等離子體表面處理與常規處理的對比




等離子體表面處理
通過放電裝置將電離的等離子體中的電子或離子打到承印物表面，一方面，可以打開材料的長分子鏈，出現高能基團；另一方面，經打擊使薄膜表面出現細小的針孔，同時還可使表面雜質離解、重解。電離時放出的臭氧有強氧化性，附著的雜質被氧化而除去，使承印物表面自由能提高，達到改善印刷性能的目的


電暈處理
利用高頻（中頻）高壓電源，在放電刀架和刀片的間隙產生一種電暈釋放現象，用這種方法對塑料薄膜在印刷前進行表面處理，叫電暈處理，也稱電子沖擊或電火花處理。其處理作用為：通過放電，使兩極之間的氧氣電離，產生臭氧，臭氧是一種強氧化劑，可以立即氧化塑料薄膜的表面分子，使其由非極性轉化為極性，表面張力得到提高。電子沖擊后，使薄膜表面產生微凹密集孔穴，使塑料表面粗化，增大表面活性。




化學處理法
印刷前利用氧化劑對PP、PE塑料薄膜的表面進行處理，使其表面生成羥基、羰基等極性集團，同時得到一定程度的粗化，以提高油墨與塑料薄膜的表面結合牢度。
化學處理法是應用較早的一種表面處理法，對于印刷，復合前薄膜的表面處理效果好，使用簡便、經濟，但需較長的處理時間影響了生產效率。并且處理液一般都具有化學侵蝕性，造成環境污染及對人體的危害，目前較少采用這種工藝，一般只在不便使用其他處理方法的情況下才采用這種表面處理工藝


光化學處理法
一般是利用紫外線照射高聚物表面，使其引起化學變化，達到改善表面張力，提高潤濕性和粘合性的目的。和電暈處理一樣，紫外線照射也能使高聚物表面發生裂解、交聯和氧化。
要想得到較好的光化學處理效果，必須選擇適當波長的紫外線，例如用波長為184mm的紫外線照射聚乙烯表面，能使其表面發生交聯，但如改用2537A的波長則難有相同的效果。




火焰處理法
適用于小型塑料容器的表面處理，其目的在于用高溫使表面去污，并溶化膜層表面，提高表面粘附油墨的性能。
聚烯烴經火焰處理后形成了極性基團，潤濕性得以改善，而粘接性的改善則由于極性基團改善了潤濕性以及產生斷鏈而相對改善。
火焰處理效果較好，無污染，成本低廉，但操作要求嚴格，如不小心會導致產品變形，使成品報廢。目前主要應用于較厚的塑料制品的表面處理。


防靜電處理
塑料薄膜印刷中的靜電會給操作帶來一系列難題，直接影響印品的產量和質量。例如，在印刷小包裝塑料薄膜時，由于靜電粘連，薄膜間處于缺氧狀態，會阻礙塑料印墨層固化的過程，若遇高溫高濕環境，更易形成墨層粘連，輕則使印刷墨色移染，增加印刷、分切、整理等工序的難度，重則薄膜互相粘連，撕不開，造成印品報廢。另外制袋后的儲運、存放過程中也會不斷放電，既影響熱封又影響袋內實物與空間層次的透明度。在印刷大幅面薄膜時，因為生成的靜電多，在機速高、樹脂中未摻有抗靜電劑的情況下，很可能引起火災或爆炸事故。
塑料薄膜的靜電形成是由于PE和PP具有優良的介電性能、電阻高、導電性差，薄膜在擠出收卷過程中因摩擦而產生靜電，在印刷過程中使靜電進一步產生和積累，并不易釋放，使薄膜表面聚積大量的靜電荷。印刷薄膜收卷后，薄膜與薄膜之間緊緊地卷在一起，使電荷不利于排斥而利于吸引，造成粘合。等離子噴涂工藝流程

在等離子噴涂過程中，影響涂層質量的工藝參數很多，主要有：
①等離子氣體：氣體的選擇原則主要根據是可用性和經濟性，N2氣便宜，且離子焰熱焓高，傳熱快，利于粉末的加熱和熔化，但對于易發生氮化反應的粉末或基體則不可采用。Ar氣電離電位較低，等離子弧穩定且易于引燃，弧焰較短，適于小件或薄件的噴涂，此外Ar氣還有很好的保護作用，但Ar氣的熱焓低，價格昂貴。
氣體流量大小直接影響等離子焰流的熱焓和流速，從而影響噴涂效率，涂層氣孔率和結合力等。流量過高，則氣體會從等離子射流中帶走有用的熱，并使噴涂粒子的速度升高，減少了噴涂粒子在等離子火焰中的“滯留”時間，導致粒子達不到變形所必要的半熔化或塑性狀態，結果是涂層粘接強度、密度和硬度都較差，沉積速率也會顯著降低；相反，則會使電弧電壓值不適當，并大大降低噴射粒子的速度。極端情況下，會引起噴涂材料過熱，造成噴涂材料過度熔化或汽化，引起熔融的粉末粒子在噴嘴或粉末噴口聚集，然后以較大球狀沉積到涂層中，形成大的空穴。
②電弧的功率：電弧功率太高，電弧溫度升高，更多的氣體將轉變成為等離子體，在大功率、低工作氣體流量的情況下，幾乎全部工作氣體都轉變為活性等粒子流，等粒子火焰溫度也很高，這可能使一些噴涂材料氣化并引起涂層成分改變，噴涂材料的蒸汽在基體與涂層之間或涂層的疊層之間凝聚引起粘接不良。此外還可能使噴嘴和電極燒蝕。
而電弧功率太低，則得到部分離子氣體和溫度較低的等離子火焰，又會引起粒子加熱不足，涂層的粘結強度，硬度和沉積效率較低。
③供粉：供粉速度必須與輸入功率相適應，過大，會出現生粉（未熔化），導致噴涂效率降低；過低，粉末氧化嚴重，并造成基體過熱。
送料位置也會影響涂層結構和噴涂效率，一般來說，粉末必須送至焰心才能使粉末獲得好的加熱和高的速度。
④噴涂距離和噴涂角：噴槍到工件的距離影響噴涂粒子和基體撞擊時的速度和溫度，涂層的特征和噴涂材料對噴涂距離很敏感。
噴涂距離過大，粉粒的溫度和速度均將下降，結合力、氣孔、噴涂效率都會明顯下降；過小，會使基體溫升過高，基體和涂層氧化，影響涂層的結合。在機體溫升允許的情況下，噴距適當小些為好。
噴涂角：指的是焰流軸線與被噴涂工件表面之間的角度。該角小于45度時，由于“陰影效應”的影響，涂層結構會惡化形成空穴，導致涂層疏松。
⑤噴槍與工件的相對運動速度
噴槍的移動速度應保證涂層平坦，不出線噴涂脊背的痕跡。也就是說，每個行程的寬度之間應充分搭疊，在滿足上述要求前提下，噴涂操作時，一般采用較高的噴槍移動速度，這樣可防止產生局部熱點和表面氧化。
⑥基體溫度控制
較理想的噴涂工件是在噴涂前把工件預熱到噴涂過程要達到的溫度，然后在噴涂過程中對工件采用噴氣冷卻的措施，使其保持原來的溫度。針對AOI自動光學檢測機檢查的PCB整體布局

器件到PCB的邊緣應該至少留有3mm（0.12”）的工 藝邊。片式器件必須優先于圓柱形器件。布局上建議考慮 傳感器技術，因為有時檢查只能通過垂直（正交）角度，而其他時候又需要一個輔助的角度來進行。

對一個穩定的工藝過程來說，一個重要的因素是元器 件，這不僅與PCB上直接的器件布局有關，而且或多或少 也與“工藝流程設計”有關。元器件的采購趨勢是盡 可能地便宜，而不管它在顏色、尺寸等參數上的不同。不 幸的是，這些選擇在日后對AOI或AXI檢查過程中造成的影 響往往被忽略了。始終采用同樣的材料和產品能夠顯著地 減少檢查時間和誤報，而這些問題主要是通過元器件以及 PCB的突然變化而出現的。

IPC-7350標準描述了器件的尺寸，并對某些焊盤的尺 寸提出了建議。根據IPC標準，器件的長度和引腳的寬度可 以有一個較大變化范圍，相反，焊盤的尺寸卻是相對固定 的。此外，PCB制造公差的影響相對于這些器件的變化來說 也是是很小的。

通常，設備能夠檢查 出所有不同單板的顏色， 盡管檢查中的某些細節處 理是不倚賴于顏色的。例 如， 一塊白色和一塊綠 色的PCB有著不同的對比 度，因此設備需要一些特 定的補償。在一種極端情 況下，橋接在亮背景下呈 現黑色，而在另一種極端情況下，橋接在黑背景下卻是呈現出亮色。這里我們建議 使用無光澤的阻焊層。在我們的實踐中，焊盤間（甚至是 細間距引腳）的區域也應該覆蓋著阻焊層，這個建議也已 經被焊料供應商所響應。

所有印有圖案的PCB也是能夠被檢查的，例如，當元 器件的邊框或元器

件本體上的字母單獨出現在組件的某個 區域從而干擾對其他部分的檢查時，可以手工調整檢查程 序。盡管如此，在生產允許的范圍內，圖案的印刷范圍仍 然有一個較大的選擇，因此，減少非反射性標識印刷（黑 或暗黃）值得加以考慮。另外一個可能出現的情況是需要 有選擇地印刷標識：例如，當某些特定的器件（如霍爾傳 感器）正面向下時就必須印刷成白色；而另一種情況是印 有極性標志的有傾斜角的鉭電容器件；這樣能使標識和背 景形成鮮明的對比，使得檢查的圖像更加清晰。

設備可以檢查所有 類型的基準點，而且任 何構件都可以被定義成 一個基準點。

雖然三個基 準點可以補償一塊單板的 變形，但通常情況下只需 要確定兩個基準點就可以 了。每個基準點至少離單 板邊緣5mm（0.2”）。 十字形、菱形、星形等比較適用，并建議使用統一的黑背 景。此外，十字形的基準點特別有優勢，他們在檢測光下的圖像十分穩定且可以被快速和容易地判定。。

設備有能力檢查所有已知類型的壞板標識。板上的任 何構件都可以被定義為壞板標識。這里建議采用與上述基 準點的判定相類似的方法，即在可能的情況下，首先通過 檢查整板或已完成組裝的單板上的單個壞板標識來進行確 認。板上每個單獨的壞板標識只有在整板的壞板標識檢查失敗后才會被逐一檢查；整板的壞板標識應該定位于PCB的邊上。
避免焊點反射
焊點的形狀和接觸角是焊點反射的根源。焊點的形成 依賴于焊盤的尺寸、器件的高度、焊錫的數量和回流工藝 參數。為了防止焊接反射，應當避免器件對稱排列。

經過波峰焊后，焊點所有的參數會有很大的變化，這 主要是由于焊爐內錫的老化導致焊盤反射特性從光亮到灰 暗，因此，在檢查時算法上必須要包含這些變化。在波峰焊 中，典型的缺

陷是短路和焊珠。當檢測到短路時，假如印刷 的圖案或者無反射印刷這兩種情況的減少以及應用阻焊層， 就可以消除這些誤報。如果基準點沒有被阻焊膜蓋住而過波 峰焊，可能會導致一個圓形基準點上錫成了一個半球，其內 在的反射特性將會發生改變；應用十字型作為基準點或者用 阻焊層覆蓋基準點，可以防止這種情況的發生。