張軍杰 肖永龍 李柱強 黎 華

（勝宏科技（惠州）股份有限公司，廣東 惠州 516211）

0 前言

隨著電子產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和功能要求不斷提高，對印制電路板的質(zhì)量和品質(zhì)要求也越來越嚴格，這也必須對印制電路板提出更高要求。為了防止在焊接過程中的卡錫珠，焊接后的化學(xué)試劑以及環(huán)境中的潮氣進入通孔，提高PCB的使用性能和抗惡劣環(huán)境的能力，眾多顧客提出電路板中除了插件孔、安裝孔、散熱孔和測試孔外的所有鍍通孔都要進行阻焊油墨塞孔。

塞孔雖然應(yīng)用較早，但由于塞孔工藝和方法涉及面多，品質(zhì)控制不易，塞孔不飽滿、塞孔氣泡、塞孔裂縫等問題極大影響了孔的可靠性。其中孔口流膠問題是各PCB廠家比較頭疼的問題，因為孔口流膠直接關(guān)系到線路板在表面貼裝時的可靠性問題，若在焊接位置有阻焊流膠殘留會導(dǎo)致焊接時無法形成介面金屬化合物（IMC），從而導(dǎo)致虛焊，形成功能性問題。但板面阻焊殘膠又有許多情況，本文只針對導(dǎo)通孔與焊盤相切、導(dǎo)通孔與焊盤相交、導(dǎo)通孔在焊盤上三種阻焊塞孔孔口流膠品質(zhì)問題進行說明。

1 問題描述

我司某生產(chǎn)料號，在阻焊后烤板發(fā)現(xiàn)孔口有批量流膠問題，比例高達100%，嚴重影響了產(chǎn)品良率和交期。為了從根源上找到問題發(fā)生的真因，對此問題將進行DOE（正交試驗設(shè)計）測試，找到真因并進行改善，不良問題（見圖1）。

圖1 阻焊塞孔孔口流膠不良

2 試驗過程

2.1 試板信息

板材尺寸：468 mm×620 mm，層數(shù)：12層，表面處理：化學(xué)鍍金，孔到線：0.125 mm。

壓合結(jié)構(gòu)（見圖2）。

圖2 壓合結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.2 試驗流程設(shè)計

阻焊塞孔流膠試驗流程：前流程→前處理（超粗化）→阻焊塞孔→整平→第一次印刷→第一次預(yù)烤→第二次印刷→第二次預(yù)烤→曝光→顯影→文字→后烤→沉金前處理→檢查是否流膠。各關(guān)鍵點試驗參數(shù)（見表1）。

2.3 試驗方案設(shè)計

本次試驗采用五因子二水平L16（25）正交試驗原理，共16種方案驗證阻焊塞孔流膠問題。

2.3.1 設(shè)備與材料

絲印機、曝光機、烤箱、油墨

2.3.2 試驗方案

本次試驗借助正交試驗原理，將阻焊塞孔與Pad設(shè)計的三種狀態(tài)是否有流膠作為評估指標(biāo)，通過不同開窗設(shè)計、不同油墨、不同烤箱、不同曝光燈源、不同后烤參數(shù)等幾個方面安排正交試驗，以確定最佳試驗參數(shù)（見表2）。

2.3.3 正交試驗參數(shù)表

根據(jù)正交試驗參數(shù)表L16（25）安排試驗（見表3）。

3.4 試驗方案結(jié)果分析

正交試驗結(jié)果（見圖3）。

從正交試驗結(jié)果分析為：（1）試驗1、3、4、5、7、9、13、15阻焊塞孔設(shè)計的3種狀態(tài)，導(dǎo)通孔與焊盤相切、導(dǎo)通孔與焊盤相交、導(dǎo)通孔在焊盤上三種阻焊塞孔孔口均未發(fā)現(xiàn)流膠問題，結(jié)果合格；（2）試驗2、6、8、10、11、12、14、16阻焊塞孔設(shè)計的3種狀態(tài)，導(dǎo)通孔與焊盤相切、導(dǎo)通孔與焊盤相交、導(dǎo)通孔在焊盤上三種阻焊塞孔孔口均發(fā)現(xiàn)不同程度的流膠，結(jié)果不合格。

3.5 試驗結(jié)論

（1）在阻焊塞孔設(shè)計不變的情況下，通過調(diào)整不同的塞孔油墨類型、不同烤箱、不同的后烤參數(shù)對流膠有改善，但效果不明顯，不同的曝光機光源對其流膠改善明顯。

（2）在塞孔油墨不變的情況，通過調(diào)整不同烤箱、不同的后烤參數(shù)對流膠有改善，但效果不明顯，不同的開窗設(shè)計（加大后）、不同的曝光機光源對比對其流膠改善明顯。

（3）在預(yù)烤烤箱固定的情況下，通過不同的塞孔油墨類型調(diào)整、不同的后烤參數(shù)對流膠有改善，但效果不明顯，不同的開窗設(shè)計（加大后）、不同的曝光機光源對比對其流膠改善明顯。

（4） 在后烤參數(shù)不變的情況 ，通過調(diào)整不同的塞孔油墨類型、不同烤箱、不同的開窗設(shè)計對流膠有改善，但效果不明顯，不同的曝光機光源對其流膠改善明顯如上試驗結(jié)果因子，對流膠的影響大小為曝光機光源＞后烤參數(shù)＞開窗設(shè)計＞不同烤箱＞油墨類型。

其中，曝光機光源對其流膠改善效果明顯的主要是因為LED光源為是單波段紫外光，光線能量高度集中在特定紫外光波段，真正起有效固化作用的紫外光譜段只占其中的一部分，同時光電轉(zhuǎn)換效率低、穿透力差，導(dǎo)致阻焊表面固化比較均勻，但對于塞孔固化不足，導(dǎo)致孔內(nèi)的油墨本身殘留的有機物順著孔口流出。

表1 阻焊塞孔各關(guān)鍵點試驗參數(shù)

表2 正交試驗因子與水平表

傳統(tǒng)汞燈會產(chǎn)生紅外線，并發(fā)出大量熱量，穿透能力強，對塞孔的油墨可以充分固化，再加上合理的后烤參數(shù)可以有效阻止孔口有機物的析出。

3 結(jié)語

印制電路板作為電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)元器件，主要趨勢體現(xiàn)為 輕、薄、短、小，其集成密度、層數(shù)不斷增加，可靠性要求不斷加嚴，均對印制線路板提出了更高的要求。故對阻焊塞孔提出了更高的挑戰(zhàn)，控制不好便會產(chǎn)生流膠問題，對產(chǎn)品將造成巨大的品質(zhì)隱患，嚴重影響失效成本及市場利潤。本文通過對阻焊塞孔流膠問題從不同的開窗設(shè)計、不同塞孔油墨類型、不同的烤箱、不同的曝光機光源和不同的后烤參等各方面進行DOE試驗驗證，從而解決阻焊塞孔設(shè)計的3種狀態(tài)：導(dǎo)通孔與焊盤相切、導(dǎo)通孔與焊盤相交、導(dǎo)通孔在焊盤塞孔孔口流膠問題。以上為我公司在阻焊塞孔制作過程的一些經(jīng)驗。

表3 正交試驗方案

圖3 正交試驗結(jié)果