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PCB dell'inchiostro al carbonio

Venture Carbon ink PCB, also known as carbon conductive PCB, are high-quality circuit boards with carbon ink enforced onto the copper pad. It is widely used for printed circuit boards deployed including automotive vehicles, industrial engine control, keypad, keyboard, and so on.

PCB con inchiostro Venture Carbon

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I PCB a inchiostro Venture Carbon, noti anche come PCB conduttivi al carbonio, sono circuiti stampati di alta qualità con inchiostro al carbonio applicato sul pad di rame. È ampiamente utilizzato per circuiti stampati implementati in veicoli automobilistici, controllo motore industriale, tastiera, tastiera, telecomando, schermatura RF, apparecchiature di saldatura e così via.

The carbon material used performs as a resistor between the traces or traces and components. Carbon ink on PCB can provide resolutions as fine as 100μm trace spacing and width. It can be printed onto a rigid-flex board, flexible circuit, and rigid PCB, such as polyamide, PTFE, polyester, FR-4, FR-5 laminates.

Venture mantiene le migliori operazioni, progetti e vendite per le nostre forniture di PCB con inchiostro al carbonio. Forniamo con orgoglio una soluzione one-stop-shop per le vostre schede a circuito stampato con inchiostro di carbonio per le vostre esigenze PCB. Se desideri far crescere la tua attività, fidati sempre di Venture Electronics!

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PCB a inchiostro di carbonio: la guida definitiva alle domande frequenti

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Se hai qualche domanda sul PCB con inchiostro al carbonio, troverai la risposta proprio qui.

Dalle caratteristiche, specifiche, componenti ai requisiti di progettazione; questa guida ti aiuterà a scegliere un perfetto PCB con inchiostro al carbonio.

Quindi, continua a leggere per saperne di più.

Che cos'è il PCB dell'inchiostro al carbonio?

Questo è  circuito stampato che è stato rivestito con inchiostro conduttivo a base di carbonio (inchiostro di carbonio) sul suo substrato.

L'inchiostro è stato polimerizzato e insieme al modello conduttivo del film di carbonio formano un PCB.

Il carbonio funge da conduttore collegando due tracce PCB sulla scheda, componenti e tracce o collegando una resistenza tra le tracce.

PCB con inchiostro al carbonio

PCB con inchiostro al carbonio

Durante la produzione di PCB con inchiostro in carbonio, viene prestata particolare attenzione al controllo della resistenza, al controllo della stampa e della cottura.

Diversi circuiti tra cui PCB rigidoPCB rigido-flessibile e PCB flessibile tutti possono avere inchiostro carbone stampato su di essi.

L'inchiostro al carbonio ha una risoluzione molto fine di circa 100 µm di larghezza della traccia che lo rende utile in PCB come telecomandi, schermatura RF e controllo di motori industriali.

Quali sono i motivi per la frattura del PCB dell'inchiostro al carbonio?

Aggiunta eccessiva di diluente

L'aggiunta di diluente più che sufficiente durante la produzione provoca la rottura del ponte di olio di carbonio.

Normalmente, l'olio di carbonio può essere applicato direttamente senza diluente.

Nel caso in cui sia necessario aggiungere diluente all'olio di carbonio, è necessario farlo rispettando le proporzioni corrette.

La viscosità del carbonio si riduce notevolmente quando il diluente viene aggiunto in modo eccessivo.

Un'elevata resistenza porterà alla rottura della scheda e persino a un circuito completamente aperto.

Il modo più appropriato è aggiungere il diluente in base ai criteri di produzione e alle raccomandazioni del fornitore.

Temperatura di cottura impostata male

La cottura rapida dell'olio di carbonio a temperature estremamente elevate determina una differenza di riscaldamento sull'olio di carbonio in linea e l'olio di carbonio in altri luoghi.

Ciò porta al verificarsi di crepe durante l'indurimento.

Per evitare ciò, è necessario aumentare gradualmente la temperatura del forno durante la cottura.

Perché le crepe dell'olio del ponte portano a perdite nel PCB dell'inchiostro al carbonio?

I seguenti sono i motivi per cui le crepe nell'olio del ponte portano a perdite:

  • L'olio del ponte ha una forza di spellatura molto elevata
  • La scheda PCB dell'inchiostro in carbonio potrebbe essere piegata
  • L'incisione laterale porta alla formazione di uno spazio vuoto vicino ai bordi delle linee delle lastre elettroplaccate.

In che modo il PCB a inchiostro di carbonio si confronta con il PCB in oro duro?

In termini di costi, l'Hard Gold è una finitura superficiale molto costosa e il carbonio conduttivo è un sostituto conveniente per esso a causa dei minori costi di produzione.

Il PCB Carbon Ink è abbastanza economico con una robustezza molto elevata a causa del ridotto costo del materiale di Carbon Ink.

Figura 2 PCB con inchiostro al carbonio

PCB con inchiostro al carbonio

Il PCB Carbon Ink ha un processo di placcatura molto semplice rispetto al PCB Hard Gold che comporta un lungo bagno elettrolitico.

La stampa di PCB Carbon Ink prevede un processo di stampa serigrafica di base.

In termini di robustezza, il PCB Carbon Ink è in grado di resistere a oltre 1 milione di operazioni di pulsanti della tastiera.

Possono inoltre sopportare oltre 100 operazioni di inserimento dei connettori di bordo senza manifestare alcun aumento di resistenza o mostrare alcuna forma di usura,

Inoltre, il PCB Carbon Ink ha un'ottima stabilità viscosa sulla superficie del circuito per applicazioni in luoghi caldi.

PCB in oro duro

PCB in oro duro

Hanno bisogno di proprietà di stampa molto efficienti per consentire la stessa copertura dei bottoni in rame.

Uno dei principali svantaggi di Carbon Ink PCB rispetto a Hard Gold PCB è che l'inchiostro conduttivo al carbonio che è stato indurito e asciugato, deve essere in grado di sopportare fasi di processo estreme come la saldatura e la pulizia con solvente.

Ciò dovrebbe avvenire senza alcuna perdita nella sua conduttività e adesione, pertanto è necessario prestare estrema attenzione e prendere in considerazione le diverse fasi di pulizia durante l'assemblaggio.

Quali sono i vantaggi del PCB a inchiostro di carbonio?

Alcuni dei vantaggi di Carbon Ink PCB includono:

  1. La stampa del PCB Carbon Ink è stata certificata come rispettosa dell'ambiente, riducendo notevolmente le possibilità di inquinamento del suolo, dell'aria o dell'acqua.
  2. Quando si tratta di costi, il PCB Carbon Ink è molto più economico rispetto alla maggior parte dei PCB e tuttavia le sue prestazioni sono molto stabili.
  3. Sono facili da produrre con un servizio unico che includerà la produzione e l'assemblaggio dei componenti.

Quali sono i requisiti di resistenza dell'olio di carbonio utilizzato nei PCB a inchiostro di carbonio?

Lo spessore e la composizione dell'olio di carbonio sono l'unica relazione con la sua resistenza.

Per raggiungere i requisiti di resistenza più desiderati, devono essere presi in considerazione tre aspetti:

  1. Dopo la stampa, si dovrebbe ottenere uno spessore realistico compreso tra 0.01 e 0.025 mm.
  2. Deve essere completamente cotto a temperatura del forno di 150-170°C per circa 30-60 minuti
  • L'olio di carbonio deve avere una sensibile resistenza quadrata che soddisfi i requisiti di processo.

Qual è il processo di applicazione dell'inchiostro al carbonio conduttivo utilizzando la serigrafia?

Il processo di applicazione dell'inchiostro al carbonio conduttivo utilizzando la stampa serigrafica è il seguente:

  • Una maschera in pellicola fotosensibile viene applicata sullo schermo del tessuto e polimerizzata mediante UV
  • Il pannello PCB viene quindi posizionato sul telaio della macchina da stampa
  • La velocità e la pressione del tergipavimento sono impostate
  • La stampa di prova viene eseguita dopo che un pannello è stato coperto con una pellicola trasparente adesiva
  • Eseguire la stampa carbone dopo aver rimosso la pellicola trasparente
  • Il pannello viene polimerizzato a 150° per 45 minuti

In che modo l'olio isolante si confronta con l'olio protettivo nel PCB a inchiostro di carbonio?

  • I contatti in carbonio e le aperture della maschera di saldatura nell'olio isolante devono essere tagliati a 0.10 mm di distanza da entrambi i lati del pad della linea.

Non è obbligatorio in olio protettivo rifinire la maschera ma il ponte in carbonio può essere coperto e il resto rifilato.

  • Il processo dell'olio isolante avviene prima dell'olio di carbonio mentre il processo dell'olio protettivo avviene dopo l'olio di carbonio.
  • La distanza più bassa tra l'olio protettivo e l'olio isolante con il pad di apertura della maschera di saldatura è generalmente di 0.30 mm.
  • Gli oli protettivi e isolanti dovrebbero essere superiori a 0.50 mm più grandi dell'olio di carbonio durante la produzione su un lato.

Perché non è possibile produrre PCB con inchiostro in carbonio con argento a immersione?

La produzione di PCB con inchiostro in carbonio utilizzando argento per immersione (o stagno per immersione) è un rischio di progettazione quando si tratta di produzione.

Questo perché la stampa dell'inchiostro carbone dopo l'immersione in argento comporterà la contaminazione della superficie del tampone.

In alternativa, è possibile stampare prima l'inchiostro carbone seguito dall'argento a immersione. Ciò consentirà all'argento di aderire alla superficie degli inchiostri di carbonio.

Quali sono i componenti del PCB a inchiostro di carbonio?

I componenti essenziali di un PCB Carbon Ink includono:

  • Batteria - questo è l'elemento di carbonio più elementare e serve allo scopo di fornire tensione all'intero PCB
  • Resistori – vengono utilizzati per regolare la corrente elettrica all'interno del PCB e conferire resistenza al PCB Carbon Ink quando scorre la corrente.

Il valore delle resistenze è dettato da specifici codici colore.

  • GUIDATO - i diodi a emissione di luce (LED) del PCB Carbon Ink sono alimentati quando la corrente scorre attraverso di essi.

La corrente può fluire solo in un'unica direzione.

  • Transistor - il ruolo di un transistor in un PCB Carbon Ink è quello di amplificare la carica.
  • Condensatori – la funzione principale dei condensatori è quella di ospitare la carica elettrica.
  • Induttori – gli induttori vengono utilizzati per immagazzinare la carica nel PCB Carbon Ink.

Sono anche una fonte di resistenza e cambiano anche la corrente fornendo resistenza.

  • Interruttori - gli interruttori consentono alla corrente di fluire o di bloccarsi quando vengono accesi o spenti.
  • Substrato - è il componente principale del PCB e gli conferisce la sua robustezza.

Quali sono le caratteristiche del PCB a inchiostro di carbonio?

Alcune delle caratteristiche del PCB Carbon Ink includono:

Tolleranza minima di allineamento dell'olio di carbonio

L'olio di carbonio dovrebbe essere sostanzialmente 6 mil o 8 mil più grande del tampone di rame a causa delle perdite di olio, delle tolleranze di allineamento e per prevenire l'esposizione del rame.

È un requisito avere uno spazio di 6-8 mil tra la finestra dell'olio di carbonio e il modello di rame adiacente.

Ciò impedisce all'olio di carbonio di nascondere il rame che lo circonda, evitando così il cortocircuito del PCB Carbon Ink.

Spazio di inchiostro al carbonio

A causa dell'esemplare conducibilità elettrica PCB dell'inchiostro di carbonio, è necessario uno spazio vuoto dall'olio di carbonio per assicurarsi che non si verifichi un cortocircuito.

Normalmente, lo spazio vuoto dovrebbe avere una dimensione minima di 8-12 mil per il prodotto completato. Tuttavia, il divario aumenta quando si apre un film.

Spessore dell'olio di carbonio

La serigrafia iniziale di un PCB Carbon Ink deve contenere uno spessore di olio di carbonio di 0.3-1.0 mil con una tolleranza di ± 0.3 mil.

Nel caso in cui lo spessore dell'olio di carbonio sia impostato su 1.0 mil, l'olio di carbonio verrà ristampato due volte.

Come viene applicato il PCB con inchiostro al carbonio nelle tastiere in gomma conduttiva?

I prodotti di controllo industriale e l'elettronica di consumo fanno molto affidamento sulle tastiere in gomma conduttiva a causa del loro basso costo e affidabilità.

Le tastiere in gomma conduttiva sono create avendo una fettuccia angolata realizzata attorno a un centro dell'interruttore.

La cinghia si deforma premendo l'interruttore producendo una reazione tattile.

La cinghia riprende la sua posizione neutra nel momento in cui la pressione viene rilasciata dall'interruttore.

Quando si realizzano interruttori elettronici, la chiave tattile in carbonio ha una pastiglia di carbonio alla base dell'interruttore. Quando viene applicata una pressione sul nastro, la chiave tattile in carbonio tocca il PCB.

Viene creata una superficie di contatto protettiva utilizzando l'inchiostro al carbonio conduttivo per i contatti dei tasti a sfioramento.

Come finitura economica, la tecnologia di serigrafia viene utilizzata per applicare l'inchiostro al carbonio sul PCB come finitura superficiale (un sostituto alternativo per la costosa finitura in oro duro)

La resistenza stampata viene creata producendo il PCB utilizzando conduttori di rame incrociati.

Carbon Ink PCB è applicabile nella produzione di circuiti a bassa tensione, elementi riscaldanti, tastiere elettromeccaniche e altri dispositivi come contatti di commutazione.

Quali sono i diversi tipi di PCB con inchiostro al carbonio?

I diversi tipi di PCB Carbon Ink includono:

  • PCB con inchiostro al carbonio a 4 strati – questo tipo di PCB è realizzato utilizzando uno spessore della scheda compreso tra 0.4 e 1.6 mm.

PCB con inchiostro al carbonio a 4 strati

PCB con inchiostro al carbonio a 4 strati

 Può essere prodotto in una varietà di colori e colore della maschera di saldatura.

  • PCB in oro a immersione con inchiostro al carbonio – è progettato con dimensioni del pannello di circa 0.01-10 m³ con uno spessore di rame di 0.5-1 oz.

immersione in inchiostro di carbonio PCB d'oro

PCB a immersione con inchiostro al carbonio

 È maggiormente applicato nei LED, nelle installazioni di computer e nella tecnologia mobile.

  • PCB con inchiostro nero adesivo conduttivo in carbonio – questo PCB contiene uno spessore della scheda di circa 1.6 mm con 4 strati.

Figura 6 PCB con inchiostro al carbonio adesivo conduttivo nero

PCB con inchiostro nero adesivo conduttivo in carbonio

È un PCB con inchiostro al carbonio certificato senza piombo.

  • PCB con inchiostro al carbonio multistrato – può essere prodotto con uno spessore del pannello di circa 0.21-6.0 mm e uno spessore del rame di circa 0.5-6 once.

PCB con inchiostro al carbonio multistrato

PCB con inchiostro al carbonio multistrato

 Contengono una varietà di finiture e trattamenti superficiali.

  • PCB al carbonio ad alta frequenza – realizzati con materiali di alta qualità e utilizzati principalmente nelle applicazioni 5G grazie alla loro capacità di gestire le alte frequenze.

PCB con inchiostro al carbonio ad alta frequenza

PCB con inchiostro al carbonio ad alta frequenza

Quali sono i metodi di controllo del processo nella produzione di PCB con inchiostro al carbonio?

I seguenti aspetti devono essere rigorosamente rispettati durante il controllo di processo di Carbon Ink PCB:

  • La temperatura e il tempo di ogni cottura dei PCB in carbonio devono essere chiaramente documentati dall'operatore. Dovrebbe anche informare il team di garanzia della qualità per il test di adesione e l'analisi del valore di resistenza al carbonio quando il PCB si raffredda.
  • Gli operatori devono indossare guanti per le mani tutto il tempo durante la produzione.
  • Prima della stampa, eventuali inquinanti, ossidi e oli devono essere rimossi dal cartone prima della stampa. Il controllo qualità deve controllare fisicamente tutte le schede di olio di carbonio prima che procedano alla linea di produzione.
  • Durante la produzione, le istruzioni operative pertinenti determineranno i parametri di processo di ciascuna attrezzatura e macchina da eseguire.

Non dovrebbero essere cambiati durante l'intero processo di produzione.

  • Prima di utilizzare l'olio di carbone, deve essere mescolato uniformemente. Un viscosimetro mentre accerta se la sua viscosità rientra nell'intervallo desiderato.

Il coperchio deve essere sigillato immediatamente dopo aver utilizzato l'inchiostro.

  • La pulizia di tutte le attrezzature e macchine è obbligatoria. Le loro superfici non devono contenere polvere, olio o qualsiasi forma di detriti.
  • Le procedure operative determinano la pressione di aspirazione di ritorno dell'inchiostro e la velocità di stampa serigrafica (centrata sull'effetto di stampa).

Quali sono i tipi di contatti utilizzati nel PCB a inchiostro di carbonio?

Esistono tre tipi di contatti applicati nella progettazione e produzione di PCB Carbon Ink, vale a dire:

  • Rame
  • Apertura della maschera di saldatura
  • Inchiostro al carbonio

Le regole di progettazione sono specifiche e sottolineano l'avere una spaziatura minima di 0.8 mm tra gli elementi di rame di un caratteristico contatto a dita in carbonio.

Con il progresso nella tecnologia di produzione di PCB con inchiostro in carbonio, i valori minimi possono essere notevolmente ridotti con tempi di consegna più lunghi.

Quali sono le proprietà dell'inchiostro al carbonio utilizzato nella produzione di PCB con inchiostro al carbonio?

Ci sono tre proprietà del carbonio utilizzate nel PCB:

Liquidità

Questo può essere descritto come l'intensità delle forze esterne dell'inchiostro di carbonio.

Questa è la proprietà di stampa più cruciale dell'inchiostro ed è reciproca della viscosità.

Viscosità

Questo è un attrito interno dei liquidi.

Può anche essere descritto come una resistenza meccanica ai liquidi tra vari strati.

La forza viscosa è maggiore nei liquidi più densi rispetto ai liquidi più sottili. Dipende fortemente dalla temperatura.

tissotropia

Questo può essere descritto come una proprietà fisica dei liquidi che gli consente di ristabilire la sua struttura iniziale.

Permette di ricostruire le sue strutture interne ed è preferito per la serigrafia.

Come viene misurata la resistenza del foglio in un PCB con inchiostro al carbonio?

La resistenza del foglio può essere descritta come la resistenza del film depositato che ha uno spessore uniforme.

Per ridurre le possibilità di resistenza di contatto, viene utilizzata una sonda a quattro punti per misurarla.

Fondamentalmente, le due sonde sono alimentate con corrente costante mentre misurano il potenziale delle restanti due sonde utilizzando un voltmetro ad alta impedenza.

Un altro modo consiste nell'avere i bordi opposti di un quadrato sul PCB Carbon Ink forniti di sbarre di distribuzione e misurare la resistenza attraverso l'area del quadrato.

Quali sono le sfide di produzione del PCB a inchiostro di carbonio?

Rame a vista

I ponti in carbonio e i pulsanti in olio di carbonio si trovano comunemente sul PCB Carbon Ink a strato singolo.

Il rame può essere facilmente esposto durante la produzione quando è posizionato sotto i bottoni dell'olio di carbonio.

Per evitare l'esposizione del rame, si consiglia di restringere la tastiera in carbonio dopo aver tagliato la laminazione e poco prima della stampa.

Se il trattamento di restringimento non si verifica prima della stampa,

quindi il restringimento avverrà dopo l'applicazione della maschera di saldatura verde, l'incisione e durante il processo a ponte dell'olio di carbonio.

corrente di dispersione

Le perdite di corrente sono principalmente causate dalla polvere di rame situata tra le linee.

La polvere di rame rimane tra le linee a causa dell'intensità della pressione di macinazione e della direzione sbagliata.

Nessun effetto negativo viene prodotto dalla polvere di rame se il PCB Carbon Ink è presente in un ambiente asciutto.

Tuttavia, gli ambienti umidi tendono a causare micro-cortocircuiti durante il processo di galvanica.

Maschera per saldatura a olio verde

A causa della forte presenza di rifiuti presenti nell'olio di ponte e nell'olio verde, si verifica conduttività.

Per contrastare ciò, la dimensione della maglia dello schermo utilizzata nell'olio del ponte non dovrebbe essere molto piccola (normalmente 90-120 T).

Anche l'ambiente circostante dovrebbe essere molto pulito.

Qual è il vantaggio di aggiungere inchiostro al carbonio conduttivo al PCB finito?

L'inchiostro al carbonio conduttivo può essere aggiunto a una scheda PCB completata con l'unico scopo di fornire un'interfaccia resistente e durevole con un diverso componente meccanico come una chiave.

I due modi distinti per raggiungere questo obiettivo sono:

  • Il contatto superficiale in rame è sollevato sopra la superficie del PCB
  • I contatti del PCB sono schermati da detriti e contaminanti.

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