

  1. 固化时间控制:

  • 按油墨类型严格控制固化时间(如环氧型 150℃/30 分钟),时间不足会导致油墨软化(字符易变形),时间过长会导致油墨脆化(笔画易断裂);

  • 固化后自然冷却至室温(冷却时间≥10 分钟),避免快速冷却导致油墨收缩不均(尺寸偏差≥±3%)。



四、丝印精度的检测与修正(结果管控)

(一)高精度检测设备与方法

  1. CCD 视觉检测:

  • 设备:全自动丝印检测机(分辨率≤0.001mm),如奥宝 AOI;

  • 检测项目:位置偏差(精度 ±0.005mm)、尺寸偏差(±0.01mm)、清晰度(边缘锯齿深度≤0.01mm);

  • 效率:每小时检测 1000-1500 块 PCB,检测覆盖率 100%,误判率≤0.1%。

  1. 手动抽样检测:

  • 工具:二次元影像测量仪(精度 ±0.001mm);

  • 抽样比例:每批次抽样 3%-5%(最少 20 块),重点检测字符尺寸、位置偏差;

  • 判定标准:位置偏差>0.05mm、尺寸偏差>±5% 为不合格,不合格率>1% 时需全检。

(二)精度偏差的修正措施

  1. 位置偏差修正:

  • 若偏差≤0.03mm(可接受范围):微调丝印机工作台位置(偏差≤0.01mm / 次);

  • 若偏差>0.05mm(不合格):重新制作丝网(检查菲林与丝网对位),或调整 PCB 定位销位置(偏差≤0.01mm)。

  1. 尺寸偏差修正:

  • 尺寸偏小(如字符高度 0.9mm,设计 1mm):适当降低油墨黏度(增加 5%-10% 稀释剂),或增大印刷压力(增加 0.02-0.03MPa);

  • 尺寸偏大(如字符高度 1.1mm,设计 1mm):提高油墨黏度(减少稀释剂),或降低印刷压力(减少 0.02MPa)。

  1. 清晰度不足修正:

  • 笔画缺笔:更换更高目数丝网(如 350 目换 400 目),或降低印刷速度(减少 10-20mm/s);

  • 边缘锯齿:重新涂布感光胶(确保胶层均匀),或调整曝光能量(增加 10-20mJ/cm2)。


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