基材及層壓板可產(chǎn)生的質(zhì)量問題_－PCB新聞|線路板|印刷電

基材及層壓板可產(chǎn)生的質(zhì)量問題

制造任何數(shù)量的印制電路板而不碰到一些問題是不可能的，其中有部份質(zhì)量原因要?dú)w咎于覆銅層壓板的材料。在實(shí)際制造過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)，常常是因?yàn)榛宀牧铣蔀閱栴}的原因。甚至是一份經(jīng)仔細(xì)寫成并已切實(shí)執(zhí)行的層壓板技術(shù)規(guī)范中，也沒有規(guī)定出為確定層壓板是導(dǎo)致生產(chǎn)工藝出問題的原因所必須進(jìn)行的測(cè)試項(xiàng)目。在這里列出一些最常遇到的層壓板問題和如何確認(rèn)它們的方法。一旦遇到層壓板問題，就應(yīng)當(dāng)考慮增訂到層壓材料規(guī)范中去。通常如果不進(jìn)行這種技術(shù)規(guī)范的充實(shí)工作，那就會(huì)造成不斷地產(chǎn)生質(zhì)量變化，并隨之導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢。通常，出于層壓板質(zhì)量變化而產(chǎn)生的材料問題，是發(fā)生在制造商所用不同批的原料或采用不同的壓制負(fù)荷所制造的產(chǎn)品之中。很少有用戶能持有大量足夠的記錄，使之能夠在加工場所區(qū)分出特定的壓制負(fù)荷或材料批次。于是就常常發(fā)生這樣的情況：印制電路板在不斷地生產(chǎn)出來并裝上元件，而且在焊料槽中連續(xù)產(chǎn)生翹曲，從而浪費(fèi)了大量勞動(dòng)和昂貴的元件。如果裝料批號(hào)立即可查知、層壓板制造者即能核對(duì)出樹脂的批號(hào)、銅箔的批號(hào)、固化周期等。也就是說，如果用戶不能提供與層壓板制造者的質(zhì)量控制系統(tǒng)保持連續(xù)性，這樣就會(huì)使用戶本身長期蒙受損失。下面介紹在印制電路板制造過程中，與基板材料有關(guān)的一般問題。

　　一.表面問題

　　現(xiàn)象征兆：印料粘附性差、鍍層粘附性差、某些部分不能蝕刻掉，以及某些部分不能錫焊。

　　可采用的檢查方法：通常用水在板表面形成可看見的水紋進(jìn)行目視檢查，或用紫外線燈照射檢查，用紫外燈照射銅箔可發(fā)現(xiàn)在銅箔上是否有樹脂。

　　可能的原因：

　　1.因?yàn)槊撃１∧ぴ斐傻姆浅Ｖ旅芎凸饣谋砻?、致使未覆銅表面過份光亮。

　　2.通常在層壓板的未覆銅的一面，層壓板制造者沒有除去脫模劑。

　　3.銅箔上的針孔，造成樹脂流出，并積存在銅箔表面上，這通常出現(xiàn)在比3/4盎司重量規(guī)格更薄的銅箔上，或環(huán)境問題造成有樹脂粉末在銅箔表面經(jīng)過層壓。

　　4.銅箔制造者把過量的抗氧化劑涂在銅箔表面上。

　　5.層壓板制造者改換了樹脂系統(tǒng)、脫模薄，或刷洗方法。

　　6.由于操作不當(dāng)，有很多指紋或油垢。

　　7.在沖制、下料或鉆孔操作時(shí)沾上機(jī)油或其它途徑遭到有機(jī)物的污染。

　　解決辦法：

　　1.建議層壓板制造商使用織物狀薄膜或其它脫模材料。

　　2.和層壓板制造商聯(lián)系，使用機(jī)械或化學(xué)的消除方法。

　　3.和層壓板制造商聯(lián)系，檢驗(yàn)不合格的每批銅箔；索取除去樹脂所扒薦的解決辦法，改善制造環(huán)境。

　　4.向?qū)訅喊逯圃焐趟魅〕サ姆椒ā３Ｍㄍ扑]使用鹽酸，接著用機(jī)械方法除去。

　　5.在層壓板制造進(jìn)行任何改變前，同層壓板制造商配合，并規(guī)定用戶的試驗(yàn)項(xiàng)目。

　　6.教育所有工序的人員戴手套拿覆銅板。弄清確實(shí)層壓板在運(yùn)輸中是否有合適的墊紙或裝入了袋中，并且墊紙含硫量低，包裝袋沒有臟物，注意保證沒有人正在使用含有硅酮的洗滌劑時(shí)去接觸銅箔，保證設(shè)備狀態(tài)良好。

　　7.在鍍前或圖形轉(zhuǎn)印工藝前對(duì)所有層壓板去油。

　　二.外觀問題

　　現(xiàn)象征兆：層壓板顏色明顯不同、表面顏色不同、表面或內(nèi)層有污斑、層壓板表面上有各種顏色的薄層

　　可采用的檢查方法：目視。

　　可能的原因：

　　1.玻璃布基層壓板在加工前或蝕刻后的表面上有白色布紋或白點(diǎn)。

　　2.經(jīng)工藝加工后，表面出現(xiàn)白斑或露出玻璃布更多了。

　　3.經(jīng)工藝加工后，特別是在錫焊后，表面上有一薄層白色膜，這表明是樹脂輕度浸蝕或是有外來的淀積物。

　　4.基材的顏色變化超出了可能接受的外觀要求。

　　5.由于層壓板過熱或受某些藥水濃度過高時(shí)間過長浸泡，基材外觀產(chǎn)生棕色或棕色斑紋。

　　解決辦法：

　　1.在極個(gè)別情況下，是因?yàn)楸砻嫒鄙贅渲@露出玻璃布，這在今天是罕見的。更經(jīng)?？吹降氖潜砻嫔系奈⑿∑鹋莼蛐〉陌咨昭?。這是由于玻璃布表面涂覆層和樹脂系統(tǒng)反應(yīng)所造成的。露出很多玻璃布的板子，在濕度增加時(shí)，表面電阻率下降。 然而具有微小起泡或小鼓泡的板子則通常不下降。嚴(yán)格地說，這只是一個(gè)外貌問題同層壓板制造者打交道，避免再發(fā)生這樣的問題；并確定微小起泡可接受的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.經(jīng)工藝加工后露出玻璃布的絕大部分情況是由于溶劑浸蝕，去除了一些表面樹脂。與層壓板制造者一起檢驗(yàn)所有的溶劑和鍍液，特別是層壓板在每種溶液中的時(shí)間和溫度保證它們適用于所用的層壓板。在可能情況下按照層壓板制造者推薦的條件加工。

　　3.與層壓板制造商一起檢驗(yàn)，保證所用的助焊劑是適用于所用的板材。驗(yàn)證可能淀積出礦物質(zhì)或無機(jī)物的工藝過程，在可能淀積出礦物質(zhì)或無機(jī)物的工藝過程，在可能情況下，盡可能使用去除了礦物質(zhì)的水。

　　4.與層壓板制造商聯(lián)系，保證層壓板的任何主要組成或樹脂（它們對(duì)顏色有影響）在作出改變前為用戶所認(rèn)可。有時(shí)過量的銅合金轉(zhuǎn)移會(huì)影顏色。與層壓板制造商打交道，確定可接受的外觀范圍。

　　5.檢查浸焊操作，焊料溫度和在焊料槽中的停時(shí)間。也檢查在印制板上的發(fā)熱元件或整個(gè)印制板的環(huán)境溫度。假如后者超出了所用層壓板允許溫度的上限，基板會(huì)產(chǎn)生棕色。受某些藥水濃度過高時(shí)間過長浸泡的板材在后工藝加熱考板時(shí)才表現(xiàn)出來，檢查控制藥水濃度及時(shí)間。

　　三.機(jī)械加工問題

　　現(xiàn)象征兆：沖制、剪切、鉆孔加工質(zhì)量不一致，鍍層結(jié)合力差或在金屬化孔中鍍層參差不齊。

　　檢查方法：對(duì)來料檢查，試驗(yàn)各種關(guān)鍵的機(jī)械加工操作，并把層壓板來料經(jīng)孔金屬化工藝后，進(jìn)行常規(guī)剖析。

　　可能的原因：

　　1.材料固化、樹脂含量、或增塑劑改變，會(huì)影響材料的鉆孔、沖制和剪切質(zhì)量。

　　2.鉆孔、沖制或剪切工藝差，使得生產(chǎn)質(zhì)量差或不一致。

　　3.沖制或鉆孔前預(yù)熱周期時(shí)間太長，有時(shí)會(huì)影響層壓板的加工。

　　4.材料的老化，主要是酚醛材料，有時(shí)導(dǎo)致材料中增塑劑跑掉、使得材料比平常更脆。

　　解決辦法：

　　1.與層壓板制造者聯(lián)系，確立模似關(guān)鍵機(jī)械加工性能要求的試驗(yàn)。不應(yīng)使用生產(chǎn)模具作試驗(yàn)，否則生產(chǎn)模具的磨損和變化會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果。在任何機(jī)械加工性能變化的問題中，只有問題是同材料批號(hào)變化同時(shí)發(fā)生的時(shí)候，才能懷疑層壓板質(zhì)量有問題。

　　2.參閱關(guān)于各種類型層壓板的制造推薦說明。與層壓板制造商聯(lián)系，弄清每一種級(jí)別層壓板的特定鉆速、進(jìn)給、鉆頭和沖溫度。要記?。好恳粋€(gè)制造廠家使用不同的樹脂和基材的混合物，其推薦說明會(huì)各不相同。

　　3.小心地預(yù)熱層壓板，務(wù)必找出任何過熱區(qū)，例如在加熱燈下的過熱區(qū)。當(dāng)加熱材料時(shí)，應(yīng)遵守先進(jìn)先出的原則。

　　4.與層壓板制造商者一起檢驗(yàn)，取得材料的老化特性數(shù)據(jù)。周轉(zhuǎn)庫存，使得庫存通常是新生產(chǎn)的板材。務(wù)必查出在倉庫貯存中可能產(chǎn)生的過熱。

　　四.翹曲和扭曲問題

　　現(xiàn)象征兆：無論加工前、后或加工過程中，基材翹曲或扭曲。錫焊后孔傾斜也是基材翹曲和扭曲的征兆。

　　檢查方法：用浮焊試驗(yàn)，有可能進(jìn)行來料檢驗(yàn)。用45度傾斜錫焊試驗(yàn)特別有效。

　　可能的原因：

　　1.在收貨時(shí)或在鋸料和剪料后，材料翹曲或扭曲，這通常是由于層壓不當(dāng)、切斷不當(dāng)或?qū)訅喊褰Y(jié)構(gòu)不均衡所引起的。

　　2.翹曲也可以是由于材料貯存不當(dāng)而引起，特別是紙基層壓板，當(dāng)將其豎放時(shí)，就會(huì)使其呈弓形或變形。

　　3.產(chǎn)生翹曲是由于覆的銅墻鐵壁箔不相等，如要一面是1盎司，在另一面是2盎司：電鍍層不相等，或特殊的印制板設(shè)計(jì)引起了銅應(yīng)力或熱應(yīng)力。

　　4錫焊時(shí)夾具或固不當(dāng)，在錫焊操作中重的元件也會(huì)引起翹曲。

　　5.在工藝加工過程或錫焊過程中，材料上的孔位移或傾斜是由于層壓板固化不當(dāng)，或基材玻璃布結(jié)構(gòu)的應(yīng)力而引起的。

　　解決辦法：

　　1.矯直材料或在烘箱中釋放應(yīng)力，按照層壓板制造者推薦的傾斜角和板材加熱溫度進(jìn)行切斷操作。同層壓板制造商聯(lián)系，保證不用結(jié)構(gòu)不均衡的基材。

　　2.把材料平放貯存在裝貨紙板箱中或者把材料斜放平躺在貨架上。通常材料放置時(shí)應(yīng)和地面成60度角或更小。

　　3.和層壓板制造商聯(lián)系，避免兩面覆的銅箔不相等。分析電鍍層和應(yīng)力，或者裝有重的元件或大的銅箔面積引起的局部應(yīng)力。把印制板重新設(shè)計(jì)，使元件和銅面積平衡。有時(shí)把印制板一面的大部分導(dǎo)線和另一面的導(dǎo)線垂直布設(shè)，使兩面的熱膨脹不相等而引起扭曲，只要可能，應(yīng)避免這種布線。

　　4.在錫焊操作中，印制板，特別是紙基印制板必須用夾具夾住。在某些情況中，重的元件必須用特殊的夾具或用固定物均衡。

　　5.與層壓板制造者聯(lián)系，采用任何所推薦的后固化措施。在某些情況下，層壓板制造商會(huì)推薦另一種層壓板用在更為嚴(yán)格或特殊的用途中。

　　五. 層壓板起白點(diǎn)或分層

　　現(xiàn)象征兆：白點(diǎn)或布紋出現(xiàn)在表面上或材料里；既可在局部出現(xiàn)，也會(huì)在大面積上出現(xiàn)。

　　檢查方法：恰當(dāng)?shù)母『冈囼?yàn)。

　　可能的原因：

　　1.在錫焊時(shí)，大面積起泡是由于壓進(jìn)材料中的濕氣和揮發(fā)物引起的。機(jī)械加工不良也是個(gè)原因，因?yàn)闀?huì)使層壓板分層、使得層壓板在濕法工藝加工中吸收水份。

　　2.在錫焊時(shí)產(chǎn)生白色布紋或白點(diǎn)，這是由于層壓板結(jié)構(gòu)不均衡、層壓板固化不當(dāng)、層壓板應(yīng)力釋放不良或者電鍍銅延展性差。

　　3.在錫焊操作中露出纖維或嚴(yán)重起白點(diǎn)。這是由于過度地與溶劑接觸的緣故，特別是含氯的溶劑，可使樹脂軟化所致。

　　4.基材受熱時(shí)，固定得很緊的大元牛或連接終端會(huì)使板材產(chǎn)生很大的應(yīng)力。結(jié)果在此密集區(qū)域的周圍起白點(diǎn)。板材在浸焊過程中或在浸焊后隨即受應(yīng)力，撓曲或彎曲也會(huì)起白點(diǎn)，

　　解決辦法：

　　1.通知層壓板制造商，查出了有這樣問題的一批層壓板。對(duì)于所有板材使用所推薦的機(jī)械加工方法。

　　2.與層壓板制造商聯(lián)系，以取得關(guān)于在浸焊前印制板如何釋放應(yīng)力的說明。在高濕下將印制析板貯存一段時(shí)間后會(huì)吸收過量的濕氣，這會(huì)影響印制板的可焊性。在浸焊操作前將印制板預(yù)烘和預(yù)熱，以減少熱沖擊，會(huì)有助于解決這兩個(gè)問題（參閱關(guān)于多層材料，貯存的印制電路板的吸濕數(shù)據(jù)）。

　　3.與層壓板制造商聯(lián)系，以獲得最適宜溶劑和應(yīng)用時(shí)間的長短。當(dāng)基材改變時(shí)，要驗(yàn)證所有的濕法加工工藝，特別是溶劑。

　　4.在波峰焊或手工焊操作中，松開緊固的接線終端，并在浸焊前去除任何散熱器或重的元件。核查機(jī)械加工操作正確性，特別是沖制操作，以保證起白點(diǎn)并是由于操作不當(dāng)而引起的輕度分層。保證板材用夾具適當(dāng)夾住并在受熱時(shí)不受應(yīng)力。不要趁熱或在應(yīng)力下就把印制板放入較冷的焊劑清除劑中驟冷。

　　六. 粘合強(qiáng)度問題

　　現(xiàn)象征兆：在浸焊操作工序中，焊盤和導(dǎo)線脫離。

　　檢查方法：在進(jìn)料檢驗(yàn)時(shí)，進(jìn)行充分地測(cè)試，并仔細(xì)地控制所有的濕法加工工藝過程。

　　可能的原因：

　　1.在加工過程中焊盤或?qū)Ь€脫離可能是由于電鍍?nèi)芤?、溶劑浸蝕或在電鍍操作過程中銅的應(yīng)力引起的。

　　2.沖孔、鉆孔或穿孔會(huì)使焊盤部分脫離，這將在孔金屬化操作中變得明顯起來。

　　3.在波峰焊或手工錫焊操作過程中，焊盤或?qū)Ь€脫離通常是由于錫焊技術(shù)不當(dāng)或溫度過高引起的。有時(shí)也因?yàn)閷訅喊逶瓉碚澈喜缓没驘峥箘儚?qiáng)度不高，造成焊盤或?qū)Ь€脫離。

　　4.有時(shí)印制板的設(shè)計(jì)布線會(huì)引起焊盤或?qū)Ь€在相同的地方脫離。

　　5.在錫焊操作過程中，元件的滯留的吸收熱會(huì)引起焊盤脫離。

　　解決辦法：

　　1.交給層壓板制造商一張所用溶劑和溶液的完整清單，包括每一步的處理時(shí)間和溫度。分析電鍍工序是否發(fā)生了銅應(yīng)力和過度的熱沖擊。

　　2.切實(shí)遵守推存的機(jī)械加工方法。對(duì)金屬化孔經(jīng)常剖析，能控制這個(gè)問題。

　　3.大多數(shù)焊盤或?qū)Ь€脫離是由于對(duì)全體操作人員要求不嚴(yán)所致。焊料槽的溫度檢驗(yàn)失效或延長了在焊料槽中的停留時(shí)間也會(huì)發(fā)生脫離。在手工錫焊修整操作中，焊盤脫離大概是由于使用瓦數(shù)不當(dāng)?shù)碾娿t鐵，以及未能進(jìn)行專業(yè)的工藝培訓(xùn)所致?，F(xiàn)在有些層壓板制造商，為嚴(yán)格的錫焊使用，制造了在高溫下具有高抗剝強(qiáng)度級(jí)別的層壓板。

　　4.如果印制板的設(shè)計(jì)布線引起的脫離，發(fā)生在每一塊板上相同的地方；那么這種印制板必須重新設(shè)計(jì)。通常，這的確發(fā)生在厚銅箔或?qū)Ь€拐直角的地方。有時(shí)，長導(dǎo)線也會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象；這是因?yàn)闊崤蛎浵禂?shù)不同的緣故。

　　5.在可能條件下，從整個(gè)印制板上取走重的元件，或在浸焊操作后裝上。通常用一把低瓦數(shù)的電烙鐵仔細(xì)錫焊，這與元件浸焊相比，基板材料受熱的持續(xù)時(shí)間要短。

　　七. 各種錫焊問題

　　現(xiàn)象征兆：冷焊點(diǎn)或錫焊點(diǎn)有爆破孔。

　　檢查方法：浸焊前和浸焊后對(duì)孔進(jìn)行經(jīng)常剖析，以發(fā)現(xiàn)銅受應(yīng)力的地方，此外，對(duì)原材料實(shí)行進(jìn)料檢驗(yàn)。

　　可能的原因：

　　1.爆破孔或冷焊點(diǎn)是在錫焊操作后看到的。在許多情況中，鍍得不良，接著在錫焊操作過程中發(fā)生膨脹，使得金屬化孔壁上產(chǎn)生空穴或爆破孔。如果這是在濕法加工工藝過程中產(chǎn)生的，吸收的揮發(fā)物被鍍層遮蓋起來，然后在浸焊的加熱作用下被驅(qū)趕出來，這就會(huì)產(chǎn)生噴口或爆破孔。

　　解決辦法：

　　1.盡力消除銅應(yīng)力。層壓板在z軸或厚度方向的膨脹通常和材料有關(guān)。它能促使金屬化孔斷裂。與層壓板制造商打交道，以獲得z軸膨脹較小的材料的建議。

　　八.尺寸過度變化問題

　　現(xiàn)象征兆：在加工或錫焊后基材尺寸超出公差或不能對(duì)準(zhǔn)。

　　檢查方法：在加工過程中充分進(jìn)行質(zhì)量控制。

　　可能的原因：

　　1.對(duì)紙基材料的構(gòu)造紋理方向未予注意，順向膨脹大約是橫向的一半。而且基材冷卻后不能恢復(fù)到它原來的尺寸。

　　2.層壓板中的局部應(yīng)力如果沒釋放出來，在加工過程中，有時(shí)會(huì)引起不規(guī)則的尺寸變化。

　　解決辦法：

　　1.囑咐全體生產(chǎn)人員經(jīng)常依相同的構(gòu)造紋理方向?qū)Π宀南铝?。如果尺寸變化超出容許范圍，可考慮改用基材。

　　2.與層壓板制造商 者聯(lián)系，以獲得關(guān)于在加工前如何釋放材料應(yīng)力的建議。