陳興國 黃信養(yǎng)

（蘇杭科技有限公司，江蘇 漣水 320583）

2020年初，有新客戶A給我公司一款不同于常規(guī)的印制電路板（PCB）產(chǎn)品訂單，其拼版交貨單元如圖1。該PCB中一組霧燈板的阻焊油墨要求黑色，其它3組車燈板的阻焊油墨要求白色；黑色阻焊上印白色文字，白色阻焊上印黑色文字；并且阻焊塞孔要求，表面處理方式化錫工藝。這種組合設計可以提高客戶生產(chǎn)效率，方便客戶數(shù)量和型號的管控，而給PCB制造帶來了挑戰(zhàn)。

圖1 PCB拼版交貨單元

雖然此款PCB的生產(chǎn)制作難度大，但是引起我公司和客戶的高度重視，必須完成新產(chǎn)品制作，否則將造成我公司后續(xù)接單的流暢性。為此我公司組織項目攻關小組由工藝部經(jīng)理擔任組長，工程部經(jīng)理任副組長，相關生產(chǎn)、品質工序的主管工程師為組員，并進行分工協(xié)作。同時聘請總經(jīng)理為總指導，對項目實施步驟進行指導，監(jiān)督項目開展進度。團隊討論和試驗樣品制作方案，對外滿足客戶品質和交期，對內(nèi)節(jié)約流程、提高效率和降低成本的目的。

1 項目實施

1.1 工藝流程選擇

該PCB是金屬化孔雙面板，與普通雙面板不同之處是需塞孔及雙色阻焊和字符，因此在常規(guī)雙面板制作流程基礎上作改變。五種流程進行試驗比較。

（1）流程一。此流程樹脂塞孔在蝕刻前，相對阻焊工序操作簡單，但我公司沒有樹脂塞孔相關設備，而外發(fā)樹脂塞孔和陶瓷磨板成本太過昂貴，故用傳統(tǒng)流程阻焊油墨塞孔方式開發(fā)測試。

開料→鉆孔→沉銅→電鍍→樹脂塞孔+陶瓷磨板→外層圖形→酸性蝕刻→外層AOI（自動光學檢測）→阻焊一（黑）→阻焊二（白）→字符一（白）→字符二（黑）→外形→電測→AVI（自動光學檢測）→化錫→FQC→包裝

（2）流程二。測試結果，阻焊表觀符合客戶的要求，但切片確認油墨厚度為44.33 μm，大于客戶規(guī)范5～40 μm，如圖2，故此方案不符合。

圖2 流程二產(chǎn)品

開料→鉆孔→沉銅→電鍍→外層圖形→圖形電鍍→堿性蝕刻→外層AOI→塞孔（白）→阻焊一（白）→阻焊二（黑）→字符一（白）→字符一（黑）→外形→電測→AVI→化錫→FQC→包裝

（3）流程三。測試結果，文字黑油印刷會存在偏位，所以Pad邊露出黑白相間的兩層油墨；黑色油墨不能保證100%蓋住塞孔白油，塞孔邊緣呈現(xiàn)黑白相見的缺陷，表觀不能滿足客戶要求。

開料→鉆孔→沉銅→電鍍→外層→圖形電鍍→堿性蝕刻→外層AOI→塞孔（白）→阻焊（白）→字符一（黑）→字符二（白）→外形→電測→AVI→化錫→FQC→包裝

（4）流程四。測試結果，字符需要4張網(wǎng)版轉移圖形，需4次烤板，文字烤板時間就是80 min，加上4次升溫的時間總共需要120 min，烘烤后白油有變色發(fā)黃的現(xiàn)象，會引起客戶投訴。且此流程生產(chǎn)復雜，有擦花的風險。

開料→鉆孔→沉銅→電鍍→外層→圖形電鍍→堿性蝕刻→外層AOI→塞孔一（黑）→阻焊一（黑）→塞孔二（白）→阻焊二（白）→字符一（白）→字符二（黑）→外形→電測→AVI→化錫→FQC→包裝

（5）流程五。首先是改進照相底片圖形設計，通過特殊菲林設計，文字通過阻焊曝光、顯影的方式顯露出來形成了黑底白字（凸字），白底黑字（凹字）。如先在霧燈區(qū)和白底黑字區(qū)印黑油，擋油底片上設計4 cm×4 cm下油點，曝光底片設計3 cm×3 cm的漏光，顯影后黑油塊保留；之后所有的區(qū)域印刷白油，通過曝光顯影得到所需的圖形（見圖3）。

圖3 流程五的字符

開料→鉆孔→沉銅→電鍍→外層→圖形電鍍→堿性蝕刻→外層AOI→塞孔一（黑）→阻焊一（黑）→塞孔二（白）→阻焊二（白）→外形→電測→AVI→化錫→FQC→包裝

流程五測試結果，按剛性PCB的IPC標準2級要求檢驗，表觀方面有個別線路轉角有掉油，化錫后膠帶附著力試驗有個別白油掉油，其它阻焊附著力、熱沖擊、可焊性試驗等都符合要求。經(jīng)過一系列測試我們發(fā)現(xiàn)流程五方案可行，僅有化錫掉油及黑油轉角漏銅的缺陷，我們進一步針對化錫掉油及黑油轉角漏銅進行優(yōu)化改善。

1.1.2 優(yōu)化改善

（1）黑油的轉角露銅不良改善。

原因：根據(jù)經(jīng)驗值印刷油墨在銅皮尖角處油墨厚度偏薄，再加上在二次阻焊前處理磨刷過度所致。

改善措施：將導體轉角處優(yōu)化成圓角（圖4）；第二次阻焊磨刷500+800#改為磨刷800#，通過以上2點措施再次試驗黑油的轉角無露銅不良。

圖4 導體轉角處優(yōu)化成圓角

（2）化錫掉油的改善。

原因：通過魚骨圖列出影響因子，用因果矩陣圖來進行打分，進一步篩選出白油掉油的主要因子為超粗化微蝕量、曝光能量、顯影側蝕量和油墨性能這四項。

化錫掉油改善：運用Minitab軟件創(chuàng)建DOE設計，針對4個關鍵因子2水平做16次試驗找出最優(yōu)參數(shù)，生產(chǎn)出預想不掉油的生產(chǎn)板（見圖5）。

圖5 化錫板不掉油的生產(chǎn)參數(shù)

1.2 工藝流程策劃及測試匯總

工藝流程策劃及測試匯總見圖6所示。

圖6 雙色油墨試驗流程、結果判定一覽表

（1）此款新產(chǎn)品客戶要求表面處理方式為化錫，故阻焊均需用超粗化線生產(chǎn)試驗。

（2）為了防止每面二次UV對白色阻焊嚴重變色的不良影響，本試驗方案中文字流程選用熱固化的方式。

（3）阻焊印刷用36T網(wǎng)版，文字印刷用120T網(wǎng)版。

1.3 試產(chǎn)及批量生產(chǎn)

經(jīng)過測試及優(yōu)化，選定了流程五為我們的生產(chǎn)方案，首先，我們先做了10 PNL試板，進行整個流程的生產(chǎn)，確認沒問題后，批量進行生產(chǎn)數(shù)量為2117PNL，經(jīng)PQC及FQC的檢驗，均無問題。該料號在客戶端上線生產(chǎn)一切正常。

2 項目總結

2.1 工藝文件標準化

（1）流程的標準化：加入ERP系統(tǒng)；（2）此作業(yè)方式已加入阻焊作業(yè)指導書；（3）阻焊參數(shù)已加入此料號的控制計劃。參數(shù)見圖7所示。

圖7 阻焊生產(chǎn)參數(shù)

2.2 項目收益

（1）訂單統(tǒng)計： 2020年4月～9月，共接單約1125 pnls，平均每月接單約為225 pnls，折合面積每月生產(chǎn)約為70 m2。

（2）成本節(jié)約：不包括阻焊制作難點造成的返工、報廢問題，也未做因影響產(chǎn)品品質、交期、訂單等損失估計，僅以與流程一（可行方案）比較，可節(jié)省塞孔樹脂油墨、文字油墨材料費，減少工序而節(jié)省人工和耗電費用，每月約有2萬元。

（3）專有技術：該產(chǎn)品制造工藝特殊，我們已申請發(fā)明專利，國家知識產(chǎn)權局已受理。

3 結語

針對本次研發(fā)雙色阻焊和字符化錫板工藝，我們成立專題組不斷試驗確認，篩選出最優(yōu)、最便捷的生產(chǎn)作業(yè)方式，并針對作業(yè)方式中存在的品質問題運用魚骨圖分析找原因，因果矩陣圖篩選主要因子，柏拉圖找出關鍵因子，通過DOE試驗和優(yōu)化響應器找出最佳生產(chǎn)參數(shù)，批量驗證化錫后白油不掉油，并將流程和工藝參數(shù)和方法標準化。此新產(chǎn)品的研發(fā)得到了客戶認可。

心得體會：困難是有的，但辦法是比困難多的；創(chuàng)新的重要功能就是化繁為簡，把復雜的事情變得簡單。