Carbon Ink PCB: Der ultimative FAQ-Leitfaden

Wenn Sie Fragen zu Kohletinten-Leiterplatten haben, finden Sie hier die Antwort.

Von Funktionen, Spezifikationen, Komponenten bis hin zu Designanforderungen; Dieser Leitfaden hilft Ihnen bei der Auswahl einer perfekten Kohletinten-Leiterplatte.

Lesen Sie also weiter, um mehr zu erfahren.

Was ist Carbon Ink PCB?

Dieser Kurs ist ein Leiterplatte die mit leitfähiger Tinte auf Kohlenstoffbasis (Kohlenstofftinte) auf ihrem Substrat beschichtet wurde.

Die Tinte wurde ausgehärtet und bildet zusammen mit dem leitfähigen Muster des Kohlenstoffilms eine Leiterplatte.

Der Kohlenstoff fungiert als Leiter, der zwei verbindet Leiterplattenspuren auf der Platine, Komponenten und Leiterbahnen oder Anschließen eines Widerstands zwischen den Leiterbahnen.

Bei der Herstellung von Carbon Ink-Leiterplatten wird der Widerstandskontrolle, der Kontrolle des Druckens und Backens große Aufmerksamkeit geschenkt.

Verschiedene Schaltungen inkl starre Leiterplatte, Rigid-Flex-Leiterplatte und Flexible Leiterplatte können alle mit Kohlenstofftinte bedruckt werden.

Die Kohletinte hat eine sehr feine Auflösung von etwa 100 µm Leiterbahnbreite, was sie für Leiterplatten wie Fernbedienungen, HF-Abschirmung und industrielle Motorsteuerung nützlich macht.

Was sind die Gründe für den Bruch der Carbon Ink PCB?

Übermäßige Zugabe von Verdünnungsmittel

Das Hinzufügen von mehr als genug Verdünnungsmittel während der Herstellung führt zum Aufbrechen der Kohlenstoff-Öl-Brücke.

Normalerweise kann Kohleöl direkt ohne Verdünnung aufgetragen werden.

Falls dem Kohleöl Verdünnungsmittel zugesetzt werden müssen, sollte dies unter Einhaltung der richtigen Proportionen erfolgen.

Die Kohlenstoffviskosität verringert sich signifikant, wenn das Verdünnungsmittel übermäßig zugegeben wird.

Ein hoher Widerstand führt zum Reißen der Platine und sogar zu einem völlig offenen Stromkreis.

Der geeignetste Weg ist die Zugabe von Verdünnungsmittel basierend auf Herstellungskriterien und Lieferantenempfehlungen.

Schlecht eingestellte Backtemperatur

Das schnelle Backen von Kohleöl bei extrem hohen Temperaturen führt zu einem Erwärmungsunterschied zwischen dem Kohleöl und dem Kohleöl an anderen Stellen.

Dies führt zum Auftreten von Rissen, wenn das Härten durchgeführt wird.

Um dies zu vermeiden, muss die Backofentemperatur während des Backens schrittweise erhöht werden.

Warum führen Brückenölrisse zu Lecks in der Kohletinten-Leiterplatte?

Risse im Brückenöl führen aus folgenden Gründen zu Undichtigkeiten:

• Das Brückenöl hat eine sehr hohe Schälkraft
• Die Leiterplatte der Kohletinte kann verbogen sein
• Das seitliche Ätzen führt zur Bildung einer Leerstelle in der Nähe der Kanten der elektroplattierten Plattenleitungen.

Wie schneidet Carbon Ink PCB im Vergleich zu Hartgold-PCB ab?

In Bezug auf die Kosten ist Hartgold eine sehr teure Oberflächenveredelung, und der leitfähige Kohlenstoff darin ist aufgrund der geringeren Herstellungskosten ein kostengünstiger Ersatz dafür.

Das Carbon Tinte PCB ist aufgrund der geringeren Materialkosten von Carbon Ink recht günstig und sehr robust.

Kohletinten-PCB

Carbon Ink PCB hat einen sehr einfachen Beschichtungsprozess im Vergleich zu Hard Gold PCB, der ein langes Elektrolysebad erfordert.

Der Leiterplattendruck mit Carbontinte beinhaltet ein grundlegendes Siebdruckverfahren.

In Bezug auf die Robustheit hält die Carbon Ink-Leiterplatte mehr als 1 Million Betätigungen von Tastatur-Drucktasten aus.

Sie können auch über 100 Einsteckvorgängen von Randsteckern standhalten, ohne dass sich der Widerstand erhöht oder irgendeine Form von Verschleiß auftritt.

Zusätzlich hat die Carbon Ink PCB eine sehr gute viskose Stabilität auf ihrer Schaltungsoberfläche für Anwendungen an warmen Orten.

Hartgold-PCB

Sie benötigen sehr effiziente Druckeigenschaften, um eine gleichmäßige Abdeckung der Kupfertastenfelder zu ermöglichen.

Ein großer Nachteil von Carbon Ink PCB gegenüber Hard Gold PCB besteht darin, dass die gehärtete und getrocknete kohlenstoffleitende Tinte extreme Prozessschritte wie Löten und Lösungsmittelreinigung überstehen muss.

Dies sollte ohne jeglichen Verlust an Leitfähigkeit und Haftung erfolgen, daher sollte äußerste Vorsicht walten und verschiedene Reinigungsschritte während der Montage berücksichtigt werden.

Was sind die Vorteile von Carbon Ink PCB?

Zu den Vorteilen von Carbon Ink PCB gehören:

1. Der Druck der Carbon Ink PCB wurde als umweltfreundlich zertifiziert, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Boden-, Luft- oder Wasserverschmutzung erheblich reduziert wird.
2. Wenn es um die Kosten geht, ist Carbon Ink PCB im Vergleich zu den meisten PCBs viel billiger und dennoch ist seine Leistung sehr stabil.
3. Sie sind einfach im One-Stop-Service herzustellen, der die Herstellung und Montage von Komponenten umfasst.

Was sind die Beständigkeitsanforderungen von Kohleöl, das in Kohletinten-Leiterplatten verwendet wird?

Die Dicke und Zusammensetzung von Kohleöl sind die einzige Beziehung zu seiner Beständigkeit.

Um die gewünschten Widerstandsanforderungen zu erreichen, müssen drei Aspekte berücksichtigt werden:

1. Nach dem Druck sollte eine realistische Dicke von etwa 0.01 bis 0.025 mm erreicht werden.
2. Es muss bei Ofentemperaturen von 150-170°C ca. 30-60 Minuten fertig gebacken werden

• Das Kohleöl muss einen vernünftigen quadratischen Widerstand haben, der die Prozessanforderungen erfüllt.

Was ist der Prozess des Auftragens von leitfähiger Kohlenstofftinte mittels Siebdruck?

Der Prozess des Auftragens von leitfähiger Kohlefarbe im Siebdruck ist wie folgt:

• Auf das Sieb wird eine lichtempfindliche Filmmaske aufgebracht und mit UV ausgehärtet
• Die PCB-Platte wird dann auf dem Rahmen der Druckmaschine platziert
• Geschwindigkeit und Rakeldruck werden eingestellt
• Der Testdruck wird durchgeführt, nachdem eine Platte mit einer transparenten, klebrigen Folie abgedeckt wurde
• Führen Sie den Durchschlag nach Entfernung der transparenten Folie durch
• Die Platte wird 150 Minuten lang bei 45° gehärtet

Wie verhält sich Isolieröl im Vergleich zu Schutzöl in Kohletinten-Leiterplatten?

• Die Kohlekontakte und Lötmaskenöffnungen in Isolieröl sollten 0.10 mm von beiden Seiten des Leitungspads entfernt getrimmt werden.

Bei Schutzöl ist es nicht zwingend erforderlich, die Maske zu trimmen, aber die Carbonbrücke kann abgedeckt und der Rest getrimmt werden.

• Der Isolierölprozess findet vor dem Kohleöl statt, während der Schutzölprozess nach dem Kohleöl stattfindet.
• Der geringste Abstand zwischen Schutzöl und Isolieröl zum Öffnungspad des Lötstopplacks beträgt in der Regel 0.30 mm.
• Die Schutz- und Isolieröle sollten bei der Herstellung auf einer Seite über 0.50 mm größer sein als das Kohleöl.

Warum kann Carbon Ink PCB nicht mit Immersionssilber hergestellt werden?

Die Herstellung von Carbon-Ink-Leiterplatten unter Verwendung von Immersionssilber (oder Immersionszinn) ist ein Designrisiko, wenn es um die Herstellung geht.

Dies liegt daran, dass das Drucken der Kohletinte nach dem Eintauchen in Silber zu einer Verunreinigung der Kissenoberfläche führt.

Alternativ kann zuerst die Kohletinte und dann das Immersionssilber gedruckt werden. Dadurch kann das Silber an der Oberfläche der Karbontinte haften bleiben.

Was sind die Komponenten von Carbon Ink PCB?

Zu den wesentlichen Komponenten einer Carbon-Ink-Leiterplatte gehören:

• Batterie - Dies ist das grundlegendste Kohlenstoffelement und dient dazu, die gesamte Leiterplatte mit Spannung zu versorgen
• Widerstände – Sie werden verwendet, um den elektrischen Strom innerhalb der Leiterplatte zu regulieren und der Carbon-Ink-Leiterplatte einen Widerstand zu verleihen, wenn Strom fließt.

Der Wert der Widerstände wird durch bestimmte Farbcodes vorgegeben.

• LED - Die Leuchtdioden (LEDs) der Carbon Ink-Leiterplatte werden mit Strom versorgt, wenn Strom durch sie fließt.

Der Strom kann nur in eine Richtung fließen.

• Transistor - Die Rolle eines Transistors in einer Carbon-Ink-Leiterplatte besteht darin, die Ladung zu verstärken.
• Kondensatoren – Die Hauptfunktion von Kondensatoren besteht darin, die elektrische Ladung aufzunehmen.
• Induktivitäten – Induktivitäten werden verwendet, um Ladung in der Carbon Ink-Leiterplatte zu speichern.

Sie sind auch eine Widerstandsquelle und ändern auch den Strom, während sie den Widerstand bereitstellen.

• Schalter – Die Schalter lassen den Strom entweder fließen oder werden blockiert, wenn sie ein- oder ausgeschaltet werden.
• Untergrund – es ist der Hauptbestandteil der Leiterplatte und verleiht ihr ihre Zähigkeit.

Was sind die Merkmale von Carbon Ink PCB?

Einige der Merkmale des Carbon Ink PCB umfassen:

Minimale Ausrichtungstoleranz von Kohleöl

Das Kohleöl sollte aufgrund von Öllecks, Ausrichtungstoleranzen und um ein Freilegen des Kupfers zu verhindern, grundsätzlich 6 mil oder 8 mil größer sein als das Kupferpad.

Es ist eine Voraussetzung, dass zwischen dem Fenster des Kohleöls und dem angrenzenden Kupfermuster ein Spalt von 6-8 mil vorhanden ist.

Dadurch wird verhindert, dass das Kohleöl das es umgebende Kupfer verdeckt, wodurch ein Kurzschluss der Kohletinten-Leiterplatte vermieden wird.

Kohlenstoff-Tinte-Lücke

Aufgrund der vorbildlichen elektrischen Leitfähigkeit des Carbon Ink PCB wird ein Spalt durch das Kohleöl benötigt, um sicherzustellen, dass kein Kurzschluss auftritt.

Normalerweise sollte der Spalt für das fertige Produkt eine Mindestabmessung von 8-12 mil haben. Der Abstand wird jedoch beim Öffnen eines Films größer.

Kohleöldicke

Der anfängliche Siebdruck einer Kohletinten-Leiterplatte sollte eine Kohleöldicke von 0.3-1.0 mil mit einer Toleranz von ± 0.3 mil enthalten.

Falls die Dicke des Kohleöls auf 1.0 mil eingestellt ist, wird das Kohleöl zweimal neu gedruckt.

Wie wird Carbon Ink PCB in leitfähigen Gummitastaturen angewendet?

Industrielle Steuerungsprodukte und Unterhaltungselektronik sind aufgrund ihrer geringen Kosten und Zuverlässigkeit stark auf Tastaturen aus leitfähigem Gummi angewiesen.

Leitfähige Gummitastaturen werden hergestellt, indem ein abgewinkeltes Gurtband um eine Schaltermitte herum hergestellt wird.

Das Gurtband verformt sich beim Drücken des Schalters und erzeugt eine taktile Reaktion.

Das Gurtband nimmt seine neutrale Position wieder ein, sobald der Druck vom Schalter gelöst wird.

Bei der Herstellung elektronischer Schalter hat die taktile Kohlenstofftaste eine Kohlenstoffpille an der Basis des Schalters. Wenn Druck auf die Bahn ausgeübt wird, berührt die taktile Kohlenstofftaste die Leiterplatte.

Mit der leitfähigen Kohlefarbe wird eine schützende Kontaktfläche für Berührungstastenkontakte geschaffen.

Als kostengünstige Veredelung wird die Kohletinte im Siebdruckverfahren als Oberflächenveredelung auf die Leiterplatte aufgetragen (alternativer Ersatz für die teure Hartgoldveredelung)

Der gedruckte Widerstand wird durch die Herstellung der Leiterplatte mit gekreuzten Kupferleitern erzeugt.

Carbon Ink PCB ist für die Herstellung von Niederspannungsschaltkreisen, Heizelementen, elektromechanischen Tastaturen und anderen Geräten wie Schaltkontakten geeignet.

Was sind die verschiedenen Arten von Kohletinten-Leiterplatten?

Die verschiedenen Arten von Carbon Ink PCB umfassen:

• 4-lagige Kohletinten-Leiterplatte – Diese Art von PCB wird mit einer Plattendicke von 0.4 bis 1.6 mm hergestellt.

4-lagige Kohletinten-PCB

 Es kann in einer Vielzahl von Farben und Lötmaskenfarben hergestellt werden.

• Carbon Ink Immersion Gold PCB – Es ist mit Plattenabmessungen von etwa 0.01–10 m³ und einer Kupferdicke von 0.5–1 oz ausgelegt.

Kohletinten-Immersions-PCB

 Es wird am häufigsten in LEDs, Computerinstallationen und mobiler Technologie eingesetzt.

• Schwarze, leitfähige, selbstklebende Kohletinte PCB – Diese Leiterplatte enthält eine Plattendicke von ca. 1.6 mm mit 4 Schichten.

Leiterplatte mit schwarzer leitfähiger Kohletinte

Es ist eine bleifreie, zertifizierte Kohletinten-Leiterplatte.

• Mehrschichtige Kohletinten-Leiterplatte – kann mit einer Plattendicke von etwa 0.21–6.0 mm und einer Kupferdicke von etwa 0.5–6 Unzen hergestellt werden.

Mehrschichtige Kohletinten-Leiterplatte

 Sie enthalten eine Vielzahl von Oberflächenveredelungen und -behandlungen.

• Hochfrequenz-Kohlenstoff-Leiterplatte – Hergestellt aus hochwertigen Materialien und aufgrund ihrer Fähigkeit, mit hohen Frequenzen umzugehen, hauptsächlich in 5G-Anwendungen verwendet.

Hochfrequenz-Carbon-Tinten-Leiterplatte

Was sind die Prozesskontrollmethoden bei der Herstellung von Kohletinten-Leiterplatten?

Folgende Aspekte sollten bei der Prozesskontrolle von Carbon Ink PCB strikt eingehalten werden:

• Die Temperatur und Zeit jedes Brennens von Kohlenstoff-Leiterplatten sollte vom Bediener eindeutig dokumentiert werden. Er sollte auch das Qualitätssicherungsteam zum Haftungstest und zur Kohlenstoffwiderstandswertanalyse benachrichtigen, wenn die Leiterplatte abkühlt.
• Die Bediener müssen während der Produktion ständig Handschuhe tragen.
• Vor dem Bedrucken muss der Karton vor dem Bedrucken von Schadstoffen, Oxiden und Ölen gereinigt werden. Die Qualitätssicherung muss alle Kohleölplatten physisch überprüfen, bevor sie zur Produktionslinie gehen.
• Während der Produktion schreiben relevante Betriebsanweisungen die durchzuführenden Prozessparameter jeder Ausrüstung und Maschine vor.

Sie sollten während des gesamten Produktionsprozesses nicht verändert werden.

• Vor der Verwendung des Kohleöls muss dieses gleichmäßig aufgerührt werden. Ein Viskosimeter stellt dabei fest, ob seine Viskosität im gewünschten Bereich liegt.

Die Abdeckung sollte sofort nach Verwendung der Tinte verschlossen werden.

• Die Sauberkeit aller Geräte und Maschinen ist obligatorisch. Ihre Oberflächen sollten keinerlei Staub, Öl oder sonstige Ablagerungen enthalten.
• Die Betriebsverfahren bestimmen den Saugdruck der Tintenrückführung und die Siebdruckgeschwindigkeit (zentriert auf den Druckeffekt).

Welche Arten von Kontakten werden in Carbon Ink PCB verwendet?

Es gibt drei Arten von Kontakten, die bei der Konstruktion und Herstellung von Carbon Ink-Leiterplatten verwendet werden, nämlich:

• Kupfer
• Lötstoppmaskenöffnung
• Carbon-Tinte

Die Designregeln sind spezifisch und betonen einen Mindestabstand von 0.8 mm zwischen den Kupferelementen eines charakteristischen Kohlenstoff-Fingerkontakts.

Mit den Fortschritten in der Herstellungstechnologie von Carbon Ink-Leiterplatten können die Mindestwerte bei längerer Vorlaufzeit stark reduziert werden.

Was sind die Eigenschaften der Kohletinte, die bei der Herstellung von Kohletinten-Leiterplatten verwendet wird?

Es gibt drei Eigenschaften von Kohlenstoff, der in der Leiterplatte verwendet wird:

Liquidity

Dies kann als die Intensität der äußeren Kräfte der Kohletinte beschrieben werden.

Dies ist die wichtigste Druckeigenschaft der Tinte und ist reziprok zur Viskosität.

Viskosität

Dies ist eine innere Reibung von Flüssigkeiten.

Es kann auch als mechanischer Flüssigkeitswiderstand zwischen verschiedenen Schichten beschrieben werden.

Die Viskositätsfestigkeit ist in dickeren Flüssigkeiten höher als in dünneren Flüssigkeiten. Sie ist stark temperaturabhängig.

Thixotropie

Dies kann als eine physikalische Eigenschaft von Flüssigkeiten beschrieben werden, die es ihr ermöglicht, ihre ursprüngliche Struktur wiederherzustellen.

Es ermöglicht die Rekonstruktion seiner inneren Strukturen und wird bevorzugt für den Siebdruck verwendet.

Wie wird der Schichtwiderstand in einer Kohletinten-Leiterplatte gemessen?

Der Schichtwiderstand kann als der abgeschiedene Filmwiderstand beschrieben werden, der eine gleichmäßige Dicke hat.

Um die Wahrscheinlichkeit eines Kontaktwiderstands zu verringern, wird eine Vierpunktsonde verwendet, um ihn zu messen.

Grundsätzlich werden die beiden Sonden mit konstantem Strom versorgt, während das Potential der verbleibenden zwei Sonden mit einem Voltmeter mit hoher Impedanz gemessen wird.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die gegenüberliegenden Kanten eines Quadrats auf der Carbon Ink-Leiterplatte mit Stromschienen zu versehen und den Widerstand über die quadratische Fläche zu messen.

Was sind die Herausforderungen bei der Herstellung von Carbon Ink PCB?

Freiliegendes Kupfer

Kohlenstoffbrücken und Kohlenstoffölknöpfe befinden sich häufig auf der einlagigen Kohlenstofftinten-Leiterplatte.

Kupfer kann während der Produktion leicht freigelegt werden, wenn es unter die Kohleölknöpfe gelegt wird.

Um das Freilegen von Kupfer zu vermeiden, ist es ratsam, die Carbontastatur nach dem Schneiden der Laminierung und unmittelbar vor dem Drucken zu schrumpfen.

Erfolgt die Schrumpfbehandlung nicht vor dem Drucken,

dann kommt es nach dem Auftragen des grünen Lötstopplacks, dem Ätzen und während des Brückenprozesses des Kohleöls zum Schrumpfen.

Kriechstrom

Kriechströme werden hauptsächlich durch das zwischen den Leitungen befindliche Kupferpulver verursacht.

Das Kupferpulver bleibt aufgrund der Intensität des Schleifdrucks und der falschen Richtung zwischen den Linien.

Das Kupferpulver erzeugt keine nachteiligen Auswirkungen, wenn sich die Carbon Ink-Leiterplatte in einer trockenen Umgebung befindet.

Feuchte Umgebungen neigen jedoch dazu, während des Galvanikprozesses zu Mikrokurzschlüssen zu führen.

Lötstopplack mit grünem Öl

Aufgrund des starken Vorhandenseins von Müll, der in Brückenöl und grünem Öl gefunden wird, tritt Leitfähigkeit auf.

Um dem entgegenzuwirken, sollte die im Brückenöl verwendete Siebmaschenweite nicht sehr klein sein (normalerweise 90-120T).

Auch die Umgebung sollte sehr sauber sein.

Was ist der Vorteil des Hinzufügens von leitfähiger Kohlenstofftinte zur fertigen Leiterplatte?

Leitfähige Kohlenstofftinte kann einer fertigen Leiterplatte mit dem einzigen Ziel hinzugefügt werden, ihr eine robuste und dauerhafte Schnittstelle mit einer anderen mechanischen Komponente wie einem Schlüssel zu verleihen.

Die zwei unterschiedlichen Möglichkeiten, dies zu erreichen, sind:

• Der oberflächliche Kupferkontakt wird über die Leiterplattenoberfläche angehoben
• Kontakte der PCB sind vor Schmutz und Verunreinigungen abgeschirmt.

Für all Ihre Kohletinten-Leiterplatten ist Venture Electronics hier, um Ihnen zu helfen – Kontaktieren Sie uns jetzt.