Carte PCB d'encre de carbone

Si vous avez des questions sur les PCB à encre carbone, vous trouverez la réponse ici.

Des caractéristiques, spécifications, composants aux exigences de conception ; ce guide vous aidera à choisir un circuit imprimé à encre carbone parfait.

Alors, continuez à lire pour en savoir plus.

Qu'est-ce que le PCB à encre de carbone?

C'est une circuit imprimé qui a été enduit d'une encre conductrice à base de carbone (encre de carbone) sur son substrat.

L'encre a été séchée et, avec le motif conducteur du film de carbone, forme un PCB.

Le carbone agit comme un conducteur reliant deux Traces de PCB sur la carte, des composants et des pistes ou en connectant une résistance entre les pistes.

PCB à encre de carbone

Lors de la production de PCB à encre de carbone, une attention particulière est accordée au contrôle de sa résistance, au contrôle de l'impression et de la cuisson.

Différents circuits dont PCB rigide, PCB rigide-flex et PCB flexible peuvent tous être imprimés à l'encre de carbone.

L'encre au carbone a une résolution très fine d'environ 100 µm de largeur de trace, ce qui la rend utile dans les circuits imprimés tels que les télécommandes, le blindage RF et le contrôle des moteurs industriels.

Quelles sont les raisons de la fracture du circuit imprimé à l'encre de carbone ?

Plus d'ajout de diluant

L'ajout de plus qu'assez de diluant pendant la fabrication entraîne la fissuration du pont d'huile de carbone.

Normalement, l'huile de carbone peut être appliquée directement sans diluant.

Dans le cas où un diluant doit être ajouté à l'huile de carbone, il convient de le faire en respectant les proportions correctes.

La viscosité du carbone diminue considérablement lorsque le diluant est ajouté en excès.

Une résistance élevée conduira à la fissuration de la carte et entraînera même un circuit totalement ouvert.

Le moyen le plus approprié est d'ajouter du diluant en fonction des critères de fabrication et des recommandations du fournisseur.

Température de cuisson mal réglée

La cuisson rapide de l'huile de carbone à des températures extrêmement élevées entraîne une différence de chauffage entre l'huile de carbone en ligne et l'huile de carbone à d'autres endroits.

Cela conduit à l'apparition de fissures lors du durcissement.

Pour éviter cela, la température du four doit être augmentée progressivement pendant la cuisson.

Pourquoi les fissures d'huile de pont entraînent-elles des fuites dans les PCB à encre de carbone ?

Voici les raisons pour lesquelles les fissures dans l'huile Bridge entraînent des fuites :

• L'huile de pont a une force de pelage très élevée
• La carte PCB à encre de carbone peut être pliée
• La gravure latérale conduit à la formation d'une lacune près des bords des lignes de plaque électrodéposées.

Comment le PCB à encre de carbone se compare-t-il au PCB en or dur?

En termes de coût, Hard Gold est une finition de surface très coûteuse et le carbone conducteur en est un remplacement rentable en raison des coûts de fabrication inférieurs.

Le circuit imprimé Carbon Ink est assez bon marché avec une très grande robustesse en raison du coût matériel réduit de Carbon Ink.

PCB à encre de carbone

Le PCB Carbon Ink a un processus de placage très simple par rapport au PCB Hard Gold qui implique un long bain électrolytique.

L'impression de PCB à l'encre de carbone implique un processus de sérigraphie de base.

En termes de robustesse, le PCB Carbon Ink est capable de supporter plus de 1 million d'opérations de bouton-poussoir du clavier.

Ils peuvent également supporter plus de 100 opérations d'insertion de connecteurs de bord sans manifester d'augmentation de résistance ni présenter aucune forme d'usure,

De plus, le PCB Carbon Ink a une très bonne stabilité visqueuse sur sa surface de circuit pour des applications dans des endroits chauds.

PCB en or dur

Ils ont besoin de propriétés d'impression très efficaces pour permettre une couverture égale des boutons en cuivre.

L'un des principaux inconvénients du circuit imprimé à encre de carbone par rapport au circuit imprimé en or dur est que l'encre conductrice au carbone qui a été durcie et séchée doit être capable de supporter des étapes de processus extrêmes telles que la soudure et le nettoyage au solvant.

Cela devrait se produire sans aucune perte de conductivité et d'adhérence. Par conséquent, une extrême prudence doit être prise et une attention particulière doit être accordée aux différentes étapes de nettoyage lors de l'assemblage.

Quels sont les avantages du PCB à encre carbone ?

Certains des avantages de Carbon Ink PCB incluent :

1. L'impression du circuit imprimé Carbon Ink a été certifiée respectueuse de l'environnement, ce qui réduit considérablement les risques de pollution du sol, de l'air ou de l'eau.
2. En ce qui concerne le coût, le PCB Carbon Ink est beaucoup moins cher que la plupart des PCB et pourtant ses performances sont très stables.
3. Ils sont faciles à fabriquer dans le cadre d'un service à guichet unique qui comprendra la fabrication et l'assemblage des composants.

Quelles sont les exigences de résistance de l'huile de carbone utilisée dans les PCB à encre de carbone ?

L'épaisseur et la composition de l'huile de carbone sont le seul rapport avec sa résistance.

Afin d'atteindre les exigences de résistance les plus souhaitées, trois aspects doivent être pris en considération :

1. Après l'impression, une épaisseur réaliste d'environ 0.01 à 0.025 mm doit être atteinte.
2. Il doit être entièrement cuit à des températures de four de 150-170°C pendant environ 30-60 minutes

• L'huile de carbone doit avoir une résistance carrée sensible qui satisfait aux exigences du processus.

Quel est le processus d'application d'encre au carbone conductrice à l'aide de la sérigraphie ?

Le processus d'application d'encre carbone conductrice par sérigraphie est le suivant :

• Un masque de film photosensible est appliqué sur l'écran en tissu et durci à l'aide d'UV
• Le panneau PCB est ensuite placé sur le châssis de la machine d'impression
• La vitesse et les pressions du suceur sont réglées
• Le test d'impression est effectué après avoir recouvert un panneau à l'aide d'une feuille transparente collante
• Réaliser le tirage au carbone après retrait de la feuille transparente
• Le panneau est durci à 150° pendant 45 minutes

Comment l'huile isolante se compare-t-elle à l'huile protectrice dans les PCB à encre de carbone ?

• Les contacts en carbone et les ouvertures du masque de soudure dans l'huile isolante doivent être coupés à 0.10 mm de chaque côté du plot de ligne.

Il n'est pas obligatoire dans l'huile de protection de tailler le masque mais le pont de carbone peut être recouvert et le reste taillé.

• Le processus d'huile isolante se produit avant l'huile de carbone tandis que le processus d'huile protectrice se produit après l'huile de carbone.
• La distance la plus faible entre l'huile de protection et l'huile isolante avec le plot d'ouverture du masque de soudure est généralement de 0.30 mm.
• Les huiles protectrices et isolantes doivent être supérieures à 0.50 mm de plus que l'huile de carbone lors de la fabrication d'un côté.

Pourquoi les PCB à encre de carbone ne peuvent-ils pas être produits avec de l'argent par immersion ?

La production de PCB à encre de carbone à l'aide d'argent par immersion (ou d'étain par immersion) est un risque de conception en matière de fabrication.

En effet, l'impression de l'encre carbone après l'immersion de l'argent entraînera la contamination de la surface du tampon.

En variante, l'encre au carbone peut être imprimée en premier, suivie de l'argent par immersion. Cela permettra à l'argent de coller à la surface des encres au carbone.

Quels sont les composants du circuit imprimé à encre de carbone ?

Les composants essentiels d'un circuit imprimé Carbon Ink comprennent :

• Batterie - c'est l'élément de carbone le plus basique et sert à fournir une tension à l'ensemble du PCB
• Résistances – ils sont utilisés pour réguler le courant électrique dans le PCB et donner une résistance au PCB Carbon Ink lorsque le courant circule.

La valeur des résistances est dictée par des codes de couleur spécifiques.

• LED - les diodes électroluminescentes (LED) du circuit imprimé Carbon Ink sont alimentées lorsque le courant les traverse.

Le courant ne peut circuler que dans un seul sens.

• Transistor - le rôle d'un transistor dans un PCB Carbon Ink est d'amplifier la charge.
• Condensateurs – la fonction principale des condensateurs est d'héberger la charge électrique.
• Inducteurs – les inducteurs sont utilisés pour stocker la charge dans le circuit imprimé Carbon Ink.

Ils sont également une source de résistance et ils modifient également le courant tout en fournissant la résistance.

• Commutateurs – les interrupteurs permettent au courant de circuler ou de se bloquer lorsqu'ils sont allumés ou éteints.
• Substrat – c'est le composant principal des PCB et lui donne sa ténacité.

Quelles sont les caractéristiques du PCB à encre carbone ?

Certaines des caractéristiques du circuit imprimé Carbon Ink incluent :

Tolérance d'alignement minimale de l'huile de carbone

L'huile de carbone doit être fondamentalement 6 mil ou 8 mil plus grande que le tampon de cuivre en raison des fuites d'huile, des tolérances d'alignement et pour éviter l'exposition du cuivre.

Il est nécessaire d'avoir un écart de 6 à 8 mils entre la fenêtre de l'huile de carbone et le motif en cuivre adjacent.

Cela empêche l'huile de carbone de dissimuler le cuivre qui l'entoure, évitant ainsi de court-circuiter le circuit imprimé Carbon Ink.

Écart d'encre de carbone

En raison de la conductivité électrique exemplaire du PCB Carbon Ink, un espace est requis par l'huile de carbone pour s'assurer qu'aucun court-circuit ne se produit.

Normalement, l'écart doit avoir une dimension minimale de 8 à 12 mil pour le produit fini. L'écart est cependant augmenter lors de l'ouverture d'un film.

Épaisseur d'huile de carbone

La sérigraphie initiale d'un circuit imprimé à encre de carbone doit contenir une épaisseur d'huile de carbone de 0.3 à 1.0 mil avec une tolérance de ± 0.3 mil.

Dans le cas où l'épaisseur de l'huile de carbone est réglée sur 1.0 mil, l'huile de carbone sera réimprimée deux fois.

Comment le PCB à encre de carbone est-il appliqué dans les claviers en caoutchouc conducteur ?

Les produits de contrôle industriels et l'électronique grand public dépendent fortement des claviers en caoutchouc conducteur en raison de leur faible coût et de leur fiabilité.

Les claviers en caoutchouc conducteur sont créés en ayant une sangle inclinée autour d'un centre de commutation.

La sangle se déforme en appuyant sur l'interrupteur produisant une réaction tactile.

La sangle reprend sa position neutre au moment où la pression est relâchée par l'interrupteur.

Lors de la fabrication d'interrupteurs électroniques, la touche tactile en carbone comporte une pastille en carbone à la base de l'interrupteur. Lorsqu'une pression est appliquée sur la bande, la touche tactile en carbone touche le PCB.

Une surface de contact protectrice est créée à l'aide de l'encre carbone conductrice pour les contacts des touches tactiles.

En tant que finition économique, la technologie de sérigraphie est utilisée pour appliquer l'encre au carbone sur le circuit imprimé en tant que finition de surface (un remplacement alternatif pour la finition en or dur coûteuse)

La résistance imprimée est créée en produisant le PCB à l'aide de conducteurs en cuivre croisés.

Carbon Ink PCB est applicable dans la fabrication de circuits basse tension, d'éléments chauffants, de claviers électromécaniques et d'autres dispositifs tels que les contacts de commutation.

Quels sont les différents types de PCB à encre carbone ?

Les différents types de PCB Carbon Ink incluent :

• Circuit imprimé à encre carbone à 4 couches - ce type de PCB est fabriqué à l'aide d'une épaisseur de carte allant de 0.4 à 1.6 mm.

Circuit imprimé à encre de carbone à 4 couches

 Il peut être fabriqué dans une variété de couleurs et de couleurs de masque de soudure.

• Carte PCB d'or d'immersion d'encre de carbone – il est conçu avec des dimensions de carte d'environ 0.01 à 10 m³ avec une épaisseur de cuivre de 0.5 à 1 oz.

Circuit imprimé à immersion d'encre au carbone

 Il est le plus appliqué dans les LED, les installations informatiques et la technologie mobile.

• PCB d'encre de carbone adhésif conducteur noir - ce PCB contient une épaisseur de carte d'environ 1.6 mm avec 4 couches.

PCB d'encre carbone adhésif conducteur noir

Il s'agit d'un circuit imprimé à encre carbone certifié sans plomb.

• PCB à encre de carbone multicouche – peut être fabriqué avec une épaisseur de panneau d'environ 0.21 à 6.0 mm et une épaisseur de cuivre d'environ 0.5 à 6 oz.

PCB à encre de carbone multicouche

 Ils contiennent une variété de finitions et de traitements de surface.

• PCB en carbone haute fréquence – fabriqués à partir de matériaux de haute qualité et principalement utilisés dans les applications 5G en raison de leur capacité à gérer les hautes fréquences.

PCB à encre carbone haute fréquence

Quelles sont les méthodes de contrôle de processus dans la production de PCB à encre de carbone ?

Les aspects suivants doivent être strictement respectés lors du contrôle du processus du circuit imprimé Carbon Ink :

• La température et la durée de chaque cuisson des PCB au carbone doivent être clairement documentées par l'opérateur. Il doit également informer l'équipe d'assurance qualité du test d'adhérence et de l'analyse de la valeur de résistance au carbone lorsque le PCB refroidit.
• Les opérateurs doivent porter des gants tout le temps pendant la production.
• Avant l'impression, tous les polluants, oxydes et huiles doivent être nettoyés du carton avant l'impression. L'assurance qualité doit vérifier physiquement tous les panneaux d'huile de carbone avant qu'ils ne passent à la chaîne de production.
• Pendant la production, des instructions d'utilisation pertinentes dicteront les paramètres de processus de chaque équipement et machine à effectuer.

Ils ne doivent pas être modifiés pendant tout le processus de production.

• Avant d'utiliser l'huile de charbon, elle doit être agitée uniformément. Un viscosimètre permet de vérifier si sa viscosité se situe dans la plage souhaitée.

Le couvercle doit être scellé immédiatement après avoir utilisé l'encre.

• La propreté de tous les équipements et machines est obligatoire. Leurs surfaces ne doivent contenir aucune forme de poussière, d'huile ou toute forme de débris.
• Les procédures de fonctionnement dictent la pression d'aspiration de retour d'encre et la vitesse d'impression sérigraphique (centrée sur l'effet d'impression).

Quels sont les types de contacts utilisés dans les PCB à encre de carbone ?

Il existe trois types de contacts appliqués dans la conception et la fabrication de PCB à encre de carbone, à savoir :

• Cuivre
• Ouverture du masque de soudure
• Encre de carbone

Les règles de conception sont spécifiques et mettent l'accent sur un espacement minimum de 0.8 mm entre les éléments en cuivre d'un doigt de carbone caractéristique.

Avec l'avancement de la technologie de fabrication de PCB à encre de carbone, les valeurs minimales peuvent être considérablement réduites, les délais étant plus longs.

Quelles sont les propriétés de l'encre au carbone utilisée dans la fabrication des circuits imprimés à l'encre au carbone ?

Il y a trois propriétés du carbone utilisé dans le PCB :

Liquidité

Cela peut être décrit comme l'intensité des forces externes de l'encre au carbone.

Il s'agit de la propriété d'impression la plus cruciale de l'encre et est l'inverse de la viscosité.

Viscosité

Il s'agit d'un frottement interne des liquides.

Elle peut également être décrite comme une résistance mécanique des liquides entre différentes couches.

La force visqueuse est plus élevée dans les liquides plus épais que dans les liquides plus fins. Elle est fortement dépendante de la température.

Thixotropie

Ceci peut être décrit comme une propriété physique des liquides qui lui permet de rétablir sa structure initiale.

Il permet de reconstituer ses structures internes et est préféré pour la sérigraphie.

Comment la résistance de feuille est-elle mesurée dans un circuit imprimé à encre de carbone ?

La résistance de feuille peut être décrite comme la résistance du film déposé qui a une épaisseur uniforme.

Pour réduire les risques de résistance de contact, une sonde à quatre points est utilisée pour la mesurer.

Fondamentalement, les deux sondes sont alimentées en courant constant tout en mesurant le potentiel des deux sondes restantes à l'aide d'un voltmètre à haute impédance.

Une autre façon est d'avoir les bords opposés d'un carré sur le circuit imprimé Carbon Ink fourni avec des barres omnibus et de mesurer la résistance à travers la zone carrée.

Quels sont les défis de fabrication des PCB à encre de carbone ?

Cuivre exposé

Les ponts de carbone et les boutons d'huile de carbone se trouvent généralement sur le circuit imprimé à encre de carbone à une seule couche.

Le cuivre peut être facilement exposé pendant la production lorsqu'il est placé sous les boutons d'huile de carbone.

Pour éviter l'exposition du cuivre, il est conseillé de rétrécir le clavier en carbone après avoir coupé le laminage et juste avant l'impression.

Si le traitement de retrait n'a pas lieu avant l'impression,

puis le rétrécissement se produira après l'application du masque de soudure vert, la gravure et pendant le processus de pontage de l'huile de carbone.

Courant de fuite

Les fuites de courant sont principalement causées par la poudre de cuivre située entre les lignes.

La poudre de cuivre reste entre les lignes en raison de l'intensité de la pression de meulage et de la mauvaise direction.

Aucun effet indésirable n'est produit par la poudre de cuivre si le circuit imprimé Carbon Ink se trouve dans un environnement sec.

Cependant, les environnements humides ont tendance à provoquer des micro-courts-circuits pendant le processus de galvanoplastie.

Masque de soudure à l'huile verte

En raison de la forte présence de déchets trouvés dans l'huile de pont et l'huile verte, une conductivité se produit.

Pour contrer cela, la taille des mailles du tamis utilisé dans l'huile de pont ne doit pas être très petite (normalement 90-120T).

L'environnement qui l'entoure doit également être très propre.

Quel est l'avantage d'ajouter de l'encre au carbone conductrice au circuit imprimé fini ?

L'encre de carbone conductrice peut être ajoutée à une carte PCB terminée dans le seul but de lui fournir une interface solide et durable avec un composant mécanique différent comme une clé.

Les deux manières distinctes d'y parvenir sont les suivantes :

• Le contact superficiel en cuivre est surélevé au-dessus de la surface du circuit imprimé
• Les contacts du circuit imprimé sont protégés des débris et des contaminants.

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