LED燈板黑色阻焊生產色差改善探討

毛永勝 梁建才

（梅州博敏電子股份有限公司HDI事業部，廣東 梅州 514768）

0 前言

LED發光二極管燈板目前應用比較廣泛的是顯示屏，最大應用前景是進入以LED為代表的新型照明光源時代。LED燈板隨著人們的需求提高向著燈間距更小、燈珠更密集、清晰度越來越高發展。從最初的正常顯示出圖像，向著圖像越來越清晰、外觀反光程度一致性的方向發展。這就對板廠提出了更高的要求，不但需要在阻焊油墨的選取上要選擇更啞光的，而且在阻焊生產中需要克服許多的困難，方能取得良好的燈板品質。

1 燈板色差問題淺析

1.1 燈板色差問題表現

LED燈板色差最初由用戶提出，客戶在顯示屏未工作的時候發現整塊顯示屏有顏色不一致的現象，這純粹是通過視覺反饋出來的。目前裝配廠發現的燈板色差，主要表現在燈珠上件后，在不點燈的情況下，同一塊大屏上出現的顏色不一致，也就是我們常說的外觀色差問題。

1.2 影響LED燈板色差的因素

針對燈板在生產過程中容易造成色差不一致的問題進行歸類，總共分為三類（見表1）。

2 測試方案

2.1 影響阻焊產生色差的因素

影響阻焊產生色差的因素（如圖1 ）。

表1 影響LED燈板色差的因素

2.2 測試方案

結合燈板在生產過程中可能存在的各種情況，每次對其中的一種因素進行變動，制作出13種測試板（見表2），按照客戶方式完成拼接，對比出影響色差的因素。

考慮到目前大家的普遍認識是色差問題都是阻焊油墨顏色不一致的問題，故本次測試分兩個方向：成品板色差測試及單獨油墨色差測試。

3 測試過程與結果分析

3.1 第一類測試：成品板油墨色差再現性測試，尋找客戶反饋色差的來源

3.1.1 測試流程

已完成前工序的板→前處理→絲印→預烤→正常資料曝光→顯影→后烤→沉金→電銑→按照客戶方式拼接→確認結果。

3.1.2 測試結果

對制定的13種方案制作出不同的測試板，按照順序將測試板拼接在一起，觀察其結果。（注：原有許多阻焊色差的圖片，在紙上分辨不清，故刪去。）

（1）觀察拼接在一起的屏幕，存在色差，但不是很明顯，比客戶反饋的色差要好很多。

（2）分開看，第13種方案（沉金前處理磨刷3次）有發白現象，與其他顏色相差較明顯，為金面顏色不同引起。

（3）人們在判斷色差時，感官上是不能將金面色差及油墨色差分開的，故色差可能會存在誤判的現象。

3.2 第二類測試：油墨色差測試

由于在第一類測試時發現金面色差也會影響人們對色差的整體判斷，故進行第二類測試：排除掉銅面對色差的影響，只觀察阻焊油墨色差。

3.2.1 測試流程

已完成前工序的板→前處理→絲印→預烤→曝光（整面曝光）→顯影→后烤→電銑→按照客戶方式拼接→確認結果。

表2 生產方案參數

3.2.2 測試結果

此種方案測試方法與第一種方案相同，區別在于阻焊進行整面曝光（排除掉銅面因素影響），拼接后觀察油墨是否存在色差。

（1）觀察拼接在一起的屏幕，板面顏色基本一致，無明顯色差。無論與客戶反饋的不良現象對比，還是與再現性測試的結果對比，油墨顏色一致性較高。

（2）排除金面顏色的影響，制定的12種方案制作出來的阻焊顏色一致。

3.3 結果分析

（1）從測試結果看，影響到燈板整體外觀色差除了阻焊油墨本身之外，金面色差也會對人的視覺產生誤導。在生產時也要注意銅面的處理品質，減少金面色差。

（2）阻焊油墨產生的色差，除了在生產過程中不同因子出現偏差會造成色差，還應考慮到不同批次油墨其顏色是否一致、不同批次板生產其顏色不一致等因素。

4 改進措施

LED燈板完成后，呈現出來的只有兩種顏色；一種是焊接Pad的金面顏色，另一種是防焊黑油呈現出來的黑色。

4.1 金面色差改進

前處理方式對印制線路板化學沉鎳金工藝的外觀影響很大，不同處理方式的沉金前處理對銅面處理的一致性直接影響金面的一致性。從對銅面處理的微觀結構及粗糙度兩個方面，進行分析研究尼龍刷磨刷、火山灰磨刷、噴砂、化學微蝕及化學微蝕+噴砂的組合前處理，化學微蝕+噴砂的組合前處理方式有利于制成外觀良好的金面，金面色差最接近。

4.2 油墨色差改善

色差是通過人的視覺呈現出來的，如果看到LED燈板油墨不反光或者反光度很輕微，那么色差自然就不會出現。啞光油墨，指的是反光率極低或者完全無光澤的油墨，阻焊完成后表面具有微顆粒狀的結構，用肉眼看有一種霧的感覺，適合LED燈板阻焊油墨使用。為了更好的改善色差問題，各家油墨供應商都在積極的研發顏色更為啞的、反光率更低的黑色油墨。

4.3 生產批量管控改善

在實際生產過程中，跟進不同批次的油墨（前后五個批次），發現在其它因素不變的前提下所生產的燈板顏色基本一致。

由于計劃安排，跟進5 Lot板阻焊/字符/化金一起生產、10 Lot阻焊/字符/化金一起生產、20 Lot阻焊/字符/化金一起生產，發現同一時間生產板顏色基本一致，不同時間生產的板顏色有輕微差異。

4.4 其它管控項目

管控項目（見表3）。阻焊生產過程繁瑣，任何一種改變都會對色差有影響，為了保持產線生產過程的一致性與穩定性，建議對燈板料號設計、生產參數及機臺使用進行固定。

表3 管控項目

5 結論

從LED燈板阻焊生產過程入手，進行仿真測試，最終得出以下幾點建議：

（1）金面色差對LED燈板外觀有很大影響，建議針對LED燈板料號沉金前處理使用化學微蝕+噴砂的組合方式，可以有效控制金面色差。（2）為了減少阻焊油墨的反光的影響，LED燈板需要選取更為啞光的黑油，顏色越啞其反光度越差，越能滿足品質要求。（3）LED燈板制作過程繁瑣，每個制程段都會對色差有著影響。重點落實設計一致性、物料使用一致性，固定機臺、固定人員、固定參數，盡可能的減少生產過程的變量。（4）計劃排產很重要，同一批次、同一時間段生產的燈板顏色一致，燈板生產盡可能集中統一生產，批量板要求最少5 Lot一起生產。