廖根望

（技研新阳电子有限公司，江西 赣州 341600）

0 引言

印制电路板（printed circuit board，PCB）是电子产品的关键互连件，其主要功能是导通和传输，使各种电子元器组件通过电路进行连接。印制电路板产业的发展水平在一定程度体现了国家或地区电子信息产业发展的速度与技术水准。随着近年来新能源汽车产业的高速发展，汽车发光二极管（light emitting diode，LED）灯板领域中对板面外观颜色、阻焊膜厚度及反射率要求越来越高，对阻焊工艺以及与阻焊相关的设备如曝光机提出了更高的要求。如阻焊发生问题，轻则外观不良，重则产品阻焊膜波纹，阻焊膜剥离脱落导致电路板存在严重的信赖性缺陷造成报废，将给企业造成巨大的损失。

1 原因分析

阻焊缺陷类型含阻焊膜波纹，对其外观、切片进行研磨分析如下：① 存在于产品基材位置；② 主要呈现为油墨不均，如图1所示；③ 2 个面次均有发生；④ 切片不良位置，存在严重的阻焊膜厚度差异，如图2所示；⑤ 集中出现在白色油墨产品。根据以上信息，分析图形转移中的光固化不足，造成高温固化后阻焊膜波纹，通过生产型号查出所用设备为LED曝光机。

图1 阻焊膜波纹外观

图2 阻焊膜波纹切片

由图1和图2可知，造成阻焊膜波纹的原因为油墨光固化不足，继续对LED 曝光机进行曝光21 格能量尺测试，排除曝光能量不足，但无法精确判断具体原因。因此采用鱼骨图方法，从人、机、料、法、环5 个方面，将生产中可能造成阻焊膜波纹的原因全部列出，如图3所示。经过初步信息收集和鱼骨图分析，造成此次阻焊膜波纹的原因可能有后固化条件低温烘烤不足、曝光固化不完全等。

图3 阻焊膜波纹鱼骨示意

2 实验部分

针对阻焊剂曝光和固化条件做相关实验，寻找引起阻焊膜波纹的主要原因。测试方案、条件及结果见表1。

表1 实验测试

在曝光能量达上限值（曝光尺能量11 格）和延长低温烘烤时间的条件下，均同样出现阻焊膜波纹问题，因此确认此2 项对阻焊膜波纹无改善，非主要原因。

显影后再次进行光固化，对阻焊膜波纹有明显改善，确认问题可能为光固化不足导致。对曝光机光源进行排查，目前使用的为LED 光源，相比传统卤素灯光谱存在差异。对现有LED 曝光机光谱与油墨的匹配性进行确认，目前使用的LED曝光机光谱单一，仅385、395 nm 2个波段，如图4 和表2所示。传统卤素曝光机光谱为区间波段，光谱涵盖全，如图5和表3所示。

图4 LED曝光机光谱

表2 LED曝光机光谱参数

图5 传统卤素灯曝光机光谱

表3 传统卤素灯曝光机光谱参数

阻焊膜（solder mask）UV 光聚合谱如图6所示。由图可知，白色油墨因其颜色特性（白色反光），对UV 光谱波段要求更高，需要特定光谱才能对油墨底层进行光固化。

图6 白色油墨固化与光谱关系示意

使用单一光波段LED 曝光机进行白油曝光作业时，曝光能量尺显示曝光能量足够，但曝光过程不能对底层油墨进行有效光固化，其在高温固化过程中表面和底层油墨应力不一，导致波纹现象产生。因其在显影后不显现，无法及时发现，因此过程中如发生该类问题，就会批量产生。

3 改善措施

对LED 曝光机灯源光谱进行逐一测试，确认需具备400～425 nm 光谱才可保证白油底层固化完全，指定对应机台生产，并定期对曝光机光谱进行测试保证品质，如图7和表4所示。阻焊在LED曝光机选择上需要事先规划明确，区别处理，如需生产白色阻焊膜，需选择对应LED 光源，避免异常发生。

表4 传统卤素灯曝光机光谱参数

图7 改善后LED曝光机光谱

4 结语

随着电子产品升级和技术的不断发展，使得PCB 生产设备的技术升级和能耗改善领域竞争越来越激烈。LED 曝光机凭借着降低能耗和减少灯源使用成本的优点，逐渐在PCB 行业得到广泛运用。曝光机LED 光源由不同波段灯珠组成，曝光方式分为扫描式灯源和直接全覆盖照射灯盘。因其灯源波段种类较多，在LED 曝光机光源选择上，需要根据自身产品需求选择，通过有效管理，控制不良情况的发生。