PCB線路開、短路是各PCB生產(chǎn)廠家?guī)缀趺刻於紩龅降膯栴},一直困擾著生產(chǎn)、品質管理人員,它所造成的因出貨數(shù)量不足而補料、交貨延誤、客戶抱怨是業(yè)內人士比較難解決的問題。本人在PCB制造行業(yè)已經(jīng)有20多年的工作經(jīng)歷,主要從事生產(chǎn)管理、品質管理、工藝管理和成本控制等方面的工作。對于PCB開、短路問題的改善積累了一些經(jīng)驗,現(xiàn)形成文字以作總結,供同行們討論,并期待管理生產(chǎn)、品質的同行們能夠作為參考之用。
我們首先將造成PCB開路的主要原因總結歸類為以下幾個方面:
現(xiàn)將造成以上現(xiàn)象的原因分析和改善方法分類列舉如下:
一、露基材造成的開路:
1、覆銅板進庫前就有劃傷現(xiàn)象;2、覆銅板在開料過程中被劃傷;3、覆銅板在鉆孔時被鉆咀劃傷;4、覆銅板在轉運過程中被劃傷;5、沉銅后堆放板時因操作不當導致表面銅箔被碰傷;6、生產(chǎn)板在過水平機時表面銅箔被劃傷。
改善方法:
1、覆銅板在進庫前IQC一定要進行抽檢,檢查板面是否有劃傷露基材現(xiàn)象,如有應及時與供應商聯(lián)系,根據(jù)實際情況,作出恰當?shù)奶幚怼?/p>
2、覆銅板在開料過程中被劃傷,主要原因是開料機臺面有硬質利器物存在,開料時覆銅板與利器物磨擦造成銅箔劃傷形成露基材的現(xiàn)象,因此開料前必須認真清潔臺面,確保臺面光滑無硬質利器物存在。
3、覆銅板在鉆孔時被鉆咀劃傷,主要原因是主軸夾咀被磨損,或夾咀內有雜物沒有清潔干凈,抓鉆咀時抓不牢,鉆咀沒有上到頂部,比設置的鉆咀長度稍長,鉆孔時抬起的高度不夠,機床移動時鉆咀尖劃傷銅箔形成露基材的現(xiàn)象。
a、可以通過抓刀記錄的次數(shù)或根據(jù)夾咀的磨損程度,進行更換夾咀;
b、按作業(yè)規(guī)程定期清潔夾咀,確保夾咀內無雜物。
4、板材在轉運過程中被劃傷:
a、搬運時搬運人員一次性提起的板量過多、重量太大,板在搬運時不是抬起,而是順勢拖起,造成板角和板面摩擦而劃傷板面;b、放下板時因沒有放整齊,為了重新整理好而用力去推板,造成板與板之間摩擦而劃傷板面。
5、沉銅后、全板電鍍后堆放板時因操作不當被劃傷:
沉銅后、全板電鍍后儲存板時,由于板疊在一起,有一定數(shù)量時,重量不小,再放下時,板角向下且加上有一個重力加速度,形成一股強大的沖擊力撞擊在板面上,造成板面劃傷露基材。
6、生產(chǎn)板在過水平機時被劃傷:
a、磨板機的擋板有時會接觸到板表面,擋板邊緣一般不平整且有利器物凸起,過板時板面被劃傷;
b、不銹鋼傳動軸,因損傷成尖狀物體,過板時劃傷銅面而露基材。
綜上所述,對于在沉銅以后的劃傷露基材現(xiàn)象,如果在線路上是以開路或線路缺口的形式表現(xiàn)出來,容易判斷;如果是在沉銅前出現(xiàn)的劃傷露基材,又是在線路上時,經(jīng)沉銅后又沉上了一層銅,線條的銅箔厚度明顯減小,后面開、短路測試時是難于檢測出來的,這樣客戶使用時可能會因耐不住過大的電流而造成線路被燒斷,潛在的質量問題和所導致的經(jīng)濟損失是相當大的。
二、無孔化開路:
1、沉銅無孔化;2、孔內有油造成無孔化;3、微蝕過度造成無孔化;4、電鍍不良造成無孔化;5、鉆咀燒孔或粉塵堵孔造成無孔化。
改善措施:
1、沉銅無孔化:
a、整孔劑造成的無孔化:是因整孔劑的化學濃度不平衡或失效。整孔劑的作用是調整孔壁上絕緣基材的電性,以利于后續(xù)吸附鈀離子,確保化學銅覆蓋完全,如果整孔劑的化學濃度不平衡或失效,會導致無孔化。
b、活化劑:其主要成份是pd、有機酸、亞錫離子及氯化物。孔壁要有金屬鈀均勻沉積上就必須要控制好各方面的參數(shù),使其符合要求,以我們現(xiàn)用的活化劑為例:
①、溫度控制在35~44℃,如果溫度低了造成鈀沉積上去的密度不夠,化學銅覆蓋不完全;溫度高了因反應過快,材料成本增加。
②、濃度比色控制在80%~100%,如果濃度低了造成鈀沉積上去的密度不夠,化學銅覆蓋不完全;濃度高了因反應過快,材料成本增加。
③、在生產(chǎn)過程中要維護好活化劑的溶液,如果污染程度較嚴重,會造成孔壁沉積的鈀不致密,后續(xù)化學銅覆蓋不完全。
c、加速劑:主要成份是有機酸,是用以去除孔壁吸附的亞錫和氯離子化合物,露出后續(xù)反應的催化金屬鈀。我們現(xiàn)在用的加速劑,化學濃度控制在0.35~0.50N,如果濃度高了把金屬鈀都去掉了,導致后續(xù)化學銅覆蓋不完全。如果濃度低了,去除孔壁吸附的亞錫和氯離子化合物效果不良,導致后續(xù)化學銅覆蓋不完全。
d、化學銅參數(shù)的控制是關系到化學銅覆蓋好壞的關鍵,以我司目前所使用的藥水參數(shù)為例:
①、溫度控制在25~32℃,溫度低了藥液活性不好,造成無孔化;如果溫度超過38℃,因藥液反應快,銅離子釋出也快,容易造成板面銅粒而返工甚至報廢,這時沉銅藥液要立即進行過濾,否則藥液有可能造成報廢。
②、Cu2+控制在1.5~3.0g/L,Cu2+含量低了藥液活性不好,會造成孔化不良;如果濃度超過3.5g/L,因藥液反應快,銅離子釋出也快,造成板面銅粒而返工甚至報廢,這樣沉銅藥液要立即進行過濾,否則藥液有可能造成報廢。Cu2+控制主要通過添加沉銅A液進行控制。
③、NaOH控制在10.5~13.0g/L為宜,NaOH含量低了藥液活性不好,會造成孔化不良。NaOH控制主要通過添加沉銅B液進行控制,B液內含有藥液的穩(wěn)定劑,正常情況下A液和B液是1:1進行補充添加的。
④、HCHO控制在4.0~8.0g/L,HCHO含量低了藥液活性不好,造成孔化不良,如果濃度超過8.0g/L時,因藥液反應快,銅離子釋出也快,造成板面銅粒而返工甚至報廢,這樣沉銅藥液要立即進行過濾,否則藥液有可能造成報廢。HCHO控制主要通過添加沉銅C液進行控制,A液內也含有HCHO的藥液成分,所以添加HCHO時,先要計算好補充A液時的HCHO濃度升高量。
⑤、沉銅的負載量控制在0.15~0.25ft2/L,負載量低了藥液活性不好,造成孔化不良;如果負載量超過0.25ft2/L,因藥液反應快,銅離子釋出也快,造成板面銅粒而返工甚至報廢,這樣沉銅藥液要立即進行過濾,否則藥液有可能造成報廢。生產(chǎn)時第一缸板必須要用銅板進行拖缸,把沉銅藥液的活性激活起來,便于后續(xù)沉銅產(chǎn)品的反應,確??變然瘜W銅的致密度和提高覆蓋率。
建議:為了達到以上各項參數(shù)的平衡和穩(wěn)定,沉銅缸添加A、B液,應配置一臺自動加料機,以更好地控制各項化學成份;同時溫度也采用自動控制裝置使沉銅線溶液的溫度處于受控狀態(tài)。
2、孔內殘留有濕膜油造成無孔化:
a、絲印濕膜時印一塊板刮一次網(wǎng)底,確保網(wǎng)底沒有堆油現(xiàn)象存在,正常情況下不會有孔內殘留濕膜油的現(xiàn)象;
b、絲印濕膜時使用的是68~77T網(wǎng)版,如果用錯了網(wǎng)版,如≤51T時,孔內有可能漏入濕膜油,顯影時孔內的油有可能顯影不干凈,電鍍時就會因鍍不上金屬層而造成無孔化。如果網(wǎng)目高了,有可能因油墨厚度不夠,在電鍍時抗鍍膜被電流擊破,造成電路間出現(xiàn)很多金屬點甚至導致短路。
3、粗化過度造成無孔化:
a、線路前如果是采用化學粗化板面的話,對粗化溶液的溫度、濃度、粗化時間等參數(shù)要控制好,否則有可能因板鍍孔銅厚度薄,無法承受粗化液的溶銅力而造成無孔化。
b、為了加強鍍層和基銅的結合力,電鍍前處理都要經(jīng)過化學粗化后再電鍍,所以對粗化溶液的溫度、濃度、粗化時間等參數(shù)要控制好,否則也有可能造成無孔化問題。
4、電鍍無孔化:
a、電鍍時厚徑比較大(≥5:1)時孔內會有氣泡,這是因為振動力不足,無法使孔內的空氣逸出,也就無法實現(xiàn)離子交換,從而使孔內沒有鍍上銅/錫,蝕刻時把孔內的銅蝕掉便造成了無孔化。
b、厚徑比較大(≥5:1),電鍍前處理時由于孔內有氧化現(xiàn)象沒有清除干凈,電鍍時會出現(xiàn)抗鍍現(xiàn)象,沒有鍍上銅/錫或鍍上去的銅/錫很薄,蝕刻時起不到抗蝕效果導致把孔內的銅蝕掉而造成無孔化。
5、鉆咀燒孔或粉塵堵孔無孔化:
a、鉆孔時鉆咀使用壽命沒有設置好,或者使用的鉆咀磨損較嚴重,如缺口、不鋒利,鉆孔時因磨擦力太大而發(fā)熱,造成孔壁燒焦無法覆蓋化學銅而造成無孔化。
b、吸塵機的吸力不夠大,或者工程優(yōu)化時沒有做好,鉆孔時孔內有粉塵堵塞,在化學銅時沒有沉上銅而造成無孔化。
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原文標題:簡析PCB會出現(xiàn)開路的原因以及改善方法?
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