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PCB標簽：如何防止字體較小時出現(xiàn)失真
TIME:2020.03.19
從支持藍牙的牙刷到智能燈泡，越來越多的日用電子產(chǎn)品正在轉(zhuǎn)變成物聯(lián)網(wǎng)（LoT）設備。隨著這種趨勢的進一步發(fā)展，作為這些產(chǎn)品的“ 大腦”的印刷電路板（PCBs）的尺寸也正在縮小。
PCB尺寸越來越小，但是對于產(chǎn)品追溯的要求越來越高，需要在條碼標簽中打印的信息越來越多。因此，我們也遇到了新的挑戰(zhàn)，即需要開發(fā)出可打印極小字體的小尺寸條碼標簽。多年來，OEM制造商一直在使用傳統(tǒng)的熱轉(zhuǎn)印打印 （THT）標簽材料來制作PCB條碼標簽，但是，他們發(fā)現(xiàn)，隨著字體變的越來越小，打印的內(nèi)容開始失真。
那么，有什么新技術能夠解決這個問題呢？一些OEM制造商正在改用激光蝕刻標簽材料來制作很小尺寸的PCB標簽，因為即使是極小的字體，激光蝕刻出的圖文依然能夠保持極高的分辨率。
您能看出區(qū)別嗎？
示例使用的是2 號字體。在放大50倍后，激光蝕刻的文字仍然能保持極高的分辨率，而熱轉(zhuǎn)印打印的文字已經(jīng)嚴重變形失真。其實，熱轉(zhuǎn)印打印的文字從5號字體以下就會發(fā)生變形失真。
什么時候才需要使用激光蝕刻標簽方案呢？
在PCB條碼標簽需要較高分辨率或需要更高的耐磨性和耐化學腐蝕性時，激光蝕刻標簽材料就是理想的解決方案。
激光蝕刻技術使用減法成像原理，打印層具有更高的交聯(lián)密度，所以標識的圖文變的更加牢固耐用。因此，激光蝕刻標簽的耐磨性和耐化學腐蝕性均高于典型的THT熱轉(zhuǎn)印打印標簽。
由于標識的信息是采用激光束在打印層上直接蝕刻而成的，所以印刷分辨率極高，理論最高分辨率只受到激光系統(tǒng)的光束質(zhì)量和聚焦精度的限制。使用激光蝕刻標簽可以輕松達到ANSI 標準的“A”和“B”條碼等級。分辨率最高可以達到1200 dpi，可以實現(xiàn)2 號字體及更小的字體。
黑色與白色PCB激光蝕刻標簽
由于成本較低和使用白色標簽打印黑色圖文的行業(yè)偏好，THT熱轉(zhuǎn)印打印標簽一直是PCB制造商的首選。當激光打標技術和專用標簽剛剛出現(xiàn)時，只有黑色的標簽來蝕刻白色的圖文。所以，一些OEM制造商也要求我們開發(fā)一款白色標簽來蝕刻出黑色圖文內(nèi)容。
為此，貝迪專門為PCB和零部件標識開發(fā)了白色和黑色兩種標簽系列，并且兼容所有類型的激光打標機。我們的激光蝕刻標簽產(chǎn)品系列包括：
- B-420: 白色啞光激光蝕刻聚酯標簽（PET）
- B-421: 黑色啞光激光蝕刻聚酯標簽（PET）
- B-732A: 白色亮面激光蝕刻聚酰亞胺標簽（PI）
- B-734: 白色啞光激光蝕刻聚酰亞胺標簽（PI）
- B-733A: 白色亮面抗靜電激光蝕刻聚酰亞胺標簽（PI+ESD）
- B-735: 白色啞光抗靜電激光蝕刻聚酰亞胺標簽（PI+ESD）
- B-730: 黑色啞光激光蝕刻聚酰亞胺標簽（PI）
- B-731: 黑色啞光抗靜電激光蝕刻聚酰亞胺標簽（PI+ESD）
我們在開發(fā)激光蝕刻標簽系列時，遇到的最大挑戰(zhàn)是白色標簽。與黑色標簽不同，白色標簽對于激光光束的能量反射很大，造成蝕刻困難。
我們也測試了其它激光蝕刻標簽供應商的產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)市面上的白色標簽在做激光蝕刻時，會產(chǎn)生粉塵碎片，吸附在標簽表面。進一步分析發(fā)現(xiàn)，這些粉塵來源是白色標簽涂層中的白色顏料和填料。這些材料耐熱性較高，在激光蝕刻時無法氣化，造成了粉塵污染。
根據(jù)貝迪服務于電子制造業(yè)的多年經(jīng)驗，我們非常清楚粉塵污染對于PCB’A生產(chǎn)組裝工藝的嚴重危害，所以貝迪的科研人員決定開發(fā)完全無塵的白色激光蝕刻標簽。經(jīng)過艱苦的努力，貝迪開發(fā)出的白色激光蝕刻標簽在使用CO2和UV紫外激光打標機蝕刻時，能夠做到完全無塵，相關專利已經(jīng)在申請中。
圖1
貝迪B-732A和競品的透明膠帶測試，手指刮擦測試對比結(jié)果如圖。B-732A是貝迪的白色亮面激光蝕刻聚酰亞胺標簽，在CO2激光蝕刻后表面完全無塵。在這個對比測試中，我們將透明膠帶貼到蝕刻后的標簽表面，來表征激光蝕刻粉塵的污染情況。
耐磨性和耐化學腐蝕性極佳的PCB標簽
貝迪激光蝕刻標簽采用特殊涂層，能夠承受嚴苛的環(huán)境條件，在耐環(huán)境條件性能方面超過傳統(tǒng)的THT熱轉(zhuǎn)印打印標簽。如SMT的高溫回流焊工藝和高壓清洗工藝等應用。
圖2
聚酰亞胺標簽的耐化學溶劑性：傳統(tǒng)THT熱轉(zhuǎn)印打印標簽和貝迪激光蝕刻標簽對比
圖3
聚酯標簽的耐化學溶劑性：傳統(tǒng)THT熱轉(zhuǎn)印打印標簽和貝迪激光蝕刻標簽對比
耐磨性
激光蝕刻標簽與傳統(tǒng)的THT熱轉(zhuǎn)印打印標簽相比，在耐磨性上具有極大的優(yōu)勢。一般而言，激光蝕刻標簽的耐磨性是傳統(tǒng)的THT熱轉(zhuǎn)印打印標簽的5倍左右。典型的耐磨性對比結(jié)果如下圖所示。
產(chǎn)品標識自動化
另外，很多OEM制造商希望他們的產(chǎn)品標識工作能夠更加自動化。激光蝕刻標簽能夠?qū)崿F(xiàn)在線自動蝕刻圖文，自動揀標，自動貼標，省去了離線打印工序。
關于激光打標系統(tǒng)
市面上有很多激光打標機和激光配件用于激光打標。OEM制造商根據(jù)自己的需求選取合適的激光打標系統(tǒng)。OEM制造商通常會將光纖打標機，CO2或UV紫外打標機整合進生產(chǎn)線進行在線標識，產(chǎn)品追溯。
除了激光類型，這些系統(tǒng)還有一些區(qū)別，如激光功率、波長、光點大小和打標速度等。一般而言，激光打標的圖文質(zhì)量取決于激光類型、激光機的參數(shù)設置和打標對象的材料類型。
我們的科研人員發(fā)現(xiàn)，貝迪黑色激光蝕刻標簽可以用所有類型的激光打標機高效蝕刻，白色激光蝕刻標簽用CO2和UV紫外線激光打標機蝕刻效率最高。但是，鑒于上述的激光參數(shù)設置對打標質(zhì)量和效率的影響，我們建議您先申請標簽樣品在您的激光打標系統(tǒng)上測試，以確保打標質(zhì)量滿足貴公司的標準。
開始激光打標
我們的上述建議僅供參考，請聯(lián)系貝迪客戶支持團隊申請我們的激光蝕刻PCB標簽材料樣品在您的激光打標系統(tǒng)上進行實際測試。一旦您確定了最合適的激光參數(shù)，您可以訂制我們各種尺寸和規(guī)格的激光蝕刻標簽。
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