PCB丝印工艺缺陷是如何产生的？

    在 PCB 制造环节中，丝印工艺是最容易出现外观缺陷的工序之一，而丝印色彩的均匀性、附着力与清晰度，直接决定了板卡的外观品质与标识功能。从实际生产数据来看，约 30% 的 PCB 外观不良与丝印色彩相关，常见缺陷包括色彩不均、露底、气泡、脱落等。这些缺陷不仅影响板卡的视觉效果，严重时还会导致元件标识错误、防护失效等功能性问题。本文将结合捷配多年的生产实战经验，深入分析 PCB 丝印色彩相关缺陷的产生机理，并提供针对性的解决方案。

 

 

    色彩不均是丝印工艺中最常见的缺陷之一，表现为同一板内丝印色彩深浅不一，或不同板之间存在明显色差。该缺陷的核心成因可分为三类：油墨调配不当、丝网参数不合理、刮印工艺参数波动。从油墨角度来看，丝印油墨由颜料、树脂、溶剂与助剂组成，若颜料分散不均，或溶剂挥发速度过快，会导致印刷过程中油墨浓度发生变化，进而造成色彩不均。例如，白色丝印油墨中的钛白粉密度较大，若搅拌不充分，易出现沉降现象，导致底层丝印偏灰、上层丝印偏白。捷配针对这一问题，采用高速分散 + 三辊研磨的油墨预处理工艺，确保颜料颗粒粒径均匀分布在 5-10μm 之间，同时添加触变剂，提升油墨的悬浮稳定性，有效避免颜料沉降。

 

    从丝网参数来看，丝网目数与张力直接影响油墨的转移量。目数过高（如 400 目以上）会导致油墨通过率低，丝印层偏薄，色彩偏浅；目数过低（如 150 目以下）则会导致油墨堆积，色彩偏深，且易出现毛边。此外，丝网张力不足会导致印刷过程中丝网变形，造成局部油墨转移量差异。捷配根据不同丝印色彩的油墨特性，制定了差异化的丝网参数标准：白色、黑色等主流色彩采用 250-300 目丝网，张力控制在 20-25N/cm；红色、蓝色等特殊色彩因颜料颗粒较大，采用 200-250 目丝网，张力控制在 18-22N/cm。通过标准化的丝网参数，可将色彩不均的不良率控制在 0.5% 以下。

 

    刮印工艺参数的波动是导致色彩不均的另一关键因素。刮印压力过大，会导致油墨被挤压出丝网缝隙，造成局部色彩偏深；刮印速度过快，油墨无法充分填充丝网，导致色彩偏浅；刮印角度不当，则会导致油墨转移不均匀。捷配采用全自动丝印机，通过伺服系统精准控制刮印压力（0.3-0.5MPa）、速度（50-100mm/s）与角度（45°-60°），并针对不同丝印色彩的油墨粘度调整参数 —— 例如，黄色油墨粘度较高，需适当增加刮印压力；红色油墨粘度较低，需降低刮印速度，避免油墨飞溅。在某消费电子客户的批量生产中，通过优化刮印参数，丝印色彩不均的不良率从原来的 2.8% 降至 0.3%。

 

    露底缺陷是指丝印层覆盖不完整，露出底层阻焊层或基材，多见于细线条、小字符的丝印区域。该缺陷在白色丝印中尤为突出，因为白色油墨的遮盖力相对较弱，若丝印层厚度不足，易出现露底现象。根据 IPC-6012 标准，丝印层的最小厚度需≥10μm，才能保证良好的遮盖力。露底缺陷的产生主要与油墨厚度控制不当、丝网堵塞、基板表面不平整有关。针对油墨厚度问题，捷配采用二次丝印工艺—— 第一次印刷薄墨层，待溶剂挥发后进行第二次印刷，可将丝印层厚度提升至 15-20μm，有效解决露底问题。同时，在丝印前对丝网进行超声波清洗，清除网孔内的残留油墨，避免因网孔堵塞导致的油墨转移不足。对于基板表面不平整的问题，捷配在丝印前增加基板平整度检测工序，对翘曲度超过 0.5% 的基板进行整平处理，确保丝印层与基板表面紧密贴合。

 

    气泡缺陷表现为丝印层表面出现大小不一的气泡，破坏色彩的均匀性，严重时会导致丝印层脱落。气泡的产生主要源于油墨中的空气未完全排出，或基板表面存在油污、水分。捷配在油墨使用前，采用真空脱泡工艺，将油墨置于 - 0.09MPa 的真空环境中脱泡 30 分钟，去除油墨中的微小气泡。同时，在丝印前对基板进行等离子清洗，清除表面的油污、水分与氧化物，提升油墨与基板的附着力。在某工业控制客户的变频器 PCB 项目中，通过真空脱泡 + 等离子清洗的组合方案，丝印气泡不良率从 1.5% 降至 0.1% 以下。

 

    丝印层脱落是影响 PCB 可靠性的严重缺陷，主要分为附着力不足导致的脱落与耐温性不足导致的脱落两类。附着力不足的核心原因是基板表面清洁度不够，或油墨与基板材质不兼容。捷配通过百格测试（ASTM D3359 标准）对每批次产品进行附着力检测，要求附着力≥3B 级。对于耐温性不足导致的脱落，主要是因为油墨树脂体系无法承受回流焊的高温（260℃/10s）。捷配采用耐高温环氧树脂油墨，通过添加固化剂提升交联密度，确保丝印层在回流焊后无脱落、无变色。在某汽车电子客户的发动机控制板项目中，丝印层经过 3 次回流焊工艺后，仍保持良好的附着力与色彩稳定性。

 

    除了上述常见缺陷，丝印色彩还可能出现褪色、变色等问题，主要与油墨的耐候性、耐化学性有关。例如，户外使用的 PCB 若采用耐 UV 性能差的油墨，经过长期暴晒后会出现褪色现象；接触酸碱溶液的工业 PCB，若油墨耐化学性不足，会出现变色、溶解等问题。捷配针对不同应用场景，提供差异化的油墨解决方案：户外 PCB 采用添加抗 UV 稳定剂的油墨，工业 PCB 采用耐酸碱的氟碳树脂油墨，确保丝印色彩在恶劣环境下长期稳定。