周國平 杜 丁 周 武

（勝宏科技（惠州）股份有限公司，廣東 惠州 516211）

0 引言

發(fā)光二極管（light emitting diode，LED）顯示屏的工作原理是將LED 燈珠焊接在印制電路板（printed circuit board，PCB）上，配有一個芯片，通電連后產(chǎn)生光電效果。LED 燈珠因低功耗、高效率、高散熱性和令人印象深刻的光輸出而倍受重視，特別是用在顯示器和顯示屏上時。LED 顯示屏屏體背光的一致性尤其重要，通常業(yè)內(nèi)會采用印刷黑色的防焊油墨（阻焊）來緩解顏色差異這一問題。但是，防焊油墨為了保證焊盤的邊沿精度，其厚度極薄，在加工過程中還具有揮發(fā)性。在加工工藝中，油墨是通過一張鋼網(wǎng)刷在燈板上的，哪怕在同一批次同一板上，第一次刷油和第二次刷油時，因為其時間間隔不同，導致油墨的部分揮發(fā)，也會使阻焊油墨的濃度不一致，在加工完成后，其墨色就不一致?？刂朴湍恢碌某杀竞芨?，并且難以保證精確性。

本文設計一種LED 用PCB（簡稱：LED 板）燈面墨色工藝的控制方法，主要從工藝流程、生產(chǎn)設備、使用物料等給出一套可行的技術方案。介紹了防焊制程的制作參數(shù)等關鍵品質(zhì)，以及出貨前最終品質(zhì)控制（final quality control，F(xiàn)QC）墨色檢驗。

1 技術難點

1.1 現(xiàn)狀分析

LED 顯示屏對屏幕表面的底色一致性要求極高，其底色即為PCB 的表面顏色（一般為黑色）。當所采用的PCB 覆銅板基材顏色有差異時，印刷防焊油墨不能有效掩蓋其基材顏色差異，導致防焊后線路板成品顏色存在色差。如PCB 模塊之間顏色有色差，則顯示屏在息屏狀態(tài)會出現(xiàn)馬賽克，因此PCB 墨色一致性與否決定LED 顯示屏產(chǎn)品的成敗。PCB 廠采用常規(guī)生產(chǎn)工藝時，無法滿足此類要求，只能從眾多產(chǎn)品中采用人工挑選的方式挑選顏色相近的產(chǎn)品供應給客戶，而雜色產(chǎn)品只能報廢，造成成本大量浪費。為了盡量保證LED屏體墨色的一致性，現(xiàn)有技術手段是通過控制顯示模組的生產(chǎn)批次，對顯示模組的批次號做規(guī)范和約束，不同批次號的模組盡量不安裝在同一塊屏體上，以保證屏體上應用的模組都在同一批次內(nèi)。但該方法只能勉強使用，沒能從根源上解決問題。隨著燈珠的間距越來越小，模組的墨色問題就越來越突出，亟待徹底解決。

1.2 LED板工藝流程

LED 板的制作工藝全流程如下，板面墨色主要由防焊流程控制，F(xiàn)QC檢驗出貨。

1.2.1 制作全流程

開料→內(nèi)層→自動光學檢測（automated optical inspection，AOI）→壓合→鉆孔→板電→外層線路→外檢AOI→防焊→文字→成型→電測→FQC→清洗→包裝。

1.2.2 防焊制作流程

前處理→油墨攪拌→工具準備→塞孔→印刷→預烤→曝光→顯影→文字→后烤→出料。

1.2.3 FQC墨色檢驗流程

取墨色待挑選板→倒邊區(qū)分色差→挑選主色→雜色刷選→目視完成→出貨質(zhì)量控制（outgoing quality control，OQC）抽檢→包裝。

2 LED板墨色異常原因分析

結合團隊成員及業(yè)內(nèi)同行經(jīng)驗，匯總墨色異常原因，見表1。

表1 墨色異常原因分析

3 LED板墨色一致性控制方法

3.1 前處理

①一次必須滿足720 PNL 或一個訂單量后才可生產(chǎn)，外檢按不同系數(shù)出板到防焊，防焊前處理按系數(shù)分開收板及生產(chǎn)；②同一訂單號生產(chǎn)板必須在同一條前處理磨板，不可同時兩條線磨刷，不良板需經(jīng)過確認后才可按重工單要求重工，而且不良板需集中返工及區(qū)分下轉；③正常生產(chǎn)板線速4.0 m/min，返工板線速4.0 m/min（只能返磨一次，超過一次的重工板，在制板的方向孔這一邊劃一條紅線標識返工板）；④外檢按不同系數(shù)分開轉板給防焊，防焊前處理收板確認不可混系數(shù)，避免在篩曝光篩選系數(shù)過程中引起板面刮傷問題。；⑤前處理有異響、報警等異常不可生產(chǎn)，確認設備正常后方可生產(chǎn)，所有過程中不可裸手拿板；⑥收板必須確認板面沒有色差（同一料號外層不可有超粗化及火山灰兩種前處理）。

3.2 油墨攪拌

①選用油墨，防焊油墨按工單要求，表面處理OSP 及化金板使用面油塞孔，熱風整平焊錫板使用專用塞孔油墨；②塞孔油嚴禁添加稀釋劑（開油水）。；③面油油墨黏度管控（100±20）dPa·s（稀釋劑添加量按實際油墨黏度需求調(diào)整）；④調(diào)油方式：先手動將主劑、硬化劑混合后攪拌3～5 min 后，再使用油墨攪拌機攪拌6～10 min；⑤每一桶油墨攪拌完成后靜止15 min 測量黏度并記錄，同一批生產(chǎn)板使用同一批次油墨，不能同時使用兩個或多個批次油墨；⑥調(diào)好油墨靜止時間，＞15 min，24 h 內(nèi)用完，禁止使用舊油墨印刷燈面。

3.3 工具準備

①塞孔鋁片，務必從集成電路（integrated circuit，IC）面（即非燈面）塞孔；②使用43 T擋點網(wǎng)印刷，務必保證兩面一致性；③必須使用全新網(wǎng)版曬網(wǎng)，不可使用回收網(wǎng)版制作，網(wǎng)版張力按25～30 N 控制，且每批用完后不可重復使用（燈面網(wǎng)版印刷次數(shù)不可超過2 000 次）；④防焊絲印每次架網(wǎng)必須使用新網(wǎng)版、新刮刀或者研磨平整刮刀，刮膠規(guī)格為70°～75°；⑤油墨攪拌刀必須清潔干凈后才可使用；⑥曝光根據(jù)待生產(chǎn)板系數(shù)，申請相對應系數(shù)的照相底版。

3.4 塞孔

①塞孔導氣底板平整，清洗干凈，防止底板油墨反沾板面引起不良，作業(yè)過程中手指不可接觸銅面；②OSP 板塞孔不可塞冒，以燈面可以看到油墨但無冒油為準；化金板塞孔燈面以可見油墨冒出為準；熱風整平焊錫板塞孔必須塞冒，以燈面有明顯油墨溢出為準。

3.5 印刷

①磨刷后2 h 內(nèi)務必印刷完畢；②加油量：印刷（30±8）PNL，每次添加1～1.5 kg，燈面必須使用新油墨；③網(wǎng)版四周油墨不能刮到網(wǎng)版內(nèi)繼續(xù)使用，需收起來用在非燈面上；④加油墨后不能直接印刷，需墊紙印刷吸紙2 次（兩刀以上）后才能進行生產(chǎn)；⑤油墨厚度控制10～30 μm；⑥不能多刀印刷，停機15 min 以上時，必須將燈面網(wǎng)版油墨回收，另添加新油后墊紙印刷吸紙兩次后才能進行生產(chǎn)，停機4 h以上時必須清洗網(wǎng)版或換新網(wǎng)版。

3.6 預烤

8BKT11 啞黑油的適用溫度為78 ℃，時間48 min；其他LED 油墨的適用溫度為75 ℃，時間48 min。

3.7 曝光

①預烤后12 h 內(nèi)完成曝光；②曝光尺為（10±1）格，確認后才可量產(chǎn)；③黏塵紙更換，黏塵轆、曝光菲林及曝光臺面清潔；④根據(jù)待生產(chǎn)板系數(shù)使用相對應的照相底版，首件確認后再制板。

3.8 顯影

①顯影壓力為上/下噴壓（2.0±0.5）kg/cm2；②顯影投板時，將燈面朝下，首件確認后再做板；③退洗板全部集中返工處理，并在生產(chǎn)板的方向孔這一邊劃一條紅線標識返工板；④顯影機每班保養(yǎng)，水洗段過濾袋清洗干凈；⑤新液洗必須墊吸油棉，每周更換一次；⑥顯影LED 板時，沖污水段必須開啟溢流水洗。

4 LED板墨色檢驗

目前主要還是由人員目視區(qū)分墨色，針對LED板墨色檢驗主要體現(xiàn)以下幾方面。

4.1 墨色檢驗光源要求

光源要接近6 500 K（或5 000 K），顯色指數(shù)＞95%的發(fā)光光源，環(huán)境中的照度均勻性應＞85%。

4.2 墨色檢驗流程

檢驗流程包括：取待檢板；倒邊區(qū)分色差；主色挑選；雜色篩選；目視完成；OQC 抽檢。見表2和圖1。

表2 墨色檢驗流程步驟

圖1 墨色檢驗流程實景

5 結語

防焊工藝制作是決定LED 板墨色一致性最關鍵流程，其工藝流程較長，工藝參數(shù)復雜，制程難點較多，須持續(xù)進行優(yōu)化改善。FQC 墨色檢驗為區(qū)分墨色等級，按客戶標準目視檢驗出貨。目前，隨著客戶日趨發(fā)展，燈珠面焊盤間距越來越小，對成品墨色要求越來越高，人工目視檢驗墨色工藝也需要同步優(yōu)化提升，緊跟客戶步伐不被行業(yè)淘汰。因此LED 墨色過程管控及FQC 墨色檢驗出貨的后續(xù)工藝須不斷改善，優(yōu)化參數(shù)，改良方法，提高產(chǎn)品良率。