印制板三防漆涂覆层局部不均改善的研究

赵玉梅 朱建华 彭甜甜

（金禄电子科技股份有限公司，广东 清远 511540）

1 背景

在汽车消费需求不断增长的推动下，汽车电子产品市场需求也在快速地增长。印制电路板（PCB）是汽车电子产品中的重要零部件。因汽车用PCB 在安装元器件（PCBA）后多在高温、高湿、高压的环境中使用，为确保它表面的元件、焊点、线路之间有良好的绝缘性，PCBA表面需要涂覆一种三防漆，使PCBA使用过程中耐高低温，防潮、防漏电、防震、防尘、防腐蚀、防老化，保护PCB免受环境的侵蚀，从而提高电子装置使用安全性、可靠性，并延长它的使用寿命。因客户反馈PCB元件组装后涂覆三防漆时，PCB阻焊油墨表面三防漆有涂覆层厚度不均异常，局部出现涂覆层偏薄或涂覆不上现象，严重影响PCBA的安全性能。现急需寻找一种能兼容三防漆的阻焊油墨，解决三防漆涂覆后附着不均的问题，以满足客户的品质需要。长期合作的客户端反馈我公司量产出货品中有一批次的产品有问题，PCB元件组装完涂覆三防漆后发现PCB板阻焊油墨表面三防漆涂覆不均异常，局部出现涂覆层偏薄或涂覆不上现象。经灯光下目视检查发现三防漆涂覆异常多发生在阻焊下有小孔密集或有塞孔的位置，且相对大铜面位置上的严重。为查找到异常真因并采取相应对策，需要对不良现象进行分析、验证。

2 三防漆涂覆不均原因分析、验证

2.1 异常原因分析

从不良现物外观来看，只是局部发现有三防漆涂覆偏薄或涂覆不上异常，且主要集中的一些固定位置上。因客户只在一批次产品中发现此异常不良，且经调查客户端所用三防漆、涂覆设备及涂覆参数均没有做过变更，生产过程中也没有发生异常，初步排除客户端生产物料、制程的问题。现推测是因PCB阻焊油墨表面张力大小、表面处理方式、板表面离子清洁度、塞孔油墨或阻焊油墨种类所影响，异常要因分析参见图1所示。

2.2 再现验证

2.2.1 验证方案

（1）验证方案选择。塞孔油墨和表面处理方式和板面离子残留量对上漆不良影响、油墨种类和油墨表面张力对上漆不良影响、有无硅成分阻焊油墨对上漆不良影响三项。

（2）验证流程和方法。

①流程：塞孔→阻焊印刷→全固化→表现处理→离子清洗→三防漆涂覆→涂覆效果确认。

②塞孔确保塞孔饱满度。

③表面处理分别采用沉金和热风整平两种。FQC后进行离子清洗，测量板面离子残留量。

④外观检查OK品进行三防漆涂覆效果确认，三防漆是客户端异常批次同型号。

⑤每项验证数量20SET（2 PNL）/每条件

（3）判定标准。

小孔密集、塞孔位置或大铜面位置阻焊油墨表面上涂覆三防漆层无偏薄或涂覆不上外观不良。检查方法为目视检查。

2.2.2 验证效果

（1）验证一：塞孔油墨＆表面处理方式和板面离子残留量对上漆不良影响验证。

塞孔油墨分别采种普通油墨和专用树脂，阻焊印刷采用异常批次相同型号（A型）阻焊油墨。FQC后进行离子清洗，测量板面离子残留量。采用不同塞孔油墨、不同表面处理方式及板面离子残留量多少对上漆不良影响验证结果见表1所示。

表1 验证一结果表

小结，根据以上各条件测试结果知道：①不同塞孔油墨对三防漆上漆效果影响不明显，均发现有上漆不良；②不同表面处理对三防漆上漆效果影响不明显，均发现有上漆不良；③板面离子污染度大小对三防漆上漆效果影响不明显，均发现有上漆不良。六种条件测试均发现三防漆涂覆后有上漆不良现象，说明板面离子残留量、塞孔油墨、表面处理方法均不是上漆不良主要影响因素。

（2）验证二：油墨种类和油墨表面张力对上漆不良影响验证。

阻焊印刷分别采用A型（异常批次同型号）和B型、C型三种不同油墨。阻焊印刷全固化后，测量阻焊表面张力。

不同种类阻焊油墨及不同油墨表面张力对上漆不良影响验证结果见表2所示。

表2 验证二结果表

小结：①从不同表面张力测试结果来看，张力大小对三防漆涂覆效果影响不明显，上漆不良仍比较严重；②从不同种类阻焊油墨测试结果来看，油墨C的三防漆涂覆效果最好，只有轻微涂覆不均异常。可以推断PCB板表面阻焊油墨类型是影响三防漆涂覆效果的重要因素。从A型、B型和C型油墨成分来看，A、B型含有硅成分，C型不含硅成分，推测是硅成分导致阻焊表面张力局部不均，影响三防漆涂覆密着性。因此特委托油墨厂家专门调制有无含硅油墨做进一步测试验证。

（3）验证三：有无硅成分阻焊油墨对上漆不良影响验证。

为进一步验证油墨含硅与否对三防漆涂覆上漆效果的影响，特委托油墨厂家调制含硅与不含硅的油墨进一步测试验证。

阻焊印刷分别用油墨厂家提供的含硅油墨（X型）和不含硅油墨（Y型）两种。

阻焊油墨有无硅成份对上漆不良影响验证结果见表3所示。

表3 验证三结果表

小结：从有与无含硅成份阻焊油墨对比测试来看，不含硅油墨测试效果最佳。不论在密集孔、塞孔位置，还是大铜面位置，三防漆涂覆后均没有发现上漆不良。

初步判定：客户端发生的三防漆涂覆不良问题原因是所用阻焊油墨含硅导致。后续将追加不含硅成份的油墨量产应用跟踪验证，确认量产上漆不良发生率，看是否能解决客户端品质问题。

3 改善方案验证

通过异常真因再现测试及进一步的测试验证，发现PCB阻焊油墨含硅与否是影响三防漆上漆效果的关键因素。按阻焊油墨无硅方案生产10 LOT产品交付客户上线验证，经客户上线加工后检查，无三防漆涂覆不良异常，进一步说明实验结论的正确性。最终的改善方案定为：使用无硅阻焊油墨+离子清洗。变更后方案经过长期量产跟踪，同样品质问题再无发生。

4 结论

通过对比实验测试结果及量产验证跟踪结果，证明阻焊油墨含硅成分是影响三防漆上漆不良的主要原因。通过采用不含硅阻焊油墨+离子清洗生产，可以解决三防漆涂覆上漆不良的问题，完全满足客户产品品质要求。此问题的解决，能有效保护PCB免受环境的侵蚀，确保PCB的安全性和可靠性，提高和延长PCB的使用寿命，同时也进一步提升公司产品的竞争力。