PCB短路的改善措施

    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。