【正文】 另外順便感謝下老大周彪同學(xué)，也幫我解答了一些問題。 38 結(jié)束語 我的論文性質(zhì)是調(diào)研報告，在這里首先要感謝長沙億佳有限公司，尤其是該公司的魏經(jīng)理，游經(jīng)理，以及品質(zhì)部與工程部的兩位負(fù)責(zé)人，謝謝他們提供的資料與數(shù)據(jù)，讓我的論文內(nèi)容有理有據(jù)，論證結(jié)構(gòu)清晰；也謝謝他們帶我參觀，給我講解具體的生產(chǎn)流程，并解答我的一系列疑問，給 了很大的幫助。在我調(diào)研過程中，品質(zhì)部的經(jīng)理就跟我談過，他們在與客戶就 一些生產(chǎn)達(dá)不到的問題進(jìn)行溝通時，一般都能達(dá)到雙方滿意的結(jié)果，當(dāng)然也有客戶一定要求按照設(shè)計的布線來做，而那個方案是該工廠的極限，那他們就只能專門安排技術(shù)人員專做這一個項目，效率不高，利潤也不大。 例如加工過程中出現(xiàn)的最多的開短路問題，布線太細(xì)、布線太密都是導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因，這都應(yīng)該引起設(shè)計者們的注意?？偟膩碚f，在制造生產(chǎn)過程中，造成不可靠性產(chǎn)生的原因大多是加工過程中設(shè)備、人工操作等 因素引起的，但不缺少由于設(shè)計的不周密性而導(dǎo)致的制造中的不可靠性。但是，在工廠調(diào)研過程中，很多的設(shè)計者都沒有考慮到這個問題，在加工時不免造成了不良率的提高，引起了工廠的注意，在工程部的工作中，就加入了該項項目，以提高制造過程中的可靠性。 其他 在這還想說一下焊盤的問題，具體來說是焊盤與導(dǎo)線的連接。 蝕刻 同樣在前面提到過，蝕刻后的銅線路不是一個標(biāo)準(zhǔn)的長方體，這就要求了設(shè)計者在考慮通過線路電流強度的范圍時，要將其當(dāng)成一個梯形的橫截面來看，也因為這個原因，線寬要比理論上的適當(dāng)放寬。 作為工程部的工程師，他們需要將原布線圖還原成幾份不同的資料，尤其是鉆孔圖，在設(shè)計中，孔是有不同的分類的，在多層板中，還有盲孔的分布，以及孔需不需要鍍銅的要求。 另外，因為 PCB工廠的生產(chǎn)是規(guī) ?；?，而不是個體化，這就決定了生產(chǎn)過程中，工人不可能將每一塊正在生產(chǎn)加工的 PCB照顧到，因此，這就更加要求設(shè)計者們要充分考慮加工中的客觀困難。由于孔壁中需要鍍銅，這就決定了實際的孔徑大小與設(shè)計時的孔徑大小是不一樣的。 沉銅 沉銅是 PCB工序中一個非常重要的部分，在 PCB生產(chǎn)中，雙面板以及多層板是生產(chǎn)最多的板型，而沉銅這一工序就顯得十分重要，他使得不同層次的板面連接起來，形成一個整體，因此，沉銅的成功率決 定了 PCB板生產(chǎn)的成品率的高低。同時，焊盤的大小對這一問題也有一定影響，例如說，焊盤設(shè)計得較為寬大，那么即便是孔稍微鉆偏一點，也不影響 PCB板的可靠性。 盡管如此，由于線路過于密集，孔與孔之間距離過近等原因，孔鉆偏這一現(xiàn)象屢屢發(fā)生，而且一直占據(jù)著不良項目的最大比重。實際上，在一塊 PCB板上，孔徑不會完全一樣，因為有的孔是作為鍍通孔，而有的孔不需要鍍銅，這就導(dǎo)致了孔徑的大小的不同。對 PCB進(jìn)行成型加工是為了讓板子符合客戶所要求的規(guī)格尺寸，而在加工中如果銑偏，則 PCB板成型出來尺寸不一，更有可能使得線路開短路，影響可靠性，對公司的效率也有一定程度上的影響。根據(jù)本人從公司得到的鉆孔方面的數(shù)據(jù)，該公司最小能加工 ，但是正如前面說的，孔 34 徑越小，可靠性越低，這主要體現(xiàn)在沉銅這一工序上，具體原因后文再說明。鉆孔這一工序完全是機器運行，工程部將客戶提供的底片資料轉(zhuǎn)換成鉆孔圖后，交由機器自動運行。 線路不良和阻焊不良 如表 12和表 13所示，絲印中出現(xiàn)線路與阻焊不良原因依舊還是擦花和開短路占了重要的位置，兩者合起來的比重超過了 50%還有多。 這一現(xiàn)象對電流強度的計算造成了極大的影響，即橫截面積的 計算不能再按B 阻劑 銅線 路 D A C 基板 Undercut/Side=(BA)/2 Etching Factor=D/C 33 照長方體的模型來，而是按照梯形的公式來計算。因為銅箔的厚度，以及化學(xué)藥劑的液體性，在蝕刻時，化學(xué)藥劑不可能出現(xiàn)垂直的蝕刻模式，也就是說蝕刻出來的線路是完全不可能出現(xiàn)一個垂直的橫切面，而是會向阻劑下面所覆蓋部分的銅箔延伸，從而出現(xiàn)一個類似于梯形的橫截面。當(dāng)然，前面也提到了，這只是理想狀態(tài)下，而在實際情況下，蝕刻出來的 PCB 線路不是一個標(biāo)準(zhǔn)的長方體，它的形狀類似如圖 12所示。因此，設(shè)計者為了保證設(shè)計出來的 PCB的可靠性達(dá)到最大，就必須保證線路中能通過的電流強度能達(dá)到該板的應(yīng)用范圍的最大值，而這一點不難通過計算得到，也是因為 PCB 的線路是一個立體的幾何圖形。 關(guān)于蝕刻這一工序，這里還有一個問題需要討論，即蝕刻對線路的影響。但是，還是有許多是因為其他各種原因造成的，比如設(shè)計時沒有充分考慮，比如無孔化問題中的微蝕過度等，也叫粗化過度，主要原因是由于鍍孔銅厚度薄。主要出現(xiàn)在蝕刻機、退錫機、阻焊磨板機等機器后面的接板員接板接不過來，或預(yù)先沒有準(zhǔn)備好插板架，轉(zhuǎn)換插板架時轉(zhuǎn)換的時間長，后面的板緊跟著又出來了撞到前面板的線路上。出現(xiàn)的地方主要是： 下板時多塊板層疊在一起，插架逐塊分開時，板與板之間的磨擦； 退膜后插板時，不留意 造成板角碰傷線路錫面； 退膜后放入蝕刻機時，不留意造成板角碰傷線路錫面； 退膜后先烘干然后再蝕刻時，板轉(zhuǎn)運或搬動過程中稍為不留意，就造成板角碰傷線路錫面。 三、 線路有“膠”開路（各類 膠紙上的“膠”容易脫落或粘網(wǎng)膠溶解后形成“膠”）：水平機傳動轆上有“膠”粘到板面線路上造成開路； 放板臺面上有“膠”粘到板面線路上造成開路； 粘網(wǎng)膠溶解在濕膜中，涂覆在板面線路上造成開路； 用膠紙封網(wǎng)時，膠紙上的“膠”溶解在濕膜中，然后涂覆在板面線路上時造成開路。 如圖 11 所示，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 : 一、 露基材造成的開路： 覆銅板進(jìn)庫前就有劃傷現(xiàn)象； 覆銅板在開料過程中被劃傷； 覆銅板在鉆孔時被鉆咀劃傷； 覆銅板在轉(zhuǎn)運過程中被劃傷； 31 沉銅后堆放板時因操作不當(dāng)導(dǎo)致表面銅箔被碰傷； 生產(chǎn)板在過水平機時表面銅箔被劃傷。至于其次的蝕刻不凈、沙眼缺口等不良現(xiàn)象，則主要在于生產(chǎn)加工作業(yè)操作中的參數(shù) 控制得當(dāng)與否。其次是短路現(xiàn)象，也分別是 %和 %，兩種現(xiàn)象加起來超過了 70%多。表 11 是長沙億佳公司某周的不良率統(tǒng)計，而表 12 則是該公司該月的不良率的統(tǒng)計。因此，在蝕刻過程中，我們不能直接用人工的方法控制它的腐蝕情況，而只能通過改變各種環(huán)境和化學(xué)藥品的參數(shù)來盡可能的達(dá)到 我們需要的程度。 蝕刻 蝕刻是 PCB 加工生產(chǎn)中最重要的環(huán)節(jié)之一，它使得 PCB 板上的線路成型，可以說，經(jīng)過蝕刻后的 PCB 才是真正意義上的印刷電路板，蝕刻之前的只能稱為覆銅板。從另一方面來看，其實擦花現(xiàn)象導(dǎo)致的結(jié)果也大 部分屬于開短路，可以說，開短路是 PCB生產(chǎn)中的一大問題關(guān)鍵。比如，線路過細(xì)，加工時不可避免的就會出現(xiàn)線路從中斷裂的情況，從來導(dǎo)致線路的開路。另外還有不合理的板面布局，使得加工的誤差進(jìn)一步放大，這個現(xiàn)象也就理所當(dāng)然了。 通過對 PCB 的相關(guān)知識的了解，以上指標(biāo)對 PCB 的可靠性有著一定的影響，尤其是擦花、錫高、氧化以及開短路和錫塞孔等，從表中數(shù)據(jù)來看，這幾項所占的比重也相當(dāng)?shù)拇蟆墓咎峁┑臄?shù)據(jù)來看產(chǎn)出來的 PCB板的可靠性處于可允許的最高水平。如圖 28 10所示。本人在該公司參觀學(xué)習(xí)時，工程部經(jīng)理在給我簡單介紹講解關(guān)于工程資料的變換的過程曾使用一客戶提供的線路圖作為范例，上百個孔以及上百條線路構(gòu)成了一塊還不算非常復(fù)雜的 PCB 板，只要稍微不留心，出現(xiàn)錯誤是在所難免的。因此，工程資料不良率的高低很大程度上決定于用戶提供的底片資料是否清晰明了。 PCB 的線路圖是比較復(fù)雜的，尤其是發(fā)工廠生產(chǎn)的 PCB?？紤]到以上數(shù)據(jù)內(nèi)容及本文的核心內(nèi)容需要，本文將重點通過對 FQC、蝕刻、線路、鉆孔等方面的問題的總結(jié)來研究設(shè)計與制造的可靠性的問題。 在上一章節(jié)中，簡單敘述了 PCB 生產(chǎn)的各種流程，基于一些因素的影響，每個工序上都有不同的問題存在，問題是多方面你的，而問題的原因也是多方面的，分別對不同工序進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和統(tǒng)計，有利于我們對問題有一個直觀性的了解。 由此可見，工廠加工 PCB板與我們在實驗室中手工制作流程孑然不同，這也使得工廠加工出來的 PCB成型板的可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于自己手工制板，當(dāng)然，價格這方面也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于手工制板。在選擇蝕刻液時，就需要清楚的了解蝕刻液所應(yīng)具備的以下的技術(shù)特征： （ 1）適合各種抗蝕保護層的蝕刻液種類； （ 2）蝕刻速度快而且能有效的實現(xiàn)自動控制； （ 3）蝕刻系數(shù)要大；側(cè)蝕??； 26 （ 4）蝕刻液能連續(xù)運轉(zhuǎn)和再生； （ 5）溶銅量要大，溶液壽命長； （ 6）蝕刻液變化小，穩(wěn)定性好； （ 7）工藝條件范圍寬； （ 8）錫鉛焊料變色?。? （ 9）水洗性要好； （ 10）作業(yè)環(huán)境良好； （ 11）銅回收再利用容易； （ 12）污水處理容易。特別是蝕刻液的功能和蝕刻方式是確保電路圖形尺寸精度的關(guān)鍵。所以，要充分了解和掌 握銅在各種類型的蝕刻液中的腐蝕機理，并通過嚴(yán)格的科學(xué)試驗，測定出銅在各類蝕刻液中的蝕刻比，才能更好的掌握蝕刻這門技術(shù)。因此，蝕刻工藝是目前制造印制電路板不可缺少的一個重要步驟。去鉆污是孔金屬化的預(yù)處理工藝，其工藝流程如下： 溶脹→去膠渣→中和 蝕刻 在印制電路板制造中，除了多重布線板（ Multiwire Board）、加成法（ Additive Process）等外，傳統(tǒng)的印制電路板都是以化學(xué)反應(yīng)方式將覆銅板上不 需要的部分銅予以除去，使其形成所需要的電路圖形。 ’ (→ ) 的金屬銅以鞏固孔金屬化成果。它們可以用幾條流水線來表示： 孔金屬化：現(xiàn)在可以選用化學(xué)沉銅工藝，也可以用直接鍍銅工藝。絲網(wǎng)印刷的不足是網(wǎng)版的耐印力差，線路的還原性不好。 絲網(wǎng)印刷具有成本低、操作簡便、生產(chǎn)效率高、印料種類多等特點，廣泛應(yīng)用于印制電路和厚膜集成電路的制造。絲網(wǎng)印刷是將真絲、合成纖維絲或金屬絲編織成網(wǎng)，將其繃緊于網(wǎng)框上，采用手工刻膜或光化學(xué)制版的方法制成網(wǎng)版，網(wǎng)版上只有圖文部分可以透過油墨，而非圖文部分的網(wǎng)眼全被堵死，透不過油墨。 絲網(wǎng)印刷 絲網(wǎng)印刷是一門古老的技術(shù)。在干膜問世后，曾一度被干膜工藝取代。在光致抗蝕干膜出現(xiàn)之前，液體光致抗蝕劑便是當(dāng)時成像技術(shù)的重要材料。自問世以來，很快受到印制電路企業(yè)的歡迎。 光致抗蝕劑是現(xiàn)代印制電路產(chǎn)業(yè)的基石。 24 光致成像 光致成像工藝是對涂覆在印制板基材上的光致抗蝕劑進(jìn)行曝光，使其硬度、附著力、溶解性與物理性質(zhì)發(fā)生變化，經(jīng)過顯影形成圖像的一種方法。華北計算技術(shù)研究所、中科院計算機研究所等單位的工程技術(shù)人員先后在吸取國外專利技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制開發(fā)了各具特色的新型化學(xué)鍍銅溶液，并成功在國內(nèi)許多單位推廣使用。到 20世紀(jì) 60～ 70年代，化學(xué)鍍銅技術(shù)獲 得重大進(jìn)展，世界上一些著名的印制電路制造商和材料供應(yīng)商成功開發(fā)出系列化學(xué)鍍銅溶液，并在印制電路工業(yè)上廣泛地使用。到 1959年，化學(xué)鍍銅才廣泛用于雙面印制電路板的孔金屬化代替機械的空心鉚釘連接。 印制板成型加工的其它方式 一、 V型槽切割（ VCUT） V CUT 是用銑刀片對印制板單只間進(jìn)行銑槽加工，以達(dá)到提高印制板元器件的安裝效率，裝配完后利用 V CUT線折斷成獨立的印制板小單元。根據(jù)印制板的尺寸大小，可分為上落料模和下落料模。 22 表 9所 示為銑 FR4印制板的工藝參數(shù) 銑刀直徑 ? ? ? 板材 厚度 （ mm） 疊板塊數(shù) 進(jìn)給 （ m/min） 轉(zhuǎn)速 （ r/min） 疊板塊數(shù) 進(jìn)給 （ m/min） 轉(zhuǎn)速 （ r/min） 疊板塊數(shù) 進(jìn)給 （ m/min） 轉(zhuǎn)速 （ r/min） 9 24000 6 22020 4 28000 4 24000 3 22020 2 22020 3 24000 2 18000 1 22020 2 24000 1 15000 1 18000 印制沖裁 一、印制板下料，孔和外形加工都可采用模具沖切的方法 沖孔：生產(chǎn)批量大，孔的種類和數(shù)量多而單面紙基板和雙面非金屬化孔的環(huán)氧玻璃布基板，通常采 用一付或幾付模具沖孔。這是由生產(chǎn)效率、設(shè)備、刀具、工裝等諸因素的成本所決定的。數(shù)控銑