在現(xiàn)代電子世界中，印制板正朝著高精度、高密度和高可靠性等方向發(fā)展。但大家對印制板的外觀要求也越來越嚴(yán)。隨著印刷電路基板(PCB)的封裝密度高密度化，錫膏網(wǎng)版印刷制程作業(yè)質(zhì)量也要求提高。PCB電路板是電子產(chǎn)品的重要組成環(huán)節(jié)，PCB的質(zhì)量如何決定著電子產(chǎn)品能否長期正常可靠工作。因此提高PCB的焊接質(zhì)量對電子產(chǎn)品非常重要。

一、提高網(wǎng)版印刷質(zhì)量

網(wǎng)版印刷質(zhì)量是指網(wǎng)版印刷的網(wǎng)孔堵塞造成錫膏未被印刷，或是印刷滲透至網(wǎng)版與印刷電路基板之間，與鄰近接地(Land)形成牽絲(Bridge)等致命性缺陷，無法達(dá)成均勻、無分布不均、長時(shí)間連續(xù)、穩(wěn)定的錫膏網(wǎng)版印刷質(zhì)量，因此作業(yè)上要求利用專用錫膏檢查設(shè)備，使錫膏印刷量作數(shù)量化的定量管理，而不是傳統(tǒng)外觀檢查、目視檢查等定性管理。利用專用錫膏檢查設(shè)備，使錫膏印刷量作數(shù)量化的管理手法。

錫膏印刷檢查設(shè)備大致上分成二次元檢查與三次元檢查兩種，二次元檢查設(shè)備只從表面觀察錫膏印刷形狀，它可以根據(jù)表面觀察結(jié)果取得面積數(shù)據(jù)，不過卻無法獲得立體性體積數(shù)據(jù)與錫膏高度數(shù)據(jù)。 相較之下三次元檢查設(shè)備可以同時(shí)獲得體積、面積、高度等數(shù)據(jù)，以往基于檢查方便性、處理速度、價(jià)格等理由，二次元檢查設(shè)備一直是市場主流，近幾年隨著高密度封裝后的組件小型化，單位銅箔面積的錫膏印刷減少，立體性形狀差異造成微細(xì)錫膏量的不同，可能會(huì)對封裝質(zhì)量造成致命性問題，因此改用三次元檢查設(shè)備的情況似乎有增加的趨勢。

二、提高PCB阻焊劑的外觀質(zhì)量

用戶對印制板的外觀要求也越來越嚴(yán)。阻焊劑就象是印制板的“外衣”，除要求其有一定的厚度和硬度、耐溶劑性試驗(yàn)和附著力試驗(yàn)符合標(biāo)準(zhǔn)外，還要求其表面顏色均勻、有光澤表面無垃圾、無多余印記。下面從阻焊劑絲印、曝光、顯影和后固化四個(gè)方面談?wù)勅绾翁岣咂渫庥^質(zhì)量。

1、絲印：

感光阻焊油墨的絲印過程中，刮刀的平整度、絲印間環(huán)境的凈化度、絲印時(shí)使用的封網(wǎng)膠帶以及油墨的配制絲印壓力、絲印前的刷板等都會(huì)對外觀質(zhì)量造成影響。

絲印阻焊油墨時(shí)，由于絲印表面凸凹不平，經(jīng)過一段時(shí)間的絲印后，刮刀表面會(huì)變得不平整，這樣在阻焊劑表面會(huì)留下刮刀印記。因此，操作者必須隨時(shí)注意觀察表面狀況，一旦發(fā)現(xiàn)刮刀印記，應(yīng)立即對刮刀進(jìn)行復(fù)磨，以保證其平整度。

針對阻焊劑表面膠粒的問題，實(shí)際生產(chǎn)中必須注意阻焊油墨與封網(wǎng)膠帶的兼容性，避免產(chǎn)生表面膠粒。

要想得到外觀質(zhì)量好的印制板，絲印間環(huán)境的凈化度起著很關(guān)鍵的作用。凡是與印制板接觸的地方（包括臺(tái)面、網(wǎng)框、吸墨紙、封網(wǎng)膠帶等）以及印制板本身都要用除塵輥進(jìn)行除塵，周轉(zhuǎn)車必須清潔且是凈化間專用，操作者進(jìn)入凈化間必須穿專用工作服、戴工作帽、并按規(guī)定進(jìn)行風(fēng)浴。同時(shí)，保護(hù)整個(gè)工廠周圍的空氣凈化也是必不可少的。如有條件，可定時(shí)在工廠周圍灑水進(jìn)行除塵。

2、曝光：

阻焊油墨曝光過程中，由于阻焊劑還沒有完全固化，阻焊底片與阻焊劑粘在一起時(shí)容易產(chǎn)生印記，這是影響阻焊劑外觀質(zhì)量的主要原因。

阻焊油墨曝光時(shí)如何解決粘底片的問題是提高印制板外觀質(zhì)量的關(guān)鍵。這主要得從設(shè)備上來進(jìn)行考慮。首先要保證連續(xù)曝光后框架上玻板表面的溫度不能超過30℃，如果是風(fēng)冷式小功率曝光機(jī)（低于7KW）其曝光時(shí)間較長，玻板表面溫度會(huì)上升很快，這時(shí)應(yīng)采取降溫措施（如吹冷氣、隔熱等）以保證玻板表面溫度不超過30℃。其次要控制正確的真空度，過高的真空度會(huì)使底片粘在阻焊劑上，造成底片印記。通過對不同的真空度范圍進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果表明真空度控制在70~80%時(shí)效果好。
后值得一提的是曝光框架上的MYLAR膜必須是曝光機(jī)專用的，且好使用平版膜（而不是干膜曝光時(shí)的凸凹膜），以減小底片相對阻焊劑的影響。

3、顯影：

目前阻焊油墨顯影一般采用水平傳遞式顯影，由于阻焊劑還沒有完全固化，顯影機(jī)的傳動(dòng)輪、壓輪等易對其表面造成傷害，產(chǎn)生輥輪印記，從而影響阻焊劑外觀質(zhì)量。另外，不正確的曝光能量也會(huì)影響阻焊劑的光澤度，但這一點(diǎn)可以通過光楔表加以控制。

阻焊劑在顯影時(shí)表面還沒有完全固化，很容易留下輥輪印記，因此應(yīng)從設(shè)備上進(jìn)行考慮。首先傳動(dòng)輥必須選用軟的材料或在輥輪外套，軟質(zhì)PVC“O”形圈，壓輥、擠水輥選用軟質(zhì)橡膠輥；其次要保證整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的平穩(wěn)性；后要定期對顯影段的壓輥和擠水輥進(jìn)行清洗，將粘在輥輪上的污垢去掉，這樣可防輥輪印記的產(chǎn)生。

4、后固化：

阻焊劑后固化時(shí)溫度不均勻容易造成阻焊劑顏色不均勻，溫度過高時(shí)甚至造成局部變黃、變黑、影響阻焊劑外觀。

后固化過程主要是必須保證烘箱溫度的均勻性。應(yīng)定期對烘箱的溫度均勻性進(jìn)行測試，一般要在工作狀態(tài)下測量9個(gè)點(diǎn)（8個(gè)頂點(diǎn)和一個(gè)中心點(diǎn)）的溫度，其值差多不超過5℃。此外，對每個(gè)烘箱的裝板量以及板子的擺放方向要做出規(guī)定，避免因熱風(fēng)循環(huán)不良而造成阻焊劑受熱淚盈眶不均，使阻焊劑顏色變黃而外觀不良。

三、通過在線機(jī)器視覺檢測提高PCB的質(zhì)量

為了有助于在電路板生產(chǎn)工藝實(shí)施的早期階段就能夠發(fā)現(xiàn)所產(chǎn)生的缺陷，目前很多篩網(wǎng)印刷設(shè)備中綜合了在線機(jī)器視覺技術(shù)。內(nèi)置的視覺系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)三個(gè)主要目標(biāo)：

1、 能夠在印刷操作實(shí)施以后直接發(fā)現(xiàn)所存在的缺陷情況，在主要的制造成本被添加上電路板以前，可以讓操作者能及時(shí)處理有關(guān)的問題。該步驟一般包含在電路板從印刷裝置上移下來的時(shí)候、在清洗劑中清冼好了以后、以及在返修好了返回生產(chǎn)線的時(shí)候。

2、因?yàn)樵谠撾A段發(fā)現(xiàn)了有關(guān)的缺陷，所以可以預(yù)防有缺陷的電路板送達(dá)生產(chǎn)線的后端。于是預(yù)防了返修現(xiàn)象或者在有些場合所形成的廢棄現(xiàn)象。

3、也許是重要的：能夠給操作者以及時(shí)的反饋，使之明了正在操作中的印刷工藝操作是否良好，進(jìn)而可以有效地防止缺陷的產(chǎn)生。

為了能夠在這一層面的工藝操作過程中提供有效的控制，配置在線視覺系統(tǒng)能夠檢測焊膏涂覆好了以后的PCB上焊盤的情況，以及相應(yīng)的印刷模板縫隙是否存在堵塞或者拖尾現(xiàn)象。當(dāng)消除了所可能產(chǎn)生的問題的時(shí)候，在檢測方面所化費(fèi)的這點(diǎn)時(shí)間還是值得的。

四、通過攝像機(jī)定位和檢測提高PCB的質(zhì)量

在一般常規(guī)的在線視覺檢測應(yīng)用中，攝像機(jī)被安置在電路板的上方，用以獲取印刷位置的圖像，并且能夠?qū)⒂嘘P(guān)的圖像發(fā)送到視覺檢測設(shè)備的處理系統(tǒng)中去。在那里，圖像分析軟件將對所獲取的圖像與存貯于設(shè)備存儲(chǔ)器中相同位置的參考圖像進(jìn)行對比。這樣，系統(tǒng)可以確認(rèn)所施加的焊膏是多了還是少了，也可以揭示出在焊盤上的焊膏位置是否對準(zhǔn)了，可以發(fā)現(xiàn)在兩個(gè)焊盤之間是否有多余的焊膏形成“橋接”現(xiàn)象。

先進(jìn)的在線視覺系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵功能是能夠?qū)哂懈叻瓷湫缘腜CB電路板和焊盤表面實(shí)施檢測，以及在不均勻的光環(huán)境下或者在干燥的焊膏結(jié)構(gòu)造成差異的條件下進(jìn)行檢測。要獲取高質(zhì)量的圖像，合適的照明也扮演著一個(gè)非常重要的角色。光線必須能夠“瞄準(zhǔn)”電路板的基準(zhǔn)和焊盤，轉(zhuǎn)而使其它的不易察覺的特征變?yōu)榍宄勺R(shí)別的形狀。這樣下一步可以使用視覺軟件規(guī)則系統(tǒng)，以充分發(fā)揮出它們的潛在能力。
在一些特定的場合，視覺系統(tǒng)能夠用來檢測焊盤上焊膏的高度或者體積的大小，有時(shí)可能僅采用離線的檢測系統(tǒng)來做這些事情。采用該程序意味著在給定的印刷模板中形成一個(gè)相應(yīng)的堆積度，以確認(rèn)在相同的焊盤上焊膏的體積是否缺失。

五、通過焊膏的檢測提高PCB的質(zhì)量

主要檢測印刷區(qū)域、印刷偏移和橋接現(xiàn)象。對印刷區(qū)域的檢測是指在每個(gè)焊盤上面的焊膏面積。過量的焊膏可能會(huì)引發(fā)橋接現(xiàn)象的發(fā)生，而過小的焊膏也會(huì)引發(fā)焊接點(diǎn)不牢固的現(xiàn)象產(chǎn)生。對印刷偏移的檢測是針對位于焊盤上的焊膏數(shù)量與規(guī)定的位置是否有不同。對橋接現(xiàn)象的檢測是針對在相鄰兩個(gè)焊盤之間所施加的焊膏是否超過了規(guī)定的數(shù)量。這些多余的焊膏可能會(huì)引發(fā)電氣短路現(xiàn)象。

對印刷模板的檢測主要為針對阻塞和拖尾現(xiàn)象的檢測。對阻塞的檢測是指檢測在印刷模板上的孔中是否堆積了焊膏。如果孔被堵塞住了的話，那么在下一個(gè)印刷點(diǎn)上可能所施加的焊膏會(huì)顯得太少。對拖尾的檢測是指是否有過量的焊膏堆積在印刷模板的表面上。這些過量的焊膏可能會(huì)施加在電路板上不應(yīng)導(dǎo)通的位置上面，從而引發(fā)電氣連接問題。

六、結(jié)束語

要提高PCB板的質(zhì)量，需從網(wǎng)版印刷質(zhì)量、PCB阻焊劑的外觀質(zhì)量、在線機(jī)器視覺檢測、攝像機(jī)定位和檢測、焊膏的檢測等各項(xiàng)嚴(yán)加監(jiān)控。才能從總體上提高PCB板的質(zhì)量。