碳氢化合物陶瓷材料印制电路板基材色差分析

成志锋 莫妹珍 唐有军 关志锋

（广州杰赛科技股份有限公司，广东，广州 510310 ）

（珠海杰赛科技有限公司，广东 珠海 519170）

1 问题提出

近来，我公司生产制作一款由RO4350B和S1000-2板材混压的印制电路板（PCB），发现成品板基材色差严重，导致出现较高的报废率并影响产品交付。因此，亟待寻找出色差的原因才可改善此问题。该产品基材异色的为RO4350B材料，据Rogers的RO4003C/RO4350B高频电路材料数据手册，RO4350B基材暴露于外界环境中容易氧化。加工流程涉及蚀刻、阻焊、阻焊后烘、浸银、回流焊等涉及药水或高温的工序。文章就各制程对RO4350B材料基材色差问题进行试验和分析，探究各加工流程对基材异色的贡献度，从而进行分析和改善。同时对S7136板材进行类比试验，分析碳氢化合物陶瓷基板经相同的加工流程是否有异色问题。由于材料的介电常数与基板的组分息息相关，因此，本文还通过采用谐振腔法针对此批试验材料进行Dk测量，探究基材色差对介电常数的影响程度。

2 试验实施过程

2.1 试验思路

（1）进行复现实验，判断各加工流程对基材变色的贡献度，以便定位追踪；（2）设计DOE试验，优化各工序对RO4350B板材基材异色的问题，给出最佳的加工方式；（3）评估不同次数的阻焊、浸银返工对基材变色的影响程度，判断返工次数是否对基材有攻击；（4）跟进在线板情况，了解各工序对基材变绿的贡献度。

2.2 试验设计方案制作及结果分析

2.2.1 复现实验

分别观察蚀刻后、阻焊显影后、阻焊后烘后基材表面颜色。得出：（1）原材料蚀刻后，基材颜色无变绿，说明蚀刻药水对基材无影响；（2）阻焊显影后，与蚀刻后的基材颜色对比，基材颜色变绿，说明有油墨渗入基材，显影药水无法冲洗干净，基材有油墨残留出现着色。

2.2.2 DOE试验

通过DOE试验（见表1所示），对RO4350B板材使用PSR-2000 KX700G油墨，分别采用不同的预烘时间、静置时间、显影速度。对比图示无法通过干预阻焊预烘时间和显影速度减弱油墨渗入基材，都存在基材变绿现象。

表1 试验方案

2.2.3 不同板材不同油墨对基材影响评估

两种板材分别使用不同的油墨正常一次阻焊后，基材都有明显的变绿情况。Dk变化见表2所示。Rogers的 RO4350B板材相较于样板Dk略有减小，变化区间在0.0025～0.0118，Dk变化不大；生益S7136板材相较于样板Dk略有增加，变化区间在0.0108～0.0189，变化较小。

表2 不同油墨对基材影响

2.2.4 对RO4350B板材进行阻焊返工对Dk的影响

RO4350B板材使用PSR-4000 G23K型号油墨进行不同次数的阻焊返工，相较于样板Dk无明显变化。但是阻焊返工后的基材变绿加剧，返工次数越多，基材变绿越加剧。因此针对此类板材不可进行阻焊返工。（见表3所示）。

表3 阻焊返工对Dk的影响

2.2.5 浸银返工评估

选择阻焊前后的试验板做模拟浸银返工1～2次，对比返工前后基材颜色无明显差别，浸银返工次数对基材变绿无明显影响，说明浸银药水对基材变绿的贡献度不大。

2.2.6 在线板生产跟进

通过跟进在线生产板，对比回流焊前后可以发现，回流焊后基材经高温氧化变黄，加上基材区域有绿油残留，故在视觉上可观察到基材颜色变绿（见表4所示）。

表4 在线板基材颜色变化

3 结论

（1）油墨渗入基材是产生色差的主要原因，不同的预烘时间、静置时间、显影速度，以及不同型号的油墨，均无法干预油墨不渗入基材，阻焊返工次数越多，基材色差越严重。

（2）经过回流焊后基材氧化变黄，加上基材区域有油墨残留，颜色上的叠加导致明显的基材色差。

（3）通过Rogers供应商的Dk测试结果，Dk变化较小，变化值在-0.0006～0.0118之间。