LED灯板黑色阻焊生产色差改善探讨

毛永胜 梁建才

（梅州博敏电子股份有限公司HDI事业部，广东 梅州 514768）

0 前言

LED发光二极管灯板目前应用比较广泛的是显示屏，最大应用前景是进入以LED为代表的新型照明光源时代。LED灯板随着人们的需求提高向着灯间距更小、灯珠更密集、清晰度越来越高发展。从最初的正常显示出图像，向着图像越来越清晰、外观反光程度一致性的方向发展。这就对板厂提出了更高的要求，不但需要在阻焊油墨的选取上要选择更哑光的，而且在阻焊生产中需要克服许多的困难，方能取得良好的灯板品质。

1 灯板色差问题浅析

1.1 灯板色差问题表现

LED灯板色差最初由用户提出，客户在显示屏未工作的时候发现整块显示屏有颜色不一致的现象，这纯粹是通过视觉反馈出来的。目前装配厂发现的灯板色差，主要表现在灯珠上件后，在不点灯的情况下，同一块大屏上出现的颜色不一致，也就是我们常说的外观色差问题。

1.2 影响LED灯板色差的因素

针对灯板在生产过程中容易造成色差不一致的问题进行归类，总共分为三类（见表1）。

2 测试方案

2.1 影响阻焊产生色差的因素

影响阻焊产生色差的因素（如图1 ）。

表1 影响LED灯板色差的因素

2.2 测试方案

结合灯板在生产过程中可能存在的各种情况，每次对其中的一种因素进行变动，制作出13种测试板（见表2），按照客户方式完成拼接，对比出影响色差的因素。

考虑到目前大家的普遍认识是色差问题都是阻焊油墨颜色不一致的问题，故本次测试分两个方向：成品板色差测试及单独油墨色差测试。

3 测试过程与结果分析

3.1 第一类测试：成品板油墨色差再现性测试，寻找客户反馈色差的来源

3.1.1 测试流程

已完成前工序的板→前处理→丝印→预烤→正常资料曝光→显影→后烤→沉金→电铣→按照客户方式拼接→确认结果。

3.1.2 测试结果

对制定的13种方案制作出不同的测试板，按照顺序将测试板拼接在一起，观察其结果。（注：原有许多阻焊色差的图片，在纸上分辨不清，故删去。）

（1）观察拼接在一起的屏幕，存在色差，但不是很明显，比客户反馈的色差要好很多。

（2）分开看，第13种方案（沉金前处理磨刷3次）有发白现象，与其他颜色相差较明显，为金面颜色不同引起。

（3）人们在判断色差时，感官上是不能将金面色差及油墨色差分开的，故色差可能会存在误判的现象。

3.2 第二类测试：油墨色差测试

由于在第一类测试时发现金面色差也会影响人们对色差的整体判断，故进行第二类测试：排除掉铜面对色差的影响，只观察阻焊油墨色差。

3.2.1 测试流程

已完成前工序的板→前处理→丝印→预烤→曝光（整面曝光）→显影→后烤→电铣→按照客户方式拼接→确认结果。

表2 生产方案参数

3.2.2 测试结果

此种方案测试方法与第一种方案相同，区别在于阻焊进行整面曝光（排除掉铜面因素影响），拼接后观察油墨是否存在色差。

（1）观察拼接在一起的屏幕，板面颜色基本一致，无明显色差。无论与客户反馈的不良现象对比，还是与再现性测试的结果对比，油墨颜色一致性较高。

（2）排除金面颜色的影响，制定的12种方案制作出来的阻焊颜色一致。

3.3 结果分析

（1）从测试结果看，影响到灯板整体外观色差除了阻焊油墨本身之外，金面色差也会对人的视觉产生误导。在生产时也要注意铜面的处理品质，减少金面色差。

（2）阻焊油墨产生的色差，除了在生产过程中不同因子出现偏差会造成色差，还应考虑到不同批次油墨其颜色是否一致、不同批次板生产其颜色不一致等因素。

4 改进措施

LED灯板完成后，呈现出来的只有两种颜色；一种是焊接Pad的金面颜色，另一种是防焊黑油呈现出来的黑色。

4.1 金面色差改进

前处理方式对印制线路板化学沉镍金工艺的外观影响很大，不同处理方式的沉金前处理对铜面处理的一致性直接影响金面的一致性。从对铜面处理的微观结构及粗糙度两个方面，进行分析研究尼龙刷磨刷、火山灰磨刷、喷砂、化学微蚀及化学微蚀+喷砂的组合前处理，化学微蚀+喷砂的组合前处理方式有利于制成外观良好的金面，金面色差最接近。

4.2 油墨色差改善

色差是通过人的视觉呈现出来的，如果看到LED灯板油墨不反光或者反光度很轻微，那么色差自然就不会出现。哑光油墨，指的是反光率极低或者完全无光泽的油墨，阻焊完成后表面具有微颗粒状的结构，用肉眼看有一种雾的感觉，适合LED灯板阻焊油墨使用。为了更好的改善色差问题，各家油墨供应商都在积极的研发颜色更为哑的、反光率更低的黑色油墨。

4.3 生产批量管控改善

在实际生产过程中，跟进不同批次的油墨（前后五个批次），发现在其它因素不变的前提下所生产的灯板颜色基本一致。

由于计划安排，跟进5 Lot板阻焊/字符/化金一起生产、10 Lot阻焊/字符/化金一起生产、20 Lot阻焊/字符/化金一起生产，发现同一时间生产板颜色基本一致，不同时间生产的板颜色有轻微差异。

4.4 其它管控项目

管控项目（见表3）。阻焊生产过程繁琐，任何一种改变都会对色差有影响，为了保持产线生产过程的一致性与稳定性，建议对灯板料号设计、生产参数及机台使用进行固定。

表3 管控项目

5 结论

从LED灯板阻焊生产过程入手，进行仿真测试，最终得出以下几点建议：

（1）金面色差对LED灯板外观有很大影响，建议针对LED灯板料号沉金前处理使用化学微蚀+喷砂的组合方式，可以有效控制金面色差。（2）为了减少阻焊油墨的反光的影响，LED灯板需要选取更为哑光的黑油，颜色越哑其反光度越差，越能满足品质要求。（3）LED灯板制作过程繁琐，每个制程段都会对色差有着影响。重点落实设计一致性、物料使用一致性，固定机台、固定人员、固定参数，尽可能的减少生产过程的变量。（4）计划排产很重要，同一批次、同一时间段生产的灯板颜色一致，灯板生产尽可能集中统一生产，批量板要求最少5 Lot一起生产。