蘇培濤 梅志雄

汕頭超聲印制板公司

1 印制板差異化加工簡介

1.1 差異化是印制板行業(yè)生存之道

差異化加工是指生產(chǎn)者向市場提供有獨特利益，并取得競爭優(yōu)勢產(chǎn)品的過程和結(jié)果。眾所周知，競爭的最高境界是避開競爭，實行差異化戰(zhàn)略。對目前印制電路板行業(yè)面臨的形勢和挑戰(zhàn)，為滿足客戶及終端制造商苛刻的個性化設(shè)計和多樣化需求，同時在制造過程中注重高品質(zhì)、高效率、低污染和低成本的目標(biāo)，針對客戶具體要求實現(xiàn)差異化加工是印制板制造業(yè)的必然選擇。企業(yè)需要面對的問題是對擁有的各種資源如何做到充分的整合、發(fā)揮以提升企業(yè)整體的競爭力，在創(chuàng)造獨特的產(chǎn)品和服務(wù)的同時，千方百計做到人無我有，人有我精。為達(dá)到這一目標(biāo)需要及時采取相應(yīng)的行動和應(yīng)對措施，以確保企業(yè)獲得合理的利潤，并使其繼續(xù)生存和發(fā)展。

1.2 印制板差異化加工要求

隨著客戶設(shè)計及要求的多樣化，PCB加工從可制造性設(shè)計開始到板料選擇、加工流程確定、表面處理方式要求、品質(zhì)控制規(guī)格等都存在很大的差異性，對工廠內(nèi)部現(xiàn)有設(shè)備和生產(chǎn)工藝流程及控制方法等均提出越來越高的要求。因此，了解電路板差異化加工過程中存在的問題并積極應(yīng)對，在保證滿足客戶需求的同時，有效降低成本、提高效益。例如，板料類型的差異化，從過去普通FR-4到中高Tg板料、再到無鉛、無鹵、高頻射頻等特殊材料，工廠內(nèi)部從層壓、鉆孔、除膠渣、外形加工（含銑、V- CUT和沖外形）等工藝參數(shù)和生產(chǎn)條件需根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備和流程做相應(yīng)的試驗和調(diào)整，才能找到最合適、最經(jīng)濟(jì)的加工條件以應(yīng)對這種差異化的發(fā)展。

1.3 圖形轉(zhuǎn)移差異化加工要求

印制板加工過程中圖形轉(zhuǎn)移工序的作用已不再極限于整板的線路和圖像的轉(zhuǎn)移，隨著客戶要求的特殊化，各種各樣特別的圖形需要通過干膜的保護(hù)來完成多種加工，其中最常見的加工方式是選擇性沉金+OSP表面完成工藝（圖1）。因沉鎳金和OSP二種表面處理工藝各自存在優(yōu)缺點，而選擇性沉鎳金工藝是綜合這二種工藝優(yōu)點而發(fā)展起來的一種新的表面處理方式，產(chǎn)品應(yīng)用于移動電話、通訊設(shè)備、高檔電子消費品等。此外，局部位置鍍厚金工藝（圖2）、分段金手指（圖3）和分級金手指（圖4）等因客戶需要對局部位置鍍厚金，在加工過程中也需多次分開制作，因此需采用干膜進(jìn)行局部的保護(hù)才能進(jìn)行選擇性鍍金，板件制作中可能采用二次或三次至于多次的圖形移轉(zhuǎn)工藝。

2 干膜前處理加工的差異化

為應(yīng)對不同板件制作的要求，干膜結(jié)合力的保證首先是前處理的控制，例如：磨板的均勻性和板面的微觀粗糙度決定干膜與板面結(jié)合力的強弱，不同的板件和工藝流程需要采用不同的前處理方式。只有根據(jù)生產(chǎn)制作特點選擇合適的前處理方式才能在保證板件質(zhì)量的同時提高效率、降低生產(chǎn)成本。從投入產(chǎn)出上考慮，不同的產(chǎn)品檔次需要采用不同的加工方式和不同層次的物料，圖形轉(zhuǎn)移常用前處理方式優(yōu)缺點對比情況如下（表1）。

生產(chǎn)線需根據(jù)所加工板件特性及具體設(shè)備要求，有目的地選擇最適合板件結(jié)構(gòu)的前處理方式。

3 干膜貼膜控制的差異化

干膜的結(jié)合力，除前處理要求外，與干膜的型號、貼膜機狀態(tài)、熱壓棍質(zhì)量及貼膜機的工藝參數(shù)如：溫度、壓力、速度等均對結(jié)合力好壞有很大的影響。對內(nèi)層板或開激光窗的板件，可選擇厚度較薄的干膜（如感光層厚度：20 mm ～ 30 mm）以節(jié)約材料成本并提高生產(chǎn)效率；外層圖形轉(zhuǎn)移后電鍍流程，因存在電鍍夾膜的品質(zhì)隱患，一般采用感光層厚度40 mm ～ 50 mm的干膜；而選擇性干膜因板面線路已形成或有阻焊層導(dǎo)致平整度較差，需采用感光層厚度50 mm ～ 75 mm的厚干膜；部分特殊用途的干膜厚度可高達(dá)125 mm ～ 150 mm甚至200 mm。

貼膜過程是通過提高干膜的流動性，借助熱壓輥的壓力使感光材料緊密粘合到板面上。因此，貼膜機熱壓棍選擇需要特別注意，貼膜機壓棍質(zhì)量對干膜壓合效果有極大的貢獻(xiàn)度，特別是壓棍膠層厚度和硬度對結(jié)合力的影響很明顯，熱壓棍需結(jié)合生產(chǎn)板件的差異化進(jìn)行相應(yīng)的選擇（見表2），以期得到良好貼膜效果。

此外，更換壓輥時建議在加熱管外壁均勻涂上高溫導(dǎo)熱膠，保證加熱的均勻性，減少局部過熱。如何有效評估干膜結(jié)合力的強弱，可通過設(shè)計專用的測試板定期采用各種測試圖形評估生產(chǎn)線的實際加工狀態(tài)。

4 干膜退膜加工的差異化

4.1 內(nèi)層及酸性蝕刻流程干膜退除

對顯影—蝕刻—退膜流程的板件，干膜退除通常較容易控制，一般采用氫氧化鈉體系，去膜濃度直接影響退膜后的膜碎大小，濃度愈低，膜碎愈小，但太小的膜碎會造成過濾困難，藥水的濃度在3×(1±0.5%)可完全退除干凈，但需注意控制好干膜貼膜到退膜的停留時間，特別是有盲孔或薄板控制不好也會有退膜不凈的問題。

4.2 外層圖形電鍍法干膜的退除

若板面與干膜結(jié)合力差將導(dǎo)致電鍍后出現(xiàn)滲鍍短路，從而影響板件良品率的控制。相反，由于干膜結(jié)合力太強在電鍍后會出現(xiàn)退膜困難。此外還經(jīng)常受外層圖形分布的不均勻、孔壁銅厚要求高等因素影響導(dǎo)致夾膜造成退膜不凈，夾膜問題成為制約很多廠家電鍍板件質(zhì)量及產(chǎn)量的主要原因，是業(yè)界急需徹底解決的技術(shù)難題之一。

隨著精細(xì)線路板件的日益增多，有機退膜液不會對錫層（或鉛錫層）造成攻擊，并有利于成品率的提升。在有機退膜劑中，有機堿能夠與干膜中帶羧基的聚合物反應(yīng)，使大塊的干膜碎裂成小塊；氯鹽能促使干膜與銅鍍層之間的界面快速分離；山梨醇使有機退膜劑能快速到達(dá)干膜內(nèi)部；在有機堿、氯鹽和山梨醇三者的配合，使得有機退膜劑具有從銅基材上快速剝離“夾膜”狀干膜的優(yōu)良性能（圖5和圖6）。已越來越多的廠家采用有機退膜劑代替原用的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液，不同退膜液參數(shù)和要求存在較大的差異化（表3）。

4.3 選擇性干膜的退膜

在選擇性干膜制作過程中，與干膜結(jié)合的材料是阻焊劑、字符或樹脂，這些物質(zhì)的表面本身也是高分子聚合物，與干膜會發(fā)生不同程度的化學(xué)反應(yīng)，所以選擇性干膜結(jié)合力會比內(nèi)外層干膜與銅面的結(jié)合力強得多，因此退膜難就成為選擇性干膜的主要問題，一般需要從專用設(shè)備和退膜藥水選擇方面進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，才能較好的退除二次干膜。

生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計方面：建議流程可分成二步，每步處理時間約2～3分鐘共需4～6分鐘，前后二段采用不同的藥水（如：第一段采用NaOH，第二段采用有機退膜水或第一段采用浸泡方式，第二段再上線退膜），第一段要求除掉大部分的干膜，第二段采用高壓的方式對付殘留的膜渣。

退膜藥水和流程方面：退膜藥水需與選擇性干膜和所使用的阻焊劑相兼容，一般要通過現(xiàn)場的試驗驗證進(jìn)行確定并優(yōu)化，盡量使阻焊劑完全固化后再貼膜（可通過增加UV光固化或烘烤的方式），同時建議在化學(xué)鎳金或加工局部鍍金后再印字符，以減少字符油墨處退膜不凈的情況。同時，根據(jù)實際板件的生產(chǎn)需要通過試驗篩選和確定最佳的批量加工條件，實行差異化的控制。

5 常見不良對策及預(yù)防

5.1 常見不良現(xiàn)象的界定

印制線路板制造過程中，任何前處理的不良均會導(dǎo)致出現(xiàn)結(jié)合力下降，無論是內(nèi)外層圖形轉(zhuǎn)移還是選擇性干膜，若干膜結(jié)合力太弱，酸蝕流程會出現(xiàn)開路或缺口，而電鍍流程容易出現(xiàn)滲鍍現(xiàn)象（圖7）。

然而，在印制線路板制造中，圖形轉(zhuǎn)移干膜加工通常屬于中間過程，結(jié)合力也并不是越強越好，結(jié)合力太強會出現(xiàn)退膜不凈（圖8），導(dǎo)致“過猶不及”，特別是選擇性干膜存在退膜難的問題非常普遍。

5.2 一般問題的分析解決方案

受圖形轉(zhuǎn)移差異化加工工藝的影響，特別是生產(chǎn)過程出現(xiàn)的影響因素很多，真正原因可能也較為復(fù)雜。六西格瑪是在全面質(zhì)量管理基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種有效的管理方法，建議采用6Sigma的D-M-A-I-C模式開展改進(jìn)活動?；镜墓ぷ髁鞒毯退悸房擅枋鰹镈MAIC：界定（Define）、測量（Measure）、分析（Analysis）、改進(jìn)（Improve）和控制（Control），調(diào)查分析問題的基本對策和流程如下：

（1）DM：對板件缺陷或切片進(jìn)行認(rèn)真的分析和界定；

（2）A：根據(jù)實際加工流程分析，深入現(xiàn)場尋找問題發(fā)生的根源；

（3）I：針對存在的問題進(jìn)行恢復(fù)、試驗并加以改進(jìn)和提升；

（4）C：及時將有效的控制方法形成文件進(jìn)行固化并指導(dǎo)生產(chǎn)。

六西格瑪?shù)膶嵺`徹底打破了傳統(tǒng)的“提高質(zhì)量就意味著增加成本”的老觀念，工廠可以在提高質(zhì)量的同時降低成本。六西格瑪精通于數(shù)據(jù)分析及先進(jìn)的問題解決技術(shù)，可提供解決頑固品質(zhì)問題的工具，當(dāng)然六西格瑪還有更重要的作用，那就是改變企業(yè)的文化，注入創(chuàng)新的“基因”，使企業(yè)持續(xù)保持活力。

6 小結(jié)

“高質(zhì)量、低成本、短交期”和“改善無止境”的精益生產(chǎn)理念是印制板差異化加工需要追求的目標(biāo)，通過有效整合現(xiàn)有資源并不斷進(jìn)行創(chuàng)新，要想在工作上有所突破，必須在精細(xì)化上下功夫?！褪菍I(yè)化，‘細(xì)’就是具體化，‘精細(xì)化’管理，就是在日常生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，強調(diào)細(xì)微、細(xì)小的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，精益求精才能應(yīng)對印制板行業(yè)不斷面臨的挑戰(zhàn)。印制板行業(yè)如何整合資源、控制成本、保護(hù)環(huán)境？如何通過生產(chǎn)工藝的不斷創(chuàng)新來實現(xiàn)差異化的加工？這將是企業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的根本所在。

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