浅谈印制板压合凹点凹陷的分析改善与研究.pdf

2024年1月第1期104鲁永兴(惠州市骏亚精密电路有限公司，广东 惠州 5 1 6 0 8 3)直观的思路与控制方法。压合后凹点凹陷可以从表面现象观察出来，板面存在微小的不规则圆弧状的塌陷痕迹，呈现出单点或者密集的形态，主要是进压机前，使用的物料或者治具被其他物质污染携带，当其受热受压时，不明物体硬度高、依附性很强、污染度高、穿透性强，当刺破，或者受力挤压，发生形变并疲劳作用，刺穿铜箔，热压过程中流胶挤压，受阻力作用，板面铜箔和介质层处于凹陷的状态，进而从表面外观可以看到不规则或大或小或者单点，密集的凹坑形状，如图1为单点凹陷，压合工序是多层PCB制作流程中的重要环节之一，而凹点凹陷是压合主要外观不良之一，会直接影响到半测良率及报废问题。如何系统地分析凹点凹陷，并针对性地提出改善措施提前规避风险是关系到 PCB 品质的一个重大课题。本文通过对现场源头分析，过程经验总结，从工艺的角度，对凹点凹陷的产生原因进行了细致地分析，并层层递进，提出了一种应对不同类型凹点凹陷的最浅谈印制板压合凹点凹陷的分析改善与研究Discussion on the analysis and improvement of the indentation of the pressed concave point of printed circuit boardLu Yongxing【摘要】随着电子产品的精密化、小型化，压合层数越来越高，板面线路越来越密集，报废率越来越高。本文主要从凹点凹陷的产生机理，以及通过现象 P P粉纤维丝凹点凹陷，铜粉凹点凹陷，异物类凹点凹陷，流胶屑凹点凹陷，牛皮纸屑凹点凹陷，铁屑、油污异物凹点凹陷，不明异物等各个方面来研究探讨凹点凹陷是如何产生的，具体有什么表现，可以制定什么方法来改善，进而提高品质，减少不良报废。A b s t r a c t Wit h t h e p r e c is io n a n d min ia t u r iz a t io n o f e le c t r o n ic p r o d u c t s,t h e n u mb e r o f la min a t e d la y e r s is g e t t in g h ig h e r a n d h ig h e r,t h e b o a r d lin e is g e t t in g d e n s e r a n d d e n s e r,a n d t h e s c r a p r a t e is g e t t in g h ig h e r a n d h ig h e r.T h is p a p e r ma in ly s t u d ie s an d d is c u s s e s h o w p it s o c c u r a n d wh a t t h e ir s p e c if ic ma n if e s t a t io n s a r e f r o m t h e p r o d u c t io n me c h a n is m o f p it s,a s we ll a s f r om t h e p h e n o me n a o f P P p o wd e r f ib e r p it s,c o p p e r p o wd e r p it s,f o r e ig n b o d y p it s,r u b b e r d u s t p it s,k r a f t p a p e r d u s t p it s,ir o n f ilin g s,o il o il f o r e ig n b o d y p it s,u n id e n t if ie d f o r e ig n b o d y p it s,e t c.Wh a t me t h o d s c a n b e d e v e lo p e d t o imp r o v e,t h e r e b y imp r o vin g q u a lit y a n d r e d u c in g b a d s c r a p.【关键词】残胶；介质层；凹陷；纤维丝K e y Wo r d s R e s i d u a l G u m;d i e l e c t r i c l a y e r;d e p r e s s i o n;F i l a me n t作者简介：鲁永兴，就职于惠州市骏亚精密电路有限公司，流程/计量/体系工程师，主要从事厂内不良品的判定与流程管控、体系策划、运行、维护、仪器管理等工作。0 引言1 压合凹点凹陷的产生105PCB InformationJAN.2024 NO.1到钢板板面，常规没铺满钢板的铜箔，PP 粉残留，一部分直接掉落到铜箔上，造成一次凹点，另一部分掉在钢板上，经过模拟测试：将PP粉均匀的撒在钢板表面，并模拟试板。压合后发现对应位置的多层板上都是 PP粉导致的压合凹陷，呈现的是一种同心圆环，如图 2 所示，黄色，新鲜的 PP 粉颗粒，将铜箔戳穿。钢板上的PP 粉残胶经过机器人自动打磨机后，无法打磨干净，并且二次打磨后是同样效果。当此钢板表面有PP粉时，组合后再次排板，会造成二次 PP 粉导致的凹陷。PP 钻定位孔的过程中存在异常，刀具使用过程中刃角磨损，摩擦产生热量，刀具返粘残胶等，造成孔内的纤维布切削不断，垫板老旧，钻不穿，切削不断，吸尘损坏等，都会造成 PP 粉残留。PP 搬运过程中碰撞，PP 边缘碎裂、发白，引起边缘掉 PP 粉颗粒，产生大量纤维丝，并且纤维丝不可手动去拔掉，手动拔掉会将另一边产生同样的问题，拔掉 PP 粉，处理不当会产生更多的 PP 粉与纤维丝。纤维丝随着排板动作，掉落在钢板上，进入板内，热压后，在表面则会产生长条状规则的痕迹，如图 3所示，就在板面产生了纤维丝凹陷。1.2 铜粉压合生产过程中，铜箔是特别重要的一个物料，铜粉的源头就在铜箔裁切这一环节。铜粉是怎么产生的呢？铜箔裁切这个流程，是通过物理刀具的作用，将其切割，裁切过程中切口处存在掉铜粉的现象，落在传送皮带或者切削刃口，在静电的吸附作用下，或者吸附在压辘表面，颗粒物循环往复的被携带进入成品，破坏表面，另一种情况铜粉返沾到铜箔背面，进入压机后，钢板在压机的作用下，PP 变为流胶状态，因铜粉以点对面施加压力，再加上铜粉是不规则的，如图4，流胶则会被挤走，于是产生了铜粉凹陷。该不良已造成线路缺损。图 1 压合凹点凹陷图片(显微镜 2 0 0倍下垂直切片图)图 2 压合 P P粉颗粒垫伤导致图片图 3 压合纤维丝导致垫伤图片图 4 压合铜粉凹点凹陷图片1.1 P P粉纤维丝多层板是通过将多张芯板、PP、铜箔压合成为一体，PP 粉纤维丝凹点凹陷与 PP 的使用、流转有关，PP 开料是产生的源头。首先是分条机，分条刀磨损严重、粘胶、保养不到位，都会造成开出来的 PP 毛边的纤维丝毛边很多，并且切不断，掉 PP 粉颗粒，品质隐患很大，首先是不便于修边，用剪刀修剪很难做到彻底，或者 PP 开料没有边缘处理这个流程。源头在于刀具磨损，刃角变大，变钝，粘胶，切削过程中切削损耗宽，产生白边，该位置树脂受力变脆，变成颗粒依附在玻璃纤维布上边，如果得不到处理，该位置会不断的掉PP 粉和纤维丝。当在 PP 粉边缘处理没做好，到了预叠室，随着搬运动作，过程中多次人工搬运，边缘的纤维丝重新受到外力挤压，尤其是边边角角的位置纤维丝会重新冒出来，进组合室前需要彻底清理干净。其组合时，PP 粉、纤维丝随着拿板动作，会掉落2024年1月第1期1061.5 铁屑、油污异物 铁屑主要产生于机体内部，在机器运行是经过震动，会使铁屑颗粒掉落在钢板表面，可以在机器下方放置粘尘纸，收集一定时间内铁屑的的污染状况，还有传送夹爪机体，是否存在掉落铁屑的隐患或者设备部分位置生锈掉屑等，钢板水洗段，喷嘴堵塞与否，不能够将表面打磨的铁屑冲洗掉，导致残留，并夹带进入组合过程及热压中，产生凹点。油污是压合最忌讳的一种污染，油污产生于传动轴、链条附近，返粘到钢板上，传送钢板轮齿间有润滑油，容易污染到工作的治具上，有时油污与铁屑是同步存在的，该现象压合后伴随有黑色油污固化印记，如图 7，比较容易区分，发生此类异物可逐点排查，找出原因。1.3 流胶碎屑流胶碎屑主要产生于热压的过程和热熔机熔合后。现实热压过程中铜箔不能将钢板满铺，当一排二或一排三时，热压过程中，力量作用到未成形的多层板上，流动性的胶将空旷区填满后会往板边板外挤压，将空气挤走，同时，一部分流胶被挤出，粘附在了钢板表面上，如图 5 所示是一个比较大的流胶屑导致的凹陷。常规机器手臂自动打磨是无法清洁的，钢板传输过程中连续震动，流胶碎屑继续在钢板上存留，进入铜箔与钢板间，反复制造凹点。生产过程中，往往凑不够整本，假板应运而生，假板使用过程中，需特别注意其使用寿命，多次热压冷压过程中，流胶会全部被挤出，板面碳化，掉屑严重，也会产生异物凹陷，流出的胶则会影响到其他板面产生流胶碎屑类凹点凹陷。图 5 压合流胶碎屑凹点凹陷图片图 7 压合油污凹点凹陷图片图 6 压合牛皮纸屑凹点凹陷图片1.4牛皮纸屑牛皮纸屑异物常常出现在板面上，造成小区域凹陷。为什么牛皮纸屑跑到钢板上边了呢？从表面来看，这是一件不可思议的事情。该类凹陷是不应该存在的，存在必有其原由。常规 4 新 16 旧，当新牛皮纸没有换到上下盘，牛皮纸多使用一次，就会掉渣渣，很容易贴到钢板上边，即使有磨刷和水洗不能做到 100%清洁干净，牛皮纸屑被夹在钢板与铜箔之间，压合后产生凹痕如图 6。中间层牛皮纸纸屑，产生于牛皮纸整理过程当中，此动作也很容易产生牛皮纸屑。1.6 不明异物该类异物产生的凹点凹陷很难排查，需对现场有很高的了解，主要原因是钢板打磨后，表面的颗粒异物、流胶等碎屑，经过钢板清洗后烘干段，在持续不断的积累下，异物并掉落在水洗槽，或者烘干段，尤其是烘干段第一段，异物过多时，在热吹风作用下，容易107PCB InformationJAN.2024 NO.1被吸附到钢板表面，造成凹点凹陷。1.7无尘室环境首先无尘室是否为正压，无尘室进气口与排气口设置是否合理，组合台出板口易进灰尘，含尘量是否达到要求，空调过滤网是否存在掉毛屑，墙体是否有异物，空调是否产生异物，输送皮带掉屑等等,也会间接造成凹点凹陷。2.1 P P粉纤维丝针对 PP 掉粉的问题，可以采用激光开料机开料，或者使用有热切功能的 PP 裁切机，刀具定时返磨，寿命建议按刀数管控。PP 钻孔时加盖板、垫板损耗过多需重新更换，PP 钻孔两次，PP 开料要进行 PP 边缘清洁处理，清洁方式为修剪吸尘，烘边，无尘室尽量减少搬运，或者更换开料方式，进组合前需把 PP 边缘处理干净彻底。定时清洁台车垫片，组合台使用粘尘布防止异物掉落进板内，这些方式都可以减少 PP 粉，控制 PP 粉流入下一流程。2.2 铜粉主要是清洁铜箔裁切刃口，皮带，可通过粘尘布，无尘布和酒精，或者粘尘滚轮清洁，并制定频率，按时操作。2.3流胶碎屑手动打磨钢板边缘残胶，热熔后，使用铲刀清除热熔块边缘流胶碎屑，PP 开大 1cm，可让流胶依附在PP 上减少掉落风险。2.4牛皮纸屑按要求更换牛皮纸，并且常规牛皮纸最多不可超过 5 次以上。中间层加牛皮纸，在无尘室外整理好后，送进无尘室。定时打磨钢板。2.5铁屑、油污异物 清洁导轨和钢板清洗线滚轴，减少润滑油污染，定期保养压机，防止压机漏油。2.6不明异物可逐点跟进分析，确认是否为机器产生，机体或墙壁掉屑等。2.7无尘室环境可使用地板胶，清洁方便，并且异物不会带入其他位置；使用滚筒粘尘、吸尘器、粘尘布等工具，每班清洁时使用粘尘纸对地面进行粘尘清洁，同时使用无尘布、酒精清洁设备、台车表面等。凹点凹陷是压合最大的不良之一。在压合流程中需重点对每一个细小的过程动作进行严格管控，需注意 PP 边缘处理效果，每班保养效果，开料后的效果，人员操作方法，钢板、异物、铜屑流胶等物料使用残留的物质进行管控，才能够有效降低凹点凹陷不良，减少因凹点凹陷产生的报废，提高品质。(责任编辑 李雪梅)3 总结2 压合凹点凹陷的改善措施