浅析PCB制造的触变性对油墨性能的影响

在现代PCB的整个生产制程中，油墨已成为PCB厂制板工艺中不可缺少的辅助材料之一。它在PCB制程用材中占据着非常重要的地位。油墨使用的成败，直接影响到PCB出货的总体技术要求和品质指标。为此，PCB生产厂家都非常重视油墨的性能优劣。除油墨粘度广为人知之外，作为油墨的触变性往往被人们所忽略。而它对网印的效果却起着非同小可的作用。

下面我们就PCB制板中触变性对油墨性能的影响进行分析探索：

一、丝网

丝网是网印工艺中不可缺少的材料之一。缺少丝网便不可称之为网印，丝网是网印工艺的灵魂。丝网几乎都是丝织物(当然也有非丝织物的)。

在PCB行业中，最为常用的是t型网。s及hd型网，除个别特殊需要情况之外，一般都不采用。

二.油墨

是指用于印制板的有色胶状物质。常由合成树脂、挥发性溶剂、油类和填充剂、干燥剂、颜料和稀释剂等组成。常称油墨。

三.PCB油墨几个重要的技术性能

PCB油墨品质是否优异，原则上不可能脱离以上几大组分的组合。油墨品质优异，是配方的科学性，先进性以及环保性的综合体现。其体现在：

（1）粘度：是动力粘度(dynamicviscosity)的简称。一般用viscosity表示，即流体流动的剪切应力除以流层方向的速度梯度，国际单位为帕/秒(pa。s)或毫帕/秒(mpa。s)。在PCB生产中是指油墨受到外力推动产生的流动性。

（2）可塑性：指油墨受外力作用发生变形后，仍保持其变形前的性质。油墨的可塑性有利于提高印刷精度；

（3）触变性：(thixotropic)油墨在静置时呈胶状，而受到触动时粘度发生变化的一种性质，又称摇变性、抗流挂性；

（4）流动性：(流平性)油墨在外力作用下，向四周展开的程度。流动度是粘度的倒数，流动度与油墨的塑性和触变性有关。塑性和触变性大的，流动性就大；流动性大的则印迹容易扩大。流动性小的，易出现结网，产生结墨现象，亦称网纹；

（5）粘弹性：指油墨在刮板刮印后，被剪切断裂的油墨迅速回弹的性能。要求油墨变形速度快，油墨回弹迅速才能有利于印刷；

（6）干燥性：要求油墨在网版上的干燥愈慢愈好，而希望油墨转移到承印物上之后，则要求越快越好；

（7）细度：颜料及固体料颗粒的大小，PCB油墨一般小于10μm，细度的大小应小于网孔开度的三分之一；

（8）拉丝性：用墨铲挑起油墨时，丝状的油墨拉伸不断裂的程度称为拉丝性。墨丝长，在油墨面及印刷面出现很多细丝，使承印物及印版沾脏，甚至无法印刷；

（9）油墨的透明度和遮盖力：对于PCB油墨，根据用途和要求的不同，对油墨的透明度和遮盖力也提出各种要求。一般来说，线路油墨、导电油墨和字符油墨，都要求有高的遮盖力。而阻焊剂则比较灵活。

（10）油墨的耐化学品性：PCB油墨根据使用目的的不同，相应要求对酸、碱、盐和溶剂等要求都有严格的标准；

（11）油墨的耐物理特性：PCB油墨必须符合耐外力划伤、耐热冲击、抗机械剥离，以及达到各种严格的电气性能要求；

（12）油墨的使用安全和环保性：PCB油墨要求具备低毒、无臭、安全和环保型。

以上我们归纳了十二个PCB油墨的基本性能，而其中在网印的实际操作过程中，与操作者密切相关的是粘度问题。粘度的高低，对丝印的顺当与否，关系极大。所以在PCB油墨技术文件和qc报告中，粘度都标注得清清楚楚，指明在什么条件下，用什么类型的粘度测试仪器等。在实际印刷过程中，如果油墨粘度偏高，会造成漏印困难，图形边缘锯齿严重，为了改善印刷效果，就会加入稀释剂，使粘度达到要求。但不难发现，在很多场合下，为了想获得理想的分辨率(解像力)，不管你采用什么粘度，都始终无法实现。为什么呢?经深入研究之后，才发现，油墨粘度是个重要的因数，但并非唯一的。还有另一个相当的重要因数：触变性。是它，也在影响着印刷精度。

四.触变性

粘度与触变性是两个不同的物理概念，可以这样来理解，触变性是油墨粘度发生变化的表征。

油墨在一定的恒温下，假设油墨内的溶剂没有很快挥发，这时油墨的黏度是不会改变的，粘度与时间没有关系，粘度不是一个变量，而是一个常数。

当油墨被外力作用(搅拌)之下，粘度即发生变化，随着作用力的延续，粘度会继续变小，但不会无限制的下降，到了一定的极限而停止。而当外力作用消失之后，经过一定时间的静置，油墨又能自动逐渐恢复到初始的状态。我们将这种在外力作用下，油墨粘度随着时间的延长而下降，但当外力消失之后，又能恢复到原来粘度的可逆物理特性称之为触变性。触变性是一个在外力作用下，与时间有关的变量。

在外力作用下，作用力持续时间越短，粘度下降得明显的，我们就称这种油墨的触变性大；相反，如果黏度下降不明显，就称触变性小。

五.油墨触变性的反应机理和控制

触变性到底是怎么一回事呢?为何油墨在外力的作用下，黏度会变小，而外力消失，静置一定时间后，又能恢复原来的粘度?

决定油墨是否具备触变性的必要条件，首先是带有粘性的树脂，其次是填充有一定体积比例的填料及色料粒子。树脂、填料、色料、助剂等经过研磨加工之后，非常均匀的混合在一起，它们是一种混合物。在未接受外来热能或紫外线光能作用的状态下，它们以一种不规则的离子团存在。在常态下，它们由于互相吸引而有序的排列，表现出高粘度的状态，但并不发生化学反应。而一旦受到外来的机械作用力，打乱了原来有序的排列，切断了互相的吸引链，成为无序的混乱状态，表现出粘度变低。这就是我们平时所看到的油墨由稠变稀的现象。我们可以用下面一个闭合循环的可逆过程图来形象地表达触变性的全过程。

不难发现，油墨中固体的含量多少，固体的形状大小，都将决定着油墨的触变性能。当然，对于本来粘度就非常低的液体，就谈不上什么触变性了。但为了使它变成具有触变性的油墨，在技术上可以采取添加一种助剂，从而使油墨的粘度发生变化提升，使其具有触变性。此助剂称之为触变剂(thixotropicagent)。所以油墨的触变性是可控的。

六.触变性的实际应用

在实际应用中，并非触变性越大越好，也不是越小越好。而是适可而止。油墨由于具有触变性能，非常适用于采用网印的工艺。使得丝印操作变得轻松自如，油墨网印时，在网上的油墨被胶刮推动下，发生滚动和挤压，油墨的粘度变低，利于透墨。油墨网印到PCB基板后，由于粘度未能很快回复，存在一个适当的流平空间，使油墨缓慢流动，而达到回复平衡时，所网印的图形边缘就会得到满意的平直度。

七.结束语

希望能通过本文对油墨触变性的讨论，加深我们对网印工艺在实际运用过程中，常常会碰到，但又不能很准确提出解决方案的时候，触变性就成为我们值得研究课题。