张军杰 肖永龙 李柱强 黎 华

（胜宏科技（惠州）股份有限公司，广东 惠州 516211）

0 前言

随着电子产品质量稳定性和功能要求不断提高，对印制电路板的质量和品质要求也越来越严格，这也必须对印制电路板提出更高要求。为了防止在焊接过程中的卡锡珠，焊接后的化学试剂以及环境中的潮气进入通孔，提高PCB的使用性能和抗恶劣环境的能力，众多顾客提出电路板中除了插件孔、安装孔、散热孔和测试孔外的所有镀通孔都要进行阻焊油墨塞孔。

塞孔虽然应用较早，但由于塞孔工艺和方法涉及面多，品质控制不易，塞孔不饱满、塞孔气泡、塞孔裂缝等问题极大影响了孔的可靠性。其中孔口流胶问题是各PCB厂家比较头疼的问题，因为孔口流胶直接关系到线路板在表面贴装时的可靠性问题，若在焊接位置有阻焊流胶残留会导致焊接时无法形成介面金属化合物（IMC），从而导致虚焊，形成功能性问题。但板面阻焊残胶又有许多情况，本文只针对导通孔与焊盘相切、导通孔与焊盘相交、导通孔在焊盘上三种阻焊塞孔孔口流胶品质问题进行说明。

1 问题描述

我司某生产料号，在阻焊后烤板发现孔口有批量流胶问题，比例高达100%，严重影响了产品良率和交期。为了从根源上找到问题发生的真因，对此问题将进行DOE（正交试验设计）测试，找到真因并进行改善，不良问题（见图1）。

图1 阻焊塞孔孔口流胶不良

2 试验过程

2.1 试板信息

板材尺寸：468 mm×620 mm，层数：12层，表面处理：化学镀金，孔到线：0.125 mm。

压合结构（见图2）。

图2 压合结构设计

2.2 试验流程设计

阻焊塞孔流胶试验流程：前流程→前处理（超粗化）→阻焊塞孔→整平→第一次印刷→第一次预烤→第二次印刷→第二次预烤→曝光→显影→文字→后烤→沉金前处理→检查是否流胶。各关键点试验参数（见表1）。

2.3 试验方案设计

本次试验采用五因子二水平L16（25）正交试验原理，共16种方案验证阻焊塞孔流胶问题。

2.3.1 设备与材料

丝印机、曝光机、烤箱、油墨

2.3.2 试验方案

本次试验借助正交试验原理，将阻焊塞孔与Pad设计的三种状态是否有流胶作为评估指标，通过不同开窗设计、不同油墨、不同烤箱、不同曝光灯源、不同后烤参数等几个方面安排正交试验，以确定最佳试验参数（见表2）。

2.3.3 正交试验参数表

根据正交试验参数表L16（25）安排试验（见表3）。

3.4 试验方案结果分析

正交试验结果（见图3）。

从正交试验结果分析为：（1）试验1、3、4、5、7、9、13、15阻焊塞孔设计的3种状态，导通孔与焊盘相切、导通孔与焊盘相交、导通孔在焊盘上三种阻焊塞孔孔口均未发现流胶问题，结果合格；（2）试验2、6、8、10、11、12、14、16阻焊塞孔设计的3种状态，导通孔与焊盘相切、导通孔与焊盘相交、导通孔在焊盘上三种阻焊塞孔孔口均发现不同程度的流胶，结果不合格。

3.5 试验结论

（1）在阻焊塞孔设计不变的情况下，通过调整不同的塞孔油墨类型、不同烤箱、不同的后烤参数对流胶有改善，但效果不明显，不同的曝光机光源对其流胶改善明显。

（2）在塞孔油墨不变的情况，通过调整不同烤箱、不同的后烤参数对流胶有改善，但效果不明显，不同的开窗设计（加大后）、不同的曝光机光源对比对其流胶改善明显。

（3）在预烤烤箱固定的情况下，通过不同的塞孔油墨类型调整、不同的后烤参数对流胶有改善，但效果不明显，不同的开窗设计（加大后）、不同的曝光机光源对比对其流胶改善明显。

（4） 在后烤参数不变的情况 ，通过调整不同的塞孔油墨类型、不同烤箱、不同的开窗设计对流胶有改善，但效果不明显，不同的曝光机光源对其流胶改善明显如上试验结果因子，对流胶的影响大小为曝光机光源＞后烤参数＞开窗设计＞不同烤箱＞油墨类型。

其中，曝光机光源对其流胶改善效果明显的主要是因为LED光源为是单波段紫外光，光线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谱段只占其中的一部分，同时光电转换效率低、穿透力差，导致阻焊表面固化比较均匀，但对于塞孔固化不足，导致孔内的油墨本身残留的有机物顺着孔口流出。

表1 阻焊塞孔各关键点试验参数

表2 正交试验因子与水平表

传统汞灯会产生红外线，并发出大量热量，穿透能力强，对塞孔的油墨可以充分固化，再加上合理的后烤参数可以有效阻止孔口有机物的析出。

3 结语

印制电路板作为电子产品的基础元器件，主要趋势体现为 轻、薄、短、小，其集成密度、层数不断增加，可靠性要求不断加严，均对印制线路板提出了更高的要求。故对阻焊塞孔提出了更高的挑战，控制不好便会产生流胶问题，对产品将造成巨大的品质隐患，严重影响失效成本及市场利润。本文通过对阻焊塞孔流胶问题从不同的开窗设计、不同塞孔油墨类型、不同的烤箱、不同的曝光机光源和不同的后烤参等各方面进行DOE试验验证，从而解决阻焊塞孔设计的3种状态：导通孔与焊盘相切、导通孔与焊盘相交、导通孔在焊盘塞孔孔口流胶问题。以上为我公司在阻焊塞孔制作过程的一些经验。

表3 正交试验方案

图3 正交试验结果