【正文】 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(hù)層的蝕刻液種類； （ 2）蝕刻速度快而且能有效的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制； （ 3）蝕刻系數(shù)要大；側(cè)蝕小； 26 （ 4）蝕刻液能連續(xù)運(yùn)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）錫鉛焊料變色小； （ 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。 章結(jié)語 工廠實(shí)際加工從開料開始，大致為開料→鉆孔→沉銅→貼膜→曝光→蝕刻→線路→防焊→字符→噴錫等，一般使用 FR4（玻璃纖維 +環(huán)氧樹脂）作為基材，鉆孔工序中，孔徑越小，成本越高，同時(shí)其可靠性也相應(yīng)的受到影響，沉銅使得板面孔壁銅厚大約 12? m左右，最后通過后續(xù)的電鍍工序加厚 810? m左右。 由此可見，工廠加工 PCB板與我們在實(shí)驗(yàn)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(jià)格這方面也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于手工制板。 27 第三章 實(shí)際生產(chǎn)中的問題 前言 在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于受到機(jī)器加工誤差、人員操作以及設(shè)計(jì)疏忽等因素的影響， 會(huì)頻繁出現(xiàn)不良現(xiàn)象，從而導(dǎo)致生產(chǎn)不良率的提高，成品率的降低，對生產(chǎn)廠商的利潤和信譽(yù)造成一定的影響。 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(gè)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(jì)，有利于我們對問題有一個(gè)直觀性的了解。本文所引用的數(shù)據(jù)來源于長沙億佳有限公司的周報(bào)表，在其公司的報(bào)表內(nèi)容中，他們將各個(gè)工序總結(jié)為以下幾個(gè)部分： 工程、品檢 電鍍、菲林 絲印 噴錫、字符 鉆孔、成型 補(bǔ)料、客訴 從報(bào)表內(nèi)容來看，工程、品檢這一部分的問題在于工程資料與 FQC（ Final Quality Control）上，而電鍍、菲林這一部分則重點(diǎn)在于蝕刻這一道工序，至于絲印部分是線路與阻焊的問題，噴錫、字符、鉆孔、成型是其其本身的問題，最后，補(bǔ)料、客訴則是對所有的問題的補(bǔ)充與總結(jié)?？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(diǎn)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(jì)與制造的可靠性的問題。 工程資料 在上一章節(jié)的工程部分就已經(jīng)對這方面有了介紹，在這 就不再重復(fù)。 PCB 的線路圖是比較復(fù)雜的，尤其是發(fā)工廠生產(chǎn)的 PCB。從上文可以知道，工廠拿到客戶提供的底片資料并不能直接用于生產(chǎn)，必須通過一系列操作將底片資料轉(zhuǎn)化成工程圖，其中包括：料號工程圖（包括一些特殊需求，如原物料需求，特性阻抗控制，防焊，文字種類，顏色，尺寸容差，層次等）、鉆孔圖（通常標(biāo)示孔位及孔號）、連片工程圖（包含每一小片的位置，尺寸，折斷邊，工具孔相關(guān)規(guī)格，特殊符號以及特定制作流程以及容差）以及 疊合結(jié)構(gòu)圖 （包含各導(dǎo)體層，絕緣層厚度，阻抗要求，總厚度等）。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。而從該公司提供的數(shù)據(jù)來看，主要問題因素集中于漏孔、鉆錯(cuò)孔位、孔徑大小錯(cuò)誤等處于比較細(xì)小的部分。本人在該公司參觀學(xué)習(xí)時(shí)，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(gè)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(cuò)誤是在所難免的。由于底片資料不能作為材料放入 論文，圖只是本人從網(wǎng)上找到的一張簡單的布線圖，以加深印象。如圖 28 10所示。 FQC（ Final Quality Control） FQC作為一條生產(chǎn)線的最后產(chǎn)品質(zhì)量控制，它不可能監(jiān)控整條生產(chǎn)線的所有問題指標(biāo)，而是選擇影響較大，不良率較高的數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行抽查，以達(dá)到生產(chǎn)出 圖 10 簡單 PCB 布線圖 表 10 某周 FQC 不良項(xiàng)目統(tǒng)計(jì) 擦花 補(bǔ)油 錫高 字符上PAD 粘字符油 字符不清 氧化 開短路 錫塞孔 成型不良 V不良 不上錫 其他 合計(jì) 104 230 21 8 12 49 19 7 53 503 121 272 62 15 21 4 4 499 88 286 100 6 9 15 93 597 84 222 142 4 181 30 2 665 5 328 193 23 29 16 20 1 54 669 3 173 9 4 8 2 1 6 52 258 0 405 1511 527 12 16 259 101 11 60 24 0 7 258 3191 29 來的 PCB 板的可靠性處于可允許的最高水平。從公司提供的數(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。從公司提供的數(shù)據(jù)來看，擦花、補(bǔ)油、錫高等是重要的指標(biāo)，表 10 是該公司某周的 FQC 不良項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)。 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(xiàng)所占的比重也相當(dāng)?shù)拇蟆? 而通過對生產(chǎn)流程的了解，擦花主要出現(xiàn)在 蝕刻、絲印等工序，一般是人為或者機(jī)器造成，人和機(jī)器對 PCB 的加工存在精度問題，尤其是人工作業(yè)的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上機(jī)器加工，而 PCB 設(shè)計(jì)的布線布局相當(dāng)?shù)木o湊，從圖就可以看得出，這不可避免的帶了加工誤差，擦花現(xiàn)象也就不足為奇。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(gè)現(xiàn)象也就理所當(dāng)然了。 開短路的原因很廣泛。比如，線路過細(xì)，加工時(shí)不可避免的就會(huì)出現(xiàn)線路從中斷裂的情況，從來導(dǎo)致線路的開路。而短路則可歸結(jié)到線路布局過于密集，使得蝕刻、電鍍等工序中加工誤差急劇放大。從另一方面來看，其實(shí)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。當(dāng)然，還有其他許多因素，在這不再一一列舉。 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。在上一章節(jié)中，大家都知道了，蝕刻就是一種化學(xué)反應(yīng)的過程，即通過化學(xué)藥品將不需要的銅箔部分腐蝕掉，讓不需要連接在一起的線路分離開來。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。所以，在這一過程中，加工誤差和不良率就油然而生。表 11 是長沙億佳公司某周的不良率統(tǒng)計(jì)，而表 12 則是該公司該月的不良率的統(tǒng)計(jì)。 表 11 某周的不良率及不良項(xiàng)目的統(tǒng)計(jì) 短路 殘銅 開路 滲鍍 夾膜 分層 擦花 蝕刻不凈 沙眼缺口 退錫不凈 孔無銅 其他 合計(jì) 95 6 117 8 8 4 21 1 1 1 262 191 308 23 22 57 1 10 26 638 130 10 293 17 19 89 34 592 139 166 72 50 427 118 257 10 7 8 3 403 171 115 2 107 18 413 41 44 15 100 885 16 1300 18 0 50 4 220 257 2 19 64 2835 30 表 11 某月的不良率及不良項(xiàng)目的統(tǒng)計(jì) 周期 短路 殘銅 開路 滲鍍 夾膜 分層 擦花 蝕刻不凈 沙眼缺口 退錫不凈 孔無銅 其他 合計(jì) 1周 1172 115 1491 11 6 5 133 264 20 23 70 3310 2周 1382 57 1443 2 77 144 18 30 53 3206 3周 542 24 941 7 28 26 20 189 1 9 83 1870 4周 885 16 1300 18 50 4 220 257 2 19 64 2835 合計(jì) 3981 212 5175 38 34 76 9 450 854 41 81 270 11221 從兩表中可以看出，蝕刻過程中出現(xiàn)開路這個(gè)不良現(xiàn)象是最多的，分別在周統(tǒng)計(jì)和月統(tǒng)計(jì)中占所有不良產(chǎn)品數(shù)量的 %和 %。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。在上面的 FQC中可以看到，開短路現(xiàn)象作為了對產(chǎn)品質(zhì)量控制檢查的一個(gè)重要指標(biāo)，而在蝕刻工序中，開短路不良現(xiàn)象的數(shù)據(jù)有力的證明和支持了這一指標(biāo)的重要性。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。 從上可見， PCB 線路開、短路是各 PCB 生產(chǎn)廠家?guī)缀趺刻於紩?huì)遇到的問題，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、客戶抱怨是業(yè)內(nèi)人士比較難解決的問題，在此，本文對開短路現(xiàn)象做一個(gè)詳細(xì)的 圖 11 PCB 開路原因魚骨圖 介紹 。 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(gè)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(shí)被鉆咀劃傷； 覆銅板在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中被劃傷； 31 沉銅后堆放板時(shí)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(jī)時(shí)表面銅箔被劃傷。 二、無孔化開路： 沉銅無孔化； 孔內(nèi)有油造成無孔化； 微蝕過度造成無孔化； 電鍍不良造成無孔化； 鉆咀燒孔或粉塵堵孔造成無孔化。 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(jī)傳動(dòng)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(shí)，膠紙上的“膠”溶解在濕膜中，然后涂覆在板面線路上時(shí)造成開路。 四、 固定位開路： 對位菲林線路上劃傷造成開路； 對位菲林線路上有沙眼造成開路； 五、 顯影不凈開路： 曝光強(qiáng)度過大造成顯影不凈而開路； 板面上有垃圾曝光前趕氣不良造成顯影不凈而開路； 顯影藥水失效導(dǎo)致顯影不凈而 形成開路； 板面劃痕過深導(dǎo)致顯影不凈而形成開路； 干膜起泡導(dǎo)致顯影不凈而形成開路； 六、 抗鍍開路： 顯影時(shí)干膜碎附著線路上造成開路； 線路表面附著有油墨造成開路； 七、 錫薄開路： 電鍍錫鍍層亮邊開路； 酸水溶錫后造成開路； 八、 劃傷開路： 主要原因是電鍍錫后，員工操作不認(rèn)真，板與板之間碰撞，造成線路上的錫面被劃傷，如果深度深到接近露銅或露銅時(shí)，在退膜蝕刻后形成開路。出現(xiàn)的地方主要是： 下板時(shí)多塊板層疊在一起，插架逐塊分開時(shí)，板與板之間的磨擦； 退膜后插板時(shí)，不留意 造成板角碰傷線路錫面； 退膜后放入蝕刻機(jī)時(shí)，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(shí)，板轉(zhuǎn)運(yùn)或搬動(dòng)過程中稍為不留意，就造成板角碰傷線路錫面。 九、撞斷線開路： 32 主要原因是蝕刻后，員工操作不認(rèn)真，烘干接板時(shí)接不過來，板角撞到前面板的線路上，有時(shí)甚至前面的板堆起來，后面出來的板以推移的力使前面堆起來的板相互摩擦而造成開路。主要出現(xiàn)在蝕刻機(jī)、退錫機(jī)、阻焊磨板機(jī)等機(jī)器后面的接板員接板接不過來，