簡析PCB會出現(xiàn)開路的原因以及改善方法？

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(zhì)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(nèi)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(zhì)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(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(zhuǎn)運過程中被劃傷；5、沉銅后堆放板時因操作不當導(dǎo)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(yīng)及時與供應(yīng)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(zhì)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(zhì)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(nèi)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(shè)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(nèi)無雜物。

4、板材在轉(zhuǎn)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(zhì)量問題和所導(dǎo)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(nèi)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(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，會導(dǎo)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?？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(xué)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(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(yīng)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(yīng)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(nèi)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(yīng)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(nèi)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(yīng)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(yīng)，確?？變?nèi)化學(xué)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(yīng)配置一臺自動加料機，以更好地控制各項化學(xué)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(nèi)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(nèi)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(nèi)有可能漏入濕膜油，顯影時孔內(nèi)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(dǎo)致短路。

3、粗化過度造成無孔化：

a、線路前如果是采用化學(xué)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(jié)合力，電鍍前處理都要經(jīng)過化學(xué)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(nèi)會有氣泡，這是因為振動力不足，無法使孔內(nèi)的空氣逸出，也就無法實現(xiàn)離子交換，從而使孔內(nèi)沒有鍍上銅/錫，蝕刻時把孔內(nèi)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(nèi)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(dǎo)致把孔內(nèi)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(shè)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(xué)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(nèi)有粉塵堵塞，在化學(xué)銅時沒有沉上銅而造成無孔化。