电路板制作常见的问题及改善方法汇总三.docx

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电路板制作常见的问题及改善方法汇总三

电路板制作常见的问题及改善方法汇总三

电路板制作常见的问题及改善方法汇总接上篇供行业人事学习

 2）化学前处理法

　对于多层板内层，因基材较薄，不宜采用机械研磨法而常采用化学前处理法。

　典型的化学前处理工艺：

去油→清洗→微蚀→清洗→烘干去油：

  Na3PO4　　　40～60g/l;   Na2CO3　　　40～60g/l  ;NaOH　　　10～20g/l    ;温度：

　　40～60℃   微蚀（Mi-croetehing）：

NaS2O8　　170～200g/l ,H2SO4（98%）2%V/V   温度：

　　20～40℃

　经过化学处理的铜表面应为粉红色。

无论采用机械研磨法还是化学前处理法，处理后都应立即烘干。

检查方法：

采用水膜试验，水膜破裂试验的原理是基于液相与液相或者液相与固相之间的界面化学作用。

若能保持水膜15～30ｓ不破裂即为清洁干净。

注意：

清洁处理后的板子应戴洁净手套拿放，并立即涂覆感光胶，以防铜表面再氧化。

7.4．涂覆（Coating）

　7.4.1　涂覆指使铜表面均匀覆盖一层液态光致抗蚀剂。

其方法有多种，如离心涂覆、浸涂、网印、帘幕涂覆、滚涂机等。

丝网印刷是目前常用的一种涂覆方式，其设备要求低，操作简单容易，成本低。

但不易双面同时涂覆，生产效率低，膜的均匀一致性不能完全保证。

一般网印时，用空白网印刷,采用77T丝网,滚涂可以实现双面同时涂覆，自动化生产效率高，可以控制涂层厚度，适用于各种规格板的大规模生产，但需设备投资。

帘幕涂覆也适宜大规模生产，也能均匀控制涂覆层厚度，但设备要求高，且只能涂完一面后再涂另一面，影响生产效率。

光致涂覆层膜太厚，容易产生曝光不足，显影不足，感压性高，易粘底片；膜太薄，容易产生曝光过度，抗电镀绝缘性差及易产生电镀金属上膜的现象，而且去膜速度慢。

7.4.2:

工作条件：

无尘室黄光下操作，室温为23～25℃，相对湿度为55±5%，作业场所保持洁净，避免阳光及日光灯直射。

7.4.3涂覆操作时应注意以下几方面

1）若涂覆层有针孔，可能是光致抗蚀剂有不明物，应用丙酮洗净且更换新的抗蚀剂。

也可能是空气中有微粒落在板面上或其他原因造成板面不干净，应在涂膜前仔细检查并清洁。

2）网印时若光致涂覆层膜太厚，是因为丝网目数太小；膜太薄，那可能是丝网目数太大所致。

若涂覆层厚度不均匀，应加稀释剂调整抗蚀剂的粘度或调整涂覆的速度。

3）涂膜时尽量防止油墨进孔。

4）无论采用何种方式，光致涂覆层（Photoimageablecovercoating）都应达到厚度均匀、无针孔、气泡、夹杂物等，皮膜厚度干燥后应达到8～15ｕｍ。

5）因液态光致抗蚀剂含有溶剂，作业场所必须换气良好。

6）工作完后用肥皂洗净手。

7.5预烘（Pre-curing）

7.5.1预烘是指通过加温干燥使液态光致抗蚀剂膜面达到干燥，以方便底片接触曝光显影制作出图形。

此工序大都与涂覆工序同一室操作。

预烘的方式最常用的有遂道烤炉和烘箱两种。

一般采用烘箱干燥，双面的第一面预烘温度为80±5℃，10～15分钟；第二面预烘温度为80±5℃，15～20分钟。

这种一先一后预烘，使两面湿膜预固化程度存在差异，显影的效果也难保证完全一致。

理想的是双面同时涂覆，同时预烘，温度80±5℃，时间约20～30分钟。

这样双面同时预固化而且能保证双面显影效果一致，且节约工时。

  控制好预烘的温度（Temperature）和时间（Time）很重要。

温度过高或时间过长，显影困难，不易去膜；若温度过低或时间过短，干燥不完全，皮膜有感压性，易粘底片而致曝光不良，且易损坏底片。

所以，预烘恰当，显影和去膜较快，图形质量好。

7.5.2该工序操作应注意

（1）预烘后，板子应经风冷或自然冷却后再进行底片对位曝光。

（2）不要使用自然干燥，且干燥必须完全，否则易粘底片而致曝光不良。

预烘后感光膜皮膜硬度应为HB～1H。

（根据不同供应商油墨性质来确定）

（3）若采用烘箱，一定要带有鼓风和恒温控制，以使预烘温度均匀。

而且烘箱应清洁，无杂质，以免掉落在板上，损伤膜面。

（4）预烘后，涂膜到显影搁置时间最多不超过48hr，湿度大时尽量在12hr内曝光显影。

（5）对于液态光致抗蚀剂型号不同要求也不同，应仔细阅读说明书，并根据生产实践调整工艺参数，如厚度、温度、时间等。

7.6．定位（FixedPostion）

　　随着高密度互连技术（HDI）应用不断扩大，分辨率和定位度已成为PCB制造厂家面临的重大挑战。

电路密度越高，要求定位越精确。

定位的方法有目视定位、活动销钉定位，固定销钉定位等多种方法。

目视定位是用重氮片（Diazofilm）透过图形与印制板孔重合对位，然后贴上粘胶带曝光。

重氮片呈棕色或桔红色半透明状态，可以保证较好的重合对位精度。

银盐片（SilverFilm）也可采用此法，但必须在底片制作透明定位盘才能定位。

活动销钉定位系统包括照相软片冲孔器和双圆孔脱销定位器，其方法是：

先将正面，反面两张底版药膜相对对准，用软片冲孔器在有效图形外任意冲两个定位孔，任取一张去编钻孔程序，就可以利用钻床一次性钻孔，印制板金属化孔及预镀铜后，便可用双圆孔脱销定位器定位曝光。

　　固定销钉定位分两套系统，一套固定照相底版，另一套固定PCB，通过调整两销钉的位置，实现照相底版与PCB的重合对准。

7.8．曝光（Exposuring）

　7.8.1液态光致抗蚀剂经UV光（300～400nm）照射后发生交联聚合反应，受光照部分成膜硬化而不被显影液所影响。

通常选用的曝光灯灯源为高亮度、中压型汞灯或者金属卤化物汞灯。

灯管6000W，曝光量100～300mj/cm2,密度测定采用21级光密度表（Stouffer21），以确定最佳曝光参数，通常为6～8级。

液态光致抗蚀剂对曝光采用平行光要求不严格，但其感光速度不及干膜，因此应使用高效率曝光机（Drawer）。

光聚合反应取决于灯的光强和曝光时间，灯的光强与激发电压有关，与灯管使用时间有关。

因此，为保证光聚合反应足够的光能量，必须由光能量积分仪来控制，其作用原理是保证曝光过程中灯光强度发生变化时，能自动调整曝光时间来维持总曝光能量不变，曝光时间为25～50秒。

8.2影响曝光时间的因素：

（1）灯光的距离越近，曝光时间越短；

（2）液态光致抗蚀剂厚度越厚，曝光时间越长；

（3）空气湿度越大，曝光时间越长；（4）预烘温度越高，曝光时间越短。

　　当曝光过度时，易形成散光折射，线宽减小，显影困难。

当曝光不足时，显影易出现针孔、发毛、脱落等缺陷，抗蚀性和抗电镀性下降。

因此选择最佳曝光参数是控制显影效果的重要条件。

　　底片质量的好坏，直接影响曝光质量，因此，底片图形线路清晰，不能有任何发晕、虚边等现象，要求无针孔、沙眼，稳定性好。

底片要求黑白反差大：

银盐片光密度（Density）DMAX≥3.5，DMIN≤0.15；重氮片光密度DMAX≥1.2,DMIN≤0.1。

一般来说，底片制作完后，从一个工序（工厂）传送到另一个工序（工厂），或存贮一段时间，才进入黄光室，这样经历不同的环境，底片尺寸稳定性难以保证。

本人认为制完底片应直接进入黄光室，每张底片制作80多块板，便应废弃。

这样可避免图形的微变形，尤其是微孔技术更应重视这一点。

7.8.3曝光工序操作注意事项

（1）曝光机抽真空晒匣必不可少，真空度≥90%，只通过抽真空将底片与工件紧密贴合，才能保证图像无畸变，以提高精度。

（2）曝光操作时，若出现粘生产底片，可能是预烘不够或者晒匣真空太强等原因造成，应及时调整预烘温度和时间或者检查晒匣抽真空情况。

　　（3）曝光停止后，应立即取出板件，否则，灯内余光会造成显影后有余胶。

　　（4）工作条件必须达到：

无尘黄光操作室，清洁度为10000～100000级，有空调设施。

曝光机应具有冷却排风系统。

　　（5）曝光时底片药膜面务必朝下，使其紧贴感光膜面，以提高解像力。

7.9．显影（Developing）

　　显影即去掉（溶解掉）未感光的非图形部分湿膜，留下已感光硬化的图形部分。

其方法一般有手工显影和机器喷淋显影。

该工序工作条件同涂覆工序。

机器显影配方及工艺规范

Na2CO3　　　　0.8～1.2%  消泡剂　0.1% 温　度　　30±2℃ 显影时间　　40±10秒

 喷淋压力　　1.5～3kg/cm2操作时显像点（BreokPointControl）控制在1/3～1/2处。

为保证显影质量，必须控制显影液浓度、温度以及显影时间在适当的操作范围内。

温度太高（35℃以上）或显影时间太长（超过90秒以上），会造成皮膜质量、硬度和耐化学腐蚀性降低。

显影后有余胶产生，大多与工艺参数有关，主要有以下几种可能：

显影温度不够:

 ②Na2CO3浓度偏低；③喷淋压力小；④传送速度较快，显影不彻底；⑤曝光过度；

⑥叠板:

该工序操作注意事项

（1）若生产中发现有湿膜进入孔内，需要将喷射压力调高和延长显影时间。

显影后应认真检查孔内是否干净，若有残胶应返工重显。

（2）显影液使用一段时间后，能力下降，应更换新液。

实验证明，当显影液PH值降至10.2时，显影液已失去活性，为保证图像质量，PH＝10.5时的制版量定为换缸时间。

　　（3）显影后应充分洗净，以免碱液带入蚀刻液中。

　　（4）若产生开路、短路、露铜等现象，其原因一般是底片上有损伤或杂物。

７.10．干燥

为使膜层具有优良的抗蚀抗电镀能力，显影后应再干燥，其条件为温度100℃，时间1～2分钟。

固化后膜层硬度应达到2H～3H。

7.11．QC检查

　7.11.1实际上是对线路进行全检，其目的主要是：

修补图形线路上的缺陷部分，去除与图形要求无关的部分，即去除多余的如毛刺、胶点等，补上缺少的如针孔、缺口、垃圾,残墨等影起的开短路问题,能修的在图电前给予修补,不能修补的,可以进行返工重新制作。

一般原则是先刮后补，这样容易保证修版质量。

常用修版液有虫胶、沥青、耐酸油墨等，比较简便的是虫胶液，其配方如下：

虫　胶　　100～150g/l   甲基紫　　1～2g/l  无水乙醇　适量

7.11.2修版要求：

图形正确，对位准确，精度符合工艺要求；导电图形边缘整齐光滑，无残胶、油污、指纹、针孔、缺口及其它杂质，孔壁无残膜及异物；90%的修版工作量都是由于曝光工具不干净所造成，故操作时应经常检查底片，并用酒精清洗晒匣和底片，以减少修版量。

修版时应注意戴细纱手套，以防手汗污染版面。

若头两道工序做得相当好，几乎无修版量，可省掉修版工序。

7.12．去膜（Strip）

　　蚀刻（Etching）或电镀（Plating）完毕，必须去除抗蚀保护膜，通常去膜采用4～8%的NaOH水溶液，加热膨胀剥离分化而达到目的。

方法有手工去膜和机器喷淋去膜。

  采用喷淋去膜机，其喷射压力为2～3kg/cm2，去膜质量好，去除干净彻底，生产效率高。

提高温度可增加去膜速度，但温度过高，易产生黑孔现象，故温度一般宜采用50～60℃。

去膜后务必清洁干净，若去膜后表面有余胶，其原因主要是烘烤工序的工艺参数不正确，一般是烘烤过度。

以上讨论，部分代表个人经验之谈，总而言之，严格控制工艺条件，是保证产品质量的前提。

只有根据各个公司的工艺设备要求和工艺技术水平，采用行之有效的操作技巧及工艺方法，加强全面质量管理（TQM），才能大大提高产品的合格率。

7.13干膜是新一代的多用途干膜，为线路板厂家提供一种操作范围广泛的新技术。

能适用于各种蚀刻、电镀（铜、镍、金、锡、锡/铅等）以及掩孔用途。

干膜的特性高解像度高感光度可以大大提高产能,对各种铜面有良好的附着能力,快速而优良的去膜性能,优良的掩孔和抗电镀能力,对于曝光接触不良的敏感度低，曝光操作幅度宽,在铜，锡或铅/锡电镀中不易掉膜.

7.14.1:

线路部常见的不良问题,问题原因分析,改善方法

不良问题

问题原因分析

改善方法

显影后铜面上留有残渣

显影的参数不正确

根据板的实况,调整显影速度,温度,浓度,压力到标准值

显影前透了白光,有干膜的基板应在黄色照明下操作、目检及修补

黄色照明下操作、目检及修补

重氮底片上暗区之遮光不够

检查重氮片上暗区遮光密度，线路边缘的密封和真空效果

板边已曝光之干膜掉落在显影液中有残留物在板面上

加强显影液的过虑系统是否良好,每班进行检查,延长剥膜时间，取消烘烤

显影时水洗压力不足

检查喷嘴有否被堵.,每周对喷咀进行清洗

显影前干膜没有撕干净

安排细心的员工作业,严格要求员工,特别留意板面各处被白光不均匀曝光.

2显影不净

显影液喷嘴被堵

要定时检查显影系统喷嘴情形

图像上有修板液或污物

修板时戴纱手套，并注意不要使修板液污染线路图像

压膜温度太高

检查压膜压辘温度，按资料调整

显影液浓度不够

按化验结果给予添加或从新换缸新显影液

显影液缸及水缸被污染

按化验结果,定期保养显影液缸及水缸

磨板磨辘号数不对，磨痕太深

磨板磨辘号数一般选用320~600号

压膜至显影之间停放时间太长

不要超过24小时

板面手指印

操作时严格要求戴手套

3、干膜起皱

1：

两热压辊轴向不平行，使干膜受压不均匀

调整两个热压辊，使之轴向平行

2：

干膜太粘

熟练操作，放板时多加小心

3：

贴膜温度太高

调整贴膜温度至正常范围内

4：

贴膜前板太热

板预热温度不宜太高

4.线路变幼或曝光区干膜显影时不易冲洗掉

曝光过度

用21格曝光尺,进行测试合适的暴光时间.

重氮底片上暗区之遮光不够

检查重氮底片上暗区遮光密度，线路边缘之清晰度，一旦不足时则更换重氮底片

曝光前抽真空程度不够

检查曝光前抽真空度及碓定抽真空时间

暴光机上的麦拉膜太脏或太花

更换麦拉膜或时刻清洁麦拉膜

压膜之板面显影前曝露于白色光源

安装黄色灯管

压膜温度过高

控制标准的压膜温度

显影不足，残膜冲洗不净

用21格曝光尺,进行测试合适的暴光时间,设定显影速度

5、盖孔效果不良

通孔孔口周围有毛碎，致使压膜不良

钻孔检查是否毛碎太多，加强去毛碎处理

在线路板制作流程中，做线路是一道极其重要的工序，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。

在线路转移中主要由磨板→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都离不开人、机、物、法、环五大因素。

下面是线路在生产过程中经常出现故障详细分解：

一、       渗镀

产生原因：

1）         磨板速度不当；

2）         磨刷压力、长度、磨痕宽度不当；板面清洁度不够；

3）         磨板粗化温度、浓度不当；

4）         磨板烘干温度不当；

5）         压膜入板温度低或高；

6）         压膜速度不当；

7）         生产板的尺寸过宽；

8）         压辘温度、压力过低；

9）         压辘磨损或清洁不良；

10）     压膜前烤板温度高或时间过长；

11）     板面粘有水，酒精等液体。

解决方法：

1）         磨板速度根据做微蚀速率调节，控制在2.5-3.2m/min；

2）         每班做磨痕试验检测磨刷压力8-16㎜且同一条磨痕不能相差太远,磨刷长度＜10㎜时需更换;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；

3）         磨板粗化温度控制在30-35℃；浓度：

H2S0460-80mL/L，H202120-160mL/L，稳定剂12-16mL/L。

4）         磨板烘干温度控制在80±5℃；

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;

6）         压膜速度控制在1.2-2.0m/min；

7）         干膜板不宜压宽度大于520㎜的板，若要压大于520㎜的板需采用大压辘的干膜机进行。

8）         压辘温度控制在110±10℃；压力45-55psi；

9）         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。

10）      压膜前烤板采用75±10℃烤5-10分钟；

11）      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

产生原因：

1）         压辘温度过高；

2）         压膜入板温度过高；

3）         压出的干膜板板面温度偏高就叠板；

4）         菲林掩孔环宽过小且对位偏；

5）         曝光后未静置就叠板；

6）         对位时干膜保护膜被拉起；

7）         显影药水压力过大；

8）         菲林透光度不符；

9）         显影机传送轮有尖硬物；

解决方法：

1）         压辘温度控制在110±10℃；

2）         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；

3）         压出的干膜板必须先插架,冷却15分钟以上方可叠板；

4）         菲林掩孔环宽必须≥0.15㎜以上;若＜0.15㎜应反馈工程部,且对位不能偏

5）         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；

6）         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；

7）         显影药水压力控制在20-28psi；

8）         菲林透光度应≤0.15；

9）      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）

产生原因：

1）         使用网版数不符；

2）         加油过量；

3）         重复印刷同一块板；

4）         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；

5）         网版破损，有小洞漏油；

6）         刮刀、回墨刀角度过于倾斜；

解决方法：

1）         印湿膜需采用68或72T的网版；

2）         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；

3）         印刷时必须印一面刮一次网底；

4）         每块板必须方向孔错开印刷；

5）         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；

6）         刮刀角度控制在70-75℃，回墨刀角度80-85℃

四、 曝光不良

产生原因：

1）         刮气方法不正确；

2）         曝光能量不符；

3）         板翘；

4）         菲林透光度或遮光度不符；

5）         干膜碎、垃圾粘在菲林与板中间；

6）         迈拉膜破损、折印；

7）         抽真空压力不够、漏气；

8）         板未烤干；

9）         曝光机温度偏高；

10）     菲林药膜面拷反；

11）     重复曝了两次光；

12）     板面堆油；

13）     抽气不良；

解决方法：

1）         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；

2）         每两小时做一次曝光尺控制在6-9格盖膜；

3）         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；

4）         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；

5）           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；

6）         每周更换一次迈拉膜，发现有破损、折印应及时更换；

7）         抽真空压力≥650Mpa；

8）         丝印插架不能有两块插在同一个槽内，并控制好烤板参数；

9）         曝光机台面温度应控制在24℃以下；

10） 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；

11）     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；

12）     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；

13）     菲林尺寸单边大于450㎜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：

1）       板面有胶渍；

2）       干膜碎；

3）       显影不净；

4）       丝印垃圾，露基材；

5）       菲林定位擦花；

解决方法：

1）     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。

2）       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±50㎡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3.0-4.0m/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。

3）       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。

4）       磨板从水缸中取放板时，板与板不能相互摩擦；

六、       短路

产生原因：

1）       渗镀短路；

2）       板面擦花造成；

3）       垃圾造成；

4）       海棉吸水辘脏造成；

5）       干膜板有凹点、划伤造成；

6）       干膜起皱、气泡造成；

7）       湿膜印制时，板面露铜点造成；

解决方法：

1）       按“问题1”渗镀的控制方法进行控制；

2）       磨板取、放板防止板与板互相碰撞；

3）       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