服務(wù)器主板阻焊半塞孔飽滿度工藝研究

陳興武 王路東 黎欽源 彭鏡輝

（廣合科技（廣州）有限公司，廣東 廣州 510730）

0 前言

服務(wù)器主板尺寸較大，針對我司主要的兩種板厚在2.5 mm左右的服務(wù)器主板，客戶要求的半塞孔飽滿度是70%以上，而實(shí)際上半塞孔飽滿度的控制，往往會受到設(shè)計(jì)的孔徑、孔密度的分布、絲印的參數(shù)以及顯影參數(shù)等的綜合影響。目前因?yàn)檫^程控制不穩(wěn)定導(dǎo)致的半塞孔飽滿度無法滿足客戶要求的情況也時有出現(xiàn)（如圖1）。為此我們專門進(jìn)行DOE試驗(yàn)研究，通過DOE的方式研究塞孔制作過程中各項(xiàng)參數(shù)對半塞孔飽滿度的影響，尋找半塞孔飽滿度最佳過程控制方法（如圖1）。

圖1 半塞孔飽滿度缺陷圖

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 試板設(shè)計(jì)

試驗(yàn)板選擇及要求（見表1）。

表1 試板選擇及設(shè)計(jì)

1.2 設(shè)備及塞孔物料工具

（1）設(shè)備供貨商:傳統(tǒng)臺面絲印機(jī)。

（2）油墨供貨商：專用塞孔油墨。

（3）塞孔工具：鋁片網(wǎng)，鋁片，鉆頭0.45 mm、2.0 mm厚墊板。

（4）塞孔方式：一刀塞。

（5）制程目的：通過保障阻焊塞孔油墨程度，保證PCB的盤中孔能夠被有效塞滿，從而在客戶上件或者使用過程中無漏錫類的風(fēng)險以及冒油風(fēng)險。

1.3 半塞孔飽滿度影響因素

半塞孔飽和度影響因素見表2所示。

2 DOE實(shí)驗(yàn)

2.1 流程設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)流程設(shè)計(jì)（見圖2）。此處使用JMP軟件對DOE試驗(yàn)進(jìn)行配置，分析以及參數(shù)選擇，流程（見圖3）。

2.2 特性要因分析

影響防焊塞孔程度的因素有人員、設(shè)備、物料和方法，其魚骨圖（見圖4）。

已有的測試數(shù)據(jù)表明，油墨粘度對塞孔飽滿度影響因素為粘度越高飽滿度越高，且半塞孔使用鋁片比使用網(wǎng)版塞孔更能夠保證對準(zhǔn)度，因此此處試驗(yàn)采用不加稀釋劑的方式，同時使用鋁片塞孔的方式制作。塞孔孔徑方面，客戶的主要成品孔徑為0.2 mm，此處選擇0.275 mm孔徑進(jìn)行研究。

從以上的魚骨圖及結(jié)合實(shí)際塞孔過程分析可以得到，主要影響塞孔飽滿度的因素為：刮刀硬度、刮刀壓力、刮刀角度、刮刀速度四個比較主要的因素。

2.3 評估預(yù)期因子影響度

預(yù)估因子影響度見表3所示。

表2 半塞孔飽滿度影響因素

圖2 實(shí)驗(yàn)流程

圖3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)流程圖

圖4 半塞孔飽滿度魚骨圖

表3 預(yù)估因子影響度表

2.4 第一階段試驗(yàn)及分析

2.4.1 網(wǎng)印過程對阻焊塞孔程度的影響因素

刮刀硬度、刮刀壓力、刮刀角度、刮刀速度，因此對影響因子進(jìn)行DOE分析，并進(jìn)行16組的交叉試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄（見表4）。

2.4.2 結(jié)果分析

（1）擬合匯總及方差分析（見圖5）。從調(diào)整R平方為95%，P值為＜0.05，因此模型顯著。

（2）柏拉圖（如圖6）。

從圖5可以看出，主要影響因子為刮刀速度、刮刀硬度及刮刀角度。

表4 DOE試驗(yàn)結(jié)果表

圖5 DOE擬合匯總及方差分析

圖6 網(wǎng)印塞孔柏拉圖

表5 參數(shù)估計(jì)表

（3）參數(shù)估計(jì)見表5所示。

從表5可知，刮刀速度、刮刀角度、刮刀硬度、刮刀速度刮刀角度、刮刀角度刮刀硬度因子影響顯著。

（4）正態(tài)圖如圖7所示。從正態(tài)圖可以看到，兩條線相互交叉，說明數(shù)據(jù)是可信的。

（5）預(yù)測刻畫器如圖8所示。從因子刻畫圖可知，刮刀速度與塞孔程度.刮刀角度與塞孔程度為負(fù)相關(guān)，刮刀硬度與塞孔程度為正相關(guān)。

圖7 正態(tài)圖分析

圖8 預(yù)測刻畫器說明

2.5 第二階段試驗(yàn)及分析

（1）從第一階段試驗(yàn)可知刮刀速度、刮刀角度、刮刀硬度是影響防焊塞孔程度的主要因素，選定刮刀硬度為75°，對刮刀速度、刮刀角度進(jìn)行第二階段DOE分析，以確定作業(yè)生產(chǎn)參數(shù)。

（2）針對刮刀速度、刮刀角度進(jìn)行配置和各組實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄（如表6）。

表6 參數(shù)確定DOE設(shè)計(jì)及試驗(yàn)結(jié)果

（3）結(jié)果分析如下。

實(shí)際值對預(yù)測值圖見圖9所示；柏拉圖圖10所示；因子刻畫圖11所示；等高線刻畫器圖12所示。從等高線刻畫器可以選定防焊塞孔作業(yè)參數(shù)范圍為：刮刀速度7.5～12 mm/s，刮刀角度0～2.5度，塞孔程度可達(dá)成70%以上。生產(chǎn)操作范圍確定見表7所示。

圖9 擬合匯總以及方差分析表

圖10 柏拉圖分析

圖11 因子刻畫器

圖12 等高線刻畫器

表7 生產(chǎn)操作范圍確定表

2.6 批量效果確認(rèn)

批量效果確認(rèn)如圖13，圖14所示。

圖13 擬合匯總以及方差分析表

2.7 標(biāo)準(zhǔn)化

已將塞孔程度要求≥70%作業(yè)條件列入《防焊工序塞孔作業(yè)規(guī)范》。

圖14 切片確認(rèn)圖

3 結(jié)論

通過DOE實(shí)驗(yàn)，得出：

（1）刮刀速度、刮刀角度、刮刀硬度、刮刀速度刮刀角度、刮刀角度刮刀硬度因子影響顯著；

（2）刮刀速度與塞孔程度、刮刀角度與塞孔程度為負(fù)相關(guān)，刮刀硬度與塞孔程度為正相關(guān).

（3）針對板厚2.5 mm以上服務(wù)器板，根據(jù)DOE得出的最佳塞孔參數(shù)，可將阻焊半塞孔飽滿度控制在70%以上。

以上為公司實(shí)現(xiàn)批量制作服務(wù)器類產(chǎn)品提供了有效的制作指引。

本項(xiàng)目是在黎欽源總工的技術(shù)指導(dǎo)下完成，實(shí)驗(yàn)過程中黃翠蓮、謝世威工程師給與了充分協(xié)助，在此一并表示感謝。