曾金榜 肖 凱 謝倫魁 王 波 肖志勇

（深圳市景旺電子股份有限公司，廣東 深圳 518102）

0 前言

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)應(yīng)用于滑行接觸系統(tǒng)的PCB要求越來(lái)越高，如汽車行使過(guò)程中左右轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)、雨刷開(kāi)關(guān)、車窗開(kāi)關(guān)，由于需多次接觸磨擦，客戶要求此類PCB表面粗糙度小，金面平整，產(chǎn)品耐磨性能好，以減少表面的磨擦阻力。

1 金面平整度影響因素分析

金面平整度影響因子進(jìn)行魚(yú)骨圖分析，其中主要影響因子有表面銅粒、表面磨痕、表面粗糙度以及沉鎳金鍍層等（見(jiàn)圖1）。

2 試驗(yàn)流程及方案

2.1 試驗(yàn)流程

（1）正片流程：開(kāi)料→鉆孔→化學(xué)鍍銅/板電銅→外層線路→圖形電鍍→外層蝕刻→防焊→化學(xué)鍍金

（2）負(fù)片流程：開(kāi)料→鉆孔→化學(xué)鍍銅/板電加厚→外層線路→外層蝕刻→防焊→化學(xué)鍍金

2.2 試驗(yàn)設(shè)備

（1）粗糙度測(cè)量設(shè)備：激光共聚焦顯微鏡VKX100

圖1 金面平整度影響因子魚(yú)骨圖分析

（2）檢測(cè)方法： 測(cè)量金面的Rpk（Reduced peak height）值

（3）其它按照生產(chǎn)常規(guī)設(shè)備即可。

2.3 試驗(yàn)方案

選取可能影響金面平整度的相關(guān)參數(shù)，如工藝流程、前處理方式、沉鎳金層鎳后等，采用正交試驗(yàn)法，確定影響金面平整度相關(guān)因子及水平如表1。采用正交實(shí)驗(yàn)法，共6個(gè)因子、2個(gè)水平，正交后共8組實(shí)驗(yàn)，見(jiàn)表2。

2.4 判斷標(biāo)準(zhǔn)

板面選取10個(gè)測(cè)試點(diǎn)，顯微鏡倍數(shù)：1000×，掃描范圍：（272.946×204.643）μm；Rpk（峰值高度）要求≤0.15 μm。

3 試驗(yàn)結(jié)果

測(cè)量?jī)x器：激光共聚焦顯微鏡VK-X100，Rpk測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表3。

在激光共聚焦顯微鏡VK-X100下，測(cè)量結(jié)果合格的金面平整度如圖2所示。

從激光共聚焦顯微鏡VK-X100測(cè)量結(jié)果圖片看出，Rpk≤0.15 μm合格的金表面光滑無(wú)明顯凸點(diǎn)、凹坑；不合格的金表面有明顯的凸點(diǎn)、凹坑。對(duì)以上數(shù)據(jù)，使用軟件計(jì)算主效應(yīng)如圖3。

表1 試驗(yàn)因子及水平

表2 正交實(shí)驗(yàn)配對(duì)

表3 金面測(cè)量Rpk的結(jié)果（單位：μm）

圖2 試驗(yàn)6 RPK測(cè)量合格示例

圖3 金面平整度Rpk主效應(yīng)圖

小結(jié)：從主效應(yīng)圖可以看出，采用負(fù)片流程，同時(shí)防焊采用超粗化前處理能得到最優(yōu)的表面平整度，負(fù)片流程相比正片流程銅粒較少，同時(shí)需在防焊時(shí)避免采用火山灰前處理造成板面磨痕印。

5 重復(fù)性驗(yàn)證

為確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，按照試驗(yàn)結(jié)果，選取最佳的因子及水平進(jìn)行重復(fù)性驗(yàn)證，具體參數(shù)如表4所示。最終測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表5所示。以上重復(fù)性驗(yàn)證結(jié)果顯示，在選取最優(yōu)的組合后，符合Rpk≤0.15 μm的平整度要求（見(jiàn)表4）。

6 總結(jié)

通過(guò)以上DOE試驗(yàn)結(jié)果可以看出，通過(guò)幾種影響因子的正交試驗(yàn)，在選取最優(yōu)組合測(cè)試后，金面的Rpk值可控制在≤0.15 μm以內(nèi)，需要控制的重點(diǎn)為設(shè)計(jì)時(shí)采用負(fù)片流程減少銅粒的產(chǎn)生，同時(shí)在防焊時(shí)盡量避免采用磨板的方式進(jìn)行前處理。通過(guò)本次試驗(yàn)結(jié)果，期望對(duì)行業(yè)內(nèi)其他有表面平整度、粗糙度要求的PCB板制作能有一定的參考意義。

表4 選取最佳的因子及水平進(jìn)行重復(fù)性驗(yàn)證

表5 重復(fù)性驗(yàn)證結(jié)果（單位：μm）

圖4 重復(fù)性驗(yàn)證Rpk測(cè)量示例