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电路板(PCB)制造出现各种问题及改善方法




电路板(PCB)制造出现各种问题及改善方法(一)

一、电路板工程设计制作

1.1CAM制作的基本步骤

每一个PCB 板基本上都是由孔径孔位层、DRILL 层、线路层、阻焊层、字符层所组成的,在CAM350 中,每载入一层都会以不同的颜色区分开,以便于我们操作。

1.1.导入文件

首先自动导入文件(File-->Import-->Autoimport),检查资料是否齐全,对齐各层(Edit-->Layers-->Align)并设定原点位置(Edit-->Change-->Origin-->Datum Coordinate),按一定的顺序进行层排列(Edit-->Layers-->Reorder),将没用的层删除(Edit-->Layers-->Reorder)。

1.2.处理钻孔

当客户没有提供钻孔文件时,可以用孔径孔位转成Flash(Utilities-->Draw-->Custom,Utilities-->Draw-->Flash-->Interactive)后再转成钻孔(钻孔编辑状态下,Utilities-->Gerber to Drill);如果有提供钻孔文件则直接按制作要求加大。

接着检查最小钻孔孔径规格、孔边与孔边(或槽孔)最小间距(Analysis-->Check Drill)、孔边与成型边最小距离(Info-->Measure-->Object-Object)是否满足制程能力。

1.3.线路处理

首先测量最小线径、线距(Analysis-->DRC),看其是否满足制程能力。接着根据PC 板类型和基板的铜箔厚度进行线径补偿(Edit-->Change-->Dcode),检查线路PAD 相对于钻孔有无偏移(如果PAD 有偏,用Edit-->Layers-->Snap Pad to Drill 命令;如果钻孔有偏,则用Edit-->Layers-->Snap Drill to Pad 命令),线路PAD 的Ring 是否够大(Analysis-->DRC),线路与NPTH 孔边、槽边、成型边距离是否满足制作要求。NPTH 孔的线路PAD 是否取消(Edit-->Delete)。以上完成后再用DRC 检查线路与线路、线路与PAD、PAD 与PAD 间距是否满足制作要求。

1.4.防焊处理

查看防焊与线路PAD 匹配情况(Analysis-->DRC)、防焊与线路间距、防焊与线路PAD 间距(将线路与防焊拷贝到一层,然后用Analysis-->DRC 命令检查此层)、防焊条最小宽度、NPTH 处是否有规格大小的防焊挡点(Add-->Flash)。

1.5.文字处理

检查文字线宽(Info-->Report-->Dcode)、高度(Info-->Measure-->Point-point)、空心直径、文字与线路PAD 间距、文字与成型边距离、文字与捞孔或槽的间距、文字与不吃锡的PTH 间距是否满足制作要求。然后按客户要求添加UL MARK 和DATE CODE 标记。注:

a:UL MARK 和DATE CODE 一般加在文字层,但不可加在零件区域和文字框内(除非有特殊说明)、也不可加在被钻到、冲到或成型的区域。

b:客户有特殊要求或PCB 无文字层时,UL MARK 和DATE CODE 标记可用铜箔蚀刻方式蚀刻于PCB 上(在不导致线路短路或影响安规的情况下)或直接用镂空字加在防焊层上。

1.6.连片与工作边处理

按所指定的连片方式进行连片(Edit-->Copy)、加工作边。接着加AI 孔(钻孔编辑状态下,Add-->Drill Hit)、定位孔、光学点、客户料号(Add-->Text)、扬宣料号。需过V-CUT 的要导V-CUT 角(Edit-->Line Change-->Fillet,如果需导圆角则用下述命令:Edit-->Line Change-->Chamfer)。有些还要求加ET章、V-CUT 测试点、钻断孔、二此钻孔防呆测试线和PAD、识别标记等。

1.7.排版与工艺边的制作

按剪料表上的排版方式进行排版后,依制作规范制作工艺边。

1.8.压合

操作:Tables-->Composites。按Add 增加一个Composites Name,Bkg 为设置屏幕背影的极性(正、负),Dark 为正片属性(加层),Clear 为负片属性(减层)。

在做以上检查合处理工作的同时,应对客户原始资料做审查并记录《D/S&MLB原始资料CHECK LIST》呈主管审核。以上各项检查结果如与制程能力不符,应按规范作适当修改或知会主管处理。

1.9.输出钻孔和光绘资料

CAM 资料制作完毕需记录原始片、工作片的最小线径、线距和铜箔面积(Analysis-->Copper Area)。

经专人检查后,打印孔径孔位和钻孔报告表,等资料确认合格后即可输出钻孔(File-->Export-->Drill Data)和光绘资料(File-->Export-->Composites)。钻孔输出格式:Leading 3,3 公制(发给铭旺的多层板为Trailing 3,3 公制)。

光绘资料输出格式:Gerber Rs-274-X, Leading 2,4 英制。

1.10.高分辨率ADC的板布线
随着14位或更高分辨率ADC的采样率继续提高到百兆采样范围,随之而来的是系统设计人员必须成为时钟设计和分配及板布线方面的专家。

  本文描述的是系统设计方面的一些关键性问题,特别关注印制电路板(PCB)地和电源平面布线技术。现代化的ADC需要现代化的板设计。没有精确的时钟源或仔细设计的板布线,则高性能变换器将达不到其性能指标。

  单IF外差接收机结构和高级的功率放大器线性化算法,正在对ADC性能提出要求。这样的系统正在把变换器的固有抖动性能推向低于1/2 PS。同样,测试仪器工程师需要在宽带内有非常低的噪声性能,以便高级频谱分析仪开发。

  因此,高速数据变换系统中最重要的子电路是时钟源。这是因为时钟信号的定时精度会直接影响ADC的动态性能。

  为了使这种影响最小,ADC时钟源必须具有非常低的定时抖动或相位噪声。若在选择时钟电路时不考虑这种因数,则系统动态性能不会好。这与前端模拟输入电路的质量或变换器的固有抖动性能无关。精确的时钟在精确的时间间隔总能提供沿转换。

  实际上,时钟沿在连续变化的时间间隔到达。因此,这种定时的不确定性,可以借助数据变换过程综合评估采样波形的信噪比。

  最大时钟抖动由下式确定:

 · Tj(rms)=(VIN(p-p) /VINFSR)×(1/(2(N+1)×π×fin)

  假若输入电压(VIN)等于ADC的满标范围(VINFSR),则抖动要求变为ADC分辨率(N位)和被采样输入频率(fin)的因数。

  对于70MHz 输入频率,总抖动要求是:

  Tj(rms)=1× (1/215π×70×106))

  Tj(rms)=140fs

  由于很多系统通过背板或另外连接分配参考时钟,这会降低信号质量,所以,通常用本机振荡器(低相位噪声的VCXD)做为ADC的定时源。图1示出用NS公司的LMX2531时钟合成实现定时产生。连接到定时产生器的LMX2531由可编程分频器合成器输出,给出小于100毫微微秒的抖动性能。
  布线考虑

  适当的接地和选定所有信号路线是保证精确信号转换的关键。

  用分离地平板对于10位ADC的50MSPS和12位ADC的30~35MSPS工作良好。超出此范围,额外的电路噪声是明显的,而且分离的地平板也可引起信号辐射。当线承载电流信号时,会在跨越平板间分离处发生问题。

  模拟元件集中在板的模拟区域,数字元件集成在板的数字区域。这样可保持模拟和数字返回电流彼此远离。这是为了隔离模拟和数字地电流,而且可使ADC噪声最小,但忽视了EMI效应。另模拟元件集中在板的模拟区域,数字元件集成在板的数字区域。这样可保持模拟和数字返回电流彼此远离。这是为了隔离模拟和数字地电流,而且可使ADC噪声最小,但忽视了EMI效应。另外,当用电源迹线控制模拟和数字电源通路时,返回ADC电流必脱离输出电流通路。这会产生可辐射的电流环路区域。
  用分离的地平板和电源板可以消除环路区域问题,使辐射问题最小。这允许输出和返回电流彼此靠近流动,而使RFI/EMI问题最小。然而,元件的相互放置是非常重要的,共同的模拟和数字返回电流通路在模拟电路可能引起数字噪声。我们知道,高频或高沿率信号留心高电阻,甚至在地平板中需要保持模拟和数字返回电流彼此分离开。

  注意,邻近效应导致输出和返回电流尽可能彼此靠近流动。靠精细的元件放置和所有线迹(包括电源线)考虑周到的选定路线,可以控制地平板中的返回电流通路。地返回电流将流经各自的输出线迹,因此,保持模拟和数字返回电流彼此远离是可能的。
  单个地平板消除环路区域,信号和电源线迹控制电流流动。

  模拟和数字元件应放置在它们自己的专门PCB区域。电源应放置在板边沿或者角落和模拟与数字区域之间。

  电源布线对噪声性能也是关键。数字元件(特别是高速大功率数字元件)不能放置、也不能靠近模拟返回电流流回电源的通路。这就是数字元件不应放置在靠近承载模拟电流的线或到模拟和混合信号元件的电源线。注意,电源承载信号电流,因为它们重新充电板上的旁路电容器。返回电流必须通过分离地平板的公共节,远离输出线迹/通路流动。此将形成有辐射的环路区域。有时模拟电路会拾取这种辐射。
  上述所建议的布线会使ADC能提供最好的性能。归纳其要求如下:

  ·用一个整体单一化的地平板。不要分开地平板。若多板层中有多个地平板,则应在2cm或更短距离内,用一个通孔栅条把它们连接在一起。

  ·分开电源平板,每个电源平板保持在相同板层中。应该分离模拟电路电源平板、数字电路电源平板和ADC数字输出驱动器的电源平板。

  ·ADC数字芯核电源用模拟电源,但ADC数字驱动器不能用模拟电源。

  ·ADC数字输出驱动器电源可以是ADC输出驱动元件的相同电源。

  ·把所有模拟元件和连线放置在模拟电源平板之上,把所有数字元件和连线放置在数字电源平板之上。

  ·每个平板用分离的电源。ADC数字输出电源,可以来自任何一个电源,但应该用串联扼流圈去耦。ADC模拟电源最好采用线性电压稳压器。

·假若任何数字电路供电电源和ADC输出驱动器电源是同一电源,并有信号线到板的另外区域,则这两个电源平板之间用电容器。把这些电容器放置在紧靠信号线处。

1.12.PCB光绘(CAM)的操作流程
1.12.1,检查用户的文件
  用户拿来的文件,首先要进行例行的检查:
  1,检查磁盘文件是否完好;
  2,检查该文件是否带有病毒,有病毒则必须先杀病毒;
  3,如果是Gerber文件,则检查有无D码表或内含D码。
1.12.1,检查设计是否符合本厂的工艺水平
  1,检查客户文件中设计的各种间距是否符合本厂工艺:线与线之间的间距`线与焊盘之间的间距`焊盘与焊盘之间的间距。以上各种间距应大于本厂生产工艺所能达到的最小间距。

1.12.2,检查导线的宽度,要求导线的宽度应大于本厂生产工艺所能达到的最小
  线宽。
  3,检查导通孔大小,以保证本厂生产工艺的最小孔径。
  4,检查焊盘大小与其内部孔径,以保证钻孔后的焊盘边缘有一定的宽度。
1.12.3,确定工艺要求
  根据用户要求确定各种工艺参数。
  工艺要求:
1.12.3.1,后序工艺的不同要求,确定光绘底片(俗称菲林)是否镜像。底片镜像的原则:药膜面(即,乳胶面)贴药膜面,以减小误差。底片镜像的决定因素:工艺。如果是网印工艺或干膜工艺,则以底片药膜面贴基板铜表面为准。如果是用重氮片曝光,由于重氮片拷贝时镜像,所以其镜像应为底片药膜面不贴基板铜表面。如果光绘时为单元底片,而不是在光绘底片上拼版,则需多加一次镜像。
1.12.3.2,确定阻焊扩大的参数。
 1.12.4.确定原则:
  ①大不能露出焊盘旁边的导线。
  ②小不能盖住焊盘。
  由于操作时的误差,阻焊图对线路可能产生偏差。如果阻焊太小,偏差的结果可能使焊盘边缘被掩盖。因此要求阻焊应大些。但如果阻焊扩大太多,由于偏差的影响可能露出旁边的导线。
  由以上要求可知,阻焊扩大的决定因素为:
  ①本厂阻焊工艺位置的偏差值,阻焊图形的偏差值。
  由于各种工艺所造成的偏差不一样,所以对应各种工艺的阻焊扩大值也
  不同。偏差大的阻焊扩大值应选得大些。
  ②板子导线密度大,焊盘与导线之间的间距小,阻焊扩大值应选小些;板
  子导线密度小,阻焊扩大值可选得大些。
  3,根据板子上是否有印制插头(俗称金手指)以确定是否要加工艺线。
  4,根据电镀工艺要求确定是否要加电镀用的导电边框。
  5,根据热风整平(俗称喷锡)工艺的要求确定是否要加导电工艺线。
  6,根据钻孔工艺确定是否要加焊盘中心孔。
  7,根据后序工艺确定是否要加工艺定位孔。
  8,根据板子外型确定是否要加外形角线。
  9,当用户高精度板子要求线宽精度很高时,要根据本厂生产水平,确定是否进行线宽校正,以调整侧蚀的影响。
1.12.5.,CAD文件转换为Gerber文件
  为了在CAM工序进行统一管理,应该将所有的CAD文件转换为光绘机标准格式Gerber及相当的D码表。
  在转换过程中,应注意所要求的工艺参数,因为有些要求是要在转换中完成的。
  现在通用的各种CAD软件中,除了Smart Work和Tango软件外,都可以转换为Gerber,以上两种软件也可以通过工具软件先转为Protel格式,再转Gerber.
1.12.6.,CAM处理
  根据所定工艺进行各种工艺处理。
  特别需要注意:用户文件中是否有哪些地方间距过小,必须作出相应的处理
1.12.7,光绘输出
  经CAM处理完毕后的文件,就可以光绘输出。
  拼版的工作可以在CAM中进行,也可在输出时进行。
  好的光绘系统具有一定的CAM功能,有些工艺处理是必须在光绘机上进行的,例如线宽较正。
1.12.8.,暗房处理
  光绘的底片,需经显影,定影处理方可供后续工序使用。暗房处理时,要严格控制以下环节:
  显影的时间:影响生产底版的光密度(俗称黑度)和反差。时间短,光密度和反差均不够;时间过长,灰雾加重。
  定影的时间:定影时间不够,则生产底版底色不够透明。
  不洗的时间:如水洗时间不够,生产底版易变黄。
  特别注意:不要划伤底片药膜。

1.13:高速HDI电路板设计过程
高密度互连(HDI)印制电路板现今正逐步得到广泛应用。传统的HDI电路板应用于便携式产品和半导体封装两类产品中。该文将专注于HDI快速成长的第三类应用:高速工业系统应用,这类应用于电信、计算机系统的印制电路板不同于前述两类的地方在于:PCB板面尺寸大、关注重点是电气性能,而且导线的挑战在于非常复杂的PBGA和CCGA的封装。
对设计人员而言,首先要注意的是不顾设计最好的意图而设计高速系统,需要了解在系统中如何使用材料来满足物理器件的性能指标。PCB的材质选择、层叠结构和设计规则将影响电气性能(比如:特性阻抗、串扰和信号调节)。器件密度也将显示出PCB布线规则、设计规范、材质选用和微孔结构选择的功能。埋、盲孔对那些复杂的、多次积层的电路板而言是简单的结构。相比材质的稳定性、板面处理和设计规则而言,组装过程的问题会在电路测试中得到确认。
关键词:高密度互连 特性阻抗 串扰 设计规则 埋孔 盲孔 背胶铜箔低压差分信号 突破模式 信号完整性
1.13.1 .引言: HDI的三类典型应用平台
HDI产品的分类是由于近期HDI的发展及其产品的强劲需求而决定。移动通信公司以及他们的供应商在这个领域扮演了先锋作用并确定了许多标准。相应的,产品的需求也促使批量生产的技术局限发生改变,价格也变的更实惠。日本的消费类产业已经在HDI产品方面走在了前面。计算机与网络界还没有感受到HDI技术脚步走近的强大压力,但由于元件密度的增长,很快他们将面临这样的压力并启用HDI技术。鉴于不断缩小的间距和不断增长的I/O数,在倒装芯片封装上使用HDI基板的优点是非常明显的。
HDI技术可分为几种技术类型。HDI产品的主要驱动力是来自移动通信产品,高端的计算机产品和封装用基板。这几类产品在技术上的需求是完全不同的,因此HDI技术不是一种,而是有数种,具体分类如下:
小型化用HDI产品
高密度基板和细分功能用HDI产品
高层数HDI产品
1.13.2小型化HDI产品
HDI产品小型化最初是指成品尺寸和重量的缩减,这是通过自身的布线密度设计以及使用新的诸如uBGAs这样的高密度器件来实现。在大多数情况下,即使产品价格保持稳定或下滑,其功能却不断增强。内部互连采用埋孔工艺结构的主要是6层或者8层板。产品其它特性则包括如下一些:采用10mil的焊盘,3-5mil的过孔,大部分采用4mil 的线宽/线距,板厚也控制在40mil以内,采用FR4或具有高的Tg.(160 ℃)的FR4 基材。图1-1描述HDI的基本结构和主要设计规则。
该技术是在HDI技术中处于领先地位。密度设计提供了较小尺寸和较高的密度,其中就包括了uBGA或倒装芯片的引脚。

Fig1-1 消费类产品的小型化

1.13.3:高密度基板HDI产品
高密度基板的HDI板主要集中在4层或6层板,层间以埋孔实现互连,其中至少两层有微孔。其目的是满足倒装芯片高密度I/O数增加的需求。该技术很快将会与HDI融合从而实现产品小型化。图1-2描述了典型的基板结构。
该技术适用于倒装芯片或者邦定用基板,微孔工艺为高密度倒装芯片提供了足够的间距,即使2+2结构的HDI 产品也需要用到该技术。

Fig 1-2 封装用的高密度IC基板

1.13.4.高层数HDI产品
高层数HDI板通常是第1层到第2层或第1层到第3层有激光钻孔的传统多层板。采用必须的顺序叠层工艺,在玻璃增强材料上进行微孔加工是另一特点。该技术的目的是预留足够的元件空间以确保要求的阻抗水平。图1-3描述了该类典型的多层板结构。
该技术适用于拥有高I/O数或细间距元件的高层数HDI板,埋孔工艺在该类产品中并非是必要工艺,微孔工艺的目的仅仅在于形成高密度器件(如高I/O元件、uBGA)间的间距,HDI产品的介电材料可以是背胶铜箔(RCF)或者半固化片(prepreg)。

1.13.5:HDI的CAM制作方法与技巧
随着HDI工艺的日趋成熟,大量的HDI手机板类订单涌入,由于此类订单时效性强,样板货期一般为3---7天,要求我们必须快速,准确地完成CAM制作。本文主要介绍了一些方法和技巧,用以解决在CAM制作中遇到的难题,意在帮助CAM工作人员提高速度与质量!
  Abstract: With the development of HDI technology, Shennan Circuits wins more and more orders of HDI boards which applied to mobile phone. Such orders always require quick turn delivery. So how to make the CAM correctly and efficiently is very important. This article gets some solutions for typical questions in making CAM. Those techniques make the CAM engineers’ work more efficiently.
  关键词:HDI CAM
  正文:由于HDI板适应高集成度IC和高密度互联组装技术发展的要求,它把PCB制造技术推上了新的台阶,并成为PCB制造技术的最大热点之一!我司于本世纪初涉足HDI领域,现已拥有众多客户。在各类PCB的CAM制作中,从事CAM制作的人员一致认为HDI手机板外形复杂,布线密度高,CAM制作难度较大,很难快速,准确地完成!面对客户高质量,快交货的要求,本人通过不断实践,总结,对此有一点心得,在此和各位CAM同行分享。
 1.14.如何定义SMD是CAM制作的第一个难点。

在PCB制作过程中,图形转移,蚀刻等因素都会影响最终图形,因此我们在CAM制作中根据客户的验收标准,需对线条和SMD分别进行补偿,如果我们没有正确定义SMD,成品可能会出现部分SMD偏小。客户常常在HDI手机板中设计0.5mm的CSP,其焊盘大小为0.3mm,并且在有些CSP焊盘中布有盲孔,盲孔对应的焊盘刚好也是0.3mm,使CSP焊盘和盲孔对应焊盘重合或交叉在一起.此种情况下一定要仔细操作,谨防出错。(以genesis 2000为例)
  具体制作步骤:
  1.将盲孔,埋孔对应的钻孔层关闭。
  2.定义SMD
  3.用Features Filter popup和Reference selection popup功能,从 top层和 bottom层中找出 include 盲孔的焊盘,分别move to t层 和 b层。
  4.在t层(CSP焊盘所在层)用Reference selection popup功能,选出和盲孔相Touch的0.3mm的焊盘并删除,top层CSP区域内的0.3MM的焊盘也删除。再根据客户设计CSP焊盘的大小,位置,数目,自己做一个CSP,并定义为SMD,然后将CSP焊盘拷贝到TOP层,并在TOP层加上盲孔所对应的焊盘。b层类似方法制做。
  5.对照客户提供纲网文件找出其它漏定义或多定义的SMD。
  与常规制作方法相比,目的明确,步骤少,此法可避免误操作,快而准!
  1.14.2. 去非功能焊盘也是HDI手机板中的一个特殊步骤。

  以普通的八层HDI为例,首先要去除通孔在2---7层对应的非功能焊盘,然后还应去除2---7埋孔在3---6层中对应的非功能焊盘。
  步骤如下:
  1.用NFP Removel功能去除top和bottom层的非金属化孔对应焊盘。
  2.关闭除通孔外的所有钻孔层,将NFP Removel功能中的Remove undrilled pads选择NO,去除2---7层非功能焊盘.
  3.关闭除2---7层埋孔外的所有钻孔层,将NFP Removel功能中的Remove undrilled pads选择NO,去除3---6层非功能焊盘.
  采用这种方法去非功能焊盘,思路清晰,容易理解,最适合刚从事CAM制作的人员.
1.15.1.关于激光成孔:

   HDI手机板的盲孔一般为0.1mm左右的微孔,我司采用CO2激光器,有机材料可以强烈地吸收红外线,通过热效应,烧蚀成孔,但铜对红外线的吸收率是很小的,并且铜的熔点又高,CO2激光无法烧蚀铜箔,所以使用“conformal mask”工艺,用蚀刻液蚀刻掉激光钻孔孔位铜皮(CAM需制作曝孔菲林)。同时为了保证在次外层(激光成孔底部)要有铜皮,盲孔和埋孔的间距需至少4mil以上,为此,我们必须使用Analysis/Fabrication/Board-Drill-Checks找出不满足条件的孔位。
1.15.2.塞孔和阻焊:

在HDI的层压配置中,次外层一般采用RCC材料,其介质厚度薄,含胶量小,经工艺实验数据表明,如果具有成品板厚大于0.8mm,金属化槽大于等于0.8mmX2.0mm,金属化孔大于等于1.2mm三者之一,一定要做两套塞孔文件。即分两次塞孔,内层用树酯铲平塞孔,外层在阻焊前直接用阻焊油墨塞孔。在阻焊制作过程中,经常会有过孔落在SMD上或紧挨着SMD。客户要求所有过孔都做塞孔处理,所以在阻焊曝光时阻焊露出或露出半个孔位的过孔容易冒油。CAM工作人员必须要对此进行处理,一般情况下我们首选移开过孔,若无法移孔,再按以下步骤操作:
 1.将被阻焊Covered开窗的过孔孔位,在阻焊层加上比成品孔单边小3MIL的透光点。
 2.将与阻焊开窗Touch的过孔孔位,在阻焊层加上比成品孔单边大3MIL的透光点。(在此情况下,客户允许少许油墨上焊盘)
 1.15.3.外形制作:

HDI手机板一般为拼板交货,外形复杂,客户附有一份CAD图纸的拼板方式。如果我们按客户图纸的标注,用genesis2000进行绘图,相当麻烦。我们可以把CAD格式文件*.dwg直接点击文件里的“另存为”将保存类型改为“AutoCAD R14/LT98/LT97 DXF (*.DXF)”然后按正常读取genber文件方式进行读取*.DXF 文件。在读取外形的同时,又读到了邮票孔,定位孔和光学定位点的大小,位置,既快捷又准确。
 1.15.4.铣外形边框处理:
  处理铣外形边框时,在CAM制作中除非客户要求必需露铜,为了防止板边翻铜皮,按照制作规范,要求在边框向板内削少许铜皮,因此难免会出现如图二A中所示情况!如果A两端不属同一网络,而且铜皮宽度又小于3mil(可能会做不出图形),会引起开路。在genesis2000的分析报告中看不到此类问题,因此必须另辟途径。我们可以多做一次网络比较,并且在第二次比较时,将靠边框的铜皮向板内多削3mil,如果比较结果没有开路,则表明A两端属同一网络或宽度大于3mil(可以做出图形)。如果有开路,将铜皮加宽。















电路板(PCB)制造出现各种问题及改善方法(二)

二、前言

什么叫PCB,PCB是电路板的英文缩写, 什么叫FPC,FPC是绕性电路板(柔性电路板)的英文缩写,以下是电路板的发展史和目前我司所生产的电路板常见的不良问题、问题原因分析和解决方法.在此与大家一起分享,在此希望能帮到你,能让你的技能得到提升!

2.1: PCB发展史

2.1.1.早於1903年Mr. Albert Hanson首創利用“線路”(Circuit)觀念應用於電話交換機系統。它是用金屬箔予以切割成線路導體,將之黏著於石蠟紙上,上面同樣貼上一層石蠟紙,成了現今PCB的機構雛型。

2.1.2. 至1936年,Dr Paul Eisner真正發明了PCB的製作技術,也發表多項專利。而今日之print-etch(photoimage transfer)的技術,就是沿襲其發明而來的。

三、PCB种类

1、以材質分: 1)有机材质: 酚醛樹脂、玻璃纖維、環氧樹 脂、聚酰亚胺等 2)无机材质: 鋁、陶瓷,无胶等皆屬之。主要起散熱功能

2、以成品軟硬區分 1)硬板 Rigid PCB 2)軟板 Flexible PCB 3)軟硬板 Rigid-Flex PCB

3:电路板结构:

1. A、单面板 B、双面板 C、多层板

2: 依用途分:通信/耗用性電子/軍用/電腦/半導體/電測板/汽车....等产品领域

4: PCB生产工艺流程简介

1、双面喷锡板正片简易生产工艺流程图

工程开料图 开料 磨边/倒角 叠板 钻孔 QC检验 沉铜 板电 QC检验

涂布湿墨/干膜 图电 退膜/墨 蚀刻 EQC检验 裸测 绿油 印字符

喷锡 成型/CNC外形 成测 FQC FQA 包装 入库 出货

以上只是其中一个工艺流程,不同的工艺要求,就出现不同的工艺制作流程

四: 钻孔制程目的 

4.1单面或双面板的制作都是在下料之后直接进行非导通孔或导通孔的钻孔, 多层板则是在完成压板之后才去钻孔。传统孔的种类除以导通与否简单的区分外,以功能的不同尚可分:零件孔,工具孔,通孔(Via),盲孔(Blind hole),埋孔(Buried hole)(后二者亦为via hole的一种).近年电子产品'轻.薄.短.小.快.'的发展趋势,使得钻孔技术一日千里,机钻,雷射烧孔,感光成孔等.

4.2流程:上PIN→钻孔→检查

全流程线路板厂,都会有钻孔这麽一道工序。看起来钻孔是很简单,只是把板子放在钻机上钻孔,其实那是只是表面的动作,而实际上钻孔是一道非常关键的工序。如果把线路板工艺比着是“人体”,那麽钻孔就是颈(脖子),很多厂因为钻孔不能过关而面对报废,导致亏本。就此,凭着个人的钻孔工作经验和方法,同大家浅析钻孔工艺的一些品质故障排除。在制造业中的不良品都离不开人、机、物、法、环五大因素。同样,在钻孔工艺中也是如此,下面把钻孔用鱼骨图分列出影响钻孔的因素。在众多影响钻孔加工阶段,施于各项不同的检验方法.

4.3钻孔常见不良问题,原因分析和改善方法

钻孔前基板检验:
A、品名、编号、规格、尺寸、铜铂厚 B、不刮伤 C、不弯曲、不变形D、不氧化或受油污染 E、数量 F、无凹凸、分层剥落及折皱(2)、钻孔中操作员自主检验

1.钻孔品质检验项目有
A、孔径 B、批锋 C、深度是否贯穿 D、是否有爆孔 E、核对偏孔、孔变形F、多孔少孔 G、毛刺 H、是否有堵孔 J、断刀漏孔 K、整板移位

2.断钻咀
产生原因:(1)主轴偏转过度(2)数控钻机钻孔时操作不当(3)钻咀选用不合适(4)钻头的转速不足,进刀速率太大(5)叠板层数太多(6)板与板间或盖板下有杂物(7)钻孔时主轴的深度太深造成钻咀排屑不良发生绞死 (8)钻咀的研磨次数过多或超寿命使用。(9)盖板划伤折皱、垫板弯曲不平(10)固定基板时胶带贴的太宽或是盖板铝片、板材太小(11)进刀速度太快造成挤压所致(12)特别是补孔时操作不(13)盖板铝片下严重堵灰(14)焊接钻咀尖的中心度与钻咀柄中心有偏差

解决方法:
(1)应该通知机修对主轴进行检修,或者更换好的主轴。(2)A、检查压力脚气管道是否有堵塞B、根据钻咀状态调整压力脚的压力,检查压力脚压紧时的压力数据,正常为7.5公斤。C、检查主轴转速变异情况及夹嘴内是否有铜丝影响转速的均匀性。D、钻孔操作进行时检测主轴转速变化情况及主轴的稳定性。(可以作主轴与主轴之间对比)E、认真调整压力脚与钻头之间的状态,钻咀尖不可露出压脚,只允许钻尖在压脚内3.0mm处F、检测钻孔台面的平行度和

3、孔损
产生原因:(1)断钻咀后取钻咀造成(2)钻孔时没有铝片或夹反底版(3)参数错误(4)钻咀拉长(5)钻咀的有效长度不能满足钻孔叠板厚度需要(6)手钻孔(7)板材特殊,批锋造成

解决方法:
(1)根据前面问题1,进行排查断刀原因,作出正确的处理(2)铝片和底版都起到保护孔环作用,生产时一定要用,可用与不可用底版分开方向统一放置,上板前在检查一次。(3)钻孔前,必须检查钻孔深度是否符合,每支钻咀的参数是否设置正确。(4)钻机抓起钻咀,检查清楚钻咀所夹的位置是否正确再开机,开机时钻咀一般不可以超出压脚。(5)在钻咀上机前进行目测钻咀有效长度,并且可用生产板的叠数进行测量检查。(6)手动钻孔切割精准度、转速等不能达到要求,禁止用人手钻孔。(7)在钻特殊板设置参数时,根据品质情况进行适当选取参数,进刀不宜太快。

4.孔位偏、移,对位失准


产生原因:(1)钻孔过程中钻头产生偏移(2)盖板材料选择不当,软硬不适(3)基材产生涨缩而造成孔位偏(4)所使用的配合定位工具使用不当(5)钻孔时压脚设置不当,撞到销钉使生产板在产生移动(6)钻头运行过程中产生共振(7)弹簧夹头不干净或损坏(8)生产板、面板偏孔位或整叠位偏移(9)钻头在运行接触盖板时产生滑动(10)盖板铝片表面划痕或折痕,在引导钻咀下钻时产生偏差。(11)没有打销钉(12)原点不同(13)胶纸未贴牢(14)钻孔机的X、Y轴出现移动偏差(15)程序有问题

解决方法
(1)A、检查主轴是否偏转B、减少叠板数量,通常按照双面板叠层数量为钻头直径的6倍而多层板叠层数量为钻头直径的2~3倍。C、增加钻咀转速或降低进刀速率;D、检查钻咀是否符合工艺要求,否则重新刃磨;E、检查钻咀顶尖与钻咀柄是否具备良好同中心度;F、检查钻头与弹簧夹头之间的固定状态是否紧固;G、检测和校正钻孔工作台板的稳定和稳定性。(2)选择高密度0.50mm的石灰盖板或者更换复合盖板材料(上下两层是厚度0.06mm的铝合金箔,中间是纤维芯,总厚度为0.35mm)。(3)根据板材的特性,钻孔前或钻孔后进行烤板处理(一般是145℃±5℃,烘烤4小时为准)(4)检查或检测工具孔尺寸精度及上定位销的位置是否有偏移。(5)检查重新设置压脚高度, 正常压脚高度距板面还有0.80mm为钻孔最佳压脚高度(6)选择合适的钻头转速。(7)清洗或更换好的弹簧夹头。(8)面板未装入销钉,管制板的销钉太低或松动,需要重新定位更换销钉(9)选择合适的进刀速率或选抗折强度更好的钻头。(10)更换表面平整无折痕的盖板铝片(11)按要求进行钉板作业(12)记录并核实原点(13)将胶纸贴与板边成90度直角,(14)反馈通知机修调试维修钻机(15)查看核实,通知工程进行修改

5、孔大、孔小、孔径异形
产生原因:(1)钻咀规格错误(2)进刀速度或转速不恰当所致(3)钻咀过度磨损(4)钻咀重磨次数过多或退屑槽长度底低于标准规定。(5)主轴本身过度偏转。(6)钻咀崩尖,钻孔孔径变大(7)看错孔径(8)换钻咀时未测孔径(9)钻咀排列错误(10)换钻咀时位置插错(11)未核对孔径图(12)主轴放不下刀,造成压刀(13)参数中输错序号

解决方法






(1)操作前应进行检查钻头尺寸及控制系统是否指令发生错误。(2)调整进刀速率和转速至最理想状态(3)更换钻咀,并限制每支钻咀钻孔数量。通常按照双面板(每叠四块)可钻3000~3500孔;高密度多层板上可钻500个孔;对于FR-4(每叠三块)可钻3000个孔;而对较硬的FR-5,平均减小30%。(4)限制钻头重磨的次数及重磨尺寸变化。对于钻多层板每钻500孔刃磨一次,允许刃磨2~3次;每钻1000孔可刃磨一次;对于双面板每钻3000孔,刃磨一次,然后钻2500孔;再刃磨一次钻2000孔。钻头适时重磨,可增加钻头重磨次数及增加钻头寿命。通过工具显微镜测量,在两条主切削刃全长内磨损深度应小于0.2mm。重磨时要磨去0.25mm。定柄钻头可重磨3次;铲形钻头重磨2次。(5)反馈给维修进行动态偏转测试仪检查主轴运行过程的偏转情况,严重时由专业的供应商进行修理。(6)钻孔前用20倍镜检查刀面,将不良钻咀刃磨或者报废处理(7)多次核对、测量(8)在更换钻咀时可以测量所换下钻咀,对已更换钻咀进行测量所钻第一个孔(9)排列钻咀时要数清楚刀库位置(10)更换钻咀时看清楚序号(11)在备刀时要逐一核对孔径图的实际孔径(12)清洗夹咀,造成压刀后要仔细测量及检查刀面情况(13)在输入刀具序号时要反复检查

6、漏钻孔
产生原因:(1)断钻咀(标识不清)(2)中途暂停(3)程序上错误(4)人为无意删除程序(5)钻机读取资料时漏读取

解决方法:
(1)对断钻板单独处理,分开逐一检查(2)在中途暂停后再次开机,要将其倒退1-2个孔继续钻孔(3)判定是工程程序上错误要立即通知工程更改(4)在操作过程中,操作员尽量不要随意更改或删除程序,必要时通知工程处理(5)在经过CAM读取文件后,换机生产,通知机修处理

7、披锋
产生原因:(1)参数错误(2)钻咀磨损严重,刀刃不锋利(3)底板密度不够(4)基板与基板、基板与底板间有杂物(5)基板弯曲变型形成空隙(6)未加盖板(7)板材材质特殊

解决方法:
(1)在设置参数时,严格按参数表执行,并且设置完后进行检查核实。(2)在钻孔时,控制钻咀寿命,按寿命表设置不可超寿命使用(3)对底板进行密度测试(4)钉板时清理基板间杂物,对多层板叠板时用碎布进行板面清理。(5)基板变形应该进行压板,减少板间空隙(6)盖板是起保护和导钻作用。因此,钻孔时必须加铝片。(对于未透不可加铝片钻孔)(7)在钻特殊板设置参数时,根据品质情况进行适当选取参数,进刀不宜太快。

8、孔未钻透(未贯穿基板)
产生原因:(1)深度不当 (2)钻咀长度不够(3)台板不平(4)垫板厚度不均(5)断刀或钻咀断半截,孔未透(6)批锋入孔沉铜后成形成未透(7)主轴夹嘴松动,在钻孔过程中钻咀被压短(8)未夹底板(9)做首板或补孔时加两张垫板,生产时没更改

解决方法:
(1)检查深度是否正确.<分总深度和各个主轴深度>(2)测量钻咀长度是否够.(3)检查台板是否平整,进行调整(4)测量垫板厚度是否一致,反馈并更换垫板(5)定位重新补钻孔(6)对批锋来源按前面进行清查排除,对批锋进行打磨处理(7)对主轴松动进行调整,清洗或者更换索嘴。(8)双面板上板前检查是否有加底板(9)作好标记,钻完首板或补完孔要将更改回原来正常深度

9、孔口孔缘出现白圈(孔缘铜层与基材分离、爆孔)
产生原因:(1)钻孔时产生热应力与机械力造成基板局部碎裂(2)玻璃布编织纱尺寸较粗(3)基板材料品质差(纸板料)(4)进刀量过大(5)钻咀松滑固定不紧(6)叠板层数过多

10、堵孔(塞孔)
产生原因:(1)钻头的有效长度不够(2)钻头钻入垫板的深度过深(3)基板材料问题(有水份和污物)(4)由于垫板重复使用的结果(5)加工条件不当所致如;吸尘力不足(6)钻咀的结构不行(7)钻咀的进刀速太快与上升搭配不当

解决方法:


(1)根据叠层厚度选择合适的钻头长度,可以用生产板叠板厚度作比较(2)应合理的设置钻孔的深度,(控制钻咀尖钻入垫板为0.5㎜为准)。(3)应选择品质好的基板材料或者钻孔前应进行烘烤。(正常是145℃±5烘烤4小时)(4)应更换垫板。(5)应选择最佳的加工条件,适当调整钻孔的吸尘力,达到7.5公斤每秒(6)更换钻咀供应商(7)严格根据参数表设置参数

11、孔壁粗糙
产生原因:(1)进刀量变化过大(2)进刀速率过快(3)盖板材料选用不当(4)固定钻头的真空度不足(气压)(5)退刀速率不适宜(6)钻头顶角的切削前缘出现破口或损坏(7)主轴产生偏转太大(8)切屑排出性能差

解决方法:


(1)保持最佳的进刀量。(2)根据经验与参考数据进行调整进刀速率与转速达到最佳匹配。(3)更换盖板材料。(4)检查数控钻机真空系统(气压)并检查主轴转速是否有变化。(5)调整退刀速率与钻头转速达到最佳状态。(6)检查钻头使用状态,或者进行更换。(7)对主轴、弹簧夹头进行检查并进行清理。(8)改善切屑排屑性能,检查排屑槽及切刃的状态。

12.现耦断丝连的卷曲形残屑
产生原因:(1)未采用盖垫板或铝片(2)钻孔工艺参数选择不当

解决方法:
(1)应采用适宜的盖板。(2)通常应选择减低进刀速率或增加钻头转速。



以上是钻孔生产中经常出现的问题,我们在生产中多注意细节,自己操作后要有怀疑的态度,多测量多检查。严格规范作业对控制钻孔生产品质故障有很大的益处,对改善产品质量、提高生产效益,有很大的帮助。希望此篇钻孔品质故障排除能对钻孔有所启发,控制钻孔的质量,让钻孔品质更上一层楼!

五、沉铜工艺(PTH)

制程目的 :双面板以上完成钻孔后即进行镀通孔(Plated Through Hole , PTH)步骤,其目的使孔壁上之非导体部份之树脂及玻纤束进行金属化( metalization ), 以进行后来之电镀铜制程,完成足够导电及焊接之金属孔壁。1986年美国有一家化学公司Hunt 宣布PTH不再需要传统的贵金属及无电铜的金属化制程,可用碳粉的涂布成为通电的媒介。

? 流程:

? 去毛刺→上板→膨松→水洗→水洗→除胶渣→预中和→水洗×2→中和→水洗→水洗→整孔→水洗→水洗→微蚀→水洗→水洗→酸洗(H2SO4) →水洗→水洗→预浸→活化→水洗→水洗→加速→水洗→水洗→沉铜→水洗→水洗→下板

六、电镀

利用电解的方法使金属或合金沉积在工件表面,以形成均匀.致密.结合力良好的金属层过程叫电镀。

6.1全板电镀铜:又叫一次电铜

6.1.1、作用与目的:保护刚刚沉积的薄薄的化学铜,防止化学铜氧化后被酸浸蚀掉,通过电镀将其加后到一定程度。
6.1.2、全板电镀铜相关工艺参数:槽液主要成分有硫酸铜和硫酸,采用高酸低铜配方,保证电镀时板面厚度分布的均匀性和对深孔小孔的深镀能力;硫酸含量多在180克/升,多者达到240克/升;硫酸铜含量一般在75克/升左右,另槽液中添加有微量的氯离子,作为辅助光泽剂和铜光剂共同发挥光泽效果;铜光剂的添加量或开缸量一般在3-5ml/L。

6.1.3图形电镀铜:又叫二次铜,线路镀铜
目的与作用:为满足各线路额定的电流负载,各线路和孔铜铜后需要达到一定的厚度,线路镀铜的目的及时将孔铜和线路铜加厚到一定的厚度;

6.1.4电镀锡目的与作用:图形电镀纯锡目的主要使用纯锡单纯作为金属抗蚀层,保护线路。

6.2: 电镀常见的不良问题,原因分析和改善方法



图形镀铜与一铜结合不牢或图像有缺陷

不良原因
解决方法

1)显影不彻底有余胶。
加强显影并注意显影后清洗。

2)图像上有修板液或污物。
修板时戴细纱手套,并注意不要使修板液污染线路图像。

3)化学镀铜前板面不清洁或粗化不够。
加强化学镀铜前板面的清洁处理和粗化。

4)镀铜前板面粗化不够或粗化后清洗不干净。
改进镀铜前板面粗化和清洗。

镀铜或镀锡铅有渗镀

原因
解决方法

1)干膜性能不良,超过有效期使用。
尽量在有效期内使用干膜。

2)基板表面清洗不干净或粗化表面不良,干膜粘附不牢。
加强板面处理。

3)贴膜温度低,传送速度快,干膜贴的不牢。
调整贴膜温度和传送速度。

4)曝光过度抗蚀剂发脆。
用光密度尺校正曝光量或曝光时间。

5)曝光不足或显影过度造成抗蚀剂发毛,边缘起翘。
校正曝光量,调整显影温度和显影速度。

6)电镀前处理液温度过高。
控制好各种镀前处理液的温度。

化学沉铜工艺

◎化学镀铜常见故障和纠正方法

故障
发生原因
纠正方法

化 学 镀 铜 空 洞
①钻孔粉尘,孔化后脱落
检查吸尘器,钻头质量,转速/进给等
加强去毛刺的高压水冲洗

②钻孔后孔壁裂缝或内层间分离
检查钻头质量,转速/进给,以及层压板厚材料和层压工艺条件

③除钻污过度,造成树脂变成海绵状,引起水洗不良和镀层脱落
检查除钻污法工艺,适当降低去钻污强度

④除钻污后中和处理不充分,残留Mn残渣
检查中和处理工艺

⑤清洁调整不足,影响Pd的吸附
检查清洗调整处理工艺(如浓度、温度、时间)及副产物是否过量

⑥活化液浓度偏低影响Pd吸附
检查活化处理工艺补充活化剂

⑦加速处理过度,在去除Sn的同时Pd也被除掉
检查加速处理工艺条件(温度/时间/浓度)如降低加速剂浓度或浸板时间

⑧水洗不充分,使各槽位的药水相互污染
检查水洗能力,水量/水洗时间

⑨孔内有气泡
加设摇摆、震动等

⑩化学镀铜液的活性差
检查NaOH、HCHO、Cu2+的浓度以及溶液温度等

⑾反应过程中产生气体无法及时逸出
加强移动、振动和空气搅拌等。以及降低温度表面张力。

化学镀铜层分层或起泡
①层压板在层压时铜箔表面粘附树脂层
加强环境管理和规范叠层操作

②来自钻孔时主轴的油,用常规除油清洁剂无法除去
定期进行主轴保养

③钻孔时固定板用的胶带残胶
选择无残胶的胶带并检查清除残胶

④去毛刺时水洗不够或压力过大导致刷辊发热后在板面残留刷毛的胶状物
检查去毛刺机设备,并按规范操作

⑤除钻污后中和处理不充分表面残留Mn化合物
检查中和处理工艺时间/温度/浓度等

⑥各步骤之间水洗不充分特别是除油后水洗不充分,表面残留表面活性剂
检查水洗能力水量/水洗时间等

⑦微蚀刻不足,铜表面粗化不充分
检查微蚀刻工艺溶液温度/时间/浓度等

⑧活化剂性能恶化,在铜箔表面发生置换反应
检查活化处理工艺浓度/温度/时间以副产物含量。必要时应更换槽液

⑨活化处理过度,铜表面吸附过剩的Pd/Sn,在其后不能被除去
检查活化处理工艺条件

⑩加速处理不足,在铜表面残留有Sn的化合物
检查加速处理工艺 温度/时间/浓度

⑾加速处理液中,Sn含量增加
更换加速处理液

⑿化学镀铜前放置时间过长,造成表面铜箔氧化
检查循环时间和滴水时间

⒀化学镀铜液中副产物增加导致化学镀铜层脆性增大
检查溶液的比重,必要时更换或部分更换溶液

⒁化学镀铜液被异物污染,导致铜颗粒变大同时夹杂氢气
检查化学镀铜工艺条件
湿度/时间/溶液负荷检查溶液组份浓度,严禁异物带入。

产生瘤状物或孔粗
①化学镀铜液过滤不足,板面沉积有颗粒状物
检查过滤系统和循环量,定期更换滤芯

②化学镀铜液不稳定快分解,产生大量铜粉
检查化学镀铜工艺条件:温度/时间/负荷/浓度 加强溶液的管理

③钻孔碎屑 粉尘
检查钻孔条件,钻头质量和研磨质量
加强去毛刺高压水洗

④各槽清洗不足,有污染物积聚,在孔里或表面残留
定期进行槽清洁保养

⑤水洗不够,导致各槽药水相互污染并产生残留物
加强水洗能力 水量/水洗时间等

⑥加速处理液失调或失效
调整或更换工作液

电镀后孔壁无铜
①化学镀铜太薄被氧化
增加化学镀铜厚度

②电镀前微蚀处理过度
调整微蚀强度

③电镀中孔内有气泡
加电镀震动器

孔壁化学铜底层有阴影
钻污未除尽
加强去除钻污处理强度,提高去钻污能力。

孔壁不规整
①钻孔的钻头陈旧
更换新钻头

②去钻污过强,导致树脂蚀刻过深而露玻璃纤维
调整去钻污的工艺条件,降低去钻污能力

酸性电镀铜工艺

◎酸性镀铜常见故障及处理

故障
可能原因
纠正方法

镀层与基体结合力差
镀前处理不良
加强和改进镀前处理

镀层烧焦
① 铜浓度太低
② 阳极电流密度过大
③ 液温太低
④ 图形局部导致密度过稀
⑤ 添加剂不足
① 分析并补充硫酸铜
② 适当降低电流密度
③ 适当提高液温
④ 加辅助假阴极或降低电流
⑤ 赫尔槽试验并调整

镀层粗糙有铜粉
① 镀液过滤不良
② 硫酸浓度不够
③ 电流过大
④ 添加剂失调
① 加强过滤
② 分析并补充硫酸
③ 适当降低
④ 通过赫尔槽试验调整

台阶状镀层
氯离子严重不足
适当补充

局部无镀层
① 前处理未清洗干净
② 局部有残膜或有机物
① 加强镀前处理
② 加强镀前检查

镀层表面发雾
有机污染
活性炭处理

低电流区镀层发暗
① 硫酸含量低
② 铜浓度高
③ 金属杂质污染
④ 光亮剂浓度不当或选择不当
① 分析补充硫酸
② 分析调整铜浓度
③ 小电流处理
④ 调整光亮剂量或另选品种

镀层在麻点、针孔
① 前处理不干净
② 镀液有油污
③ 搅拌不够
④ 添加剂不足或润湿剂不足

加强镀前处理
活性炭处理
加强搅拌
调正或补充

镀层脆性大
① 光亮剂过多
② 液温过低
③ 金属杂质或有机杂质污染
① 活性炭处理或通电消耗
② 适当提高液温
③ 小电流处理和活性炭处理

金属化孔内有空白点
① 化学沉铜不完整
② 镀液内有悬浮物
③ 镀前处理时间太长,蚀掉孔内镀层
① 检查化学沉铜工艺操作
② 加强过滤
③ 改善前处理

孔周围发暗(所谓鱼眼状镀层)
① 光亮剂过量
② 杂质污染引起周围镀层厚度不足
③ 搅拌不当
① 调整光亮剂
② 净化镀液
③ 调整搅拌

阳极表面呈灰白色
氯离子太多
除去多余氯离子

阳极钝化
① 阳极面积太小
② 阳极黑膜太厚
① 增大阳极面积至阴极的2倍
② 检查阳极含P是否太多

硫酸性镀锡工艺

◎硫酸性镀锡常见故障和纠正方法

故障
可能原因
纠正方法

局部无镀层
① 前处理不良
② 添加剂过量
③ 电镀时板央相互重叠
④ 加强前处理
⑤ 小电流电解
⑥ 加强操作规范性

镀层脆或脱落
① 镀液有机污染
② 添加剂过多
③ 温度过低
④ 电流密度过高
⑤ 活性炭处理
⑥ 活性炭处理或小电流处理
⑦ 适当提高温度
⑧ 适当降低电流密度

镀层粗糙
① 电流密度过高
② 主盐浓度过高
③ 镀液有固体悬浮物
① 适当降低电流密度
② 适当提高硫酸含量
③ 加强过滤、检查阳极袋是滞破损

镀层有针孔、麻点
① 镀液有机污染
② 阴极移动太慢
③ 镀前处理不良
① 活性炭处理
② 提高移动速度
③ 加强镀前处理

镀层发暗、发雾
① 镀层中铜、砷、锑等杂质
② 氯离子、硝酸根离子污染
③ Sn2+不足,Sn4+过多
④ 电流过高或过低
⑤ 小电流电解
⑥ 小电流电解
⑦ 加絮凝剂过滤
⑧ 调整电流密度至规定值

镀层沉积速度慢
① Sn2+少
① 分析,补加SnSO4

② 电流密度太低
② 提高电流密度

③ 温度太低
③ 适当提高操作温度

阳极钝化
① 阳极电流密度太高
① 加大阳极面积

② 镀液中H2SO4不足
② 分析,补加H2SO4

镀层发暗,但均匀
镀液中Sn2+多
分析调整

镀层有条纹
① 添加剂不够
① 适当补充添加剂

② 电流密度过高
② 调整电流密度

③ 重金属污染
③ 小电流电解

板面铜粒
①电流过大
①降低电流到标准范围

②夹棍上有残铜
②硝酸浸泡去除

③阳极袋破损
③更换阳极袋

④沉铜板不良
④磨板后或用砂纸打磨后磨板返工

镀层结合力差
①前处理不良
①加强前处理清洗

②预镀层太薄
②加厚预镀层

③导电接触不良
③检查受镀接触位并纠正

④镀液中硫酪铜含量太低
④分析补充到标准范围内




6.2.2电镍、金与沉镍金工艺的区别

6.2.2.1.、什么是镀金:整板镀金。一般是指【电镀金】【电镀镍金板】,【电解金】,【电金】,【电镍金板】,有软金和硬金(一般用作金手指)的区分。其原理是将镍和金 (俗称金盐)溶于化学药水中,将电路板浸于电镀缸中并通上电流而在电路板的铜箔面上生成镍金镀层,电镍金因其镀层硬度高,耐磨损,不易氧化的特点在电子产品名得到广泛的应用pcb板。

 6.2.2.2、什么是沉金: 通过化学氧化还原反应的方法生成一层镀层,一般厚度较厚,是化学镍金金层沉积方法的一种,可以达到较厚的金层,通常就叫做沉金。

6.2.3沉金板与镀金板的区别

 6.2.3.1、 沉金与镀金所形成的晶体结构不一样,沉金对于金的厚度比镀金厚很多,沉金会呈金黄色较镀金来说更黄,客户更满意。

 6.2.3.2、沉金与镀金所形成的晶体结构不一样,沉金较镀金来说更容易焊接,不会造成焊接不良,引起客户投诉。沉金板的应力更易控制,对有邦定的产品而言,更有利于邦定的加工。同时也正因为沉金比镀金软,所以沉金板做金手指不耐磨。

 6.2.3.3、沉金板只有焊盘上有镍金,趋肤效应中信号的传输是在铜层不会对信号有影响。

 6.2.3.4、沉金较镀金来说晶体结构更致密,不易产成氧化。

 6.2.3.5、随着布线越来越密,线宽、间距已经到了3-4MIL。镀金则容易产生金丝短路。沉金板只有焊盘上有镍金,所以不会产成金丝短路。

 6.2.3.6、沉金板只有焊盘上有镍金,所以线路上的阻焊与铜层的结合更牢固。工程在作补偿时不会对间距产生影响。

 6.2.3.7、一般用于相对要求较高的板子,平整度要好,一般就采用沉金,沉金一般不会出现组装后的黑垫现象pcb板。沉金板的平整性与待用寿命与镀金板一样好。

6.3:电镍各种不良问题及解决办法


6.2.3电镍、金常见故障


低电流区发雾
① 温度太低

② 补充剂不足

③ 有机污染

④ PH太高
① 调整温度到正常值

② 添加补充剂

③ 活性炭处理

④ 用酸性调整盐调低PH

中电流区发雾,高电流区呈暗褐色
① 温度太高

② 阴极电流密度太高

③ PH太高

④ 补充剂不够

⑤ 搅拌不够

⑥ 有机污染
① 降低操作温度

② 降低电流密度

③ 用酸性调整盐调低PH

④ 添加补充剂

⑤ 加强搅拌

⑥ 活性炭过滤

高电流区烧焦
① 金含量不足

② PH太高

③ 电流密度太高

④ 镀液比重太低

⑤ 搅拌不够
① 补充金盐

② 用酸性调整盐调低PH

③ 调低电流密度

④ 用导电盐提高比重

⑤ 加强搅拌

镀层颜色不均匀
① 金含量不足

② 比重太低

③ 搅拌不够

④ 镀液被Ni,Cu等污染
① 补充金盐

② 用导电盐调高比重

③ 加强搅拌

④ 清除金属离子污染,必要时更换溶液

板面金变色(特别是在潮热季节)
① 镀金层清洗不彻底

② 镀镍层厚度不够

③ 镀金液被金属或有机物污染

④ 镀镍层纯度不够

⑤ 镀金板存放在有腐蚀性的环境中
① 加强镀后清洗

② 镍层厚度不小于2.5微米

③ 加强金镀液净化

④ 加强清除镍镀液的杂质

⑤ 镀金层应远离腐蚀气氛环境保存,其变色层可浸5-15%H2SO4除去

镀金板可焊性不好
① 低应力镍镀层太薄

② 金层纯度不够

③ 表面被污染,如手印

④ 包装不适当
① 低应力镍层厚度不小于2.5微米

② 加强镀金液监控,减少杂质污染

③ 加强清洗和板面清洁

④ 需较长时间存放的印制板,应采用真空包装

镀层结合力不好
① 铜镍间结合力不好

② 镍金层结合力不好

③ 镀前清洗处理不良

④ 镀镍层应力大
① 注意镀镍前铜表面清洁和活化

② 注意镀金前的镍表面活化

③ 加强镀前处理

④ 净化镀镍液,通小电流或炭处理



本公司没有自行生产镍金板,在此没有谈论电镍金板的不良产生的说明

6.4,板电

6.4.1板电光剂标准耗量计算

6.5.1图电铜光剂(现铜光剂KA.H耗量为250ml/KA.H)

6.5.2板电电流密度平均18ASF,时间22分钟,

1M2光剂消耗量计算如下

生产面积(M2)×10.76×电流密度(ASF)×时间(M)×2面×250





计算结果 =


1000A*60M



= 0.0355L /M2


10.76×18 ×22×2×250

1000×60

6.6.板电铜球标准耗量计算

1. 计算公式:

密度×面积×受镀面积比例(加孔)×孔铜厚度÷电镀效率%×2面=铜角耗量(kg/ M2)

2. 板电孔铜厚镀已1UM为例,电流效率约为80%.

1. 综合上1,2点可得计算结果如下





=0.025kg/M2


,1 UM孔铜厚板铜球耗量

8.89g/CM3×M2×100%×1UM×2

1000×80%

2. 由以上公式可计算出各种铜厚要求的铜球耗量如下表

计算方法1 UM孔铜厚板铜球耗量×铜厚要求

6.7. 板电硫酸铜标准耗量计算

1. 计算公式

①,硫酸铜单耗量=滴水带出量/ 面积+阴阳极离子转换平衡偏差补偿1.5%

②,滴水带出约每平米150ml

③,阴阳极离子转换平衡偏差补偿1.5 %=阳极耗量×1.5%=CU2+离子转换偏差耗量

④, (CU2+离子转换偏差耗量×250)/ 64=CuSO4·5H2O离子转换偏差耗量

⑤硫酸铜单耗=0.15L×70g/L÷1000g÷1㎡+相应铜球单耗×1.5%×250/64

小结:各不同铜厚对应的铜球与硫酸铜板电处标准单耗计算数据如下表.

孔铜厚要求
对应铜球每平米铜球耗量(Kg/㎡)
对应硫酸铜每平米耗量(Kg/㎡)

5UN
0.125 Kg/㎡
0.018Kg/㎡

10UM
0.25Kg/㎡
0.0252Kg/㎡

15UM
0.375Kg/㎡
0.0325Kg/㎡

20UM
0.5Kg/㎡
0.04 Kg/㎡

25UM
0.625 Kg/㎡
0.0472 Kg/㎡

30UM
0.75 Kg/㎡
0.055 Kg/㎡



6.8.图电

A.图电铜光剂标准耗量计算

3. 图电铜光剂(现铜光剂KA.H耗量为200ml/KA.H)

4. 图电电流密度平均16ASF,时间60分钟,电镀面积75%.

1M2光剂消耗量计算如下

生产面积(M2)×10.76×电流密度(ASF)×时间(M)×2面×200Χ75%





计算结果 =




= 0.052L /M2


1000A*60M

10.76*16*60*2*200*75%

1000*60

6.9.图电铜球标准耗量计算

1. 计算公式:

密度×面积×受镀面积比例(加孔)×孔铜厚度÷电镀效率%×2面=铜角耗量(kg/ M2)

本公司电铜电流效率为75%

2.



= 0.024kg/M2


每1㎡在受镀面积为100%,加镀铜1 UM 所需要的铜球计算方法如下

8.89g/CM3×M2×100%×1UM×2

1000×75%

由以上计算可知铜球单耗计算=0.024×受镀面积×铜厚

6.10. 图电硫酸铜标准耗量计算

3. 计算公式

①,硫酸铜单耗量=滴水带出量/ 面积+阴阳极离子转换平衡偏差补偿1.5%

②,滴水带出约每平米150ml

③,阴阳极离子转换平衡偏差补偿1.5 %=阳极耗量×1.5%=CU2+离子转换偏差耗量

④, (CU2+离子转换偏差耗量×250)/ 64=CuSO4·5H2O离子转换偏差耗量

硫酸铜单耗=0.15L×70g/L÷1000g÷1㎡+相应铜球单耗×1.5%×250/64

由已上公式可计算出不同铜厚与不同受镀面积板电镀所需铜球与硫酸铜单耗.

受镀面积

铜厚要求
40%
50%
60%
70%
80%
90%

10UM
对应之铜球单耗
0.096 Kg/㎡
0.12 Kg/㎡
0.145 Kg/㎡
0.168 Kg/㎡
0.192 Kg/㎡
0.216 Kg/㎡

15UN
0.144 Kg/㎡
0.18 Kg/㎡
0.216 Kg/㎡
0.252 Kg/㎡
0.288 Kg/㎡
0.324 Kg/㎡

20UM
0.192 Kg/㎡
0.24 Kg/㎡
0.288 Kg/㎡
0.336 Kg/㎡
0.384 Kg/㎡
0.432 Kg/㎡

25UM
0.24 Kg/㎡
0.3 Kg/㎡
0.36 Kg/㎡
0.42 Kg/㎡
0.48 Kg/㎡
0.54 Kg/㎡

30UM
0.288 Kg/㎡
0.36 Kg/㎡
0.432 Kg/㎡
0.504 Kg/㎡
0.576 Kg/㎡
0.648 Kg/㎡

35UM
0.336 Kg/㎡
0.42 Kg/㎡
0.504 Kg/㎡
0.588 Kg/㎡
0.672 Kg/㎡
0.756 Kg/㎡

10UM
对应之硫酸铜单耗
0.0162 Kg/㎡
0.0176Kg/㎡
0.019 Kg/㎡
0.021 Kg/㎡
0.022 Kg/㎡
0.0231 Kg/㎡

15UN
0.019 Kg/㎡
0.021 Kg/㎡
0.0232 Kg/㎡
0.0253 Kg/㎡
0.0274 Kg/㎡
0.0295 Kg/㎡

20UM
0.022 Kg/㎡
0.025 Kg/㎡
0.0274 Kg/㎡
0.03 Kg/㎡
0.0331 Kg/㎡
0.036 Kg/㎡

25UM
0.0246 Kg/㎡
0.0281 Kg/㎡
0.0316 Kg/㎡
0.0352 Kg/㎡
0.039 Kg/㎡
0.0422 Kg/㎡

30UM
0.274 Kg/㎡
0.316 Kg/㎡
0.036 Kg/㎡
0.04 Kg/㎡
0.0443 Kg/㎡
0.0485 Kg/㎡

35UM
0.03 Kg/㎡
0.0352 Kg/㎡
0.04 Kg/㎡
0.045 Kg/㎡
0.05 Kg/㎡
0.055 Kg/㎡



6.11.图电锡光剂的标准耗量:

1M2光剂消耗量计算如下

电锡电流密度平均12ASF,时间11 MIN,联鼎/正天伟光剂添加量370ML/KAH,

生产面积(M2)×10.76×电流密度(ASF)×时间(M)×2面×370Χ75%

1000A*60M

计算结果: (10.76×12×11×2×370×75%)/ (1000×60)=0.014L/㎡

6.12.1、蚀刻/退锡:①制程目的:
將線路電鍍完成從電鍍設備取下的板子,做後加工完成線路:
A. 剝膜:將抗電鍍用途的乾膜以藥水剝除
B. 線路蝕刻:把非導體部分的銅溶蝕掉
C. 剝錫(鉛):最後將抗蝕刻的錫(鉛)鍍層除去上述步驟是由水平連線設備一次完工.
②制造流程:
剝膜→線路蝕刻→剝錫鉛

6.12.2:蚀刻常见的不良问题,原因分析和改善方法

序号
故障类型
主要产生原因
改善办法

1
蚀刻速度太低
工艺参数控制不合理
检查喷淋压力,检查温度,溶液比重,PH值和氯化铵等工艺参数调到规定值

2
蚀刻出现沉淀
氨的含量偏低
调整PH值到规定值

水稀释过量
调整时严格按照规定值添加水

溶液比重过大
排放比重较高的母液, 经分析后,氯化铵的氨水溶液, 使蚀刻液调整到标准参数范围值

3
抗蚀镀层被腐
蚀刻PH值过低
调整PH值到规定值

氯离子含量过高
调整氯离子到规定值

蚀刻液PH值过低
调整氯化铵到规定值

锡镀层偏薄, 检查镀锡厚度
切片分析析面厚度,控制在标准值

4
铜面发黑,无法蚀刻
蚀刻液里的氯化铵偏低
调整氯化铵到规定值

5
基板表面有残铜
基板有树脂有残胶
知会板料供应商处理

去膜不净或有抗蚀金属物如铅锡,锡,胶等残留物
蚀刻前清理板面残物

蚀刻液氯离子比重不够
调整蚀刻液氯离子比重,在标准值

蚀刻时间过快
调整蚀刻速度

6
蚀刻过镀/线幼/报废
蚀刻时间过慢
适当调整蚀刻速度,做首件检查

喷淋压力不够
清洗喷咀和调整标准压力

温度过高
调整标准的温度参数值



七、:线路(图形转移)

7.1PCB制造工艺(Technology)中,无论是单、双面板及多层板(MLB),最基本、最关键的工序之一是图形转移,即将照相底版(Art-work)图形转移到敷铜箔基材上。图形转移是生产中的关键控制点,也是技术难点所在。其工艺方法有很多,如丝网印刷(Screen Printing)图形转移工艺、干膜(Dry Film)图形转移工艺、液态光致抗蚀剂(Liquid Photoresist)图形转移工艺、电沉积光致抗蚀剂(ED膜)制作工艺以及激光直接成像技术(Laser Drect Image)。当今能取而代之干膜图形转移工艺的首推液态光致抗蚀剂图形转移工艺,该工艺以膜薄,分辨率(Resolution)高,成本低,操作条件要求低等优势得到广泛应用。本文就PCB图形转移中液态光致抗蚀剂及其制作工艺进行浅析。

7.2线路制作工艺流程图:

基板的表面处理—— >涂布(丝印)——>预烘——>曝光——>显影——>检查——>图电——>褪膜——>蚀刻——>检验/裸测——>转下工序

感光线路油特点:液态光线路油(简称湿膜)是由感光性树脂,配合感光剂、色料、填料及溶剂等制成,经光照射后产生光聚合反应而得到图形,属负性感光聚合型。与传统抗蚀油墨及干膜相比具有如下特点:

a)不需要制丝网网版。采用底片接触曝光成像(Contact Printig),可避免网印所带来的渗透、污点、阴影、图像失真等缺陷。解像度(Resolution)大大提高,传统油墨解像度为200um,湿膜可达40um。

b)由于是光固化反应结膜,其膜的密贴性、结合性、抗蚀能力(Etch Resistance)及其抗电镀能力比传统油墨好。

c)湿膜涂布方式灵活、多样,工艺操作性强,易于掌握。

d)与干膜相比,液态湿膜与基板密贴性好,可填充铜箔表面轻微的凹坑、划痕等缺陷。再则湿膜薄可达5~10um,只有干膜的1/3左右,而且湿膜上层没有覆盖膜(在干膜上层覆盖有约为25um厚的聚酯盖膜),故其图形的解像度、清晰度高。如:在曝光时间为4S/7K时,干膜的解像度为75um,而湿膜可达到40um。从而保证了产品质量。

e)以前使用干膜常出现的起翘、电镀渗镀、线路不整齐等问题。湿膜是液态膜,不起翘、渗镀、线路整齐,涂覆工序到显形工序允许搁置时间可达48hr,解决了生产工序之间的关联矛盾,提高了生产效率。

f)对于当今日益推广的化学镀镍金工艺,一般干膜不耐镀金液,而湿膜耐镀金液。

g)由于是液态湿膜,可挠性强,尤其适用于挠性板制作。

h)湿膜由于本身厚度减薄而物d料成本降低,且与干膜相比,不需要载体聚酯盖膜和起保护作用的聚乙烯隔膜,而且没有象干膜裁剪时那样大的浪费,不需要处理后续废弃薄膜?因此,使用湿膜大约可以节约成本每平方米30~50%。

i)湿膜属单液油墨容易存贮保管,一般放置温度为20±2℃,相对湿度为55±5%,阴凉处密封保存,贮存期(Storage Life):4~6个月。

j)使用范围广,可用作MLB内层线路图形制作及孔化板耐电镀图形制作,也可与堵孔工艺结合作为掩孔蚀刻图形抗蚀剂,还可用于图形模板的制作等。但是,湿膜厚度( Thickness)均匀性不及干膜,涂覆之后的烘干程度也不易掌握好?增加了曝光困难.故操作时务必仔细。另外,湿膜中的助剂、溶剂、引发剂等的挥发,对环境造成污染,尤其是对操作者有一定伤害。因此,工作场地必须通风良好。

  目前,使用的液态光致抗蚀剂,外观呈粘稠状,颜色多为蓝色( Blue)。如:台湾精化公司产GSP1550、台湾缇颖公司产APR-700等,此类皆属于单液油墨,可用简单的网印方式涂覆,用稀碱水显影,用酸性或弱碱性蚀刻液蚀刻。液态光致抗蚀剂的使用寿命( Lifespan):其使用寿命与操作环境和时间有关。一般温度≤25℃,相对湿度≤60%,无尘室黄光下操作,使用寿命为3天,最好24hr内使用完。

7.3. 液态光致抗蚀剂图形转移

  液态光致抗蚀剂工艺流程:

  上道工序 → 前处理 → 涂覆 → 预烘 → 定位 → 曝光 → 显影 →干燥 → QC检查 →QA抽查→图电 → 去膜 →蚀刻→交下工序

7.3.1前处理( Pre-cleaning)

  前处理的主要目的是去除铜表面的油脂( Grease)、氧化层(Oxidized Layer)、灰尘(Dust)和颗粒(Particle)残留、水分(Moisture)和化学物质(Chemicals)特别是碱性物质(Alkaline)保证铜(Copper)表面清洁度和粗糙度,制造均匀合适的铜表面,提高感光胶与铜箔的结合力,湿膜与干膜要求有所不同,它更侧重于清洁度。

  前处理的方法有:机械研磨法、化学前处理法及两者相结合之方法。

1) 机械研磨法:磨板条件:浸酸时间:6~8s。H2SO4:   2.5%。水  洗: 5s~8s。
   尼龙刷(Nylon Brush):320~350目,有的采用350-500目。做多层板内层采用布织布磨刷磨板:
   磨板速度:1.2~1.5m/min, 间隔3~5cm。水  压:2~3kg/cm2。

 严格控制工艺参数,保证板面烘干效果,从而使磨出的板面无杂质、胶迹及氧化现象。磨完板后最好进行防氧化处理。

2)化学前处理法

 对于多层板内层,因基材较薄,不宜采用机械研磨法而常采用化学前处理法。

 典型的化学前处理工艺:去油 →清洗→微蚀→清洗→烘干去油: Na3PO4   40~60g/l; Na2CO3   40~60g/l ;NaOH    10~20g/l ;温度:   40~60℃ 微蚀(Mi-croetehing):NaS2O8   170~200g/l ,H2SO4(98%) 2%V/V 温度:  20~40℃

 经过化学处理的铜表面应为粉红色。无论采用机械研磨法还是化学前处理法,处理后都应立即烘干。检查方法:采用水膜试验,水膜破裂试验的原理是基于液相与液相或者液相与固相之间的界面化学作用。若能保持水膜 15~30s不破裂即为清洁干净。

注意:清洁处理后的板子应戴洁净手套拿放,并立即涂覆感光胶,以防铜表面再氧化。

7.4.涂覆(Coating)

 7.4.1 涂覆指使铜表面均匀覆盖一层液态光致抗蚀剂。其方法有多种,如离心涂覆、浸涂、网印、帘幕涂覆、滚涂机等。丝网印刷是目前常用的一种涂覆方式,其设备要求低,操作简单容易,成本低。但不易双面同时涂覆,生产效率低,膜的均匀一致性不能完全保证。一般网印时,用空白网印刷,采用77T丝网,滚涂可以实现双面同时涂覆,自动化生产效率高,可以控制涂层厚度,适用于各种规格板的大规模生产,但需设备投资。帘幕涂覆也适宜大规模生产,也能均匀控制涂覆层厚度,但设备要求高,且只能涂完一面后再涂另一面,影响生产效率。光致涂覆层膜太厚,容易产生曝光不足,显影不足,感压性高,易粘底片;膜太薄,容易产生曝光过度,抗电镀绝缘性差及易产生电镀金属上膜的现象,而且去膜速度慢。

7.4.2:工作条件:无尘室黄光下操作,室温为 23~25℃,相对湿度为55±5%,作业场所保持洁净,避免阳光及日光灯直射。

7.4.3涂覆操作时应注意以下几方面 ?

1)若涂覆层有针孔,可能是光致抗蚀剂有不明物,应用丙酮洗净且更换新的抗蚀剂。也可能是空气中有微粒落在板面上或其他原因造成板面不干净,应在涂膜前仔细检查并清洁。

2)网印时若光致涂覆层膜太厚,是因为丝网目数太小;膜太薄,那可能是丝网目数太大所致。若涂覆层厚度不均匀,应加稀释剂调整抗蚀剂的粘度或调整涂覆的速度。

3)涂膜时尽量防止油墨进孔。

4)无论采用何种方式,光致涂覆层(Photoimageable covercoating)都应达到厚度均匀、无针孔、气泡、夹杂物等,皮膜厚度干燥后应达到8~15um。

5)因液态光致抗蚀剂含有溶剂,作业场所必须换气良好。

6)工作完后用肥皂洗净手。

7.5预烘(Pre-curing)

7.5.1预烘是指通过加温干燥使液态光致抗蚀剂膜面达到干燥,以方便底片接触曝光显影制作出图形。此工序大都与涂覆工序同一室操作。预烘的方式最常用的有遂道烤炉和烘箱两种。一般采用烘箱干燥,双面的第一面预烘温度为 80±5℃,10~15分钟;第二面预烘温度为80±5℃,15~20分钟。这种一先一后预烘,使两面湿膜预固化程度存在差异,显影的效果也难保证完全一致。理想的是双面同时涂覆,同时预烘,温度80±5℃,时间约20~30分钟。这样双面同时预固化而且能保证双面显影效果一致,且节约工时。 控制好预烘的温度( Temperature)和时间(Time)很重要。温度过高或时间过长,显影困难,不易去膜;若温度过低或时间过短,干燥不完全,皮膜有感压性,易粘底片而致曝光不良,且易损坏底片。所以,预烘恰当,显影和去膜较快,图形质量好。

7.5.2该工序操作应注意 ?

( 1)预烘后,板子应经风冷或自然冷却后再进行底片对位曝光。

( 2)不要使用自然干燥,且干燥必须完全,否则易粘底片而致曝光不良。预烘后感光膜皮膜硬度应为 HB~1H。(根据不同供应商油墨性质来确定)

( 3)若采用烘箱,一定要带有鼓风和恒温控制,以使预烘温度均匀。而且烘箱应清洁,无杂质,以免掉落在板上,损伤膜面。

( 4)预烘后,涂膜到显影搁置时间最多不超过48hr,湿度大时尽量在12hr内曝光显影。

( 5)对于液态光致抗蚀剂型号不同要求也不同,应仔细阅读说明书,并根据生产实践调整工艺参数,如厚度、温度、时间等。

7.6.定位(Fixed Postion)

  随着高密度互连技术( HDI)应用不断扩大,分辨率和定位度已成为PCB制造厂家面临的重大挑战。电路密度越高,要求定位越精确。定位的方法有目视定位、活动销钉定位,固定销钉定位等多种方法。目视定位是用重氮片( Diazo film)透过图形与印制板孔重合对位,然后贴上粘胶带曝光。重氮片呈棕色或桔红色半透明状态,可以保证较好的重合对位精度。银盐片(Silver Film)也可采用此法,但必须在底片制作透明定位盘才能定位。活动销钉定位系统包括照相软片冲孔器和双圆孔脱销定位器,其方法是:先将正面,反面两张底版药膜相对对准,用软片冲孔器在有效图形外任意冲两个定位孔,任取一张去编钻孔程序,就可以利用钻床一次性钻孔,印制板金属化孔及预镀铜后,便可用双圆孔脱销定位器定位曝光。

  固定销钉定位分两套系统,一套固定照相底版,另一套固定 PCB ,通过调整两销钉的位置,实现照相底版与PCB的重合对准。

7.8.曝光( Exposuring)

 7.8.1液态光致抗蚀剂经 UV光(300~400nm)照射后发生交联聚合反应,受光照部分成膜硬化而不被显影液所影响。通常选用的曝光灯灯源为高亮度、中压型汞灯或者金属卤化物汞灯。灯管6000W,曝光量100~300mj/cm2,密度测定采用21级光密度表(Stouffer21),以确定最佳曝光参数,通常为6~8级。液态光致抗蚀剂对曝光采用平行光要求不严格,但其感光速度不及干膜,因此应使用高效率曝光机(Drawer)。光聚合反应取决于灯的光强和曝光时间,灯的光强与激发电压有关,与灯管使用时间有关。因此,为保证光聚合反应足够的光能量,必须由光能量积分仪来控制,其作用原理是保证曝光过程中灯光强度发生变化时,能自动调整曝光时间来维持总曝光能量不变,曝光时间为 25~50秒。

8.2影响曝光时间的因素:

( 1)灯光的距离越近,曝光时间越短;( 2)液态光致抗蚀剂厚度越厚,曝光时间越长;

( 3)空气湿度越大,曝光时间越长;( 4)预烘温度越高,曝光时间越短。

  当曝光过度时,易形成散光折射,线宽减小,显影困难。当曝光不足时,显影易出现针孔、发毛、脱落等缺陷,抗蚀性和抗电镀性下降。因此选择最佳曝光参数是控制显影效果的重要条件。

  底片质量的好坏,直接影响曝光质量,因此,底片图形线路清晰,不能有任何发晕、虚边等现象,要求无针孔、沙眼,稳定性好。底片要求黑白反差大:银盐片光密度( Density)DMAX≥3.5,DMIN ≤0.15;重氮片光密度DMAX≥1.2,DMIN≤0.1。一般来说,底片制作完后,从一个工序(工厂)传送到另一个工序(工厂),或存贮一段时间,才进入黄光室,这样经历不同的环境,底片尺寸稳定性难以保证。本人认为制完底片应直接进入黄光室,每张底片制作 80多块板,便应废弃。这样可避免图形的微变形,尤其是微孔技术更应重视这一点。

7.8.3曝光工序操作注意事项 ?

  ( 1)曝光机抽真空晒匣必不可少,真空度≥90%,只通过抽真空将底片与工件紧密贴合,才能保证图像无畸变,以提高精度。

  ( 2)曝光操作时,若出现粘生产底片,可能是预烘不够或者晒匣真空太强等原因造成,应及时调整预烘温度和时间或者检查晒匣抽真空情况。

  ( 3)曝光停止后,应立即取出板件,否则,灯内余光会造成显影后有余胶。

  ( 4)工作条件必须达到:无尘黄光操作室,清洁度为10000~100000级,有空调设施。曝光机应具有冷却排风系统。

  ( 5)曝光时底片药膜面务必朝下,使其紧贴感光膜面,以提高解像力。

7.9. 显影( Developing)

  显影即去掉(溶解掉)未感光的非图形部分湿膜,留下已感光硬化的图形部分。其方法一般有手工显影和机器喷淋显影。该工序工作条件同涂覆工序。

机器显影配方及工艺规范 ?

Na2CO3    0.8~1.2% 消泡剂  0.1% 温 度  30±2℃ 显影时间   40±10秒
喷淋压力   1.5~3kg/cm2 操作时显像点( Breok Point Control)控制在1/3~1/2处。为保证显影质量,必须控制显影液浓度、温度以及显影时间在适当的操作范围内。温度太高(35℃以上)或显影时间太长(超过90秒以上),会造成皮膜质量、硬度和耐化学腐蚀性降低。显影后有余胶产生,大多与工艺参数有关,主要有以下几种可能:

显影温度不够: ②Na2CO3浓度偏低;③喷淋压力小;④传送速度较快,显影不彻底;⑤曝光过度;

⑥叠板:该工序操作注意事项 ?

( 1)若生产中发现有湿膜进入孔内,需要将喷射压力调高和延长显影时间。显影后应认真检查孔内是否干净,若有残胶应返工重显。

  ( 2)显影液使用一段时间后,能力下降,应更换新液。实验证明,当显影液PH值降至10.2时,显影液已失去活性,为保证图像质量,PH=10.5时的制版量定为换缸时间。

  ( 3)显影后应充分洗净,以免碱液带入蚀刻液中。

  ( 4)若产生开路、短路、露铜等现象,其原因一般是底片上有损伤或杂物。

7.10.干燥

为使膜层具有优良的抗蚀抗电镀能力,显影后应再干燥,其条件为温度 100℃,时间1~2分钟。固化后膜层硬度应达到2H~3H。

7.11. QC检查

 7.11.1实际上是对线路进行全检,其目的主要是:修补图形线路上的缺陷部分,去除与图形要求无关的部分,即去除多余的如毛刺、胶点等,补上缺少的如针孔、缺口、垃圾,残墨等影起的开短路问题,能修的在图电前给予修补,不能修补的,可以进行返工重新制作。一般原则是先刮后补,这样容易保证修版质量。常用修版液有虫胶、沥青、 耐酸油墨等,比较简便的是虫胶液,其配方如下:虫 胶   100~150g/l 甲基紫  1~2g/l 无水乙醇 适量

7.11.2修版要求:图形正确,对位准确,精度符合工艺要求;导电图形边缘整齐光滑,无残胶、油污、指纹、针孔、缺口及其它杂质,孔壁无残膜及异物; 90%的修版工作量都是由于曝光工具不干净所造成,故操作时应经常检查底片,并用酒精清洗晒匣和底片,以减少修版量。修版时应注意戴细纱手套,以防手汗污染版面。若头两道工序做得相当好,几乎无修版量,可省掉修版工序。

7.12.去膜( Strip)

  蚀刻( Etching)或电镀(Plating)完毕,必须去除抗蚀保护膜,通常去膜采用4~8%的NaOH水溶液,加热膨胀剥离分化而达到目的。方法有手工去膜和机器喷淋去膜。 采用喷淋去膜机,其喷射压力为 2~3kg/cm2,去膜质量好,去除干净彻底,生产效率高。提高温度可增加去膜速度,但温度过高,易产生黑孔现象,故温度一般宜采用50~60℃。去膜后务必清洁干净,若去膜后表面有余胶,其原因主要是烘烤工序的工艺参数不正确,一般是烘烤过度。以上讨论,部分代表个人经验之谈,总而言之,严格控制工艺条件,是保证产品质量的前提。只有根据各个公司的工艺设备要求和工艺技术水平,采用行之有效的操作技巧及工艺方法,加强全面质量管理 (TQM),才能大大提高产品的合格率。

7.13干膜是新一代的多用途干膜,为线路板厂家提供一种操作范围广泛的新技术。能适用于各种蚀刻、电镀(铜、镍、金、锡、锡/铅等)以及掩孔用途。干膜的特性高解像度高感光度可以大大提高产能,对各种铜面有良好的附着能力,快速而优良的去膜性能,优良的掩孔和抗电镀能力,对于曝光接触不良的敏感度低,曝光操作幅度宽,在铜,锡或铅/锡电镀中不易掉膜.

7.14.1:线路部常见的不良问题, 问题原因分析, 改善方法

不良问题
问题原因分析
改善方法

显影后铜面上留有残渣
显影的参数不正确
根据板的实况,调整显影速度,温度,浓度,压力到标准值

显影前透了白光 ,有干膜的基板应在黄色照明下操作、目检及修补
黄色照明下操作、目检及修补

重氮底片上暗区之遮光不够
检查重氮片上暗区遮光密度,线路边缘的密封和真空效果

板边已曝光之干膜掉落在显影液中有残留物在板面上
加强显影液的过虑系统是否良好,每班进行检查, 延长剥膜时间,取消烘烤

显影时水洗压力不足
检查喷嘴有否被堵.,每周对喷咀进行清洗

显影前干膜没有撕干净
安排细心的员工作业,严格要求员工,特别留意板面各处被白光不均匀曝光.

2显影不净
显影液喷嘴被堵
要定时检查显影系统喷嘴情形

图像上有修板液或污物
修板时戴纱手套,并注意不要使修板液污染线路图像

压膜温度太高
检查压膜压辘温度,按资料调整

显影液浓度不够
按化验结果给予添加或从新换缸新显影液

显影液缸及水缸被污染
按化验结果,定期保养显影液缸及水缸

磨板磨辘号数不对,磨痕太深
磨板磨辘号数一般选用320~600号

压膜至显影之间停放时间太长
不要超过24小时

板面手指印
操作时严格要求戴手套

3、干膜起皱
1:两热压辊轴向不平行,使干膜受压不均匀
调整两个热压辊,使之轴向平行


2:干膜太粘
熟练操作,放板时多加小心

3:贴膜温度太高
调整贴膜温度至正常范围内

4:贴膜前板太热
板预热温度不宜太高

4.线路变幼或曝光区干膜显影时不易冲洗掉
曝光过度
用21格曝光尺,进行测试合适的暴光时间.

重氮底片上暗区之遮光不够
检查重氮底片上暗区遮光密度,线路边缘之清晰度,一旦不足时则更换重氮底片

曝光前抽真空程度不够
检查曝光前抽真空度及碓定抽真空时间

暴光机上的麦拉膜太脏或太花
更换麦拉膜或时刻清洁麦拉膜

压膜之板面显影前曝露于白色光源
安装黄色灯管

压膜温度过高
控制标准的压膜温度

显影不足,残膜冲洗不净
用21格曝光尺,进行测试合适的暴光时间,设定显影速度




5、盖孔效果不良
通孔孔口周围有毛碎,致使压膜不良
钻孔检查是否毛碎太多,加强去毛碎处理







在线路板制作流程中,做线路是一道极其重要的工序,看起来只是一个图形转移的简单工序,而实际上“线路”是一道相当关键的工序,如果把线路板比作“人体”,那么线路是“心脏”。问到做线路板中100-1=多少,大家都会回答“等于0。因为100条线路中有一根线路断了整块线路板就报废了,很多工厂因为线路转移控制不好导致报废率很高。

在线路转移中主要由磨板→丝印(干膜或湿膜)→烤板→对位→曝光→显影→检查组成,在制造过程中生产的不良品都离不开人、机、物、法、环五大因素。

下面是线路在生产过程中经常出现故障详细分解:

7.15、 渗镀

产生原因:

1) 磨板速度不当;

2) 磨刷压力、长度、磨痕宽度不当;板面清洁度不够;

3) 磨板粗化温度、浓度不当;

4) 磨板烘干温度不当;

5) 压膜入板温度低或高;

6) 压膜速度不当;

7) 生产板的尺寸过宽;

8) 压辘温度、压力过低;

9) 压辘磨损或清洁不良;

10) 压膜前烤板温度高或时间过长;

11) 板面粘有水,酒精等液体。

解决方法:

1) 磨板速度根据做微蚀速率调节,控制在2.5-3.2 m/min;

2) 每班做磨痕试验检测磨刷压力8-16㎜且同一条磨痕不能相差太远,磨刷长度<10㎜时需更换;在磨第一块板时做水膜试验,水膜破裂在8-15秒以内,证明板面是否够清洁;

3) 磨板粗化温度控制在30-35℃;浓度:H2S04 60-80mL/L,H202 120-160 mL/L,稳定剂12-16mL/L。

4) 磨板烘干温度控制在80±5℃;

5) 压膜入板温度控制在40-60℃,取板面的4角和中间共5点测量,烤好后的板下架冷却到40-60℃时叠放在一起以便保温,但叠放时间不能超过半小时避免氧化;

6) 压膜速度控制在1.2-2.0 m/min;

7) 干膜板不宜压宽度大于520㎜的板, 若要压大于520㎜的板需采用大压辘的干膜机进行。

8) 压辘温度控制在110±10℃;压力45-55psi;

9) 压辘过板1-1.2万平方需更换压辘,每次换膜时必须清洁干净压辘,且装膜时必须上、下膜对齐后方可启动气压。

10) 压膜前烤板采用75±10℃烤5-10分钟;

11) 防止空调漏水,搞卫生等,导致板面溅到水或酒精, 搞卫生时必须先把板子转移到其它地方;

7.16、 干膜破孔

产生原因:

1) 压辘温度过高;

2) 压膜入板温度过高;2) 菲林变形或板材变形;

3) 菲林定位孔冲偏;

4) 菲林定位钉未套进定位孔内;

5) 胶纸不粘,在移动过程中菲林被移位;

解决方法:

1) 对位时采用放大镜检查无偏位后再进行曝光;

2) 先测量菲林判断出是菲林还是板材变形,若菲林变形则重拷黄片,若板

材变形则算出变形度进行重出放大或缩小的黑片(计算方法:变形度÷工作板尺寸=缩放比例);

3) 冲菲林定位孔前设定好冲靶机参数,且应固定好菲林;

4) 套定位钉应把钉脚完全套入定位孔内;

5) 定时更换定位胶纸,每套菲林对30-40块换一次胶纸;

7.22、 对反

产生原因:

1) 未看方向孔对位;

2) 对位过程中旋转了板或菲林;

3) 压出的干膜板板面温度偏高就叠板;

4) 菲林掩孔环宽过小且对位偏;

5) 曝光后未静置就叠板;

6) 对位时干膜保护膜被拉起;

7) 显影药水压力过大;

8) 菲林透光度不符;

9) 显影机传送轮有尖硬物;

解决方法:

1) 压辘温度控制在110±10℃;

2) 压膜入板温度控制在40-60℃,取板面的4角和中间共5个点测量;

3) 压出的干膜板必须先插架,冷却15分钟以上方可叠板;

4) 菲林掩孔环宽必须≥0.15㎜以上;若<0.15㎜应反馈工程部,且对位不能偏

5) 曝光好的板必须插架,以使未充分感光的干膜得到充分感光;

6) 对位应尽量一次性对准,避免保护膜被拉起,若有少许拉起后应贴回去并摸平整;

7) 显影药水压力控制在20-28 psi;

8) 菲林透光度应≤0.15;

9) 每班检查显影机传送轮,避免有尖硬物体粘在上面,或传送轮本身破损形成尖硬物。

7.17、 无孔化(油墨入孔)

产生原因:

1) 使用网版数不符;

2) 加油过量;

3) 重复印刷同一块板;

4) 印刷时前一块板大孔的网印印在后一块板的小孔内,把油渗进孔内;

5) 网版破损,有小洞漏油;

6) 刮刀、回墨刀角度过于倾斜;

解决方法:

1) 印湿膜需采用68或72T的网版;

2) 加油时应采用小勺子加,不能直接用大桶加,避免力度未掌握好加入过量的油墨,且不能加在网版漏油区;

3) 印刷时必须印一面刮一次网底;

4) 每块板必须方向孔错开印刷;

5) 换网时应检查网版是否完好,同时印好的板应抽查,对着灯光照孔内是否有不透光现像;

6) 刮刀角度控制在70-75℃,回墨刀角度80-85℃

7.18、 曝光不良

产生原因:

1) 刮气方法不正确;

2) 曝光能量不符;

3) 板翘;

4) 菲林透光度或遮光度不符;

5) 干膜碎、垃圾粘在菲林与板中间;

6) 迈拉膜破损、折印;

7) 抽真空压力不够、漏气;

8) 板未烤干;

9) 曝光机温度偏高;

10) 菲林药膜面拷反;

11) 重复曝了两次光;

12) 板面堆油;

13) 抽气不良;

解决方法:

1) 采用刮刀倾斜35℃左右,从筐架的靠身边往另一边推,每个部位推2-3次,确保筐架内的空气排干净;

2) 每两小时做一次曝光尺控制在6-9格盖膜;

3) 板边尽量靠近曝光筐边上,板与板之间放导气条,把板面凹的一面朝上放置;

4) 菲林测量透光度≤0.15,遮光度≥3.9;并且在菲林电镀边外注明;

5) 割干膜后检查并清理板边似断非断的干膜碎,对位、曝光每小时清洁一次台面及周边卫生;

6) 每周更换一次迈拉膜,发现有破损、折印应及时更换;

7) 抽真空压力≥650Mpa;

8) 丝印插架不能有两块插在同一个槽内,并控制好烤板参数;

9) 曝光机台面温度应控制在24℃以下;

10) 拷黄片必须黑片药膜面朝重氮片药膜面进行曝光,拷好再检查药膜面朝下字正为正;

11) 对位过程中必须放“已曝光”或“待曝光”的流动标识,避免混板重复对位;

12) 丝印应检查好板面不允许堆油,若有堆油则烤干后冲掉重印;

13) 菲林尺寸单边大于450㎜时必须在菲林透光区打几个漏气孔,便于排走

空气;

7.19、 开路

产生原因:

1) 板面有胶渍;

2) 干膜碎;

3) 显影不净;

4) 丝印垃圾,露基材;

5) 菲林定位擦花;

解决方法:

1) 有胶主要从4个方面控制:①凡磨过单面板必须清洁磨板机行辘;②印湿膜时由于要印一次刮一次网底,必须在网筐靠身体的边沿贴一块挡板,防止刮网底刮到网筐边沿把封网胶带入板内;③对位用的胶纸不能掉胶,每批3m胶在使用前检查是否存在掉胶现像,用一块光铜板,胶纸贴在上面,并用力撕起,若板面有胶渍,证明此胶纸会掉胶不能使用;④任何会接触到板面的台面都不能贴胶纸,例如:磨板接板台、放板台、丝印台、压干膜台、对位台、显影接板台、放板台、QC台等,并且定时用酒精清洁。

2) 干膜碎从4个方面控制:①显影参数应符合要求;包括:浓度控制在0.8-1.0%;温度控制在28-32℃,过板量400±50㎡换一次药水(干膜按湿膜的4倍计算);速度:干膜3.5-4.2m/min;②湿膜3.0-4.0 m/min;干膜显影前撕膜必须干净,且撕破的小块保护膜不能粘回板上;③显影机吸水海棉必须每2小时换洗一次,保持显影干净;④及时清洁显影机行辘上粘有的油墨,避免到粘回板面。

3) 印板时必须保证丝印台不能有垃圾,旧油墨不能混回新调油墨内,避免有垃圾印在板面上时刚好在线条上。

4) 磨板从水缸中取放板时,板与板不能相互摩擦;

7.20、 短路

产生原因:

1) 渗镀短路;

2) 板面擦花造成;

3) 垃圾造成;

4) 海棉吸水辘脏造成;

5) 干膜板有凹点、划伤造成;

6) 干膜起皱、气泡造成;

7) 湿膜印制时,板面露铜点造成;

解决方法:

1) 按“问题1”渗镀的控制方法进行控制;

2) 磨板取、放板防止板与板互相碰撞;

3) 垃圾造成的短路最为常见,主要从卫生方面去控制,包括无尘室整体卫生,磨板机烘干段卫生,每周应拆下行辘清洗;烤炉内每班应清洁2次,曝光台、对位台每小时清洁一次,无尘室专用插板架每3天要洗一次;压膜机每次换膜要清洁一次;

4) 海棉吸水辘每小时应换洗一次,(2对海棉吸水辘调换)

5) 干膜板压膜前应检查有无凹点,板面划伤,凡发现有应挑出知会对位员检查是否在线路上;

6) 割膜时检查有无起皱、气泡,发现有则及时调整干膜机排除故障;

7) 湿膜印制前检查网版,不能有堵塞,印完一架板应清洁丝印台,不能有垃圾、铜粒。

7.21、 对偏

产生原因:

1) 人为导致偏位;

3) 对位翻板方法不对;

4) 胶纸贴反;

解决方法:

1) 每张菲林对位时必须看方向孔,若湿膜板可采取套3个定位钉对位;

2) 对位过程中绝对不允许因为板大就中途旋转板或菲林;

3) 对位翻板必须前、后翻动,不允许左、右翻动;

4) 贴定位胶纸需区分好正反面,药膜面朝下;

7.23、 显影不净

产生原因:

1) 板烤死了;

2) 油墨存放条件不对或油墨过期;

3) 曝光能量偏高;

4) 菲林遮光度不够;

5) 印好的板存放时间过长或存放条件不对;

6) 干膜保护膜未撕干净;

7) 显影参数不符;

8) 显影行辘上有油墨;

解决方法:

1) 烤板温度75±10℃,时间:第一面8-13分,第二面18-23分;

2) 油墨需存放在黄光下,温度18-24℃环境中,调好的油墨不能超过24H

小时使用;

3) 曝光尺控制在6-9格盖膜;

4) 菲林拷好后测量遮光度应≥3.9;

5) 印好的板不能超过24小时才显影,且应在黄光下,温度18-24℃环境中存放;

6) 干膜板显影前保护膜必须撕干净;

7) 显影必须控制好参数,包括浓度0.8-1.0%;温度28-32℃;过板量400±50㎡换一次药水(干膜按湿膜的4倍计算);速度:干膜3.5-4.2m/min,湿膜3.0-4.0 m/min;压力:干膜20-28psi、湿膜:30-40 psi;

8) 定时对显影机行辘进行清洁;

7.24、 显影过度

产生原因:

1) 曝光能量偏低;

2) 显影参数不符;

3) 显影了两遍;

解决方法:

1) 曝光尺控制在6-9格盖膜;

2) 显影参数按“问题9”去控制;

3) 不允许有返显影现像。




八.多层层压缺陷产生的原因及解决方法


◎层压缺陷产生的原因及解决方法

缺陷
表现形式
原因
解决方法

缺胶或树脂含量不足
外观呈白色、显露玻璃布织纹
1.树脂流动度过高;

2.预压力偏高;

3.加高压时机不正确.

4.粘结片的树脂含量低,凝胶时间长,流动性大.
1.降低温度或压力

2.降低预压力;

3.层压中仔细观察树脂流动状况,压力变化和温升情况后,调整施加高压的起始时间.

4.调整预压力\温度和加高压的起始时间.

气泡或起泡
外观有微小气泡群集或有限气泡积聚或层间局部分离
1.预压力偏低;

2.温度偏高且预压和全压间隔时间太长;

3.树脂的动态粘度高,加全压时间太迟.

4.挥发物含量偏高。

5.粘结表面不清洁。

6.活动性差或预压力不足。

7.板温偏低。
1.提高预压力;

2.降温、提高预压力或缩短预压周期

3.应对照时间----活动关系曲线,使压力、温度和流动性三者互相协调.

4.缩减预压周期及降低温升速度,或降低挥发物含量。

5.加强清洁处理操作。

6.提高预压力或更换粘结片。

7.检查加热器,调整热压模温度。

板面有凹坑,树脂;皱褶
表面导电层有凹坑,但未穿透或表面导电层被树脂局部覆盖。
层压膜板表面有残留树脂或有粘结片碎屑;离型纸或膜上粘结片碎屑或尘土,或起皱有皱褶。
注意叠层间的空调洁净系统并加强清理和检查工作。

内层图形位移
内层图形偏离原位,产生短(断)现象。
1.内层图形铜箔的抗剥强度低或耐温性差或线宽过细。

2.预压力过高;树脂动态粘度小。

3.压机模板不平行。
1.改用高质量内层覆箔板。

2.降低预压力或更换粘结片。

3.调整模板。

板厚不一致
板厚不均匀或内层板滑移。
1.同一窗口的成型板总厚度不同。

2.成型板内印制板累加厚度偏差大;热压模板平行度差,叠层板能自由位移且整个叠层又偏闻热压模板中心位置。
1.调整到总厚度一致。

2.调整厚度,选用厚度偏差小的覆铜箔板;调整热压膜板平行度,限制叠层板多答卷的自由度并力求安置叠层在热压模板中心区域。

板局部超厚
板面局部起泡凸起
1.板内夹入外来污物,尘土等固体颗粒。

2.层压模板的平整度差。
1.加强操作环境的管理。

2.修正层压模板的平整度。

板超厚或不足
板厚超过上限或低于下限
1.粘结片数量不对或玻璃布基厚度不合适(错用粘结片型号)或凝胶时间短(长)。

2.预压力不足(太大)。
1.检查记录,重新测定粘结片的特性指标,以便调整层压以数或更换粘结片。

2.提高预压力(降低预压力)。

层间错位
层与层之间连接盘中心偏移
1. 内层材料的热膨胀,粘结片的树脂流动。

2. 层压中的热收缩。

3. 层压材料和模板的热胀系数相差大。
1.控制粘结片的特性。

2.板材预先经过热处理。

3.选用尺寸稳定性好的内层覆铜箔板和粘结片。

耐热冲击性差
受热分层,起泡。
1.内层导体粗化或氧化质量差;

2.粘结片类型或性能有误或存放变质。
根据判断结果作出相应的处理。

翘曲
弯曲或扭曲
1.非对称性结构。

2.固化周期不足。

3.粘结片或内层覆铜箔板的下料方向不一致。

4.多层板内使用不同生产厂的板材或粘结片。

5.后固化释压后多层板处置不妥。
1.力求布线设计密度对称和层压中粘结片的对称放置。

2.保证固化周期。

3.力求下料方向一致。

4.在一个组合模中使用同一生产厂生产的材料将是有益的。

5.多层板在受压下加热到Tg以上,然后保压冷却到室温以下。

分层
分层,受热分层,起泡
1.内层的湿度或挥发物含量高。

2.粘结片挥发物含量高。

3.内层表面污染;外来物质污染。

4.氧化层表面呈碱性;表面有亚氯酸盐残留物

5.氧化不正常,氧化层晶体太长;前处理未形成足够表面积。

6.钝化作用不够。
1.层压前,烘烤内层以去湿。

2.改善存放环境,粘结片必须在移出真空干燥环境后于15分钟内用完。

3.改善操作,避免触摸粘结面有效区。

4.加强氧化操作后的清洗;监测清洗水的PH值。

5.缩短氧化时间、调整氧化液浓度或操作温芳,增加微蚀刻,改善表面状态。

6.遵循工艺要求。





九、绿油①制程目的
9.1. 绿油:留出板上待焊的通孔及其pad,將所有線路及銅面都覆蓋住,防止波焊時造成的短路,並節省焊錫之用量;

9.2. 護板:防止濕氣及各種電解質的侵害使線路氧化而危害電氣性質,並防 止外來的機械傷害以維持板面良好的絕緣;

9.3. 絕緣:由於板子愈來愈薄,線寬距愈來愈細,故導體間的絕緣問題日形突 顯,也增加防焊漆絕緣性質的重要性。

9.4绿油工艺流程:磨板 印刷 预烤 曝光 显影 固化 文字 磨板(机械处理)

9.5感光防焊油墨常见问题及改正措施

感光防焊油墨常见问题及改正措施

问题及异常现象
可能原因分析
改善措施

1. 油墨厚薄不均
1,混合时间不足

2,油墨混合错误

3,板面油渍或水渍残留

4,油墨杂质(胶带油渍混入而破坏表面张力)

5,刮刀片材质不良

6,网版清洗不洁

7,油墨混合后过期使用
1,检查前处理线,确认吹干烘干后板面洁净烘干效果

2,检查前处理各段是否合乎制程标准(水膜测试,粘尘测试)

3,更新使用由上而下墨并确认油墨混合参数

4,清洗网版刮刀等使用工具

2.显影不净
1,预烤过度

2,烤箱排风运风不良

3,油墨过期

4,油墨混合错误

5,预烤后停滞时间过久,预烤不足

6,环境不良(湿气太重,温度太高)

7,作业区光线非纺UV灯管

8,曝光能量太高,曝光后停滞时间过长

9,显影温度太小

10, 显影压力太小

11, 显影能力不足

12, 显影时间太短

13, 底片遮光率太低

14, 油墨不良感光度太高

15, 稀释剂含杂质过高

16, 板面有机污染
1,混合前确认主固型号是否正确

2,确认烘烤条件及烤箱分布升温曲线

3,确认周边作业环境及设备

4,确认曝光作业参数

5,确认显影作业参数

6,更换底片

7,控制各工序之停滞时间

8,修改油墨性质

9,使用原厂稀释剂

10,重新清洁板面

3.油墨剥离,气泡










1,油墨印刷过薄耐热性不足

2,曝光能量不够

3,前处理不良

4,前处理后停滞过久而使作业板氧化

5,烘烤不足,板底氧化

6,多次喷锡或喷锡锡温过高

7,浸泡松香水过久

8,松香水与油墨不兼融

9,显影过度

10油墨附着力不良

11:前处理板面含酸,微氧化
1,调整丝印各参数

2,检查前处理线确认是否合乎制程标准品质

3,降低前处理后作业板停滞时间

4,确认曝光显影条件

5,确认后烘烤条件

6,确认喷锡参数及作业流程

7,更换FLUX

8,控制前处理机酸俭度

4. 塞孔孔缘空泡 喷锡后塞孔边缘起泡
1,多次喷锡

2,锡温过高

3,后烘烤不足

4,前处理不良(孔内水渍油渍残留)

5,板面粗糙粘度不足(刷磨不良蚀刻速度不足)

6,塞孔过饱

7,区段性升温低温段时间不足

8,油墨膨胀系数过大油墨附着力不良
1,确认喷锡作业参数

2,确认后烘烤作业参数

3,检查前处理线确认是否合乎制程标准品质

4,修改塞孔方法

5,修改油墨性质

5.大铜面空泡(1) 大铜面上油墨全覆盖区油墨与铜面分离
1,前处理不良(刷磨不均,水渍油渍残留微蚀酸洗不足或残留等)

2,板面有杂质附着力

3,铜面凹陷

4,硬化剂混合不良

5,铜面上油墨厚度不均

6,油墨表面遭受撞击受损

7,烘烤不足

8,多次喷锡或喷锡炉温度过高
1,检查前处理线,确认吹干烘干后板面洁净烘干效果

2,检查前处理各段是否合乎制程标准(水膜测试,粘尘测试)

3,确认烘烤条件及烘箱分布升温曲线

4,确认油墨混合参数

5,检查生产流程,减少外力撞击

6,确认喷锡参数及状况

6.大铜面孔泡(2)大铜面或线路转角油墨全覆盖区油墨与铜面分离
1,油墨印刷过薄

2,前处理于线路转角处处理不良(刷磨不均水渍油渍残留,微蚀酸洗不足或残留等)

3,烘烤不足

4,多次喷锡或喷锡炉温度过高

5,浸泡松香水过久

6,松香水攻击过强

7,转角处油墨受损
1,增加防焊印刷厚度

2,降低线路电镀厚度

3,确认烘烤条件及烤箱分布升温曲线

4,确认喷锡作业参数及状况

5,检查生产流程减少外力撞击

6,检查前处理线确认吹干烘干段之前作业品质

7.预烤干燥不良(1)第二印刷时作业板沾印刷台面
1,油墨干燥性不良

2,预烤箱作业不稳定,作业参数不佳

3,预烤或停放时间不足

4,印刷压力过大

5,印刷台面未清洁
1,确认预烤条件并量测各区域之升温曲线

2,确认印刷参数

3,增加预烤或停放时间

4,清洁作业台面并使其干燥

5,修改油墨特性

8.预烤干燥不良(2)预烤完毕后指纹测痕迹明显
1,油墨干燥性不良

2,预烤烤箱作业不稳定,作业参数不佳

3,预烤后停滞时间不足
1,确认预烤条件并良测各区域之升温曲线

2,增加预烤后停滞时间

3,修改油墨特性

9. 预烤干燥不良(3)曝光时粘底片
1,油墨干燥性不良

2,预烤烤箱作业不稳定

3,预烤后停放时间不足

4,吸真空压力过大

5,赶气动作压力过大
1,确认预烤条件并量测各区域之升温曲线

2,增加预烤后停放时间

3,确认曝光作业参数及作业情形

4,修改油墨特性

10.孔内油墨显影不净 经显影后孔内的孔壁边、油墨残留无法显影干净
1,印刷对位不良

2,网版高度和印刷角度不够.

3,印刷机未使用错位印刷

4,未刮除网背油墨

5,使用空网印刷

6,菲林档点脱落或太小

7,印刷参数不佳

8,预烤过度或不足

9,曝光挡点太小

10.曝光吸真空不良

11.曝光底片遮光不良

12.显影液浓度不够

13.显影喷咀堵塞
1,使用挡点网版

2,印刷机使用错位功能

3,需刮除网背油墨

4,确认印刷曝光工具规格

5,确认预烤条件并量测各区域之升温曲线

6,修改显影喷嘴型态及喷洒高度

7,确认显影作业参数 粘结片必须在移出真空干燥环境后于15分钟内用完。

3.改善操作,避免触摸粘结面有效区。

4.加强氧化操作后的清洗;监测清洗水的PH值。

5.缩短氧化时间、调整氧化液浓度或操作温芳,增加微蚀刻,改善表面状态。

6.遵循工艺要求。





九、绿油①制程目的
9.1. 绿油:留出板上待焊的通孔及其pad,將所有線路及銅面都覆蓋住,防止波焊時造成的短路,並節省焊錫之用量;

9.2. 護板:防止濕氣及各種電解質的侵害使線路氧化而危害電氣性質,並防 止外來的機械傷害以維持板面良好的絕緣;

9.3. 絕緣:由於板子愈來愈薄,線寬距愈來愈細,故導體間的絕緣問題日形突 顯,也增加防焊漆絕緣性質的重要性。

9.4绿油工艺流程:磨板 印刷 预烤 曝光 显影 固化 文字 磨板(机械处理)

9.5感光防焊油墨常见问题及改正措施

感光防焊油墨常见问题及改正措施

问题及异常现象




可能原因分析
改善措施

1. 油墨厚薄不均
1,混合时间不足

2,油墨混合错误

3,板面油渍或水渍残留

4,油墨杂质(胶带油渍混入而破坏表面张力)

5,刮刀片材质不良

6,网版清洗不洁

7,油墨混合后过期使用
1,检查前处理线,确认吹干烘干后板面洁净烘干效果

2,检查前处理各段是否合乎制程标准(水膜测试,粘尘测试)

3,更新使用由上而下墨并确认油墨混合参数

4,清洗网版刮刀等使用工具

2.显影不净
1,预烤过度

2,烤箱排风运风不良

3,油墨过期

4,油墨混合错误

5,预烤后停滞时间过久,预烤不足

6,环境不良(湿气太重,温度太高)

7,作业区光线非纺UV灯管

8,曝光能量太高,曝光后停滞时间过长

9,显影温度太小

10, 显影压力太小

11, 显影能力不足

12, 显影时间太短

13, 底片遮光率太低

14, 油墨不良感光度太高

15, 稀释剂含杂质过高

16, 板面有机污染
1,混合前确认主固型号是否正确

2,确认烘烤条件及烤箱分布升温曲线

3,确认周边作业环境及设备

4,确认曝光作业参数

5,确认显影作业参数

6,更换底片

7,控制各工序之停滞时间

8,修改油墨性质

9,使用原厂稀释剂

10,重新清洁板面

3.油墨剥离,气泡










1,油墨印刷过薄耐热性不足

2,曝光能量不够

3,前处理不良

4,前处理后停滞过久而使作业板氧化

5,烘烤不足,板底氧化

6,多次喷锡或喷锡锡温过高

7,浸泡松香水过久

8,松香水与油墨不兼融

9,显影过度

10油墨附着力不良

11:前处理板面含酸,微氧化
1,调整丝印各参数

2,检查前处理线确认是否合乎制程标准品质

3,降低前处理后作业板停滞时间

4,确认曝光显影条件

5,确认后烘烤条件

6,确认喷锡参数及作业流程

7,更换FLUX

8,控制前处理机酸俭度

4. 塞孔孔缘空泡 喷锡后塞孔边缘起泡
1,多次喷锡

2,锡温过高

3,后烘烤不足

4,前处理不良(孔内水渍油渍残留)

5,板面粗糙粘度不足(刷磨不良蚀刻速度不足)

6,塞孔过饱

7,区段性升温低温段时间不足

8,油墨膨胀系数过大油墨附着力不良
1,确认喷锡作业参数

2,确认后烘烤作业参数

3,检查前处理线确认是否合乎制程标准品质

4,修改塞孔方法

5,修改油墨性质

5.大铜面空泡(1) 大铜面上油墨全覆盖区油墨与铜面分离
1,前处理不良(刷磨不均,水渍油渍残留微蚀酸洗不足或残留等)

2,板面有杂质附着力

3,铜面凹陷

4,硬化剂混合不良

5,铜面上油墨厚度不均

6,油墨表面遭受撞击受损

7,烘烤不足

8,多次喷锡或喷锡炉温度过高
1,检查前处理线,确认吹干烘干后板面洁净烘干效果

2,检查前处理各段是否合乎制程标准(水膜测试,粘尘测试)

3,确认烘烤条件及烘箱分布升温曲线

4,确认油墨混合参数

5,检查生产流程,减少外力撞击

6,确认喷锡参数及状况

6.大铜面孔泡(2)大铜面或线路转角油墨全覆盖区油墨与铜面分离
1,油墨印刷过薄

2,前处理于线路转角处处理不良(刷磨不均水渍油渍残留,微蚀酸洗不足或残留等)

3,烘烤不足

4,多次喷锡或喷锡炉温度过高

5,浸泡松香水过久

6,松香水攻击过强

7,转角处油墨受损
1,增加防焊印刷厚度

2,降低线路电镀厚度

3,确认烘烤条件及烤箱分布升温曲线

4,确认喷锡作业参数及状况

5,检查生产流程减少外力撞击

6,检查前处理线确认吹干烘干段之前作业品质

7.预烤干燥不良(1)第二印刷时作业板沾印刷台面
1,油墨干燥性不良

2,预烤箱作业不稳定,作业参数不佳

3,预烤或停放时间不足

4,印刷压力过大

5,印刷台面未清洁
1,确认预烤条件并量测各区域之升温曲线

2,确认印刷参数

3,增加预烤或停放时间

4,清洁作业台面并使其干燥

5,修改油墨特性

8.预烤干燥不良(2)预烤完毕后指纹测痕迹明显
1,油墨干燥性不良

2,预烤烤箱作业不稳定,作业参数不佳

3,预烤后停滞时间不足
1,确认预烤条件并良测各区域之升温曲线

2,增加预烤后停滞



8,重视自主检查

9,每班对设备保养,保证喷咀喷淋正常.

10,调整挡点菲林PAD的大小适当

11.1 塞孔爆孔/油墨溢出
1,曝光时底片未贴紧作业板

2,曝光时底片赶气动作不良

3,导气条高度太高

4,定位PLN插入孔内

5,吸真空压力不稳定

6,杂物附着于底片

7,塞孔铝片孔的大小比比配

8,印刷角度或力度不够

9,烤板温度和时间过急
1,曝光时底片需贴紧作业板

2,使用比作业板薄之导气条

3,定位PLN需确定插入孔内

4,确认做好底片及自主检查

5,烤板时需要先用中温用:80-100℃预烤,然后高温烤

11.2 塞孔爆孔(2) 塞孔,板在后烤时冒油
1,未区段性升温

2,区段性升温低温段温度太高

3,区段性升温低温段时间不足

4,烤箱温度分布不均匀或逆风放置
1,后烘烤箱必须为区段升温

2,区段性升温连续烘烤

3,确认烤箱内各区域之升温曲线

4,确认作业参数

11.3 塞孔爆孔(3) 塞孔板在喷锡时冒油
1,绿油板分段性升温低温段温度太高

2,绿油板分段性升温低温段时间不足

3,烤箱温度分布不平均或逆风放置

4,烤箱排风不良

5,喷锡前作业板未预烘烤加热
1,确认烤箱内各区域之升温曲线

2,确认后烘烤作业参数

3,确认喷锡作业参数

4,喷锡前作业板先预烘烤加热

12.油墨白化(1)显影后板面色差为部分区域白雾状(大部分集中于同区域)
1,曝光前水气附着于板面

2,曝光时吸真空不良

3,底片透光率不佳

4,显影液温度过高
1,控制作业环境温度及湿度

2,更换透光率较佳之底片

3,量测曝光台面各区域之曝光能量

4,确认曝光及显影这作业参数

13.菲林印
1. 预烤时间不够

2. 暴光真空不够

3. 曝光时赶气不好

4. 暴光能量不够.
1.检查预烤时烤箱温度和时间是否符合要求.

2.调整暴光真空

3.用21级暴光尺检查暴光能量


十:文字

印制电路板(PCB)元件面上网印字符的质量缺陷跟线条和孔壁涂覆层的质量缺陷相比,虽说是非致命的,或者说是次要的,但是,它直接或间接地反映出PCB生产厂家的技术水平和从业人员的素质.因此,对终检中反映出来的丝印字符的质量缺陷加以总结,很有必要.其目的是:有的放矢地采取相关措施,来提高丝印字符的质量和减少PCB产品的不合格品率.

10.1文字不良原因分析及解决办法

问题及异常现象
可能原因分析
改善措施

1.文字不下油
1:网版不通
1:用洗网水洗网版或用清水打洗法(注意特别方法,效果很佳,操作错误,要重晒网,需要者可以特别传教)

2:板面有脏物
1:在印板前,请先将板面清洁后,再印

4:板面垃圾
1:在印刷前,检查板面洁净度

5:丝印不良
1:调整印刷角度,调整印刷力度,检查刮刀锋利度

6:刮刀不利或缺口
1:在印刷前检查刮刀,是否锋利

2:将刮刀磨锋利

3:更换新刮胶

2:文字莫湖
1:油墨太稀
1:请调合适的烯释度

2:刮刀与板间距太低
1:调整板与网版之间间距

3:刮胶不利
1:请磨刮刀或换锋利的刮胶.

4:没有按时擦网
1:请规定的块数按时擦网

5:印刷角度不正确
1:请调整你正确的印刷角度和力度

3:文字偏位
1:板变形
1:分段印刷或拉网印刷

2:没有调准
1:请调整机台到准确位

3:工程设计偏位
1:请将菲林核对实板或工程修正

4:定位片松动
1:加固定位片

5:网版变形
1:请拉网后印刷或重新晒网

4:文字上PAD
1:客户设计上PAD
1:请工程与客户沟通处理

2:印刷偏位上PAD
1:请调整对位精准度

5:文字漏印
1:丝印不下油
1:检查网版和印刷方法

2:混板漏印
1:请加强前工序和本工序混板

3:网板不下油
1:印前检查网版是否完好

4:菲林掉文字
1:重新晒网版

5:工程资料漏字
1:核对客户原始文件或已确认样板

6:文字不清
1:丝印没有按时擦网版
1:按规定的WP数擦网

2网版不除油
1:请重新晒网

3:丝印不良
1:调整印刷角度

4:油墨太稠
1:适量加调开油水

7:板面粘白油
1:机台清洁不干净
1.时常清洁机台

2:手粘到油墨
1.请将手上脏物擦净手戴手套

3:刮刀清洁不到位
1.请时刻板保持刮刀清洁度

8:上锡不良
1.手指印/手摸到板中心
1.印板时戴手套,手不能拿到板中的图形

1.返洗不干净
1.请按返洗板清洁程序洗板


十一、喷锡

喷锡,又称热平整平(HASL),是在铜表面上涂覆一层锡铅合金,防止铜面氧化进而为后续装配制程提供良好的焊接基地。

喷锡的基本过程是焊垫通过助焊剂与高温锡形成铜锡合金(IMC),然后通过高温、高压气体达到焊垫平整的目的。

11.1、喷锡流程

包红胶→冷辘→焗板→热辘→ 入板→微蚀→水洗→干板→预热→过松香→喷锡→浮床→热水洗→磨刷洗板→水洗→干板→出板。

注:加框的为有金手指的喷锡板所需步骤。

11.2、喷锡工艺

11.2.1. 前处理:获得清洁、新鲜的焊盘。

11.2.2. 预热:预热PCB,可缩短浸锡时间,减少热冲击,减少锡炉的温降,避免孔塞或孔小,

利于较快形成IMC和上锡。预热温度一般为170-200°F,太高,易使Flux蒸发;

太低,孔内凝水喷锡不光亮或不上锡。

11.2.3. 助焊剂或松香机

作用是:a.清洁铜面,降低锡铅的内聚力,使焊垫平整;

b.助焊剂为微酸性,水溶、腐蚀性低,易清洗。

c.传热介质,使熔锡与铜面迅速形成铜锡合金。

11.2.4. 锡炉和风刀是本机的关键部分,作用:涂覆焊锡和焊垫的整平;锡铅液表面浮盖一层

高温油,作用是防止锡液氧化,增加润滑;锥形传动滚轮(行辘),避免板面触痕,

锡液温度控制很严格,太高易甩绿油或爆板,太低易出现锡面粗糙、桥接等。风压、

风温、风刀角度,行板速度也都视不同情况严格控制。

11.2.5. 空气浮床的作用:冷却板子,避免焊垫有触痕。

11.2.6. 后处理:清洗残留松香,热油、浮锡渣。

11.3、喷锡不良缺陷及解决方法

问题
可能原因
解决方法

不上锡(露铜)
A. 前处理不良

B. 冲板不净,渗油、弹油上PAD

C. 金手指工序包蓝胶留有残胶
A. 定期换缸及药水化验分析后生产。

B. 知会绿油工序改善

C. 检查并改正辘胶及镀板条件,换用合适蓝胶

线路上锡
A. 导轨,风刀擦花线路

B. 操作不正确擦花线路
A. 定期清洗风刀和导轨

B. 小心操作

锡面粗糙

熔锡不良
A. 锡温度不够

B. 溶锡中铜杂质过高

C. 绿油冲板不净
A. 适当升温

B. 做铜处理

C. 知会绿油工序改善或返喷

塞孔
A. 风刀内有杂物

B. 风刀角度过大

A. 行速过快
A. 清风刀

B. 降低角度

A. 降行速

桥接
A. 锡温不够

B. 行速太快

C. 松香老化,导热性不良
A. 适当升温

B. 降低行速

C. 更换松香

上锡不良
A. 前处理不良

B. 冲板不净,渗油,弹油上PAD

C. 松香老化
A. 定期换缸及药水分析化验后生产

B. 知会绿油工序改善

C. 更换

锡面发白,无光泽
A. 风压过大

B. 热风温度过低

C. 风刀角度过大

D. Flux水份过高

E. 风源水份过高

F. 热板未冷却过水洗
A. 适当降低风压

B. 适当提高风温

C. 调小角度

D. 检查是否暴露时间长吸水过多并更换

E. 降低风源水分含量

F. 先过浮床冷却后再水洗

焊料涂覆层太厚
① 前和/或后风刀压力低

② 提升板子的速度太快

③ 空气流温度低

④ 风刀距板子太远

⑤ 风刀角度太大
① 增加前和/或后风刀压力

② 降低板子提升速度

③ 调整控制器,使之达到较高温度

④ 参考标准,检查两者之间的距离,需要时调整

⑤ 检查和重新调整

焊料涂覆层太薄
① 前和/或后风刀压力太高

② 空气流温度太高

③ 板子从焊料槽中提升的速度太慢

④ 风刀太靠近板子
① 减少前和/或后风刀压力

② 降低空气流温度

③ 试着提高板子的提升速度,并核对其结果(即检查锡铅层厚度)

④ 根据标准检查两者之间距离,必要时调整

板子上的锡铜合金厚度不均匀
① 风刀不清洁,有堵塞

② 风刀气流量有误

③ 由于板子太薄,或板子弯曲等
① 检查风刀,并用清洁器清洁

② 检查并调整风刀气流量控制网

③ 加强工艺控制

金属化孔堵塞或焊料太厚
① 板子的提升速度太快

② 风刀的空气压力太低

③ 锡锅或风刀气流温度太低

④ 上夹具时,板子不垂直,熔融焊料可能会流进金属孔内

⑤ 风刀角度不对

⑥ 两风刀水平间中太大

⑦ 气压前后不平衡

⑧ 助焊剂不适当

⑨ 助焊剂粘度大

⑩ 孔内有夹物

⑾风刀堵塞

⑿焊料不合适
① 降低提升速度,重新处理板子

② 调整控制阀,提高风刀的空气压力

③ 高速锡锅或风刀气流温度

④ 上板时要垂直放置

⑤ 调整风刀角度

⑥ 减少间距

⑦ 检查调整

⑧ 更换助焊剂

⑨ 检查调整

⑩ 整平前检查并处理

⑾检查并调整

⑿检查成份,必要时更换

孔内烛料空洞(无焊料)
① 金属化孔空洞

② 阻焊剂进孔

③ 助焊剂不合适
① 加强热风整平前检查与控制,特别是加强钻孔、化学镀和电镀的工艺控制

② 加强网印或帘涂工艺控制

③ 更换助焊剂

板面挂锡丝
① 助焊剂润湿性差或失效

② 阻焊层固化不彻底

③ 非阻焊层覆盖的表面由于刷板或者过腐蚀环氧树脂,造成树脂覆盖层破坏,形成多孔表面

④ 有残铜(指非阻焊层覆盖的板面)
① 更换助焊剂

② 重新固化

③ 加强整平前处理工艺的控制,或选用高质量的助焊剂

④ 重新腐蚀或修板

基材分层
① 焊料温度太高或浸焊时间过长

② 板材严重吸潮

③ 板材质量有问题
① 检查并调整

② 检查板子的存放条件,热风整平前进行除潮处理,1500C下烘2-4小时

③ 检查并更换

板子翘曲
① 板材质量问题

② 线路设计问题,地或电源线在板面过度集中

③ 热风整平后的板子,立即水冷却
① 更换板材

② 在设计时,使线路均匀分帽在板面上,地、电源采用网状图形

③ 最好将热风整平后的板子平放在大理石台面上,待自然冷却后,再清洗。

板子金属表面润湿性差
① 助焊剂不适当

② 阻焊剂的残余物

③ 铜表面污染

④ 焊料成份不当,特别是铜含量超标
① 检查并更换

② 加强网印或帘涂工艺的质量控制

③ 加强热风整平胶处理工艺控制,避免铜表面再污染(如氧化)

④ 定期分析铜含量,定期漂铜,漂铜无效时,更换焊料

板子可焊性差
① 焊料成份不当,铜含量超标

② 焊料表面污染和氧化等
① 定期分析铜含量,定期漂铜,漂铜无效时,更换焊料

② 热风整平后,及时清洗,热风吹干,存放在干燥环境中,防止氧化或被污染

板面焊点露铜
① 表面不清洁,粗化处理不良

② 阻焊剂残余物污染焊点

③ 助焊剂失效
① 更换前处理液或延长前处理时间

② 加强网印或帘涂工序工艺控制,修板后返工

③ 更换助焊剂

金属化孔起泡或脱落(金属化孔铜层断裂)
① 镀铜层脆性大,延伸率小

② 孔壁拐角处镀层薄

③ 化学镀铜层与基材结合力差

④ 板材严重吸潮
① 提高镀铜层的延伸率,在116-1200C下,烘2小时,将改善镀铜层的韧性,提高延伸率。这可与阻焊层固化同时进行。

② 镀铜槽添加剂过量,导致“鱼眼”镀层或刷板压力过大,对孔壁拐角处镀层严重损伤,应加强工艺控制

③ 控制钻孔及孔化前处理工艺,防止对孔壁基材造成污染

④ 烘板,1500C,2小时以上。


11.4.特性要因分析


十二.OSP制造过程中常见故障和纠正方法


◎OSP抗氧化操作过程中常见故障和纠正方法

故障
可能原因
纠正方法

表面不均匀
前处理不干净
改善前处理

膜层色差明显
微蚀不均匀
改善微蚀能力

水迹
温度过低或过高
调整工作液温度

PH高
用乙酸调PH

膜层疏水性差
微蚀不够
改善微蚀

抗氧化性能差,孔口发白
PH高
调低PH

温度太低
调整工作液温度

活性物质浓度低
补加新溶液

溶液混浊
PH太高
调低PH

板状粘结物
液位低
补加新溶液

PH高,使析出活性物
调低PH

设备辊轮不洁
擦洗,更换

膜层下的铜层变色
膜层太薄
调整操作工艺

膜层未干透
高速烘干温度和时间

膜层有粘感
烘干不彻底
延长烘干时间





十三、沉镍、金工艺流程



酸 洗






溢流水洗1






溢流水洗2




喷 砂




溢流水洗3




加压冲洗




刷 磨




喷砂冲洗




溢流水洗4




超声波浸洗




干板组合




出 板




冷 却




吸水海绵




















































13.2镍与铜镀层密着不良



原 因









对 策











1)绿漆残渣附着于铜面
















2)显像后水洗不良 




13.3沉镍、金各种不良分析及解决办法

14: 化学沉银工艺

化学沉银工艺是一套完整的工艺,可沉积出高性能的银镀层,具有优异的高质量产出、良好的焊接力以及長期的可靠性。 其可以在 2 – 3 分钟內在 1.5mm X 1.5mm 的焊盘上沉积出 6 – 12 uin 厚的、致密的银镀层。化学沉银工艺化学品,包括除油、微蚀、预浸以及沉银這些环节组成。前处理化学品对于最终涂层外观以及性能很重要。预浸和沉银对于最终涂层的特性至关重要。本公司可提供几种可选择的除油及蚀刻工艺化学品以满足各个独立的客戶的要求。化学沉银工艺的特点:化学沉银是近年新兴起的印制板表面处理工艺,预料沉银和浸锡会成为下一代主流的表面涂覆工艺。本文概述化学沉银工艺流程、工艺参数、制程要点,质量要求等,同时结合生产实际,对沉银工艺影响因素,常见问题及解决方法阐述了自己的实践应用体会。

特点
优点

高质量稳定产出
减少生产周期,

溶液稳定、均匀并且寿命长
节省维护和劳动力费用

银层清洗程序简单
低离子污染

银层抗腐蚀能力强
外观抗变色性能强,可焊性能优异

与一般的阻焊膜兼容
工艺灵活性强

符合RoHS和WEEE的无铅规定
符合现行的无铅环保要求

焊盘镀层厚度均匀
易满足装配者对厚度的要求

無鉛及錫鉛焊接力强
易于裝配、裝配兼容性佳


14.2化学沉银工艺流程与条件

酸性除油:
M401酸性除油剂:10% v/v
98%H2SO4:5% v/v
T:35-45℃; t:2-3min
水洗二次;
微蚀:
50%H2O2:10% v/v
98%H2SO4:3.5% v/v
H2O2稳定剂M101:5% v/v
T:室温 t:1min
水洗二次;
浸酸:
98%H2SO4:5% v/v
T:室温 t:30s
水洗二次;
预浸:
Ag48:100% v/v
T:室温 t:30s
PH:3.5-4.5
化学沉银:
Ag58:100%v/v
T:25-40℃ t:2-3min
去离子水洗三次;
吸干,吹干,烘干(70℃热风);
沉银组分的分析方法:
银离子浓度的分析方法:
原子吸收光谱(AA)法:
14.3化验:

请参阅各种原子吸收光谱仪的使用说明,以银标准液为参照物,测定沉银液中银离子的浓度.
容量滴定法:
14.4: 试剂:0.01N碘化钾(KI),亚硝酸钾(KNO2),浓硝酸,淀粉指示剂;b:分析方法:
用移液管准确吸取5.0ml沉银工作液于250ml烧瓶中;
加25ml去离子水并摇匀;
加1ml浓硝酸并摇匀;
加0.5g亚硝酸钾搅拌到溶解;
加3.5ml淀粉指示剂;
用0.01N碘化钾溶液滴定至第一次颜色转变为终点,体积为V(毫升);
14.4.1:计算:
银含量(g/l)=1.079V/5
沉银溶液中铜离子浓度的分析方法(建议用原子光谱法AA法):
请参阅原子吸收光谱仪的使用说明,并以1mg/L或2mg/L的标准铜溶液为参照测定沉银溶液中Cu2+的浓度.
沉银溶液的维护:
通常只需定期分析沉银液中的浓度,然后按照银离子浓度降低的数值加入Ag58补充液,即可补充银离子和其他组分,要补加1.0g/L的银(或1.5g/L的AgNO3),只需加入200ml/L Ag58补充液即可,Ag58沉银液可用到4个MTO(即补充4g/L或6g/L硝酸银)后更新,或者用至溶液中Cu2+浓度达到3g/L时更新.
当Ag58溶液更新时,Ag48预浸液也必须同时更新.
14.5沉银层的性能:
14.5.1.1. 沉银层的焊接性能(Solderability)
可焊性测试是在DAGE-BT 2400PC焊球剪切试验机(Solder ball shear techine)上进行.镀后的样品,先涂布Saparkle Flux WF-6050助焊剂,然后放上0.5mm的焊料球,在回流焊(Reflow)机上熔化一次,焊球则焊接在样品上.再放入焊球剪切试验机上,用移动臂将焊球推离焊接点,同时记录扒离越牢,可焊性越好.
在155℃烘烤不同时间后的可焊性
烘烤时间(h) BAIKAL银层 M公司银层 沉镍沉金

14.6:化学沉银工艺流程不良原因及解决办法

序号
不良问题
原因分析
改善方法

1
沉银太薄
循环摇摆不足
加大循环量与摇摆幅

据露铜面积大小确定沉银时间,一般不超过度。30秒。

浸泡时间不足
延长浸泡时间;沉银厚度不足


加大循环量与摇摆幅

浸泡时间不足
延长浸泡时间;沉银厚度不足

沉银槽温度偏低
提高沉银液温度;与漏镀不良品返工处理

2

提高沉银液温度;与漏镀不良品返工处理


沉银液中各成份偏方法相同低。


浸泡时间过长
缩短浸泡时间



沉银温度过高
降低沉银温度;与银面变色不良品返工沉银厚度太厚



沉银成份浓度偏高
调整沉银各成份浓度;方法相同



微蚀量过大
调整微蚀量



操作不当;
规范操作:沉银表面刮伤



裸板重叠磨擦;
隔纸重叠防止磨擦;与银面变色不良品返工或损伤



传送不畅
改善设备;方法相同



叠板数量过多受压
叠板数量过多受压, 规范叠板数量












14.7:沉银要求

14.7.1:·54·胛I=7联合体墓《电子电路与贴装》2002年第7、8期实践表明:最终客户希望的银层厚度为O.1一O.3m,有的客户要求0.15~0.051xm,如上述图表的分析,达到上述厚度通常沉银液中含Ag为1.0—1.5g/l,槽液温度42~2~C,浸渍时间为30~10秒。

14.7.2:银厚的测量:

①银厚的测量有两种手段:X—Ray机测量、重量法检测。

②重量法测量银厚度简介:

a.取15cmxl5cm基板一片(需先行去除表面防锈层)。

b.自除油段开始跑至微蚀后纯水洗完取出,(注意:尽可能以板边取拿,不要碰触铜面)。

c.150。F烘烤5分钟,冷却以精密天平称重

w,(精确至小数点后四位数)。

d.上述测试片再从预浸槽投入至沉银后段全部流程完取出。

e.150。F烘烤5分钟,冷却以精密天平称重

w:(精密至小数点后四位数)。计算:沉银厚度=(1w】)×系数×1.42弹位:micron)注:系数=预图(面积单位:cm)

14.7.2:沉银板烘干要求:

①只针对水气因素烘烤时,则时间与温度愈小愈好,不超过122~C、2h,而且板与板之间应以铝片加以覆盖,以防银面氧化。

②浸银成品板因翘曲度不合格,需作烘烤时,温度≤150~C,时间≤2h,同样板与板之间应以铝片加以覆盖,以防银面氧化。五常见问题与解决方法由于沉银层对环境极敏感,沉银板用途广,且表观要求严。因此,沉银生产中遇到问题颇多,在我们一年来生产实践中,常见问题及解决方法有以下几个方面:(见上表)六质量要求及性能测试

14.7.3外观要求:①无发黄发黑、露铜、银面损伤等缺陷:②银白色均匀一致。

14.7.4:性能要求:

①可焊性:按IPC—J—STD一003标准;

②组装性:对各种助焊剂兼容性强,沉银层可经受5次热冲击;

③物理性:附着力3M胶带检测无银分层现象;

④电子性:按Bellcore的标准。

14.7.5:沉银厚度:通常0.1—0.3p,m,某些客户要求0.15±0.051xm。七总结化学沉银作为一种新的涂覆层工艺比热风整平、OSP工艺有其一定的优势,它使用成本低,操作简单,质量稳定,环境污染小,且加工出的产品有出色的外观特性及可焊性。此种工艺可在垂直溶液槽及水平传送线进行,适用于各大小PCB生产商。

十五、陶瓷板制作要求

陶从前面论述可以看出,陶瓷基覆铜板是根据电力电子模块电路的要求进行了不同的功能设计,从而形成了许多品种和规格的系列产品。这里主要介绍以Al2O3陶瓷-Cu板(100~600μm)进行直接键合的陶瓷基覆铜板,因为此种规格是目前生产规模最大,应用范围最广,应用效果最好的一种产品。瓷基覆铜板性能要求与标准

15.1、Al2O3-----DBC的制作
  Al2O3-DBC就是指采用Al2O3陶瓷片与铜板在高温和惰性气体中直接键合而成的陶瓷基覆铜板。其制作流程为:这里所使用的Al2O3瓷片一般是指Al2O3含量96%,适用于薄膜电路或厚膜电路的电子陶瓷片经特殊加工处理而成。

15.2、Al2O3-DBC的制作的键合机理
  在高温下含氧量一定的气氛中,金属铜表面氧化形成一薄层Cu2O,温度高于低共熔点时,出现Cu-Cu2O共晶液相,其中的Cu2O相与Al2O3陶瓷有着良好的亲和性,使界面能降低,共晶液相能很好地润湿铜和陶瓷。同时液相中的Cu2O与Al2O3发生化学反应

冷却后通过Cu-Al-O化学键,Cu2O与Al2O3陶瓷牢固键合在一起。在Cu2O与金属接触的另一端,以Cu-O离子键将Cu2O与铜层紧密联接起来,但是这一层的键合力与Cu2O/Al2O3反应键合相比要小一些。从拉脱试验中可以看出,当铜层拉离了瓷体,在陶瓷上留下粉红色岛状的Cu2O晶粒。

15.3、Al2O3-DBC覆铜板的性能要求
15.3.1 铜导带和Al2O3陶瓷基片在高温适合的气氛中直接键合,具有较高的导热性。热导率为:14~28W/m.K.
15.3.2 DBC的热膨胀系数同于Al2O3基片(7.4x10-6/℃),与Si相近并和Si芯片相匹配,可以把大型Si芯片直接搭乘在铜导体电路上,省去了传统模块中用钼片等过渡层。
15.3.3 由于DBC制作主要以化学键合为主,所以键合强度十分高,拉脱强度大于50N/mm2,剥离强度大于9N/mm。
15.3.4 基板耐可焊接性好,使用温度高。传统PCB一般在260℃ 60s左右,DBC成型温度在1000℃左右,在260℃可以多次焊接,-55~+88范围内长期使用具有优异的热可靠性。
15.3.5 可以利用传统PCB制作工艺设备进行精细线路的加工制作。具有通用性,适宜于大批量生产。
15.3.6 引线和芯片可焊性好。
15.3.7 不会产生金属迁移。
15.3.8 耐电压高(15kY/mm)
15.3.9 绝缘层电阻率高(一般大于1x10 14Ω.mm)。导电层铜电路的电阻率极其低(2.5x10-6Ω.mm),电流通过时发热。
15.3.10 导电层100~600/μm,可根据电路模块设计任意的大电流。
15.3.11 导电铜电路的电阻率极其低(2.5x10-6Ω.mm),电流通过时发热。
15.3.12 高频损耗小(tanδ<10-3),可进行高频电路的设计和组装。
15.3.13 可进行高密度组装,实现短、小、轻、薄化。
15.3.14 不含有机组分,耐宇宙射线,在航天航空方面可靠性高,使用寿命长。
15.3.15 导体铜具有极好的可塑性,可进行大面积模块组装。

15.4、Al2O3-DBC的性能指标及标准
  陶瓷基覆铜板(DBC)在耐热性、散热性、耐宇宙射线、绿色环保性以及高低温循环老化试验方面的优异性能是传统覆铜板无法比拟的。从文献查阅看,国外目前还没有一个统一完整的标准,甚至与各个企业的生产标准相关报道也十分稀少。我国目前制定的最完整最权威的标准是国营第704厂制订,经中国电子技术标准化研究所评审确认的企业军用标准。该标准是根据常规覆铜板的一些性能要求并参考借鉴铜箔(电解铜箔或压延铜箔)、陶瓷基片(厚膜电路和薄膜电路用电子陶瓷基片)等相关标准以及陶瓷覆铜板的具体加工特点,规格尺寸等进行制订的。表4-6是陶瓷覆铜板主要性能及指标一览表。


15.5、其他氧化物DBC
  由于各种氧化物陶瓷的化学性能、物质结构不尽相同。因此,高温下生成共晶熔,继而生产345 的过程存在着一定的差异。选择MgO,CaO,ZnO,2MgO.SiO2,BaTiO3,TiO2,SiO2,ZrO2,AIN,BN,SiC进行与Cu-Al2O3一样的键合,结果表明:TiO2,SiO2,ZrO2等陶瓷能与铜形成牢固的键合,剥离强度都在10N/mm以上;ZnO,2MgO.SiO2,BaTiO3陶瓷与铜也键合良好,但键合力要小一些,约在9N/mm;而MgO,CaO,AIN,BN,SiC则不能直接形成键合。

15.6、影响铜陶瓷键合的因素
(一)陶瓷的化学键性的影响
  实验结果表明,铜与大多数金属氧化物陶瓷及其盐类能形成良好的键合。一般来说,这些陶瓷都是离子键较强的化合物。Cu-Cu2O共晶熔体在高温下对氮化铝陶瓷的润湿性较差,与氮化铝陶瓷属共价键化合物有着很大的关系。Al-N间很强的共价键以及共价键极强的方向性,使氮化铝陶瓷具有良好的化学稳定性,高温下难以与金属及其氧化物发生化学反应。因而,可以推断共价键性较强的陶瓷(如AIN,BN,SiC等陶瓷)不能与铜形成直接键合,必须有一层氧化物相作为过渡层。

  金属氧化物因其组成结构以及元素的化学性能上的差别,可分为酸性氧化(如TiO2,ZrO2,MoO3,Sb2O3等)、碱性氧化物(如BaO,BeO,MgO,CaO,ZnO,Cu2O等)和两性氧化物(如Al2O3)。对于共晶熔体中的Cu2O属于碱性氧化物,因此,可以推断共晶熔体对一些酸性及两性氧化物陶瓷有着良好的化学亲和性,而对一些碱性较强的氧化物(如MgO,CaO)湿润性能力较差。实验表明在键合工艺下铜层可与石英玻璃以及TiO2,ZrO2陶瓷牢固粘合在一起,键合后剥离强度都大于10N/m。而对于MgO,Cao陶瓷在键合温度下保温足够长的时间仍不能与铜层形成键合。对于一些碱性较弱的金属氧化物如ZnO陶瓷则可以与铜键合在一起,Cu-ZnO陶瓷键合强度的测试表明剥离强度在90N/cm; 左右,与Al2O3,TiO2,SiO2等陶瓷相比键合力要小一些。

  尽管Cu-Cu2O共晶熔体对一些碱性较强的金属氧化物陶瓷的润湿性较差,但当其中引入一些酸性氧化物形成偏于中性的盐类时(如硅酸镁、钛酸钡等)则润湿性大为改观。实验也表明了铜与2MgO.SiO2,BaTiO3陶瓷能形成良好键合,但与铜-TiO2,SiO2陶瓷键合相比键合力稍小一些。

15.7:Cu2O与氧化物陶瓷低共熔点的影响
  尽管在铜>陶瓷键合的温度下,Cu2O与大多数氧化物陶瓷还没能形成低共熔相,但如果键合温度与这一低温度较接近时可以增强陶瓷表面的活性,更好地促进Cu-Cu2O共晶熔体对陶瓷的湿润。表4-4列出了Cu2O与其他氧化物陶瓷形成低共熔点的温度。从表中可以看出Al2O3,ZrO2,SiO2和Cr2O3陶瓷与Cu2O形成低共熔相的温度不是很高,铜_陶瓷键合的温度(约1080℃左右)比较接近,有的甚至低于这一温度(如SiO2)。因而在键合的工艺条件下Cu2O与陶瓷晶粒的界面之间已有很大的活性,Cu-Cu2O共晶熔体能很好地湿润陶瓷,冷却后形成牢固的键合。而Cu2O与MgO陶瓷之间由于形成低共熔点的温度要高得多,因而在相对较低的温度下不易形成键合。

15.8:氧化物结构的影响
  键合时铜_陶瓷界面发生微观结构的变化或进行化学反应,不可缺少的因素就是在界面间发生原子迁移。当Cu2O与Al2O3陶瓷发生化学反应时,其中的铜元素通过扩散将渗透到Al2O3陶瓷晶格中,形成Cu-Al-O键(尽管这一反应层很薄),从而形成牢固的化学键合。因此,铜能否与其他氧化物陶瓷形成键合,与键合时氧化物的结构是否便于铜元素的扩散将有一定的关系。

外来原子在晶体中的扩散主要是通过置换和填隙这两种方式进行的。而置换方式要求两个金属离子的尺寸相近,离子半径相差应小于15%。对于Cu+离子的半径为0.95x10-10m比一般的金属离子半径要大,不易形成置换式固溶。各种金属的离子半径见表4-7。

主要是以填隙方式进入晶格的间隙中。形成填隙固溶体的能力与基质的晶体结构有关。在面心立方结构的MgO中,能利用的填隙位置仅仅是4个氧离子包围的四面体的位置。而在金红石结构的TiO2中通常有空着的八面体间隙;萤石结构中(如ZrO2)有八重配位的较大间隙,在一些网状硅酸盐结构中间隙位置更大。因此在键合条件下,铜较易于与TiO2,SiO2,ZrO2等氧化物陶瓷形成键合,而与MgO陶瓷键合比较困难.

16: 背板制造技术

背板一直是PCB制造业中具有专业化性质的产品。其设计参数与其它大多数电路板有很大不同,生产中需要满足一些苛刻的要求,噪声容限和信号完整性方面也要求背板设计遵从特有的设计规则。背板的这些特点导致其在设备规范和设备加工等制造要求上存在巨大差异。未来的背板尺寸更大、更复杂,且要求工作于前所未有的高时钟频率和带宽范围。信号线路(track)数和节点数将会不断增高:一块背板包含5万个以上节点将变得不再稀奇。

16.1用户不断增长的对可工作于前所未有的高带宽下的日趋复杂的大尺寸背板的需求,导致了对超越常规PCB制造线的设备加工能力的需要。尤其是背板尺寸更大、更重、更厚,比标准PCB要求有更多的层数和穿孔。此外,其所要求的线宽和公差更趋精细,需要采用混合总线结构和组装技术。  背板尺寸和重量对输送系统的要求

  16.2常规PCB与背板间的最大不同在于板子的尺寸、重量以及大而重的原材料基板(panel)的加工问题等。PCB制造设备的标准尺寸为典型的24x24英寸。而用户尤其是电信用户则要求背板的尺寸更大。由此推动了对大尺寸板输送工具的确认和购置需求。设计人员为解决大引脚数连接器的走线问题不得不额外增加铜层,使背板层数增加。苛刻的EMC和阻抗条件也要求在设计中增加层数以确保充分的屏蔽作用,降低串扰,以及增进信号完整性。

  16.3:在有大功耗应用卡插进背板时,铜层的厚度必须适中以便提供所需的电流,保证该卡能正常工作。所有这些因素都导致背板平均重量的增加,这样就要求传送带和其它输送系统必须不仅能够安全地移送大尺寸的原材料板,而且还必须把其增重的事实也考虑进去。

  16.4:用户对层芯更薄、层数更多的背板的需要带来了对输送系统截然相反的两方面的要求。传送带和输送装置必须一方面能够毫无损伤地拾取并输送厚度小于0.10mm(0.004英寸)的大规格薄板片,另一方面还必须能够输送10mm(0.394英寸)厚、25千克(56磅)重的板而不掉板。

  16.4:内层各板的板厚(0.1mm,0.004英寸)与最终完成的背板的厚度(达10mm,0.39英寸)间相差两个数量级,意味着输送系统必须做到足够结实,可以安全地将它们移送通过加工区。由于背板比常规PCB要厚,且钻孔数也多得多,因此易造成加工液流出现象。有30,000个钻孔的10mm厚大规格背板,能很容易地把靠表面张力而吸附在导孔中的少许加工液带出。为尽量减少携液量并排除导孔处残留任何烘干杂质的可能性,采用高压冲洗和空气送风机的方法对钻孔进行清洗是极为重要的。

  16.5:层的对位

  由于用户应用要求越来越多的板层数,层间的对位便变得十分重要。层间对位要求公差收敛。板尺寸变大使这种收敛要求更苛刻。所有的布图工序都是在一定的温度和湿度受控环境中产生的。曝光设备处在同一环境之中,整个区域前图与后图的对位公差需保持为 0.0125mm(0.0005英寸)。为达到这一精度要求,需采用CCD摄像机完成前后布图的对位。

  蚀刻以后,使用四钻孔系统对内层板穿孔。穿孔通过芯板,位置精度保持为 0.025mm(0.001英寸),可重复能力为0.0125mm(0.0005英寸)。然后用针销插入穿孔,将蚀刻后的内层对位,同时把内层粘合在一起。

  16.6:最初,使用这种蚀刻后穿孔的方法可充分保证钻孔与蚀刻铜板的对准,形成一种坚固的环状设计结构。但是,伴随用户在PCB走线方面要求在更小的面积内布设越来越多的线路,为保持板子的固定成本不变,则要求蚀刻铜板的尺寸更小,从而要求层间铜板更好地对位。为达此目标,可以采用购置X光钻孔机的办法。该设备能够实现在1092×813mm(43×32英寸)最大规格的板上钻一个孔的位置精度达到0.025mm(0.001英寸)。其用法有两种:

  16.6.1.用X光机观察每层上的蚀刻铜,借助钻孔确定一个最佳位置。

  16.6.2.钻孔机存储统计数据,记录对位数据相对于理论值的偏差和发散度。把这种SPC数据反馈到前面的加工工序如原材料的选择、加工参数及布图绘制等,以助于减小其变化率,不断改进工艺。

  尽管电镀过程与任何的标准镀过程都相似,但由于大规格背板的独具特征,有两处主要的不同点必须考虑。

  夹具和输送设备必须能够同时传送大尺寸板和重板。1092x813mm(43x32英寸)的大规格原材料基板重量可达到25千克(56磅)。基板必须能在输送和加工过程中安全地被抓牢。加工箱(tank)的设计必须足够深以将板子容纳进去,并且整个箱内还须保持均匀的电镀特性。

  过去,用户都为背板指定压配连接器,因而对铜镀的均匀性要求依赖过重。背板厚度产生0.8mm到10.0mm(0.03英寸到0.394英寸)的变化量。各种宽高比的存在以及基板规格变大,使得电镀的均匀性指标变得至关重要。为实现所要求的均匀性能,必须使用周期性反向(“脉冲”)电镀控制设备。此外,还必须进行必要的搅拌以尽可能保持电镀条件均匀。

  除了对钻孔要求电镀层厚度均匀外,背板设计人员一般对外层表面上的铜的均匀性有着不同的要求。一些设计在外层上蚀刻很少的信号线路。而另一方面,面对高速数据率和阻抗控制线路的需求,外部层设置近乎固态的铜薄片将变得十分必要,以作EMC屏蔽层之用。

  检测

  16.6.3:由于用户要求更多的层数,因而确保在粘合前对内层的刻蚀层进行缺陷识别和隔离是十分紧要的。为实现背板阻抗有效和可重复地控制,蚀刻线宽度、厚度和公差成为关键指标。这时,可采用AOI方法来保证蚀刻铜图案与设计数据的匹配。使用阻抗模型,通过在AOI上对线宽公差进行设定,从而确定并控制阻抗对线宽变化的灵敏度。

  大尺寸多钻孔的背板以及在背板上放置有源回路的趋势,共同推进了在进行元件装填以求高效生产之前对裸板进行严格检验的必要。

  背板上钻孔数目的增大意味着裸板测试夹具将变得十分复杂,尽管采用专用夹具可大大缩短单位测试时间。为缩短生产流程和原型制造时间,采用双面飞针探测夹具,用原始设计数据进行编程,可确保与用户设计要求的一致性,并降低成本,缩短上市时间。

  16.7组装

  传统上,出于可靠性考虑,倾向于在背板上使用无源元件。但是,为保持有源板的固定成本,BGA等有源器件越来越多地设计到背板上。元件安装设备必须不仅能够安放较小规格的电容器和电阻器(0402尺寸),而且还必须能够对额外的硅封装元件进行操作。此外,背板的大规格化要求安装设备的台床要大,且对重背板也能以精细的位置公差进行移位。

由于背板较常规的PCB板要厚和重,相应地其热容也较大。鉴于背板冷却速度较慢,因此回流焊炉的长度要加长。还需要在出口处对其进行强制空气冷却,以使背板温度降低到可安全操作的程度。

十七. 电路板OSP工艺

12.1.1.电路板产品在走向轻薄化、小型化、多功能化的发展,PCB也向着高精密度、超薄型化、多层化、小孔化方向发展,各国ROHS指令的实施,使得SMT工艺面临新的技术挑战,OSP工艺应运而生。OSP有机保焊膜,也可以称呼为“护铜剂”。在洁净的裸铜表面上,用化学的方法所生长的一层有机皮膜;厚度在0.2-0.5UM间。

17.1.2.OSP的优点:

1、针对线PITCH较窄或者线路分布教密的PCB,OSP技术能形成非常平整的处理表面,满足PCB后续焊接工艺的要求;

17.1.3、焊点结合能力优异,如手机,数码相机等产品在日常使用中一直处于运动状态,需要在焊接时形成牢固的焊点,以保证产品的使用寿命;

17.1.4、性价比优异,大约为热风平整(HASL)工艺成本的30%,低于化学镍金(ENIG)工艺成本的10%。

17.1.5、可在同一块PCB上同时使用化学镍金和OSP工艺

17.2:OSP的工艺缺点:

17.2.1:OSP当然也有它的不足之处,例如实际配方种类繁多、性能不一,也就是说供应商的认证和选择工作要做得够做得好。OSP的不足之处是所形成的保护膜极薄,易于划伤(或擦伤),必须精心操作和搬放。同时,经过多次高温焊接过程的OSP膜(指未焊接的OSP膜)会发生变色或裂缝,影响可焊性和可靠性。

17.2.2:锡膏印刷工艺要掌握得好,因为印刷不良的板不能使用IPA等进行清洗,会损害OSP层。透明和非金属的OSP层厚度也不容易测量,透明性对涂层的覆盖程度也不容易看出。所以供应商在这些方面的质量稳定性较难评估。OSP技术在焊盘的Cu 和焊料的Sn之间没有其它材料的IMC隔离,在无铅技术中,含Sn量高的焊点中的Sn Cu增长很快,影响焊点的可靠性。

17.3:OSP、PCB包装、储存、及使用:

17.3.1:OSP PCB表面的有机涂料极薄,若长时间暴露在高温高湿环境下,PCB表面将发生氧化,可焊性变差,经过回流焊制程后,PCB表面有机涂料也会变薄,导致PCB铜箔容易氧化,所以OSP PCB与SMT半成品板保存方式及使用应遵守以下原则:

17.3.2: OSP PCB需采用真空包装,并附上干燥剂.运输和保存时,带有OSP的PCB之间使用隔离纸发防止摩擦损害OSP表面;

17.3.3:不可暴露于直接日照环境,保持良好的仓库储存环境,相对湿度:30~70%,温度:10~30°C,保存期限小于6个月;

17.3.4在SMT现场拆封时,必须检查湿度显示卡,并于12小时内上线,绝对不要一次拆开好多包,万一打不完,或者设备出了点什么问题要用很长时间解决,那就容易出问题.印刷之后尽快过炉不要停留,因为锡膏里面的助焊刘对OSP皮膜腐蚀很强.保持良好的车间环境:相对湿度40~60%,温度:22~17°C.生产过程中要避免直接用手接触PCB表面,以免其表面受汗液污染而发生氧化;

17.3.5:SMT单面贴片完成后,必须于24小时内完成第二面SMT零件贴片组装;

17.3.6:完成SMT后要在尽可能短的时间内(最长36小时)完成DIP插件;

17.3.7: OSP PCB不可以烘烤,高温烘烤容易使OSP变色劣化,假若空板超过使用期限,可以退厂商进行OSP重工。

十八、冲床

问题原因
可能原因
改善方法

偏孔
1:定位孔偏
1:调正管位孔

2:线路变形
1:图形转移后,校对原装菲林或网版

3,钻孔偏位
1:调整模具管位,分开啤板

爆边
1:模具剪口不利
1.研磨模芯或重起模芯

2:FR4材料受潮
1:在啤板前烤板

3:基材本身质量差
1:与供应商协商处理

4:模具下玉有残缺口
1:维修模具

5:模具不平
1:用手砂轮或砂纸打平模芯

6:啤板时模芯有垃圾
1.时刻清理模芯的垃圾

7.模具啤残或到使用寿命
1.重开模芯或模具

尺寸不足
1:模具本身尺寸不足
1:查核工程机械图核对

2:工程机械图偏小
1:查是客户设计问题或工程错误, 重新做模芯.

3:模具本身问题
1:模具厂尺寸出错,重新做模芯.

4:模芯耗损
1: 重新做模芯

塞孔
1:设计下漏粟偏小
1.将模具下玉套空车啦吧型

2:冲针断
1:换冲针

3:下漏丝制作不合理
1.: 将模具下玉套空车啦吧型

4:冲针啤残
1:换冲针

5:基板材质差
1.与供应商协商处理

6:纸板啤板时加热不够
1:调整合适的温度后啤板

未冲透
1:断针
1:换冲针

2:冲针过残
1:换冲针

漏孔
1.断针
1.换冲针

2.模具漏设计装针
1:加装冲针

3模具漏设计装针
1:加装冲针

孔大
1:冲针过大
1.换合格的冲针

2:装错针
1:换合格的冲针

3:工程或客户设计错误
1:查找原由后, 再换合格的冲针

孔小
1:装错针
1.换合格的冲针

2:冲针啤残
1.换冲针

多孔
1: 工程或客户设计错误
1.拔掉多余的冲针

2:同模时漏扒针
1: 拔掉多余的冲针

少孔
1: 工程或客户设计错误
1: 加装冲针

2:同模时漏扒针
1: 加装已漏装冲针

异形孔
1:针冲变形
1.换冲针或模具材质问题

2: 工程或客户设计错误
1: 换冲针

3:装错针或模具啤残
1: 换冲针

2.重开模芯或模具

3:将模芯研磨

4模具材质问题
1.要求模具厂重做

异形槽
1:针冲变形
1.换异形针

2: 工程或客户设计错误
1.查原因后,更换换异形针

3:装错针
2换合格的异形冲针


以上不良因素,主要是争对FR4材料的PCB板

十九:电路板部份检验标准

部 门
缺點項目

线路部分:


1, 断线, A, 线路上有断裂或不连续的现象, B, 线路上断线长长度超过10mm,不可维修. C, 断线处在PAD或孔缘附近,(断路处在PAD或缘小于等于2mm可维修.断路处离PAD或孔缘大于2mm,不可维修,) D, 相邻线路并排断线不可维修. E, 线路缺口在转弯处断线,(断路下距

线路修补不良,
A, 补线偏移或补线规格不符合原线路尺寸(在不影响最小宽或间距则允收)

线路露铜,
A, 线路上的防焊脱落,可维修

线路撞歪,
A, 间距小于原间距或有凹口,可维修

线路剥离,
A, 铜层与铜层间已有剥离现象,不可维修.

线距不足,
A, 两线间距缩减不可能超30%.可维修,超过30%不可维修.

断线,
A, 线路上有断裂或不连续的现象,

B, 线路上断线长长度超过10mm,不可维修.

C, 断线处在PAD或孔缘附近,(断路处在PAD或缘小于等于2mm可维修.断路处离PAD

或孔缘大于2mm,不可维修,)

D, 相邻线路并排断线不可维修.

E, 线路缺口在转弯处断线,(断路下距转弯处小于等于2mm,可维修.断路处转弯处大于2 mm,不可维修.)

A, 两线间有异物导致短路,可维修.
B, 内层短路不可维修,.

线路缺口,
A, 线路缺口未过原线宽之20%,可维修.

线路凹陷&压痕,
A, 线路不平整,把线路压下去,可维修.

线路沾锡,
A, 线路沾锡,(沾锡总面积小于等于30 mm2,可维修,沾锡面积大于30 mm2
不可维修.


CQFP未下墨,不可维修,


? 8, QFP下墨处脱落, QFP下墨处脱落3条以内得允收.否则不可维修,


? 9, 氧化, PAD受到污染而变色,可维修,


1 PAD露铜, 若BGA或QFP PAD露铜,不可维修,
2, PAD沾白漆或防焊油墨, PAD上有白漆或油墨覆盖,可维修.

六, 其它部分:
?


1, PCB夹层分离,白斑,白点,不可维修,
2, 织纹显露, 板内有编织性的玻织布痕迹,大于等于10mm2不可维修,
3, 板面污染, 板面不可有灰压,手印,油渍,松香,胶渣,或其它等外来污染,可维修,
4, 成型尺寸过大过小,外型尺寸公差超出承认书标准,不可维修,
5, 裁切不良, 成型未完全,不可维修,
6, 板厚,板薄, 板厚超PCB制作规范,不可维修,
7, 板翘, 板杻高度大于1.6mm,不可维修.
8, 成型毛边, 成型不良造成毛边,板边不平整,可维修.



? 金手指:


1. 金手指(3/5重要检验区域)之刮伤不露铜

2. 金手指(3/5重要检验区域)之凹陷

3. 金手指(3/5重要检验区域)之刮伤露铜

4. 金手指污染&氧化

5. 金手指镀层剥离

6. 金手指沾胶&沾锡

7. 金手指未做斜边

8. 金手指斜边长度不良(斜边过长或过短)

9. 金手指镀金镀镍厚度不足

10. 金手指上方via hole有锡珠

11. 金手指切边不良

12. 金手指蚀刻不良

13. 金手指斜边未做导角

14. 金手指残留油墨

15. 金手指表面粗糙&镀瘤

批量. 抽樣計劃. 抽樣方法.報告填寫
PCB的檢驗是以一批的數量為基礎來執行的, 一個批量通常是一個單據所列的數量

抽樣計劃依檢驗項目而異, 不同品質性采用相應不同的抽樣水准, 具體抽樣計劃依

第 8. 9. 10.11.12 項中的AQL抽樣及AQL= 0.4 , C=0

樣本采用隨機抽樣.


14.1:电路板RoHS?

1、什么是RoHS?

RoHS:英文原文为:RestrictionofHazardousSubstance(危害物质禁用指令)。

欧盟指令所指的危害物质:

铅(Pb)、汞(Hg)、镉(Cd)、六价铬(Cr6+)、聚溴联苯(PBB)、聚溴二苯醚(PBDE)。

2、为什么要执行RoHS?

汞、镉、铅、六价铬、聚溴联苯(PBB)、聚溴二苯醚(PBDE)的成分仍有可能对人类健康和环境形成危险。

绿色环保,是对人类自身的保护,欧盟的指令形成一个绿色标准,这就要求所有成品和零件部件厂商必须作出相应的响应,构建绿色的生产制造体系,使贯穿整个供应商→客户→消费者的供应链成为“绿色供应链”。

14.2:电路板常用单位换算

14.2.1:1兆帕(Mpa) =1000千帕(Kpa ) 1Psi (磅) / 平方英寸=6.89(Kpa)

1Gal(加伦)=3.785L 1Kg=14Psi 1Psi=0.07KG/C㎡

1Kg=98Kp 1Mpa=9.8KG/C㎡ 1mil=25.4um=1000u〞

12.2.2OZ 盎斯:铜箔厚度之单位

1 oz 重量的铜箔,平铺在1平方英呎的面积上所得的铜箔厚度

12.2.3长度单位:

1英尺(1 ft)=12英寸(12 inch) 1英寸=1000 mil (mil为FPC常用单位)

1英寸(1 inch) =1000 mil =25.4 mm 1 mil = 0.0254 mm (毫米)

面积单位:1平方英尺(1 ft2) =929平方厘米 (cm2) = 0.00929平方米 (m2)

行业英语专业术语

12.3:PCB专业用语之中英文 :综合词汇

1、 印制电路:printed circuit
2、 印制线路:printed wiring
3、 印制板:printed board
4、 印制板电路:printed circuit board (pcb)
5、 印制线路板:printed wiring board(pwb)

6、 印制元件:printed component
7、 印制接点:printed contact

8、 印制板装配:printed board assembly
9、 板:board
10、 单面印制板:single-sided printed board(ssb)

11、 双面印制板:double-sided printed board(dsb)
12、 多层印制板:mulitlayer printed board(mlb)
13、 多层印制电路板:mulitlayer printed circuit board
14、 多层印制线路板:mulitlayer prited wiring board
15、 刚性印制板:rigid printed board
16、 刚性单面印制板:rigid single-sided printed borad
17、 刚性双面印制板:rigid double-sided printed borad
18、 刚性多层印制板:rigid multilayer printed board
19、 挠性多层印制板:flexible multilayer printed board
20、 挠性印制板:flexible printed board

21、 挠性单面印制板:flexible single-sided printed board
22、 挠性双面印制板:flexible double-sided printed board
23、 挠性印制电路:flexible printed circuit (fpc)
24、 挠性印制线路:flexible printed wiring
25、 刚性印制板:flex-rigid printed board, rigid-flex printed board
26、 刚性双面印制板:flex-rigid double-sided printed board, rigid- flex double-sided printed

27、 刚性多层印制板:flex-rigid multilayer printed board, rigid-flex multilayer printed board
28、 齐平印制板:flush printed board
29、 金属芯印制板:metal core printed board
30、 金属基印制板:metal base printed board
31、 多重布线印制板:mulit-wiring printed board
32、 陶瓷印制板:ceramic substrate printed board
33、 导电胶印制板:electroconductive paste printed board
34、 模塑电路板:molded circuit board
35、 模压印制板:stamped printed wiring board
36、 顺序层压多层印制板:sequentially-laminated mulitlayer
37、 散线印制板:discrete wiring board
38、 微线印制板:micro wire board
39、 积层印制板:buile-up printed board
40、 积层多层印制板:build-up mulitlayer printed board (bum)

12.4:FPC专业用语之中英文


FPC 柔性印刷线路板 Flexible Printed Circuit
FPC 柔性印刷线路板 Flexible Printed Circuit
FCCL 柔性覆铜箔 Flexible copper clad laminate
PI 聚酰亚胺膜 Polyimide Film
盖膜 Cover-lay
补强板 stiffener
绝缘层 Insulator
接着剂 ADH
辊压铜箔 rolled copper foil
电解铜箔 electrolytic foil
基材 base material
钻孔 drilling
通孔 through hol
通孔 via
黑孔 black hole
导通的 conductive
碳粒子 carbon particles
负电的 negative electric charge
循环水洗 cascade Rinse
双边传动 double-side transmission

21. D/F压膜 D/F film-laminated

22.感光干膜 sensitive dry film

23.曝光 exposure

24.平行光 parallel light

25.离散光 discrete light

26.显影 developing

27.碳酸钠溶液 sodium carbonate solution.

28.温度 temperature

29.速度 speed

30.浓度 concentration

31.喷淋压力 spouting pressure

32.压强 pressure

33.蚀刻 etching

34.剥膜 stripping

35.盐酸 hydrochloric acid

36.过氧化氢 hydrogen peroxide solution

37.温度 temperature

38.阻焊 solder resist











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