為什么PCB會(huì)出現(xiàn)開路？ 如何提高？

PCB線路開短路是PCB廠家?guī)缀趺刻於紩?huì)遇到的問題，一直困擾著生產(chǎn)和質(zhì)量管理人員。 由此引發(fā)的出貨量不足補(bǔ)貨、發(fā)貨延遲、客戶投訴等問題，內(nèi)部人士更難解決。 從事PCB制造行業(yè)20余年，主要從事生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理、過程管理和成本控制。 我們?cè)诟纳芇CB開短路問題方面積累了一些經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)寫成總結(jié)供同行討論，期待管理生產(chǎn)和質(zhì)量的同行參考。

首先，我們將PCB開路的主要原因歸納歸納為以下幾個(gè)方面：

對(duì)上述現(xiàn)象的原因分析及改善方法列舉如下：

一、基板裸露造成開路：

1、覆銅板入庫前被劃傷；

2、CCL在切割過程中被劃傷；

3、覆銅板在鉆孔時(shí)被鉆頭劃傷；

4、覆銅板在運(yùn)輸過程中被劃傷；

5、沉銅后疊板時(shí)操作不當(dāng)造成表面銅箔損壞；

6、生產(chǎn)板表面銅箔在過整平機(jī)時(shí)劃傷。

改善方法：

1、PCB覆銅板入庫前，IQC必須進(jìn)行抽檢，檢查板面是否有劃痕，是否有基材外露。 如有，應(yīng)及時(shí)與供應(yīng)商聯(lián)系，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)處理。

2、覆銅板在下料過程中被劃傷，主要是由于下料機(jī)臺(tái)面上存在堅(jiān)硬、尖銳的物體。 沖裁時(shí)，由于覆銅板與尖銳物體摩擦，銅箔被劃傷。 因此，下料前必須仔細(xì)清潔臺(tái)面，保證臺(tái)面平整，無堅(jiān)硬、尖銳的物體。

3、覆銅板在鉆孔時(shí)被鉆頭劃傷，主要是主軸夾頭磨損，或者夾頭內(nèi)有雜物沒有清理干凈，鉆頭抓不牢，鉆頭沒有 到達(dá)頂部，略長(zhǎng)于設(shè)定的鉆頭長(zhǎng)度，鉆孔時(shí)提升高度不夠，機(jī)床移動(dòng)時(shí)鉆頭尖劃傷銅箔形成裸露基板。

A、可根據(jù)抓刀記錄次數(shù)或根據(jù)夾嘴磨損程度更換夾嘴；

B、按操作規(guī)程定期清洗夾嘴，確保夾嘴內(nèi)無雜物。

4、PCB板在運(yùn)輸過程中被劃傷：

A、搬運(yùn)時(shí)，搬運(yùn)人員一次舉起的板材數(shù)量過多，重量過大。 搬運(yùn)時(shí)板材沒有抬起，而是原樣拉起，造成板角與板面摩擦，劃傷板面；

b、板子放下時(shí)沒有擺放整齊，用力推著重新排列，導(dǎo)致板子之間產(chǎn)生摩擦，劃傷了板面。

5、鍍銅、全板電鍍后疊板操作不當(dāng)造成的劃傷：

鍍銅、電鍍后的板材存放時(shí)，板材疊放在一起。 當(dāng)有一定數(shù)量的盤子時(shí)，重量不小。 再次放下版時(shí)，版角向下，有重力加速度，形成強(qiáng)大的沖擊力撞擊版面，造成版面劃傷，露出承印物。

6、PCB生產(chǎn)板過整平機(jī)被劃傷：

A、板材研磨機(jī)的擋板有時(shí)會(huì)接觸板材表面。 擋板邊緣一般凹凸不平，有尖銳物突出。 過板時(shí)板面被劃傷；

b、不銹鋼傳動(dòng)軸因損壞成為尖銳物體，過板時(shí)劃傷銅面，露出母材。

綜上所述，如果線路為開路或線隙形式，則很容易判斷沉銅后基材劃傷和裸露； 如果裸露基板的劃痕發(fā)生在沉銅前，在線時(shí)，沉銅后又沉積了一層銅，線路的銅箔厚度明顯降低，后續(xù)很難檢測(cè)到 開路和短路測(cè)試。 這樣一來，客戶在使用時(shí)可能會(huì)因?yàn)闊o法承受過大的電流而燒毀線路，造成的潛在質(zhì)量問題和經(jīng)濟(jì)損失是相當(dāng)可觀的。

二、無孔開路：

1.沉銅是無孔的；

2.孔內(nèi)有油造成無氣孔；

3.微蝕過度導(dǎo)致無氣孔；

4.電鍍不良無氣孔；

5.鉆嘴燒孔或灰塵堵孔，造成無氣孔。

改進(jìn)措施：

1、無孔沉銅：

A、造孔劑造成的無孔形成：是由于造孔劑的化學(xué)濃度不平衡或無效造成的。 成孔劑的作用是調(diào)節(jié)絕緣基板在孔壁上的電性能，以利于后續(xù)鈀離子的吸附，保證化學(xué)銅的完全覆蓋。 如果造孔劑的化學(xué)濃度不平衡或無效，就會(huì)導(dǎo)致不多孔。

B、活化劑：主要成分為鈀、有機(jī)酸、亞錫離子和氯化物。 為使金屬鈀在孔壁上均勻沉積，必須控制各項(xiàng)參數(shù)，使其符合要求。 以我們現(xiàn)在的激活器為例：

①溫度控制在35~44℃。 溫度低，鈀沉積密度不夠，化學(xué)銅覆蓋不完全； 溫度高時(shí)反應(yīng)過快，材料成本增加。

②濃度和比色應(yīng)控制在80%～100%。 濃度低，鈀沉積密度不足，化學(xué)銅覆蓋不完全； 如果濃度太高，反應(yīng)太快會(huì)增加材料成本。

③維護(hù)PCB生產(chǎn)過程中的活化劑溶液。 如果污染嚴(yán)重，孔壁上沉積的鈀會(huì)不致密，后續(xù)的化學(xué)鍍銅也會(huì)不完整。

C、促進(jìn)劑：主要成分為有機(jī)酸，用于去除吸附在孔壁上的亞錫和氯離子化合物，露出后續(xù)反應(yīng)的催化金屬鈀。 我們使用的促進(jìn)劑的化學(xué)濃度控制在0.35-0.50N。 如果濃度高，金屬鈀被去除，導(dǎo)致化學(xué)銅覆蓋不完全。 如果濃度低，去除吸附在孔壁上的亞錫和氯離子化合物的效果差，導(dǎo)致后續(xù)化學(xué)銅的覆蓋不完全。

D、化學(xué)鍍銅參數(shù)的控制是化學(xué)鍍銅質(zhì)量的關(guān)鍵。 以我公司目前使用的藥液參數(shù)為例：

① 溫度控制在25~32℃，溫度低溶液活性差，導(dǎo)致無孔隙； 如果溫度超過38℃，由于藥液反應(yīng)迅速，銅離子迅速釋放，很容易造成板面銅粒返工甚至報(bào)廢。 此時(shí)應(yīng)立即過濾鍍銅藥液，否則藥液可能報(bào)廢。

② Cu2+含量控制在1.5～3.0g/L，Cu2+含量低導(dǎo)致溶液活性差，會(huì)造成氣孔率差； 如果濃度超過3.5g/L，液體會(huì)快速反應(yīng)，快速釋放出銅離子，導(dǎo)致板面銅粒返工甚至報(bào)廢。 這樣，鍍銅液應(yīng)立即過濾，否則可能導(dǎo)致液體報(bào)廢。 Cu2+的控制主要通過添加銅沉淀液A來進(jìn)行。

③ NaOH 應(yīng)控制在10.5～13.0g/L。 NaOH含量低會(huì)導(dǎo)致溶液活性差，從而導(dǎo)致孔隙率差。 NaOH的控制主要是通過加入B溶液來控制銅沉淀。 B液含有藥液穩(wěn)定劑。 一般情況下，A液和B液按1:1的比例補(bǔ)充。

④ HCHO控制在4.0~8.0g/L，HCHO含量低會(huì)導(dǎo)致溶液活性差，導(dǎo)致孔隙率差。 如果濃度超過8.0g/L，溶液會(huì)快速反應(yīng)，快速釋放出銅離子，導(dǎo)致板子上出現(xiàn)銅粒，返工甚至報(bào)廢。 這樣沉淀出的銅溶液應(yīng)立即過濾，否則溶液可能報(bào)廢。 HCHO的控制主要是通過添加鍍銅液C來控制，因?yàn)锳液中也含有HCHO液體成分，所以在添加HCHO的時(shí)候，先計(jì)算補(bǔ)充Solution A時(shí)的HCHO濃度增量。

⑤ 沉銅負(fù)荷控制在0.15~0.25ft2/L，導(dǎo)致溶液活性差，氣孔率差； 如果負(fù)載超過0.25ft2/L，溶液會(huì)迅速反應(yīng)，快速釋放銅離子，導(dǎo)致板面銅粒返工甚至報(bào)廢。 這樣，鍍銅液應(yīng)立即過濾，否則可能導(dǎo)致溶液報(bào)廢。 生產(chǎn)時(shí)必須先用銅板牽引第一道缸板，以激活鍍銅液的活性，促進(jìn)后續(xù)鍍銅產(chǎn)物的反應(yīng)，保證孔內(nèi)化學(xué)銅的密度，提高覆蓋率。

建議：為達(dá)到以上參數(shù)的平衡和穩(wěn)定，在銅水槽中加入A液和B液，并配置自動(dòng)加料器，更好地控制化學(xué)成分； 同時(shí)，還采用自動(dòng)控制裝置來控制沉銅液的溫度。

2、孔內(nèi)有濕膜油殘留造成無氣孔：

A、絲網(wǎng)印刷濕膜時(shí)，印一版，刮一次網(wǎng)底，確保網(wǎng)底無積油，正常情況下孔內(nèi)無殘留濕膜油；

B、68~77T網(wǎng)版用于絲網(wǎng)印刷濕膜。 如果網(wǎng)板用錯(cuò)，如≤51T，濕膜油可能會(huì)滲入孔內(nèi)，顯影時(shí)孔內(nèi)油可能不干凈，導(dǎo)致電鍍時(shí)因金屬鍍層不足導(dǎo)致無氣孔 . 如果網(wǎng)眼高，電鍍時(shí)防鍍膜可能因油墨厚度不夠而被電流破壞，造成電路間金屬點(diǎn)多，甚至短路。

3、粗化過度導(dǎo)致無氣孔：

A、如果在電路前采用化學(xué)粗化，粗化液的溫度、濃度、粗化時(shí)間等參數(shù)要控制好，否則可能會(huì)因鍍孔銅厚度薄，無法承受而造成無氣孔 粗化液的銅溶解力。

B、為加強(qiáng)鍍層與基銅的結(jié)合力，電鍍前處理應(yīng)為電鍍前化學(xué)粗化處理。 因此，粗化液的溫度、濃度、粗化時(shí)間等參數(shù)要控制好，否則也可能造成不透孔的問題。

4、無孔PCB電鍍：

A、電鍍時(shí)，厚徑比較大（≥5：1）時(shí)，孔內(nèi)會(huì)產(chǎn)生氣泡。 這是因?yàn)檎駝?dòng)力不足以使孔內(nèi)的空氣逸出，從而無法實(shí)現(xiàn)離子交換。 結(jié)果，孔沒有鍍銅/錫。 蝕刻時(shí)，孔中的銅被腐蝕，導(dǎo)致無氣孔。

B、厚徑比大（≥5:1），在電鍍前處理時(shí)孔內(nèi)氧化現(xiàn)象沒有完全去除，所以電鍍時(shí)會(huì)出現(xiàn)反鍍現(xiàn)象。 銅/錫未鍍或銅/錫很薄，蝕刻時(shí)達(dá)不到防腐蝕效果，會(huì)導(dǎo)致孔內(nèi)的銅被腐蝕掉，造成無氣孔。

5、鉆嘴燒焦或粉塵堵塞不成孔：

A、鉆孔時(shí)，鉆頭的使用壽命設(shè)置不當(dāng)，或使用的鉆頭磨損嚴(yán)重，如缺口、鋒利等。 鉆孔時(shí)，摩擦力過大，鉆頭發(fā)熱，使孔壁燒焦，無法覆蓋化學(xué)銅，造成無氣孔。

B、吸塵器吸力不夠大，或者工程優(yōu)化沒做好，鉆孔時(shí)孔內(nèi)有粉塵堵塞，化學(xué)鍍銅時(shí)沒有銅沉積，造成無氣孔。