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PCB短路的改善措施

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PCB短路的改善措施

發布日期:2018-04-09 作者:宋善鴻 點擊:


pcb


    PCB“線路短路”是各PCB生産廠家幾乎每天都會遇到的問題,也是一個比較難解決的問題,此問題改善得好或壞,

直接關系到生産成本的低或高,也關系到成品合格率的問題。

  

  現将造成以上現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、在退膜藥水缸裡操作不當引起跑錫;


  2、已退膜的闆疊加在一起引起跑錫。


  改善方法:


  (1)退膜藥水濃度高,退膜時間長,抗鍍膜早已掉落,可闆仍在強堿溶液中浸泡,部分錫粉附在銅箔表面上,蝕刻時有一層很薄的金屬錫護着銅表面,起到抗蝕作用,造成要去除的銅未除幹淨,從而導緻線路短路。所以我們需要嚴格控制好退膜藥水的濃度、溫度、退膜時間,同時退膜時用插闆架插好,闆與闆之間不能層疊碰在一起。


  (2)已退膜的闆未烘幹便疊加在一起,使得闆與闆之間的錫浸在未烘幹的退膜溶液中,部分錫層會溶解附在銅箔表面上,蝕刻時有一層很薄的金屬錫護着銅表面,起到抗蝕作用,造成要去除的銅未除幹淨,從而導緻線路短路。


  二、蝕刻不淨造成的短路


  1、蝕刻藥水參數控制的好壞直接影響到蝕刻質量,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,溶液将變成粘稠狀态,顔色偏白色,蝕闆速率下降,這種情況容易引起側腐蝕,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,主要通過蝕刻鹽對氯離子含量進行控制,蝕刻鹽是由氯化铵和補充劑組成的。


  1.3 比重:主要通過控制銅離子的含量來對比重進行控制,一般将銅離子含量控制在145~155g/L之間,每生産一小時左右進行檢測一次,以确保比重的穩定性。


  1.4 溫度:控制在48~52℃,如果溫度高了氨氣揮發快,将造成pH值不穩定,且蝕刻機的缸體大部分都是由PVC材料制作的,PVC耐溫極限為55℃,超過這個溫度容易造成缸體變形,甚至造成蝕刻機報廢,所以必須安裝自動溫控器對溫度進行有效監控,确保其在控制範圍之内。


  1.5 速度:一般根據闆材底銅的厚度調整合适的速度。


  建議:為了達到以上各項參數的穩定、平衡,建議配置自動加料機,以控制好子液的各項化學成份,使蝕刻液的成份處于比較穩定的狀态。


  2、整闆電鍍銅時電鍍層厚薄不均勻,導緻蝕刻不幹淨。


  改善方法:


  (1)全闆電鍍時盡量實現自動線生産,同時根據孔面積的大小,調整好單位面積的電流密度(1.5~2.0A/dm2),電鍍時間盡量保持一緻,飛巴保證滿負荷生産,同時增加陰、陽極擋闆,制定“電鍍邊條”的使用制度,以減少電位差。


  (2)全闆電鍍如果是手動線生産,則闆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緻,同時安裝定時報警器,确保電鍍時間的一緻性,減少電位差。


  三、可視微短路


  1、曝光機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)曝光機上的邁拉膜因使用時間較長,膜面上有劃傷現象,劃痕積聚有灰塵形成黑色或不透明的“小線條”,在線路圖形曝光時因黑色或不透明的“小線條”遮光,使得顯影後在線路之間形成露銅點而造成短路,且闆件上的銅箔越薄越容易短路,線間距越小越容易短路。所以當我們一經發現邁拉膜有劃傷現象時,必須馬上進行更換或用無水酒精清潔,保證邁拉膜的透明度,嚴格控制不透明的劃痕存在。


  (2)曝光機上曝光盤玻璃因使用時間長,玻璃表面上有劃傷現象,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因不透明的“小線條”遮光,顯影後在線之間形成露銅點而造成短路。所以當我們一經發現有玻璃劃傷現象時,必須馬上進行更換或用無水灑精進行清潔,嚴格控制不透明的劃痕存在。


  四、夾膜短路


  1、抗鍍膜層太薄,電鍍時因鍍層超出膜厚,形成夾膜,特别是線間距越小越容易造成夾膜短路。


  2、闆件圖形分布不均勻,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:選擇合适厚度的幹膜,如果是濕膜可以用低網目數的網版印制,或者通過印制兩次濕膜來增加膜厚度。


  (2)闆件圖形分布不均勻,可以适當降低電流密度(1.0~1.5A)電鍍。在日常生産中,我們出于要保證産量的原因,所以我們對電鍍時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,這樣在孤立區上得到的電流密度将會是正常區域的1.5~3.0倍,往往造成孤立區域上間距小的地方鍍層高度超過膜厚度很多,退膜後出現退膜不淨,嚴重者便出現線路邊緣夾住抗鍍膜的現象,從而造成夾膜短路,同時會使得線路上的阻焊厚度偏薄。


  五、看不見的微短路


  看不見的微短路對我司來說,是困擾最久也曾經是最難解決的問題,在測試出現問題的成品闆中,50%左右是屬于此類微短路的問題,其主要原因是線間距内存在着肉眼無法看見的金屬絲或金屬顆粒。


改善方法:

  1、因阻焊前磨闆是采用物理粗化方式的,磨刷痕深度一般在0.3~1.5μm之間,磨闆過程中由于闆邊沿有大量的金屬碎屑附着闆面,壓力水洗時有部分未沖洗幹淨,附在水洗後面的海棉吸水輥表面,當後面再繼續過闆時,則金屬碎屑就有可能附在闆面上,從而造成成品闆有許多肉眼看不見的短路現象,那麼為了避免這類現象,我們必須定期對海棉吸水輥進行清洗,這一點非常重要,而且也非常容易被人疏忽!


  2、磨闆後面水洗水定期更換,确保水洗缸的水保持清潔。


  3、磨闆機定期清潔、保養(用3~5% NaOH溶液和3~5% H2SO4溶液分别清洗),清潔水槽銅粉積聚物和水中的微生物體,風幹段内部及風機過濾器定期清潔并保持幹淨。


  六、固定位短路


  主要原因是菲林線路有劃傷或塗覆網版上有垃圾堵塞,塗覆的抗鍍層固定位露銅導緻短路。


  改善方法:


  1、菲林底片不得有沙眼、劃傷等問題,放置時藥膜面要朝上,不得和其它物體摩擦,拷片時藥膜面對藥膜面進行操作,用完後及時裝入合适的菲林薄膜袋中保存。


  2、對位時藥膜面對闆面,取菲林時用雙手對角拿起,不要碰到其它物體,避免藥膜面劃傷,每張菲林對闆到一定數量時須停止對位進行專人檢查或更換,用完後裝入合适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、手镯等,指甲要常修剪并保持園滑,對位台表面不得放任何雜物,台面保持幹淨平滑。


  4、網版生産前一定要嚴格檢查,确保網版無不通現象,塗覆濕膜時經常要抽檢,檢查是否有垃圾堵塞網版。當間隔一段時間沒有印刷時,印刷前要空網先印刷幾次,使油墨内的稀釋劑充分溶解凝固的油墨,确保網版漏油暢通。


  七、垃圾短路


  1、線路磨闆機的海棉吸水輥有垃圾,磨闆機風幹段未清潔幹淨,風機濾網比較髒;


  2、線路圖形工作室不幹淨、衛生差;


  3、塗覆油墨的工作台面有垃圾,使用的工具有垃圾,烤爐及其工作房衛生存在垃圾;


  4、對位台面有垃圾,曝光盤存在垃圾;


  5、阻焊前闆面粘有金屬碎屑垃圾橫跨在兩條導線之間造成短路。


  改善方法:


  (1)因線路磨闆表面是采用物理粗化的,磨闆過程中由于闆邊沿有大量的金屬碎屑附着闆面,在壓力水洗時有部分未沖洗幹淨,附在水洗後面的海棉吸水輥表面,當後面再繼續過闆時,金屬碎屑就有可能附在闆面上,所以一定要定期對海棉吸水輥進行清洗。


  (2)同樣要對磨闆後面水洗水定期更換,保持水質清潔度。


  (3)定期清潔、保養磨闆機,清潔水槽銅粉積聚物和水中的微生物體;風幹段内部及風機過濾器定期清潔并保持幹淨。


  (4)圖形線路車間采用無塵車間,并且按“5S”要求對車間嚴格管理,保持室内環境清潔衛生,進房穿着好防塵服并進行風淋10秒以上,特别是頭發不能露出防塵服外面,預防頭皮屑、頭發絲掉到無塵房内。


  (5)塗覆油墨的工作台面,使用的工具、烤爐、對位台面、曝光盤定期清理,确保無垃圾,保持清潔。


  八、滲鍍短路


  1、線路圖形轉移前,抗電鍍層大部分都是采用濕膜塗覆或貼幹膜的,塗覆濕膜或貼幹膜前表面都要采取物理或化學粗糙,如果粗糙度不夠,将會造成圖形電鍍時滲鍍。


  2、塗覆濕膜或貼幹膜前闆面如果有氧化、水印等也會造成圖形電鍍時滲鍍。


  3、顯影後在電鍍前放置時間過長,電鍍時也會造成電鍍時滲鍍。


  4、錫光劑選擇不适當時容易引起電鍍時滲鍍。


  改善方法:


  (1)塗覆濕膜或貼幹膜前的闆面處理,采用2對500#的磨刷刷闆,但由于磨闆過程中,不是所有闆大小、厚薄都一緻的,闆的大小也不可能全部跟刷輥一樣大小,那麼在磨闆過程中闆面的粗糙度就不能做到一緻,如果粗糙度(≥0.2μm)達不到膜與闆的一定結合力時,滲鍍問題就出來了。為了達到合适的粗糙度,我們通過采用化學粗化方法,嚴格控制好各項工藝參數,問題就基本上可以得到有效的解決。


  (2)已粗化好的闆,在工作室放置時間不能太長,因磨闆出來的闆溫度都較高(≥40℃),而工作室的溫度一般控制在21±3℃,溫差較大,闆面容易造成有水珠而導緻氧化。工作室在搞衛生時,水滴不能濺到闆面上;印制濕膜時,清理台面可能用到有機溶劑進行清潔,溶劑不能粘到闆面上;印制前的闆面杜絕粘到手指紋,否則将會引起滲鍍。


  (3)顯影後在電鍍前放置時間過長,因電鍍車間的濕度過大,時間放長了(≥6小時),将會降低抗鍍膜與闆面的結合力,電鍍時将容易引起滲鍍,那麼在生産過程中,必須要按照闆的先後順序進行生産,班組主管/領班經常要溝通,确保生産闆在電鍍前停留時間不要超過6小時,如果有些闆超過該時間範圍,建議将闆過UV機後或進行高溫(150±5℃)烘烤20分鐘後再電鍍。


  (4)選擇合适的抗鍍膜(濕膜或幹膜),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、塗覆濕膜後劃傷,對位時操作不當造成膜面劃傷。


  2、顯影機出口接闆忙不過來造成闆與闆之間碰撞劃傷。


  3、電鍍時取闆不當,上夾闆時操作不當,手動線前處理過闆時操作不當等造成劃傷。


  改善方法:


  (1)因塗覆濕膜後在插闆時容易造成劃傷,所以闆與闆之間最好間隔遠一點,确保闆面無劃傷現象。對位時雙手取、放闆,嚴格避免闆與闆疊加在一起,或闆與對位台面摩擦,避免劃傷闆面。


  (2)顯影時根據闆的大小及接闆人的操作能力調整放闆的間隔距離,出闆口無人接闆時機器入闆處不得放闆,接闆時用雙手卡闆,避免闆與闆之間産生碰撞造成闆面劃傷。


  (3)電鍍時雙手取、放闆,避免兩塊闆或多塊闆層疊在一起進行夾闆,手動線上闆時避免闆與台面之間的摩擦,手動線前處理的闆不能過多,過闆時一夾一夾地過闆避免碰撞。


  十、結論:


  我們通過上面的各種改善方法後,PCB短路問題得到了有效的改善,特别是跑錫短路、夾膜短路、肉眼看不見的微短路、滲鍍短路、濕膜闆滲鍍短路等問題已得到有效的控制,約有半年多的時間裡都沒有出現過這幾類的短路問題,當然,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、環境清潔度、工藝能力等才能得到有效的改善。


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