印制板三防漆涂覆層局部不均改善的研究

趙玉梅 朱建華 彭甜甜

（金祿電子科技股份有限公司，廣東 清遠(yuǎn) 511540）

1 背景

在汽車消費需求不斷增長的推動下，汽車電子產(chǎn)品市場需求也在快速地增長。印制電路板（PCB）是汽車電子產(chǎn)品中的重要零部件。因汽車用PCB 在安裝元器件（PCBA）后多在高溫、高濕、高壓的環(huán)境中使用，為確保它表面的元件、焊點、線路之間有良好的絕緣性，PCBA表面需要涂覆一種三防漆，使PCBA使用過程中耐高低溫，防潮、防漏電、防震、防塵、防腐蝕、防老化，保護PCB免受環(huán)境的侵蝕，從而提高電子裝置使用安全性、可靠性，并延長它的使用壽命。因客戶反饋PCB元件組裝后涂覆三防漆時，PCB阻焊油墨表面三防漆有涂覆層厚度不均異常，局部出現(xiàn)涂覆層偏薄或涂覆不上現(xiàn)象，嚴(yán)重影響PCBA的安全性能?，F(xiàn)急需尋找一種能兼容三防漆的阻焊油墨，解決三防漆涂覆后附著不均的問題，以滿足客戶的品質(zhì)需要。長期合作的客戶端反饋我公司量產(chǎn)出貨品中有一批次的產(chǎn)品有問題，PCB元件組裝完涂覆三防漆后發(fā)現(xiàn)PCB板阻焊油墨表面三防漆涂覆不均異常，局部出現(xiàn)涂覆層偏薄或涂覆不上現(xiàn)象。經(jīng)燈光下目視檢查發(fā)現(xiàn)三防漆涂覆異常多發(fā)生在阻焊下有小孔密集或有塞孔的位置，且相對大銅面位置上的嚴(yán)重。為查找到異常真因并采取相應(yīng)對策，需要對不良現(xiàn)象進行分析、驗證。

2 三防漆涂覆不均原因分析、驗證

2.1 異常原因分析

從不良現(xiàn)物外觀來看，只是局部發(fā)現(xiàn)有三防漆涂覆偏薄或涂覆不上異常，且主要集中的一些固定位置上。因客戶只在一批次產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)此異常不良，且經(jīng)調(diào)查客戶端所用三防漆、涂覆設(shè)備及涂覆參數(shù)均沒有做過變更，生產(chǎn)過程中也沒有發(fā)生異常，初步排除客戶端生產(chǎn)物料、制程的問題。現(xiàn)推測是因PCB阻焊油墨表面張力大小、表面處理方式、板表面離子清潔度、塞孔油墨或阻焊油墨種類所影響，異常要因分析參見圖1所示。

2.2 再現(xiàn)驗證

2.2.1 驗證方案

（1）驗證方案選擇。塞孔油墨和表面處理方式和板面離子殘留量對上漆不良影響、油墨種類和油墨表面張力對上漆不良影響、有無硅成分阻焊油墨對上漆不良影響三項。

（2）驗證流程和方法。

①流程：塞孔→阻焊印刷→全固化→表現(xiàn)處理→離子清洗→三防漆涂覆→涂覆效果確認(rèn)。

②塞孔確保塞孔飽滿度。

③表面處理分別采用沉金和熱風(fēng)整平兩種。FQC后進行離子清洗，測量板面離子殘留量。

④外觀檢查OK品進行三防漆涂覆效果確認(rèn)，三防漆是客戶端異常批次同型號。

⑤每項驗證數(shù)量20SET（2 PNL）/每條件

（3）判定標(biāo)準(zhǔn)。

小孔密集、塞孔位置或大銅面位置阻焊油墨表面上涂覆三防漆層無偏薄或涂覆不上外觀不良。檢查方法為目視檢查。

2.2.2 驗證效果

（1）驗證一：塞孔油墨＆表面處理方式和板面離子殘留量對上漆不良影響驗證。

塞孔油墨分別采種普通油墨和專用樹脂，阻焊印刷采用異常批次相同型號（A型）阻焊油墨。FQC后進行離子清洗，測量板面離子殘留量。采用不同塞孔油墨、不同表面處理方式及板面離子殘留量多少對上漆不良影響驗證結(jié)果見表1所示。

表1 驗證一結(jié)果表

小結(jié)，根據(jù)以上各條件測試結(jié)果知道：①不同塞孔油墨對三防漆上漆效果影響不明顯，均發(fā)現(xiàn)有上漆不良；②不同表面處理對三防漆上漆效果影響不明顯，均發(fā)現(xiàn)有上漆不良；③板面離子污染度大小對三防漆上漆效果影響不明顯，均發(fā)現(xiàn)有上漆不良。六種條件測試均發(fā)現(xiàn)三防漆涂覆后有上漆不良現(xiàn)象，說明板面離子殘留量、塞孔油墨、表面處理方法均不是上漆不良主要影響因素。

（2）驗證二：油墨種類和油墨表面張力對上漆不良影響驗證。

阻焊印刷分別采用A型（異常批次同型號）和B型、C型三種不同油墨。阻焊印刷全固化后，測量阻焊表面張力。

不同種類阻焊油墨及不同油墨表面張力對上漆不良影響驗證結(jié)果見表2所示。

表2 驗證二結(jié)果表

小結(jié)：①從不同表面張力測試結(jié)果來看，張力大小對三防漆涂覆效果影響不明顯，上漆不良仍比較嚴(yán)重；②從不同種類阻焊油墨測試結(jié)果來看，油墨C的三防漆涂覆效果最好，只有輕微涂覆不均異常?？梢酝茢郟CB板表面阻焊油墨類型是影響三防漆涂覆效果的重要因素。從A型、B型和C型油墨成分來看，A、B型含有硅成分，C型不含硅成分，推測是硅成分導(dǎo)致阻焊表面張力局部不均，影響三防漆涂覆密著性。因此特委托油墨廠家專門調(diào)制有無含硅油墨做進一步測試驗證。

（3）驗證三：有無硅成分阻焊油墨對上漆不良影響驗證。

為進一步驗證油墨含硅與否對三防漆涂覆上漆效果的影響，特委托油墨廠家調(diào)制含硅與不含硅的油墨進一步測試驗證。

阻焊印刷分別用油墨廠家提供的含硅油墨（X型）和不含硅油墨（Y型）兩種。

阻焊油墨有無硅成份對上漆不良影響驗證結(jié)果見表3所示。

表3 驗證三結(jié)果表

小結(jié)：從有與無含硅成份阻焊油墨對比測試來看，不含硅油墨測試效果最佳。不論在密集孔、塞孔位置，還是大銅面位置，三防漆涂覆后均沒有發(fā)現(xiàn)上漆不良。

初步判定：客戶端發(fā)生的三防漆涂覆不良問題原因是所用阻焊油墨含硅導(dǎo)致。后續(xù)將追加不含硅成份的油墨量產(chǎn)應(yīng)用跟蹤驗證，確認(rèn)量產(chǎn)上漆不良發(fā)生率，看是否能解決客戶端品質(zhì)問題。

3 改善方案驗證

通過異常真因再現(xiàn)測試及進一步的測試驗證，發(fā)現(xiàn)PCB阻焊油墨含硅與否是影響三防漆上漆效果的關(guān)鍵因素。按阻焊油墨無硅方案生產(chǎn)10 LOT產(chǎn)品交付客戶上線驗證，經(jīng)客戶上線加工后檢查，無三防漆涂覆不良異常，進一步說明實驗結(jié)論的正確性。最終的改善方案定為：使用無硅阻焊油墨+離子清洗。變更后方案經(jīng)過長期量產(chǎn)跟蹤，同樣品質(zhì)問題再無發(fā)生。

4 結(jié)論

通過對比實驗測試結(jié)果及量產(chǎn)驗證跟蹤結(jié)果，證明阻焊油墨含硅成分是影響三防漆上漆不良的主要原因。通過采用不含硅阻焊油墨+離子清洗生產(chǎn)，可以解決三防漆涂覆上漆不良的問題，完全滿足客戶產(chǎn)品品質(zhì)要求。此問題的解決，能有效保護PCB免受環(huán)境的侵蝕，確保PCB的安全性和可靠性，提高和延長PCB的使用壽命，同時也進一步提升公司產(chǎn)品的競爭力。