PCB制造工艺之品质故障分析

　　在PCB线路板制作流程中，做线路是一道极其重要的工序，虽然看起来只是一个图形转移的简单工序，而实际上“线路”是一道相当关键的工序，如果把线路板比作“人体”，那么线路是“心脏”。问到做线路板中100-1=多少，大家都会回答“等于0”。因为100条线路中有一根线路断了整块线路板就报废了，很多工厂因为线路转移控制不好导致报废率很高。
　　线路转移工序主要由磨板→丝印(干膜或湿膜)→烤板→对位→曝光→显影→检查组成，在制造过程中生产的不良品离不开人、机、物、法、环五大因素。
　　下面对线路在生产过程中经常出现故障进行详细分解：
　　一、渗镀
　　渗镀产生的原因主要有：磨板速度不当；磨刷压力、长度、磨痕宽度不当及板面清洁度不够；磨板粗化温度、浓度不当；磨板烘干温度不当；压膜入板温度低或高；压膜速度不当；生产板的尺寸过宽；压辘温度、压力过低；压辘磨损或清洁不良；压膜前烤板温度高或时间过长；板面粘有水、酒精等液体。
　　相对应的解决方法为：磨板速度根据做微蚀速率调节，控制在2.5~3.2 m/min；每班做磨痕试验检测磨刷压力8~16mm且同一条磨痕不能相差太远，磨刷长度＜10mm时需更换。对于板面清洁度不够则应在磨第一块板时做水膜试验，水膜破裂在8~15秒以内，证明板面是否够清洁；磨板粗化温度控制在30~35℃；浓度：H2SO4 60~80mL/L，H2O2 120~160 mL/L，稳定剂12~16mL/L；磨板烘干温度控制在80±5℃；压膜入板温度控制在40~60℃，取板面的4角和中间共5点测量，烤好后的板下架冷却到40~60℃时叠放在一起以便保温，但叠放时间不能超过半小时避免氧化；压膜速度控制在1.2~2.0m/min；干膜板不宜压宽度大于520mm的板， 若要压大于520mm的板需采用大压辘的干膜机进行。压辘温度控制在110±10℃；压力45~55psi；压辘过板1~1.2万平方需更换压辘，每次换膜时必须清洁干净压辘，且装膜时必须上、下膜对齐后方可启动气压。压膜前烤板采用75±10℃烤5~10分钟；防止空调漏水，搞卫生等导致板面溅到水或酒精，搞卫生时必须先把板子转移到其它地方。
　　二、干膜破孔
　　干模破孔的产生原因为：压辘温度过高；压膜入板温度过高；压出的干膜板板面温度偏高就叠板；菲林掩孔环宽过小且对位偏；曝光后未静置就叠板；对位时干膜保护膜被拉起；显影药水压力过大；菲林透光度不符；显影机传送轮有尖硬物等。
　　具体解决方法有：将压辘温度控制在110±10℃；压膜入板温度控制在40~60℃，取板面的4角和中间共5个点测量；压出的干膜板必须先插架，冷却15分钟以上方可叠板；菲林掩孔环宽必须≥0.15mm以上；若＜0.15mm反馈工程部，且对位不能偏；曝光好的板必须插架，以使未充分感光的干膜得到充分感光；对位应尽量一次性对准，避免保护膜被拉起，若有少许拉起后应贴回去并摸平整；显影药水压力控制在20~28 psi；菲林透光度应≤0.15；每班检查显影机传送轮，避免有尖硬物体粘在上面，或传送轮本身破损形成尖硬物。
　　三、无孔化(油墨入孔)
　　这一个问题产生的原因在于：使用网版数不符；加油过量；重复印刷同一块板；印刷时前一块板大孔的网印印在后一块板的小孔内，把油渗进孔内；网版破损，有小洞漏油；刮刀、回墨刀角度过于倾斜等。
　　应对的解决方法：印湿膜需采用68或72T的网版；加油时应采用小勺子加，不能直接用大桶加，避免力度未掌握好加入过量的油墨，且不能加在网版漏油区；印刷时必须印一面刮一次网底；每块板必须方向孔错开印刷；换网时应检查网版是否完好，同时印好的板应抽查，对着灯光照孔内是否有不透光现像；刮刀角度控制在70~75℃，回墨刀角度80~85℃。
　　四、曝光不良
　　曝光不良的产生原因主要有：刮气方法不正确；曝光能量不符；板翘；菲林透光度或遮光度不符；干膜碎、垃圾粘在菲林与板中间；迈拉膜破损、折印；抽真空压力不够、漏气；板未烤干；曝光机温度偏高；菲林药膜面拷反；重复曝了两次光；板面堆油；抽气不良等。
　　解决方法有：采用刮刀倾斜35℃左右，从筐架的靠身边往另一边推，每个部位推2~3次，确保筐架内的空气排干净；每两小时做一次曝光尺控制在6~9格盖膜；板边尽量靠近曝光筐边上，板与板之间放导气条，把板面凹的一面朝上放置；菲林测量透光度≤0.15，遮光度≥3.9；并且在菲林电镀边外注明；割干膜后检查并清理板边似断非断的干膜碎，对位、曝光每小时清洁一次台面及周边卫生；每周更换一次迈拉膜，发现有破损、折印应及时更换；抽真空压力≥650Mpa；丝印插架不能有两块插在同一个槽内，并控制好烤板参数；曝光机台面温度应控制在24℃以下；拷黄片必须黑片药膜面朝重氮片药膜面进行曝光，拷好再检查药膜面朝下字正为正；对位过程中必须放“已曝光”或“待曝光”的流动标识，避免混板重复对位；丝印应检查好板面不允许堆油，若有堆油则烤干后冲掉重印；菲林尺寸单边大于450mm时必须在菲林透光区打几个漏气孔，便于排走空气。
　　五、开路
　　产生原因有：板面有胶渍；干膜碎；显影不净；丝印垃圾，露基材；菲林定位擦花等等。
　　相对应的解决方法为：
　　有胶主要从4个方面控制：① 凡磨过单面板必须清洁磨板机行辘；② 印湿膜时由于要印一次刮一次网底，必须在网筐靠身体的边沿贴一块挡板，防止刮网底刮到网筐边沿把封网胶带入板内；③ 对位用的胶纸不能掉胶，每批3m胶在使用前检查是否存在掉胶现像，用一块光铜板，胶纸贴在上面，并用力撕起，若板面有胶渍，证明此胶纸会掉胶不能使用；④ 任何会接触到板面的台面都不能贴胶纸，例如：磨板接板台、放板台、丝印台、压干膜台、对位台、显影接板台、放板台、QC台等，并且定时用酒精清洁；
　　干膜碎从4个方面控制：① 显影参数应符合要求，包括：浓度控制在0.8~1.0%；温度控制在28~32℃，过板量400±50m2换一次药水(干膜按湿膜的4倍计算)；速度：干膜3.5~4.2m/min；② 湿膜3.0~4.0 m/min；干膜显影前撕膜必须干净，且撕破的小块保护膜不能粘回板上；③ 显影机吸水海棉必须每2小时换洗一次，保持显影干净；④ 及时清洁显影机行辘上粘有的油墨，避免到粘回板面；
　　此外，印板时必须保证丝印台不能有垃圾，旧油墨不能混回新调油墨内，避免有垃圾印在板面上时刚好在线条上；磨板从水缸中取放板时，板与板不能相互摩擦等。
　　六、短路
　　产生原因主要有：渗镀短路；板面擦花造成；垃圾造成；海棉吸水辘脏造成；干膜板有凹点、划伤造成；干膜起皱、气泡造成；湿膜印制时，板面露铜点造成等。
　　解决方法为：按“问题1”渗镀的控制方法进行控制；磨板取、放板防止板与板互相碰撞；垃圾造成的短路最为常见，主要从卫生方面去控制，包括无尘室整体卫生，磨板机烘干段卫生，每周应拆下行辘清洗；烤炉内每班应清洁2次，曝光台、对位台每小时清洁一次，无尘室专用插板架每3天要洗一次；压膜机每次换膜要清洁一次。
　　此外，海棉吸水辘每小时应换洗一次，(2对海棉吸水辘调换)；干膜板压膜前应检查有无凹点，板面划伤，凡发现有应挑出知会对位员检查是否在线路上；割膜时检查有无起皱、气泡，发现有则及时调整干膜机排除故障；湿膜印制前检查网版，不能有堵塞，印完一架板应清洁丝印台，不能有垃圾、铜粒。
　　七、对偏
　　产生原因有：人为导致偏位；菲林变形或板材变形；菲林定位孔冲偏；菲林定位钉未套进定位孔内；胶纸不粘，在移动过程中菲林被移位。
　　解决方法：对位时采用放大镜检查无偏位后再进行曝光；先测量菲林判断出是菲林还是板材变形，若菲林变形则重拷黄片，若板材变形则算出变形度进行重出放大或缩小的黑片(计算方法：变形度÷工作板尺寸=缩放比例)；冲菲林定位孔前设定好冲靶机参数，且应固定好菲林；套定位钉应把钉脚完全套入定位孔内；定时更换定位胶纸，每套菲林对30~40块换一次胶纸。
　　八、对反
　　产生原因：未看方向孔对位；对位过程中旋转了板或菲林；对位翻板方法不对；胶纸贴反等等。
　　解决方法：每张菲林对位时必须看方向孔，若湿膜板可采取套3个定位钉对位；对位过程中绝对不允许因为板大就中途旋转板或菲林；对位翻板必须前、后翻动，不允许左、右翻动；贴定位胶纸需区分好正反面，药膜面朝下。
　　九、显影不净
　　产生原因主要有：板烤死了；油墨存放条件不对或油墨过期；曝光能量偏高；菲林遮光度不够；印好的板存放时间过长或存放条件不对；干膜保护膜未撕干净；显影参数不符；显影行辘上有油墨等。
　　解决方法为：烤板温度75±10℃，时间：第一面8~13分，第二面18~23分；油墨需存放在黄光下，温度18~24℃环境中，调好的油墨不能超过24小时使用；曝光尺控制在6~9格盖膜；菲林拷好后测量遮光度应≥3.9；印好的板不能超过24小时才显影，且应在黄光下，温度18~24℃环境中存放；干膜板显影前保护膜必须撕干净；
　　针对显影参数不符问题，要求必须控制好参数，包括浓度0.8~1.0%；温度28~32℃；过板量400±50m2换一次药水(干膜按湿膜的4倍计算)；速度:干膜3.5~4.2m/min，湿膜3.0~4.0 m/min；压力:干膜20~28psi、湿膜：30~40 psi；定时对显影机行辘进行清洁。
　　十、显影过度
　　产生原因有：曝光能量偏低；显影参数不符；显影了两遍。
　　相对应的解决方法：曝光尺控制在6~9格盖膜；显影参数按“问题9”去控制；不允许有返显影现像。