PCB線路開、短路是各PCB生產(chǎn)廠家?guī)缀趺刻於紩?huì)遇到的問(wèn)題,一直困擾著生產(chǎn)、品質(zhì)管理人員,它所造成的因出貨數(shù)量不足而補(bǔ)料、交貨延誤、客戶抱怨是業(yè)內(nèi)人士比較難解決的問(wèn)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(zhì)管理、工藝管理和成本控制等方面的工作。對(duì)于PCB開、短路問(wèn)題的改善積累了一些經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)形成文字以作總結(jié),供同行們討論,并期待管理生產(chǎn)、品質(zhì)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(jié)歸類為以下幾個(gè)方面:
一、露基材造成的開路
1、覆銅板進(jìn)庫(kù)前就有劃傷現(xiàn)象;
2、覆銅板在開料過(guò)程中被劃傷;
3、覆銅板在鉆孔時(shí)被鉆咀劃傷;
4、覆銅板在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中被劃傷;
5、沉銅后堆放板時(shí)因操作不當(dāng)導(dǎo)致表面銅箔被碰傷;
6、生產(chǎn)板在過(guò)水平機(jī)時(shí)表面銅箔被劃傷。
改善措施:
1、覆銅板在進(jìn)庫(kù)前IQC一定要進(jìn)行抽檢,檢查板面是否有劃傷露基材現(xiàn)象,如有應(yīng)及時(shí)與供應(yīng)商聯(lián)系,根據(jù)實(shí)際情況,作出恰當(dāng)?shù)奶幚怼?/span>
2、覆銅板在開料過(guò)程中被劃傷,主要原因是開料機(jī)臺(tái)面有硬質(zhì)利器物存在,開料時(shí)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(rèn)真清潔臺(tái)面,確保臺(tái)面光滑無(wú)硬質(zhì)利器物存在。
3、覆銅板在鉆孔時(shí)被鉆咀劃傷,主要原因是主軸夾咀被磨損,或夾咀內(nèi)有雜物沒(méi)有清潔干凈,抓鉆咀時(shí)抓不牢,鉆咀沒(méi)有上到頂部,比設(shè)置的鉆咀長(zhǎng)度稍長(zhǎng),鉆孔時(shí)抬起的高度不夠,機(jī)床移動(dòng)時(shí)鉆咀尖劃傷銅箔形成露基材的現(xiàn)象。
a、可以通過(guò)抓刀記錄的次數(shù)或根據(jù)夾咀的磨損程度,進(jìn)行更換夾咀;
b、按作業(yè)規(guī)程定期清潔夾咀,確保夾咀內(nèi)無(wú)雜物。
4、板材在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中被劃傷:
a、搬運(yùn)時(shí)搬運(yùn)人員一次性提起的板量過(guò)多、重量太大,板在搬運(yùn)時(shí)不是抬起,而是順勢(shì)拖起,造成板角和板面摩擦而劃傷板面;
b、放下板時(shí)因沒(méi)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(shí)因操作不當(dāng)被劃傷:
沉銅后、全板電鍍后儲(chǔ)存板時(shí),由于板疊在一起,有一定數(shù)量時(shí),重量不小,再放下時(shí),板角向下且加上有一個(gè)重力加速度,形成一股強(qiáng)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(guò)水平機(jī)時(shí)被劃傷:
a、磨板機(jī)的擋板有時(shí)會(huì)接觸到板表面,擋板邊緣一般不平整且有利器物凸起,過(guò)板時(shí)板面被劃傷;
b、不銹鋼傳動(dòng)軸,因損傷成尖狀物體,過(guò)板時(shí)劃傷銅面而露基材。
綜上所述,對(duì)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(lái),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(shí),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(cè)試時(shí)是難于檢測(cè)出來(lái)的,這樣客戶使用時(shí)可能會(huì)因耐不住過(guò)大的電流而造成線路被燒斷,潛在的質(zhì)量問(wèn)題和所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失是相當(dāng)大的。
二、無(wú)孔化開路
1、沉銅無(wú)孔化;
2、孔內(nèi)有油造成無(wú)孔化;
3、微蝕過(guò)度造成無(wú)孔化;
4、電鍍不良造成無(wú)孔化;
5、鉆咀燒孔或粉塵堵孔造成無(wú)孔化。
改善措施:
1、沉銅無(wú)孔化:
a、整孔劑造成的無(wú)孔化:是因整孔劑的化學(xué)濃度不平衡或失效。整孔劑的作用是調(diào)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(xué)銅覆蓋完全,如果整孔劑的化學(xué)濃度不平衡或失效,會(huì)導(dǎo)致無(wú)孔化。
b、活化劑:其主要成份是pd、有機(jī)酸、亞錫離子及氯化物??妆谝薪饘兮Z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(xué)銅覆蓋不完全;溫度高了因反應(yīng)過(guò)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(xué)銅覆蓋不完全;濃度高了因反應(yīng)過(guò)快,材料成本增加。
③、在生產(chǎn)過(guò)程中要維護(hù)好活化劑的溶液,如果污染程度較嚴(yán)重,會(huì)造成孔壁沉積的鈀不致密,后續(xù)化學(xué)銅覆蓋不完全。
c、加速劑:主要成份是有機(jī)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(yīng)的催化金屬鈀。我們現(xiàn)在用的加速劑,化學(xué)濃度控制在0.35~0.50N,如果濃度高了把金屬鈀都去掉了,導(dǎo)致后續(xù)化學(xué)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(dǎo)致后續(xù)化學(xué)銅覆蓋不完全。
d、化學(xué)銅參數(shù)的控制是關(guān)系到化學(xué)銅覆蓋好壞的關(guān)鍵,以我司目前所使用的**參數(shù)為例:
①、溫度控制在25~32℃,溫度低了*液活性不好,造成無(wú)孔化;如果溫度超過(guò)38℃,因*液反應(yīng)快,銅離子釋出也快,容易造成板面銅粒而返工甚至報(bào)廢,這時(shí)沉銅*液要立即進(jìn)行過(guò)濾,否則*液有可能造成報(bào)廢。
②、Cu2+控制在1.5~3.0g/L,Cu2+含量低了*液活性不好,會(huì)造成孔化不良;如果濃度超過(guò)3.5g/L,因*液反應(yīng)快,銅離子釋出也快,造成板面銅粒而返工甚至報(bào)廢,這樣沉銅*液要立即進(jìn)行過(guò)濾,否則*液有可能造成報(bào)廢。Cu2+控制主要通過(guò)添加沉銅A液進(jìn)行控制。
③、NaOH控制在10.5~13.0g/L為宜,NaOH含量低了*液活性不好,會(huì)造成孔化不良。NaOH控制主要通過(guò)添加沉銅B液進(jìn)行控制,B液內(nèi)含有*液的穩(wěn)定劑,正常情況下A液和B液是1:1進(jìn)行補(bǔ)充添加的。
④、HCHO控制在4.0~8.0g/L,HCHO含量低了*液活性不好,造成孔化不良,如果濃度超過(guò)8.0g/L時(shí),因*液反應(yīng)快,銅離子釋出也快,造成板面銅粒而返工甚至報(bào)廢,這樣沉銅*液要立即進(jìn)行過(guò)濾,否則*液有可能造成報(bào)廢。HCHO控制主要通過(guò)添加沉銅C液進(jìn)行控制,A液內(nèi)也含有HCHO的*液成分,所以添加HCHO時(shí),先要計(jì)算好補(bǔ)充A液時(shí)的HCHO濃度升高量。
⑤、沉銅的負(fù)載量控制在0.15~0.25ft2/L,負(fù)載量低了*液活性不好,造成孔化不良;如果負(fù)載量超過(guò)0.25ft2/L,因*液反應(yīng)快,銅離子釋出也快,造成板面銅粒而返工甚至報(bào)廢,這樣沉銅*液要立即進(jìn)行過(guò)濾,否則*液有可能造成報(bào)廢。生產(chǎn)時(shí)***缸板必須要用銅板進(jìn)行拖缸,把沉銅*液的活性激起起來(lái),便于后續(xù)沉銅產(chǎn)品的反應(yīng),確??變?nèi)化學(xué)銅的致密度和提高覆蓋率。
建議:為了達(dá)到以上各項(xiàng)參數(shù)的平衡和穩(wěn)定,沉銅缸添加A、B液,應(yīng)配置一臺(tái)自動(dòng)加料機(jī),以更好地控制各項(xiàng)化學(xué)成份;同時(shí)溫度也采用自動(dòng)控制裝置使沉銅線溶液的溫度處于受控狀態(tài)。
2、孔內(nèi)殘留有濕膜油造成無(wú)孔化:
a、絲印濕膜時(shí)印一塊板刮一次網(wǎng)底,確保網(wǎng)底沒(méi)有堆油現(xiàn)象存在,正常情況下不會(huì)有孔內(nèi)殘留濕膜油的現(xiàn)象;
b、絲印濕膜時(shí)使用的是68~77T網(wǎng)版,如果用錯(cuò)了網(wǎng)版,如≤51T時(shí),孔內(nèi)有可能漏入濕膜油,顯影時(shí)孔內(nèi)的油有可能顯影不干凈,電鍍時(shí)就會(huì)因鍍不上金屬層而造成無(wú)孔化。如果網(wǎng)目高了,有可能因油墨厚度不夠,在電鍍時(shí)抗鍍膜被電流擊破,造成電路間出現(xiàn)很多金屬點(diǎn)甚至導(dǎo)致短路。
3、粗化過(guò)度造成無(wú)孔化:
a、線路前如果是采用化學(xué)粗化板面的話,對(duì)粗化溶液的溫度、濃度、粗化時(shí)間等參數(shù)要控制好,否則有可能因板鍍孔銅厚度薄,無(wú)法承受粗化液的溶銅力而造成無(wú)孔化。
b、為了加強(qiáng)鍍層和基銅的結(jié)合力,電鍍前處理都要經(jīng)過(guò)化學(xué)粗化后再電鍍,所以對(duì)粗化溶液的溫度、濃度、粗化時(shí)間等參數(shù)要控制好,否則也有可能造成無(wú)孔化問(wèn)題。
4、電鍍無(wú)孔化:
a、電鍍時(shí)厚徑比較大(≥5:1)時(shí)孔內(nèi)會(huì)有氣泡,這是因?yàn)檎駝?dòng)力不足,無(wú)法使孔內(nèi)的空氣逸出,也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)離子交換,從而使孔內(nèi)沒(méi)有鍍上銅/錫,蝕刻時(shí)把孔內(nèi)的銅蝕掉便造成了無(wú)孔化。
b、厚徑比較大(≥5:1),電鍍前處理時(shí)由于孔內(nèi)有氧化現(xiàn)象沒(méi)有除去干凈,電鍍時(shí)會(huì)出現(xiàn)抗鍍現(xiàn)象,沒(méi)有鍍上銅/錫或鍍上去的銅/錫很薄,蝕刻時(shí)起不到抗蝕效果導(dǎo)致把孔內(nèi)的銅蝕掉而造成無(wú)孔化。
5、鉆咀燒孔或粉塵堵孔無(wú)孔化:
a、鉆孔時(shí)鉆咀使用壽命沒(méi)有設(shè)置好,或者使用的鉆咀磨損 較嚴(yán)重,如缺口、不鋒利,鉆孔時(shí)因磨擦力太大而發(fā)熱,造成孔壁燒焦無(wú)法覆蓋化學(xué)銅而造成無(wú)孔化。
b、吸塵機(jī)的吸力不夠大,或者工程優(yōu)化時(shí)沒(méi)有做好,鉆孔時(shí)孔內(nèi)有粉塵堵塞,在化學(xué)銅時(shí)沒(méi)有沉上銅而造成無(wú)孔化。
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