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2021-01-11 05:27:50成志鋒莫妹珍唐有軍關(guān)志鋒
印制電路信息 2020年11期
成志鋒 莫妹珍 唐有軍 關(guān)志鋒
（廣州杰賽科技股份有限公司，廣東，廣州 510310 ）
（珠海杰賽科技有限公司，廣東 珠海 519170）
1 問(wèn)題提出
近來(lái)，我公司生產(chǎn)制作一款由RO4350B和S1000-2板材混壓的印制電路板（PCB），發(fā)現(xiàn)成品板基材色差嚴(yán)重，導(dǎo)致出現(xiàn)較高的報(bào)廢率并影響產(chǎn)品交付。因此，亟待尋找出色差的原因才可改善此問(wèn)題。該產(chǎn)品基材異色的為RO4350B材料，據(jù)Rogers的RO4003C/RO4350B高頻電路材料數(shù)據(jù)手冊(cè)，RO4350B基材暴露于外界環(huán)境中容易氧化。加工流程涉及蝕刻、阻焊、阻焊后烘、浸銀、回流焊等涉及藥水或高溫的工序。文章就各制程對(duì)RO4350B材料基材色差問(wèn)題進(jìn)行試驗(yàn)和分析，探究各加工流程對(duì)基材異色的貢獻(xiàn)度，從而進(jìn)行分析和改善。同時(shí)對(duì)S7136板材進(jìn)行類比試驗(yàn)，分析碳?xì)浠衔锾沾苫褰?jīng)相同的加工流程是否有異色問(wèn)題。由于材料的介電常數(shù)與基板的組分息息相關(guān)，因此，本文還通過(guò)采用諧振腔法針對(duì)此批試驗(yàn)材料進(jìn)行Dk測(cè)量，探究基材色差對(duì)介電常數(shù)的影響程度。
2 試驗(yàn)實(shí)施過(guò)程
2.1 試驗(yàn)思路
（1）進(jìn)行復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)，判斷各加工流程對(duì)基材變色的貢獻(xiàn)度，以便定位追蹤；（2）設(shè)計(jì)DOE試驗(yàn)，優(yōu)化各工序?qū)O4350B板材基材異色的問(wèn)題，給出最佳的加工方式；（3）評(píng)估不同次數(shù)的阻焊、浸銀返工對(duì)基材變色的影響程度，判斷返工次數(shù)是否對(duì)基材有攻擊；（4）跟進(jìn)在線板情況，了解各工序?qū)淖兙G的貢獻(xiàn)度。
2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案制作及結(jié)果分析
2.2.1 復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)
分別觀察蝕刻后、阻焊顯影后、阻焊后烘后基材表面顏色。得出：（1）原材料蝕刻后，基材顏色無(wú)變綠，說(shuō)明蝕刻藥水對(duì)基材無(wú)影響；（2）阻焊顯影后，與蝕刻后的基材顏色對(duì)比，基材顏色變綠，說(shuō)明有油墨滲入基材，顯影藥水無(wú)法沖洗干凈，基材有油墨殘留出現(xiàn)著色。
2.2.2 DOE試驗(yàn)
通過(guò)DOE試驗(yàn)（見(jiàn)表1所示），對(duì)RO4350B板材使用PSR-2000 KX700G油墨，分別采用不同的預(yù)烘時(shí)間、靜置時(shí)間、顯影速度。對(duì)比圖示無(wú)法通過(guò)干預(yù)阻焊預(yù)烘時(shí)間和顯影速度減弱油墨滲入基材，都存在基材變綠現(xiàn)象。
表1 試驗(yàn)方案
2.2.3 不同板材不同油墨對(duì)基材影響評(píng)估
兩種板材分別使用不同的油墨正常一次阻焊后，基材都有明顯的變綠情況。Dk變化見(jiàn)表2所示。Rogers的 RO4350B板材相較于樣板Dk略有減小，變化區(qū)間在0.0025～0.0118，Dk變化不大；生益S7136板材相較于樣板Dk略有增加，變化區(qū)間在0.0108～0.0189，變化較小。
表2 不同油墨對(duì)基材影響
2.2.4 對(duì)RO4350B板材進(jìn)行阻焊返工對(duì)Dk的影響
RO4350B板材使用PSR-4000 G23K型號(hào)油墨進(jìn)行不同次數(shù)的阻焊返工，相較于樣板Dk無(wú)明顯變化。但是阻焊返工后的基材變綠加劇，返工次數(shù)越多，基材變綠越加劇。因此針對(duì)此類板材不可進(jìn)行阻焊返工。（見(jiàn)表3所示）。
表3 阻焊返工對(duì)Dk的影響
2.2.5 浸銀返工評(píng)估
選擇阻焊前后的試驗(yàn)板做模擬浸銀返工1～2次，對(duì)比返工前后基材顏色無(wú)明顯差別，浸銀返工次數(shù)對(duì)基材變綠無(wú)明顯影響，說(shuō)明浸銀藥水對(duì)基材變綠的貢獻(xiàn)度不大。
2.2.6 在線板生產(chǎn)跟進(jìn)
通過(guò)跟進(jìn)在線生產(chǎn)板，對(duì)比回流焊前后可以發(fā)現(xiàn)，回流焊后基材經(jīng)高溫氧化變黃，加上基材區(qū)域有綠油殘留，故在視覺(jué)上可觀察到基材顏色變綠（見(jiàn)表4所示）。
表4 在線板基材顏色變化
3 結(jié)論
（1）油墨滲入基材是產(chǎn)生色差的主要原因，不同的預(yù)烘時(shí)間、靜置時(shí)間、顯影速度，以及不同型號(hào)的油墨，均無(wú)法干預(yù)油墨不滲入基材，阻焊返工次數(shù)越多，基材色差越嚴(yán)重。
（2）經(jīng)過(guò)回流焊后基材氧化變黃，加上基材區(qū)域有油墨殘留，顏色上的疊加導(dǎo)致明顯的基材色差。
（3）通過(guò)Rogers供應(yīng)商的Dk測(cè)試結(jié)果，Dk變化較小，變化值在-0.0006～0.0118之間。
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近來(lái)，我公司生產(chǎn)制作一款由RO4350B和S1000-2板材混壓的印制電路板（PCB），發(fā)現(xiàn)成品板基材色差嚴(yán)重，導(dǎo)致出現(xiàn)較高的報(bào)廢率并影響產(chǎn)品交付。因此，亟待尋找出色差的原因才可改善此問(wèn)題。該產(chǎn)品基材異色的為RO4350B材料，據(jù)Rogers的RO4003C/RO4350B高頻電路材料數(shù)據(jù)手冊(cè)，RO4350B基材暴露于外界環(huán)境中容易氧化。加工流程涉及蝕刻、阻焊、阻焊后烘、浸銀、回流焊等涉及藥水或高溫的工序。文章就各制程對(duì)RO4350B材料基材色差問(wèn)題進(jìn)行試驗(yàn)和分析，探究各加工流程對(duì)基材異色的貢獻(xiàn)度，從而進(jìn)行分析和改善。同時(shí)對(duì)S7136板材進(jìn)行類比試驗(yàn)，分析碳?xì)浠衔锾沾苫褰?jīng)相同的加工流程是否有異色問(wèn)題。由于材料的介電常數(shù)與基板的組分息息相關(guān)，因此，本文還通過(guò)采用諧振腔法針對(duì)此批試驗(yàn)材料進(jìn)行Dk測(cè)量，探究基材色差對(duì)介電常數(shù)的影響程度。
2 試驗(yàn)實(shí)施過(guò)程
2.1 試驗(yàn)思路
（1）進(jìn)行復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)，判斷各加工流程對(duì)基材變色的貢獻(xiàn)度，以便定位追蹤；（2）設(shè)計(jì)DOE試驗(yàn)，優(yōu)化各工序?qū)O4350B板材基材異色的問(wèn)題，給出最佳的加工方式；（3）評(píng)估不同次數(shù)的阻焊、浸銀返工對(duì)基材變色的影響程度，判斷返工次數(shù)是否對(duì)基材有攻擊；（4）跟進(jìn)在線板情況，了解各工序?qū)淖兙G的貢獻(xiàn)度。
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2.2.2 DOE試驗(yàn)
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表1 試驗(yàn)方案
2.2.3 不同板材不同油墨對(duì)基材影響評(píng)估
兩種板材分別使用不同的油墨正常一次阻焊后，基材都有明顯的變綠情況。Dk變化見(jiàn)表2所示。Rogers的 RO4350B板材相較于樣板Dk略有減小，變化區(qū)間在0.0025～0.0118，Dk變化不大；生益S7136板材相較于樣板Dk略有增加，變化區(qū)間在0.0108～0.0189，變化較小。
表2 不同油墨對(duì)基材影響
2.2.4 對(duì)RO4350B板材進(jìn)行阻焊返工對(duì)Dk的影響
RO4350B板材使用PSR-4000 G23K型號(hào)油墨進(jìn)行不同次數(shù)的阻焊返工，相較于樣板Dk無(wú)明顯變化。但是阻焊返工后的基材變綠加劇，返工次數(shù)越多，基材變綠越加劇。因此針對(duì)此類板材不可進(jìn)行阻焊返工。（見(jiàn)表3所示）。
表3 阻焊返工對(duì)Dk的影響
2.2.5 浸銀返工評(píng)估
選擇阻焊前后的試驗(yàn)板做模擬浸銀返工1～2次，對(duì)比返工前后基材顏色無(wú)明顯差別，浸銀返工次數(shù)對(duì)基材變綠無(wú)明顯影響，說(shuō)明浸銀藥水對(duì)基材變綠的貢獻(xiàn)度不大。
2.2.6 在線板生產(chǎn)跟進(jìn)
通過(guò)跟進(jìn)在線生產(chǎn)板，對(duì)比回流焊前后可以發(fā)現(xiàn)，回流焊后基材經(jīng)高溫氧化變黃，加上基材區(qū)域有綠油殘留，故在視覺(jué)上可觀察到基材顏色變綠（見(jiàn)表4所示）。
表4 在線板基材顏色變化
3 結(jié)論
（1）油墨滲入基材是產(chǎn)生色差的主要原因，不同的預(yù)烘時(shí)間、靜置時(shí)間、顯影速度，以及不同型號(hào)的油墨，均無(wú)法干預(yù)油墨不滲入基材，阻焊返工次數(shù)越多，基材色差越嚴(yán)重。
（2）經(jīng)過(guò)回流焊后基材氧化變黃，加上基材區(qū)域有油墨殘留，顏色上的疊加導(dǎo)致明顯的基材色差。
（3）通過(guò)Rogers供應(yīng)商的Dk測(cè)試結(jié)果，Dk變化較小，變化值在-0.0006～0.0118之間。
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