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PCB“線路短路”是各PCB生產(chǎn)廠家?guī)缀趺刻於紩?huì)遇到的問題,也是一個(gè)比較難解決的問題,此問題改善得好或壞,
直接關(guān)系到生產(chǎn)成本的低或高,也關(guān)系到成品合格率的問題。
現(xiàn)將造成以上現(xiàn)象的原因分析和改善方法逐一列舉如下:
一、跑錫造成的短路
1、在退膜藥水缸里操作不當(dāng)引起跑錫;
2、已退膜的板疊加在一起引起跑錫。
改善方法:
(1)退膜藥水濃度高,退膜時(shí)間長,抗鍍膜早已掉落,可板仍在強(qiáng)堿溶液中浸泡,部分錫粉附在銅箔表面上,蝕刻時(shí)有一層很薄的金屬錫護(hù)著銅表面,起到抗蝕作用,造成要去除的銅未除干凈,從而導(dǎo)致線路短路。所以我們需要嚴(yán)格控制好退膜藥水的濃度、溫度、退膜時(shí)間,同時(shí)退膜時(shí)用插板架插好,板與板之間不能層疊碰在一起。
(2)已退膜的板未烘干便疊加在一起,使得板與板之間的錫浸在未烘干的退膜溶液中,部分錫層會(huì)溶解附在銅箔表面上,蝕刻時(shí)有一層很薄的金屬錫護(hù)著銅表面,起到抗蝕作用,造成要去除的銅未除干凈,從而導(dǎo)致線路短路。
二、蝕刻不凈造成的短路
1、蝕刻藥水參數(shù)控制的好壞直接影響到蝕刻質(zhì)量,目前我司使用的是堿性蝕刻液,具體分析如下:
1.1 PH值:控制在8.3~8.8之間,如果PH值低了,溶液將變成粘稠狀態(tài),顏色偏白色,蝕板速率下降,這種情況容易引起側(cè)腐蝕,主要通過添加氨水來控制PH值。
1.2 氯離子:控制在190~210g/L之間,主要通過蝕刻鹽對(duì)氯離子含量進(jìn)行控制,蝕刻鹽是由氯化銨和補(bǔ)充劑組成的。
1.3 比重:主要通過控制銅離子的含量來對(duì)比重進(jìn)行控制,一般將銅離子含量控制在145~155g/L之間,每生產(chǎn)一小時(shí)左右進(jìn)行檢測一次,以確保比重的穩(wěn)定性。
1.4 溫度:控制在48~52℃,如果溫度高了氨氣揮發(fā)快,將造成pH值不穩(wěn)定,且蝕刻機(jī)的缸體大部分都是由PVC材料制作的,PVC耐溫極限為55℃,超過這個(gè)溫度容易造成缸體變形,甚至造成蝕刻機(jī)報(bào)廢,所以必須安裝自動(dòng)溫控器對(duì)溫度進(jìn)行有效監(jiān)控,確保其在控制范圍之內(nèi)。
1.5 速度:一般根據(jù)板材底銅的厚度調(diào)整合適的速度。
建議:為了達(dá)到以上各項(xiàng)參數(shù)的穩(wěn)定、平衡,建議配置自動(dòng)加料機(jī),以控制好子液的各項(xiàng)化學(xué)成份,使蝕刻液的成份處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)。
2、整板電鍍銅時(shí)電鍍層厚薄不均勻,導(dǎo)致蝕刻不干凈。
改善方法:
(1)全板電鍍時(shí)盡量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)線生產(chǎn),同時(shí)根據(jù)孔面積的大小,調(diào)整好單位面積的電流密度(1.5~2.0A/dm2),電鍍時(shí)間盡量保持一致,飛巴保證滿負(fù)荷生產(chǎn),同時(shí)增加陰、陽極擋板,制定“電鍍邊條”的使用制度,以減少電位差。
(2)全板電鍍?nèi)绻鞘謩?dòng)線生產(chǎn),則板大的需要采用雙夾棍電鍍,盡量使單位面積的電流密度保持一致,同時(shí)安裝定時(shí)報(bào)警器,確保電鍍時(shí)間的一致性,減少電位差。
三、可視微短路
1、曝光機(jī)上邁拉膜劃傷造成的線路微短路;
2、曝光盤上的玻璃劃傷造成的線路微短路。
改善方法:
(1)曝光機(jī)上的邁拉膜因使用時(shí)間較長,膜面上有劃傷現(xiàn)象,劃痕積聚有灰塵形成黑色或不透明的“小線條”,在線路圖形曝光時(shí)因黑色或不透明的“小線條”遮光,使得顯影后在線路之間形成露銅點(diǎn)而造成短路,且板件上的銅箔越薄越容易短路,線間距越小越容易短路。所以當(dāng)我們一經(jīng)發(fā)現(xiàn)邁拉膜有劃傷現(xiàn)象時(shí),必須馬上進(jìn)行更換或用無水酒精清潔,保證邁拉膜的透明度,嚴(yán)格控制不透明的劃痕存在。
(2)曝光機(jī)上曝光盤玻璃因使用時(shí)間長,玻璃表面上有劃傷現(xiàn)象,劃痕積聚有灰塵形成黑色印子或不透明的“小線條”,同樣在線路圖形曝光時(shí)因不透明的“小線條”遮光,顯影后在線之間形成露銅點(diǎn)而造成短路。所以當(dāng)我們一經(jīng)發(fā)現(xiàn)有玻璃劃傷現(xiàn)象時(shí),必須馬上進(jìn)行更換或用無水灑精進(jìn)行清潔,嚴(yán)格控制不透明的劃痕存在。
四、夾膜短路
1、抗鍍膜層太薄,電鍍時(shí)因鍍層超出膜厚,形成夾膜,特別是線間距越小越容易造成夾膜短路。
2、板件圖形分布不均勻,孤立的幾根線路在圖形電鍍過程中,因電位高,鍍層超出膜厚,形成夾膜造成短路。
改善方法:
(1)增加抗鍍層的厚度:選擇合適厚度的干膜,如果是濕膜可以用低網(wǎng)目數(shù)的網(wǎng)版印制,或者通過印制兩次濕膜來增加膜厚度。
(2)板件圖形分布不均勻,可以適當(dāng)降低電流密度(1.0~1.5A)電鍍。在日常生產(chǎn)中,我們出于要保證產(chǎn)量的原因,所以我們對(duì)電鍍時(shí)間的控制通常是越短越好,所以使用的電流密度一般為1.7~2.4A之間,這樣在孤立區(qū)上得到的電流密度將會(huì)是正常區(qū)域的1.5~3.0倍,往往造成孤立區(qū)域上間距小的地方鍍層高度超過膜厚度很多,退膜后出現(xiàn)退膜不凈,嚴(yán)重者便出現(xiàn)線路邊緣夾住抗鍍膜的現(xiàn)象,從而造成夾膜短路,同時(shí)會(huì)使得線路上的阻焊厚度偏薄。
五、看不見的微短路
看不見的微短路對(duì)我司來說,是困擾最久也曾經(jīng)是最難解決的問題,在測試出現(xiàn)問題的成品板中,50%左右是屬于此類微短路的問題,其主要原因是線間距內(nèi)存在著肉眼無法看見的金屬絲或金屬顆粒。
改善方法:
1、因阻焊前磨板是采用物理粗化方式的,磨刷痕深度一般在0.3~1.5μm之間,磨板過程中由于板邊沿有大量的金屬碎屑附著板面,壓力水洗時(shí)有部分未沖洗干凈,附在水洗后面的海棉吸水輥表面,當(dāng)后面再繼續(xù)過板時(shí),則金屬碎屑就有可能附在板面上,從而造成成品板有許多肉眼看不見的短路現(xiàn)象,那么為了避免這類現(xiàn)象,我們必須定期對(duì)海棉吸水輥進(jìn)行清洗,這一點(diǎn)非常重要,而且也非常容易被人疏忽!
2、磨板后面水洗水定期更換,確保水洗缸的水保持清潔。
3、磨板機(jī)定期清潔、保養(yǎng)(用3~5% NaOH溶液和3~5% H2SO4溶液分別清洗),清潔水槽銅粉積聚物和水中的微生物體,風(fēng)干段內(nèi)部及風(fēng)機(jī)過濾器定期清潔并保持干凈。
六、固定位短路
主要原因是菲林線路有劃傷或涂覆網(wǎng)版上有垃圾堵塞,涂覆的抗鍍層固定位露銅導(dǎo)致短路。
改善方法:
1、菲林底片不得有沙眼、劃傷等問題,放置時(shí)藥膜面要朝上,不得和其它物體摩擦,拷片時(shí)藥膜面對(duì)藥膜面進(jìn)行操作,用完后及時(shí)裝入合適的菲林薄膜袋中保存。
2、對(duì)位時(shí)藥膜面對(duì)板面,取菲林時(shí)用雙手對(duì)角拿起,不要碰到其它物體,避免藥膜面劃傷,每張菲林對(duì)板到一定數(shù)量時(shí)須停止對(duì)位進(jìn)行專人檢查或更換,用完后裝入合適的菲林薄膜袋中保存。
3、操作人員手上不得佩戴任何裝飾物如戒指、手鐲等,指甲要常修剪并保持園滑,對(duì)位臺(tái)表面不得放任何雜物,臺(tái)面保持干凈平滑。
4、網(wǎng)版生產(chǎn)前一定要嚴(yán)格檢查,確保網(wǎng)版無不通現(xiàn)象,涂覆濕膜時(shí)經(jīng)常要抽檢,檢查是否有垃圾堵塞網(wǎng)版。當(dāng)間隔一段時(shí)間沒有印刷時(shí),印刷前要空網(wǎng)先印刷幾次,使油墨內(nèi)的稀釋劑充分溶解凝固的油墨,確保網(wǎng)版漏油暢通。
七、垃圾短路
1、線路磨板機(jī)的海棉吸水輥有垃圾,磨板機(jī)風(fēng)干段未清潔干凈,風(fēng)機(jī)濾網(wǎng)比較臟;
2、線路圖形工作室不干凈、衛(wèi)生差;
3、涂覆油墨的工作臺(tái)面有垃圾,使用的工具有垃圾,烤爐及其工作房衛(wèi)生存在垃圾;
4、對(duì)位臺(tái)面有垃圾,曝光盤存在垃圾;
5、阻焊前板面粘有金屬碎屑垃圾橫跨在兩條導(dǎo)線之間造成短路。
改善方法:
(1)因線路磨板表面是采用物理粗化的,磨板過程中由于板邊沿有大量的金屬碎屑附著板面,在壓力水洗時(shí)有部分未沖洗干凈,附在水洗后面的海棉吸水輥表面,當(dāng)后面再繼續(xù)過板時(shí),金屬碎屑就有可能附在板面上,所以一定要定期對(duì)海棉吸水輥進(jìn)行清洗。
(2)同樣要對(duì)磨板后面水洗水定期更換,保持水質(zhì)清潔度。
(3)定期清潔、保養(yǎng)磨板機(jī),清潔水槽銅粉積聚物和水中的微生物體;風(fēng)干段內(nèi)部及風(fēng)機(jī)過濾器定期清潔并保持干凈。
(4)圖形線路車間采用無塵車間,并且按“5S”要求對(duì)車間嚴(yán)格管理,保持室內(nèi)環(huán)境清潔衛(wèi)生,進(jìn)房穿著好防塵服并進(jìn)行風(fēng)淋10秒以上,特別是頭發(fā)不能露出防塵服外面,預(yù)防頭皮屑、頭發(fā)絲掉到無塵房內(nèi)。
(5)涂覆油墨的工作臺(tái)面,使用的工具、烤爐、對(duì)位臺(tái)面、曝光盤定期清理,確保無垃圾,保持清潔。
八、滲鍍短路
1、線路圖形轉(zhuǎn)移前,抗電鍍層大部分都是采用濕膜涂覆或貼干膜的,涂覆濕膜或貼干膜前表面都要采取物理或化學(xué)粗糙,如果粗糙度不夠,將會(huì)造成圖形電鍍時(shí)滲鍍。
2、涂覆濕膜或貼干膜前板面如果有氧化、水印等也會(huì)造成圖形電鍍時(shí)滲鍍。
3、顯影后在電鍍前放置時(shí)間過長,電鍍時(shí)也會(huì)造成電鍍時(shí)滲鍍。
4、錫光劑選擇不適當(dāng)時(shí)容易引起電鍍時(shí)滲鍍。
改善方法:
(1)涂覆濕膜或貼干膜前的板面處理,采用2對(duì)500#的磨刷刷板,但由于磨板過程中,不是所有板大小、厚薄都一致的,板的大小也不可能全部跟刷輥一樣大小,那么在磨板過程中板面的粗糙度就不能做到一致,如果粗糙度(≥0.2μm)達(dá)不到膜與板的一定結(jié)合力時(shí),滲鍍問題就出來了。為了達(dá)到合適的粗糙度,我們通過采用化學(xué)粗化方法,嚴(yán)格控制好各項(xiàng)工藝參數(shù),問題就基本上可以得到有效的解決。
(2)已粗化好的板,在工作室放置時(shí)間不能太長,因磨板出來的板溫度都較高(≥40℃),而工作室的溫度一般控制在21±3℃,溫差較大,板面容易造成有水珠而導(dǎo)致氧化。工作室在搞衛(wèi)生時(shí),水滴不能濺到板面上;印制濕膜時(shí),清理臺(tái)面可能用到有機(jī)溶劑進(jìn)行清潔,溶劑不能粘到板面上;印制前的板面杜絕粘到手指紋,否則將會(huì)引起滲鍍。
(3)顯影后在電鍍前放置時(shí)間過長,因電鍍車間的濕度過大,時(shí)間放長了(≥6小時(shí)),將會(huì)降低抗鍍膜與板面的結(jié)合力,電鍍時(shí)將容易引起滲鍍,那么在生產(chǎn)過程中,必須要按照板的先后順序進(jìn)行生產(chǎn),班組主管/領(lǐng)班經(jīng)常要溝通,確保生產(chǎn)板在電鍍前停留時(shí)間不要超過6小時(shí),如果有些板超過該時(shí)間范圍,建議將板過UV機(jī)后或進(jìn)行高溫(150±5℃)烘烤20分鐘后再電鍍。
(4)選擇合適的抗鍍膜(濕膜或干膜),以及與之兼容的錫光劑,否則有可能引起滲鍍。
九、劃傷短路
1、涂覆濕膜后劃傷,對(duì)位時(shí)操作不當(dāng)造成膜面劃傷。
2、顯影機(jī)出口接板忙不過來造成板與板之間碰撞劃傷。
3、電鍍時(shí)取板不當(dāng),上夾板時(shí)操作不當(dāng),手動(dòng)線前處理過板時(shí)操作不當(dāng)?shù)仍斐蓜潅?/p>
改善方法:
(1)因涂覆濕膜后在插板時(shí)容易造成劃傷,所以板與板之間最好間隔遠(yuǎn)一點(diǎn),確保板面無劃傷現(xiàn)象。對(duì)位時(shí)雙手取、放板,嚴(yán)格避免板與板疊加在一起,或板與對(duì)位臺(tái)面摩擦,避免劃傷板面。
(2)顯影時(shí)根據(jù)板的大小及接板人的操作能力調(diào)整放板的間隔距離,出板口無人接板時(shí)機(jī)器入板處不得放板,接板時(shí)用雙手卡板,避免板與板之間產(chǎn)生碰撞造成板面劃傷。
(3)電鍍時(shí)雙手取、放板,避免兩塊板或多塊板層疊在一起進(jìn)行夾板,手動(dòng)線上板時(shí)避免板與臺(tái)面之間的摩擦,手動(dòng)線前處理的板不能過多,過板時(shí)一夾一夾地過板避免碰撞。
十、結(jié)論:
我們通過上面的各種改善方法后,PCB短路問題得到了有效的改善,特別是跑錫短路、夾膜短路、肉眼看不見的微短路、滲鍍短路、濕膜板滲鍍短路等問題已得到有效的控制,約有半年多的時(shí)間里都沒有出現(xiàn)過這幾類的短路問題,當(dāng)然,其它短路的問題還有待于提高整體管理水平、員工的操作技能、環(huán)境清潔度、工藝能力等才能得到有效的改善。