沉金板阻焊半塞孔冒油問題改良

沉金板阻焊半塞孔冒油問題改良常盼;邢玉偉【摘要】為了降低沉金板阻焊半塞孔冒油比例，設(shè)計(jì)試驗(yàn)驗(yàn)證總結(jié)影響沉金板阻焊半塞孔冒油的影響因素：阻焊塞孔油墨更換、重氮片更換、顯影參數(shù)調(diào)整及后烘參數(shù)優(yōu)化等。通過試驗(yàn)逐一驗(yàn)證后輸出控制措施從而達(dá)到改善沉金板阻焊半塞孔冒油問題。%Inordertoreducetheheavygoldplateresistanceweldingofhalfjackoilratio,wemadedesigntest,summarizedtheinfluencefactorsofoilinplughole:plugholesolderresistinkchange,diazoreplacement,imagingparametersadjustmentanddryingparameteroptimization,etc.Onebyonethroughthetestoutputcontrolmeasuressoastoachieveimprovedafterheavygoldpl-ateresistanceweldinghalfjacktakethepurposeoftheoilproblem.【期刊名稱】《印制電路信息》【年(卷)，期】2015(000)007【總頁數(shù)】8頁(P21-27,35)【關(guān)鍵詞】塞孔油墨;重氮片;菲林粘油;顯影參數(shù);后烘參數(shù)【作者】常盼;邢玉偉【作者單位】東莞生益電子有限公司，廣東東莞523039;東莞生益電子有限公司，廣東東莞523039【正文語種】中文【中圖分類】TN41隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展，PCB沉金板阻焊半塞孔設(shè)計(jì)類型板也隨之增多，而此類半塞孔設(shè)計(jì)的板生產(chǎn)流程長、過程失效點(diǎn)多，在阻焊顯影后及后烘后會(huì)出現(xiàn)半塞孔位冒油上焊盤缺陷，導(dǎo)致沉金后該位置沉金不上金。此問題已嚴(yán)重影響阻焊工序及沉金工序的生產(chǎn)計(jì)劃及公司的交貨計(jì)劃，急待解決。1.1阻焊半塞孔設(shè)計(jì)介紹阻焊半塞孔制作流程為：前處理一阻焊塞孔-板面絲印一預(yù)烘一曝光（半塞孔開窗面擋光）一顯影一后烘。具體流程示意圖（剖面圖）如表1所示。小結(jié)：從上述生產(chǎn)流程可以看出，此類設(shè)計(jì)板生產(chǎn)流程長，過程控制難度大，易出現(xiàn)品質(zhì)問題。1.2沉金板結(jié)構(gòu)分析在阻焊顯影后及沉金后易出現(xiàn)半塞孔位冒油上焊盤導(dǎo)致沉金不上金缺陷。前期多次生產(chǎn)此類型板均出現(xiàn)了不同程度的冒油問題，嚴(yán)重影響了工序的生產(chǎn)計(jì)劃及公司交貨計(jì)劃。統(tǒng)計(jì)我公司2014年1月至2014年6月沉金半塞孔板冒油比例數(shù)據(jù)，結(jié)果如圖1所示。小結(jié)：從上述數(shù)據(jù)可以看出平均缺陷比例達(dá)到1.93%,6月份半塞孔板冒油比例達(dá)到2.22%，出現(xiàn)半塞孔冒油輕則擦掉補(bǔ)金處理，嚴(yán)重的則需報(bào)廢處理。阻焊半塞孔的生產(chǎn)流程相對(duì)復(fù)雜，因此影響阻焊半塞孔位冒油的因素也是多方面的。通過魚骨圖分析，阻焊半塞孔位冒油的影響因素如圖2所示。通過長期對(duì)問題板看板積累，從魚骨圖中進(jìn)一步篩選出主要影響因素：塞孔油墨性能不足、塞孔控制不當(dāng)、預(yù)烘不均勻、曝光照片粘油、顯影參數(shù)不當(dāng)、后烘低溫段時(shí)間不足等因素。根據(jù)上述原因分析，關(guān)鍵控制點(diǎn)主要為：塞孔油墨性能不足、塞孔控制不當(dāng)、預(yù)烘不足、對(duì)位曝光過程照片粘油、顯影熱水洗及烘干段以及后烘低溫段時(shí)間不足，半塞孔冒油關(guān)鍵改善點(diǎn)如表2所示。改善沉金板半塞孔冒油主要從關(guān)鍵控制點(diǎn)入手。我司在線大批量板中A型號(hào)板為沉金半塞孔板，且其板設(shè)計(jì)難度大（半塞孔孔徑多數(shù)量大且最大半塞孔孔徑為0.45mm）本次試驗(yàn)均采用此板作為試板，保證試驗(yàn)參數(shù)的一致性，同時(shí)降低其他生產(chǎn)過程對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。4.1塞孔油墨對(duì)沉金半塞孔冒油的影響4.1.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)分別采用不同的塞孔油墨進(jìn)行試驗(yàn)，驗(yàn)證塞孔油墨性能對(duì)沉金板半塞孔冒油的影響，具體試驗(yàn)方案如表3所示。4.1.2試驗(yàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)記錄過程關(guān)鍵參數(shù)記錄如表4所示。4.1.3試驗(yàn)結(jié)果（1） 沉金后檢板結(jié)果。阻焊后烘后對(duì)不同組試板過沉金前處理微蝕后全檢，檢板結(jié)果如表5所示。小結(jié)：三組試驗(yàn)在相同的試驗(yàn)參數(shù)下試驗(yàn)（對(duì)比不同塞孔油墨對(duì)半塞孔冒油的影響），阻焊后烘并過沉金前處理后全檢，冒油比例分別為：A油墨20.0%，B油墨6.7%，C油墨16.7%，使用B塞孔油墨的半塞孔冒油數(shù)量明顯少于使用A及C兩種油墨塞孔板。（2） 不同塞孔油墨后烘后冒油圖片。不同塞孔油墨后烘后冒油表觀圖片如表6所示。小結(jié)：從圖可以看出，三組試驗(yàn)狀態(tài)下，半塞孔冒油主要出現(xiàn)在大孔（0.45mm），A油墨及C油墨半塞孔冒油位置點(diǎn)數(shù)多，且每個(gè)孔冒油范圍大，而B油墨半塞孔冒油位置則出現(xiàn)點(diǎn)數(shù)少且冒油范圍小。4.1.4原因分析使用B油墨半塞孔位冒油較使用A及C油墨塞孔少，很多原因在于B油墨屬專業(yè)塞孔油墨，其固含量高于A(板面油墨)及C(板面油墨)，即油墨中揮發(fā)性物質(zhì)含量較少。后烘過程中油墨中揮發(fā)性物質(zhì)多的更容易因揮發(fā)性物質(zhì)揮發(fā)而導(dǎo)致冒油上焊盤。4.2不同預(yù)烘參數(shù)對(duì)照片粘油的影響4.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)因阻焊預(yù)烘不足直接受影響的是孔內(nèi)油墨固化程度，因?yàn)榭變?nèi)油墨即可看作一個(gè)綠油柱，高度與板厚相當(dāng)，而板面油墨厚度則只有40pm左右。通過延長預(yù)烘時(shí)間來提高孔內(nèi)油墨的固化程度，防止對(duì)位曝光過程中照片粘油。具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表7。4.2.2試驗(yàn)結(jié)果分別對(duì)比正常預(yù)烘參數(shù)(70°C*60min)及延長預(yù)烘時(shí)間(70°C*80min)的板連續(xù)做板30P后，半塞孔開窗位照片粘油情況進(jìn)行檢查，結(jié)果延長預(yù)烘時(shí)間對(duì)于照片粘油并沒有明顯改善，反而導(dǎo)致顯影難度加大，易出現(xiàn)顯影不良及斷橋缺陷。4.2.3原因分析因塞孔孔內(nèi)〃阻焊油墨柱”高度太大，延長預(yù)烘烘板時(shí)間并不能有效改善孔內(nèi)油墨的固化程度，故延長預(yù)烘烘板時(shí)間不能有效改善曝光照片粘油問題，同時(shí)也會(huì)增加阻焊顯影難度。4.3不同曝光底片對(duì)照片粘油的影響4.3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)照片粘油原因除了塞孔位油墨固化不足之外，還有照片本身表面粗糙度高，與油墨接觸后之間產(chǎn)生的結(jié)合力較大，導(dǎo)致撕照片過程中將孔口油墨返粘至照片表面。不同照片對(duì)粘油影響試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表8所示。4.3.2試驗(yàn)結(jié)果不同曝光照片粘油情況對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果，F(xiàn)OLEX照片粘油較目前使用的GMP照片存在一定的改善，但是效果不夠明顯。且和GMP-樣，粘上的油墨不能有效的被照片水清洗干凈。故采用FOLEX不能改善照片粘油問題。4.3.4原因分析兩種重氮片均為超滑，其表面粗糙度相當(dāng)，所以對(duì)于照片粘油不能起到改善效果。4.4曝光照片半塞孔位增加透光點(diǎn)對(duì)照片粘油改善4.4.1機(jī)理分析阻焊半塞孔開窗位之所以易返粘板面油墨，原因在于此位置在曝光時(shí)為擋光區(qū)，油墨不能經(jīng)過光固化，固化程度不足。在該位置增加透光點(diǎn)（在半塞孔開窗面孔中間增加比孔小的透光點(diǎn)），使該位置油墨在曝光過程中產(chǎn)生光固化（如圖3所示），從而增加該位置油墨與板面的結(jié)合力，不至于返粘于照片之上。4.4.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)選取試板含0.45mm、0.35mm、0.30mm及0.25mm半塞孔。因考慮到0.25mm及0.30mm半塞孔孔徑太小，增加透光點(diǎn)易出現(xiàn)因?qū)ζ珜?dǎo)致的孔口顯影不良，故此次試驗(yàn)只針對(duì)0.45mm及0.35mm半塞孔。具體試驗(yàn)設(shè)計(jì)表9。4.4.3試驗(yàn)結(jié)果三組試驗(yàn)連續(xù)生產(chǎn)15P板后，半塞孔位增加透光點(diǎn)后粘油情況有一定改善效果，但是不能完全解決。同時(shí)此方法只能適用于孔徑較大的半塞孔，對(duì)于小孔徑半塞孔不能使用，生產(chǎn)過程中易出現(xiàn)因?qū)ζ珜?dǎo)致的孔口顯影不凈問題。4.5貼照片保護(hù)膜對(duì)照片粘油的影響4.5.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)驗(yàn)證貼照片保護(hù)膜（超滑膜）是否可以降低照片表面粗糙度，從而達(dá)到改善照片粘油的目的。用GMP重氮片分別貼膜與不貼膜各30P試驗(yàn)。4.5.2試驗(yàn)結(jié)果（1）連續(xù)生產(chǎn)30P板，貼保護(hù)膜照片沒有出現(xiàn)照片粘油情況，而未貼保護(hù)膜的粘油情況嚴(yán)重，已經(jīng)嚴(yán)重影響做板品質(zhì)。（2）連續(xù)生產(chǎn)30P板，貼保護(hù)膜照片未出現(xiàn)起皺、氣泡情況，采用酒精清潔后可繼續(xù)使用。4.5.3原因分析該保護(hù)膜屬于超滑膜，表面粗糙度小，從而保證在連續(xù)使用過程中照片不出現(xiàn)粘油問題。4.6顯影速度對(duì)半塞孔冒油的影響在于對(duì)比沉金阻焊半塞孔板在不同顯影速度情況下冒油缺陷率對(duì)比（隨著顯影速度的降低，半塞孔孔內(nèi)油墨則會(huì)被沖出更多，半塞孔冒油可能更?。?.6.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)顯影速度對(duì)半塞孔冒油影響試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表10。4.6.3試驗(yàn)結(jié)果顯影速度對(duì)半塞孔冒油影響試驗(yàn)結(jié)果如表11。可以看出，通過降低顯影速度并沒有改善沉金阻焊半塞孔冒油比例，反而冒油比例比正常顯影速度還高。為此我們對(duì)兩組試驗(yàn)的缺陷進(jìn)行觀察，并切片確認(rèn)孔內(nèi)塞孔深度，結(jié)果兩組試驗(yàn)冒油表觀上無明顯差異。經(jīng)過切片分析，兩組試板相同孔徑半塞孔塞孔深度基本持平，故隨著顯影速度的降低，對(duì)半塞孔孔內(nèi)油墨沖洗能力沒有明顯增強(qiáng)。4.7顯影熱水洗、水洗壓力及熱風(fēng)風(fēng)干對(duì)半塞孔冒油影響通過多次看板發(fā)現(xiàn)，阻焊顯影后半塞孔開窗位易出現(xiàn)油墨流出至孔口焊盤問題。經(jīng)過初步分析，造成顯影過程冒油主要原因有以下幾點(diǎn)，熱水洗未關(guān)閉、水洗壓力大、熱風(fēng)風(fēng)刀未關(guān)閉。4.7.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)熱水洗未關(guān)閉、水洗壓力大、熱風(fēng)風(fēng)刀未關(guān)閉同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比（表12）。4.7.2試驗(yàn)結(jié)果顯影線對(duì)半塞孔冒油影響試驗(yàn)結(jié)果如表13?？梢钥闯觯@影線熱水洗、水洗壓力大、熱風(fēng)風(fēng)刀開/關(guān)三個(gè)因素均對(duì)沉金半塞孔冒油影響較大，且各因素影響大小依次為：熱水洗〉熱風(fēng)風(fēng)刀＞水洗壓力。4.7.4原因分析分析發(fā)現(xiàn)顯影線控制參數(shù)中熱水洗、熱風(fēng)風(fēng)刀及水洗壓力有一個(gè)共同點(diǎn)，即經(jīng)過該段時(shí)水或者風(fēng)會(huì)對(duì)半塞孔開窗面孔內(nèi)油墨有沖擊作用，導(dǎo)致孔內(nèi)油墨溢出至孔口焊盤。4.8后烘參數(shù)對(duì)沉金板半塞孔冒油影響看缺陷板發(fā)現(xiàn)，很多半塞孔冒油板，孔口并未發(fā)現(xiàn)明顯綠色物質(zhì)，僅僅表現(xiàn)為孔口覆蓋一層類似油狀的物質(zhì)導(dǎo)致沉金時(shí)不上金。經(jīng)過分析，得出如下解釋：半塞孔孔內(nèi)油墨在預(yù)烘及曝光過程中均未得到有效的固化，同時(shí)在顯影過程中孔內(nèi)會(huì)殘留部分水份，后烘過程中半塞孔孔內(nèi)水份及油墨中揮發(fā)性物質(zhì)混合在一起同時(shí)揮發(fā)冒出，部分粘附于孔口銅面則造成冒油缺陷。而延長后烘低溫段烘板時(shí)間，可以讓孔內(nèi)水份及揮發(fā)性物質(zhì)緩慢揮發(fā)，不至于粘附于孔口處。4.8.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)阻焊后烘參數(shù)對(duì)半塞孔冒油影響試驗(yàn)設(shè)計(jì)，后烘分別采用10#程序和8#程序，其余過程控制參數(shù)完全一致，試板數(shù)量各30P。(1)10#烘板程序：50°C/60min+60°C/60min+70°C/30min+80°C/60min+100C/30min+120C/30min+150°C/60min(共5.5h)(2)8#烘板程序：40C/90min+50C/30min+60°C/60min+70C/30min+90C/30min+120C/30min+150°C/60min(共5.5h)4.8.2試驗(yàn)結(jié)果阻焊后烘對(duì)半塞孔冒油影響試驗(yàn)結(jié)果如表14。通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)延長后烘烘板時(shí)間對(duì)于半塞孔冒油有改善，待進(jìn)一步批量驗(yàn)證。通過上述八組試驗(yàn)，對(duì)