為什么PCB會(huì)出現(xiàn)開(kāi)路呢？怎樣改善？

PCB線(xiàn)路開(kāi)、短路是各PCB生產(chǎn)廠(chǎng)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(hù)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(kāi)、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(kāi)路的主要原因總結(jié)歸類(lèi)為以下幾個(gè)方面：

現(xiàn)將造成以上現(xiàn)象的原因分析和改善方法分類(lèi)列舉如下：

一、露基材造成的開(kāi)路：

1、覆銅板進(jìn)庫(kù)前就有劃傷現(xiàn)象；2、覆銅板在開(kāi)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。

改善方法：

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?/p>

2、覆銅板在開(kāi)料過(guò)程中被劃傷，主要原因是開(kāi)料機(jī)臺(tái)面有硬質(zhì)利器物存在，開(kāi)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(kāi)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(xiàn)路上是以開(kāi)路或線(xiàn)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(xiàn)路上時(shí)，經(jīng)沉銅后又沉上了一層銅，線(xiàn)條的銅箔厚度明顯減小，后面開(kāi)、短路測(cè)試時(shí)是難于檢測(cè)出來(lái)的，這樣客戶(hù)使用時(shí)可能會(huì)因耐不住過(guò)大的電流而造成線(xiàn)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(kāi)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。孔壁要有金屬鈀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(wú)孔化；如果溫度超過(guò)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(bào)廢，這時(shí)沉銅藥液要立即進(jìn)行過(guò)濾，否則藥液有可能造成報(bào)廢。

②、Cu2+控制在1.5～3.0g/L，Cu2+含量低了藥液活性不好，會(huì)造成孔化不良；如果濃度超過(guò)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(bào)廢，這樣沉銅藥液要立即進(jìn)行過(guò)濾，否則藥液有可能造成報(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含量低了藥液活性不好，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)含有藥液的穩(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含量低了藥液活性不好，造成孔化不良，如果濃度超過(guò)8.0g/L時(shí)，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(bào)廢，這樣沉銅藥液要立即進(jìn)行過(guò)濾，否則藥液有可能造成報(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的藥液成分，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)載量低了藥液活性不好，造成孔化不良；如果負(fù)載量超過(guò)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(bào)廢，這樣沉銅藥液要立即進(jìn)行過(guò)濾，否則藥液有可能造成報(bào)廢。生產(chǎn)時(shí)第一缸板必須要用銅板進(jìn)行拖缸，把沉銅藥液的活性激活起來(lái)，便于后續(xù)沉銅產(chǎn)品的反應(yīng)，確保孔內(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(xiàn)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(xiàn)路前如果是采用化學(xué)粗化板面的話(huà)，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)有清除干凈，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。