LED TV铝基板外形加工冲压板面裂纹问题的分析和改善

邓文璋

（至卓飞高线路板（深圳）有限公司，广东 东莞 523808）

近年来，随着LED电视机进入千家万户，也为PCB厂商带来新的市场机会和丰厚的利润。由于LED TV铝基板所用材料的特点，也产生了新的品质问题，例如板面裂纹。本文通过对该问题的详尽分析，以增进对LED TV板的了解。

背景：该产品用于日本某品牌LED电视机，要求较高的品质和可靠性。客户上线后发现有6块板分层，坏率100%，分析样板：1块。

1 客户投诉产品的基本信息（表1）

（1）已出货给客户的该类产品情况：板所用阻焊油墨型号：日本太阳油墨 PSR-4000 LEW01 HF White 白色。

（2）铝基板所用板料：三洋材料（A1100+耐酸铝），銅箔35 μm，絶縁55 μm，铝厚1.5 mm。

表1

（3）冲压出的铝基板阻焊油墨表面有细微裂纹（Crack）， 裸眼几乎无法看到，但是在30倍放大镜下清晰可见（图1～图3）。

（4）裂纹主要集中在铝基板图1中圆圈位置。

图1

图2

图3

（5）冲压模应用示意图（图4、图5）。

图4 冲压孔位置标识图

图5 冲压两端标识图

2 库存板翻捡结果

表2从翻检结果看，微小裂纹情况普遍存在。

2.1 原因分析

因客户远在日本，而且我们库存板也发现同类问题，征得客户同意，利用库存板翻捡发现的问题板进行原因分析。我们选择了一些问题板进行切片分析，结果统计如表3：

表3

为进一步深入了解情况，针对性地进行了三次试验，以验证分析。

2.1.1 试验一

表2

挑选阻焊油面无裂纹的板做高压测试，验证无裂纹时是否会发生高压烧板不良。

（1）试验条件。

① 试验材料：共30单元（有裂纹20块，无裂纹20块），铝基板材料：三洋A1100。

② 过IR条件：最高温度260 ℃，10 s ～ 12 s。

（2）试验结果见表4。

（3）结论

在阻焊油面无裂纹的情况下，厂内600 V正常测试条件全部通过，但在1000 V和1200 V时仍有烧板现象。

2.1.2 试验二

试验四种不同绿油制作参数，同时试验模具有预压力和无预压力的对比

（1）试验条件。

① 试验材料：4X36单元。

② 铝基板材料：三洋A1100见表5。

表5 M条件

N条件：1代表冲压板有预压力，2代表冲压板无预压力（取掉模具的弹力胶）。

（2）试验结果见表6。

（3）结论。

① 四种参数的板，在同样条件下冲压板，板面裂纹无明显区别。

② 冲压板在有预压力和无预压力时，板面裂纹无明显区别。

2.1.3 试验三

在裂纹发生处（应力集中位置钻减力孔），试验三种孔径的减力孔

（1）设计减力孔：在冲压板过程中，铝基板的两端及槽（孔）的旁边所受应力集中，因此就此位置设计减力孔，如图 6。

图6

（2）试验条件见表7。

（3）试验结果。

① 裂纹检查见表8。

② 高压测试见表9。

（4）结论。

通过以上数据分析：

① 钻有冲压板减力孔对裂纹有一定改善，但不能全部杜绝发生。

② 减力孔孔径为1.6 mm时可接受，1.4 mm时无明显改善效果，1.8 mm板边披锋严重。

表6

表7

表8

表9

根据以上鱼骨图分析，可能产生此次裂纹的原因分析如图7：

图7

（1）板料上的三氧化二铝层孔隙率太大，无法承受冲压时的冲力，冲压板后出现局部下陷，将阻焊油拉裂。

（2）线路面的铜图形分布不均匀，冲压板的剪切力（冲力）局布集中在部分线路上，使局部受力过度。

3 改善措施

就冲压板的操作，培训专人专机生产，相关的操作要求如下：

冲压板过程中特别注意：因铝基板材料特殊，在冲压板过程中易产生少量铝碎屑与纤维碎屑, 极易引起下一次冲压板压伤，在每次冲压板完后，需严格对上下模具表面进行彻底磨刷清洁处理，在铝基板冲压板时需有两人协调工作，以保证冲压板效率及品质，如图8。

图8

（1）图8中操作工①负责冲压板工作：即上板、下板、整理已冲压好的单元板和边框，并自检板面品质。

①双手持板的两边按照MI要求方向，两边同时放入管位针完全定位；②双手操作，开启冲压机开关进行冲压板生产；③板的两边同时从管位针取出，不允许先取一边再取另一边，避免造成管位孔损伤，整理已冲压好的单元板；④按照检查标准自检板面品质，并配合图8中操作工②做好清洁工作；⑤使用高压气枪吹干净待冲压板板面。在每次冲压板前板面需干净无异物。

（2）图8中操作工②负责每次冲压板完成后模具的清洁工作，每冲压完一次的清洁步骤如下：

①使用粗毛刷磨刷清洁模面碎屑，先上模、再下模；②使用高压气枪吹干净模面，先上模、再下模；③使用细铜丝制毛刷磨刷清洁模面，先上模、再下模；④使用高压气枪吹干净模面，先上模、再下模。

每次冲压板完成后均需要按以上步骤清洁，先上模，再下模，最后板面，清洁标准：目视模面及板面无任何碎屑与异物。

（1）要求铝基板供应商提供耐受冲压的板料。

（2）与客户商讨在保证PCB电性能的前提下，修改工艺性铜图形以缓和冲压时对板边的剪切力。