印制板制作中的技术与问题分析.doc
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1、13.谈尼龙针刷辊使用技巧14.PCB的冲裁15.印制板镀铜工艺中铜镀层针孔的因素分析16.微短路/短路的发生与对策17基材及层压板可产生质量问题的查找和解决方法18.研磨刷辊的种类及应用19.精密磷铜阳极20.最新PCB及相关材料IEC标准信息21.印刷电路板的过孔22.成功实行ERP的方案和关键23.多层板孔金属化工艺探讨24.金属化板板面起泡成因及对策探讨-谈尼龙针刷辊使用技巧-尼龙针刷辊在PCB制造业中的宽敞线条制造领域,如线宽/线距200um(8mil),铜箔厚度35um时是很抱负的选择,有时也可放宽到150um(=6mil)。尼龙针刷辊由于其特别高的回弹性,在PCB板翘边或钻孔断钻
2、头情况下也不会损伤刷辊,在操作者失误如忘开冷却水情况下也不会导致刷辊失稳及刷坏线路板和刷辊。尼龙针刷辊最佳选用的是美国杜邦公司的尼龙刷丝,对研磨的表面粗糙度的控制是通过对刷丝内所含磨料粒度控制来达成的。如180#SIC尼龙刷丝内含磨料粒度只要控制在maxsize45um就能达成表面粗糙度Rz2.5-3.5um,320#(SIC刷丝内含磨料粒度只要控制在maxsize20um就能达成表面粗糙度Rz2.0-3.0um,500#SIC刷丝内含磨料粒度只要控制在maxsize20um就能达成表面粗糙度Rz1.5-2.5um。针对不同的工序和同一工序不同的条件,建议按如下原则选用尼龙针刷辊:1、钻孔后去
3、毛刺工序,当毛刺75um(3mil)时,选用如下组合:180#SIC+240#SIC2、钻孔后去毛刺工序,当毛刺50um(2mil)时,选用如下组合:240#SIC+320#SIC3、钻孔后去毛刺工序,当毛刺50um(2mil)时,选用如下组合:320#SIC+320#SIC4、2、光敏膜前解决,选用如下组合:320#SIC+500#SIC5、3、PTH后解决,选用如下组合,320#SIC+320#SIC6、4、绿油(防焊)涂覆前解决,选用如下组合:500#SIC+500#SIC7、5、金板(含金手指)前解决,选用如下组合:800#AO+1000#AO8、6、不锈钢板研磨,选用如下组合:240
4、#SIC+320#SIC9、7、火山灰刷板机,选用纯尼龙弹簧刷6pcs10、8、挠性板研磨,选用如下组合:600#AO+1000#AO-PCB的冲裁-印制板下料,孔和外形加工都可采用模具冲裁的方法,对于加工简朴的PCB或规定不是很高的PCB可以采用冲裁方式。适合低层次的和大批量的规定不是很高的PCB及外形规定不是很高的PCB的生产,其成本较低。冲孔:生产批量大,孔的种类和数量多而形状复杂的单面纸基板和双面非金属化孔的环氧玻璃布基板,通常采用一付或几付模具冲孔。外形加工:印制板生产批量大的单面板和双面板的外形,通常采用模具冲。根据印制板的尺寸大小,可分为上落料模和下落料模。复合加工:印制板的孔与
5、孔,孔与外形之间规定精度高,同时为了缩短制造周期,提高生产率,采用复合模同时加工单面板的孔和外形。用模具加工印制板,关键是模具的设计、加工,需要专业技术知识,除此之外,模具的安装与调试也十分重要,目前大部份PCB生产厂的模具都由外厂加工。安装模具注意事项:1.根据模具设计计算的冲裁力,模具的大小,闭合高度等选择冲床(涉及类型,吨位)。2.开动冲床,全面检查涉及离合器、刹车,滑块等各部分是否正常,操作机构是否可*,决无连冲现象。3.冲模下的垫铁,一般是2块,必须在磨床上同时磨出,保证模具安装平行、垂直。垫铁放置的闰置即不防碍落料同时又要尽也许*近模具中心。4.要准备几套压板及T形头压板螺钉,以便
6、与模具相应使用。压板前端不能碰到下模直壁。各接触面之间应垫砂布,螺钉必须拧紧。5.模具安装时要十分注意下模上的螺钉、螺母不要碰到上模(上模下降,闭合)。6.调整模具时尽也许用手动,而不要机动。7.为改善基材的冲裁性能,纸基板要予热。其温度以7090为好。模具冲裁印制板的孔与外形,其质量缺陷有下述几种:孔的四周凸起或者铜箔起翘或者分层;孔与孔间有裂纹;孔位置偏或者孔自身不垂直;毛刺大;断面粗糙;冲制的印制板成锅底形翘曲;废料上跳;废料堵塞。其检查分析环节如下:检查冲床的冲裁力、刚性是否足够;模具设计是否合理,刚性是否足够;凸、凹模的及导柱、导套的加工精度是否达成,安装是否同心、垂直。配合间隙是否
7、均匀。凸、凹的间隙过小或过大都会产生质量缺陷,是模具设计、加工、调试、使用中最重要的问题。凸、凹模刃口不允许圆角,倒角。凸模不允许有锥度,特别是冲孔时不管是正锥与倒锥都不允许。生产中要随时注意凸、凹模刃口是否磨损。排料口是否合理、阻力小。推料板,打料杆是否合理,力足够。被冲板材厚度和基板的结合力、含胶量,与铜箔的结合力,予热湿度与时间等也是冲裁质量缺陷分析时要考虑的因素。-印制板镀铜工艺中铜镀层针孔的因素分析-本文讨论的是印制板镀铜工艺中铜镀层出现针孔的因素,并提出查找铜镀层针孔的途径,供参考。一铜镀层出现针孔的也许因素:镀液中氯离子太低、空气搅拌不均匀、镀液中有颗粒状杂质、镀液中存在有机物污
8、染,板面有污染情况。二查找铜镀层针孔的途径:1.空气搅拌不均匀:分析铜镀层针孔因素一方面检查空气搅拌系统方面是否正常;如搅拌不均匀,会影响过滤系统的过滤效果。可用光板试镀,加强过滤后,试镀的光板假如铜镀层无针孔,表白是由于空气搅拌不均匀的因素所致,加?*掌涟枥唇饩觯蝗绻撇闳杂姓肟祝纱悠渌矫婕觳椤?br/2.镀液中氯离子太低:分析铜镀层针孔因素的第二方面从镀液氯离子方面检查,分析镀液中氯离子的浓度;氯离子是磷铜阳极的活化剂,可帮助磷铜阳极正常溶解,当氯离子的浓度低于20毫克/升时,会产生条纹状粗糙镀层,出现针孔和烧焦现象。假如氯离子太低,可通过添加盐酸来解决,用光板试镀,假如光板的铜镀层仍有针孔
9、,再从其它方面检查。3.镀液中有颗粒状悬浮物:观测针孔的形状,假如呈不规则状,表白是有颗粒状悬浮物所致;一方面,加强过滤,再用光板试镀,假如铜镀层无针孔,表白是镀液太脏所致;假如铜镀层仍有不规则针孔,表白是由上工序带来的颗粒状物。假如通过光板电镀后没有发现针孔,再用钻过孔的板进行电镀看是否有针孔现象。4.镀液中有有机物污染:观测针孔的形状,假如呈圆孔状,表白是有有机污染物所致;一方面,采用碳解决,用光板试镀,假如光板中铜镀层中无针孔,表白是镀液中有有机物污染,也许是铜光亮剂及其它试剂所致;假如光板中铜镀层中仍有针孔,表白是由上工序所致。可用光板只印线路图试镀,假如铜镀层无针孔,表白是由油墨、显
10、影剂残留物所致;假如铜镀层无针孔,可检查其它工序。5.假如线路板表面解决不清洁也会产生针孔现象,用稀硫酸和去油溶液将线路板解决后将线路板进行电镀,如没有发现针孔,可检查刷板机是否会产生污染情况,如仍然有可检查其它工序。产生印制板铜镀层针孔的因素有很多方面,上述几点供大家参考,希望能有所帮助。-微短路/短路的发生与对策-有些微短路.短路现象的成品板,用普通低压电脑测板机测试无法保证其不流入客户手中给客户投诉。通常线路板厂家都把这一问题推给电脑测板机供应商,从而推动了高压电脑测板机的发展。但用高压测板机同样无法保证100%的合格率。有时第一次用低压测试线路时线路板测试所有OK,第二次再用300V高
11、压测试测试有短路。第三次又用普通低压重测,第二次测出的短路板也同样测定为短路。用万用表电阻档测量短路点两线间焊盘点为短路,平均电阻值为6.7欧姆。所以应认定为完全短路而不是微短路。然后用高倍放大镜检查短路现象无法准确检查出短路点(应当是成品有阻焊油墨的因素)。从测试过程及其电阻值可以认定为:蚀刻侧蚀产生突沿,然后由磨板过程使突沿断裂下来在导线之间形成桥接,再印上绿油就使其桥接不是完全短路桥接。这样第一次测试为低压自然无法测出桥接短路。第二次为高压一方面测出其是微短路,然后高压击穿焊接(由于铜丝很小所以不需要很大的功率就能做到焊接形成短路。假如测试机厂家能提高其短路测试电流的充许功率就能烧断桥接
12、点,我们就很难看到这种现象了)。所以第三次低压电脑测板机就能测试出短路点了,并且其电阻值只有平均的6.7欧姆。前面提到300V的高压测板机也有投诉短路现象,检查返回的不良短路板看出以第三次测出的不良短路板是同样因素。由于阻焊(绿油)丝印时会使挢接铜丝绝缘加重,导致使用高压电脑测板机也无法测出,而在搬运、装联、波峰焊及半成品的测试过程中使其桥接形成短路。有时我们用低压测板机测出的这种短路板就用弯曲及拍打有时短路会消失。在还没有高压电脑测板机时由于不放心,测好的ok板再重测就有短路不良板出现。问题大部份出在蚀刻的侧蚀方面及图形制作方面及阻焊油墨前解决线,解决这一方面的问题前二项工艺解决难度较大,重
13、要是在图形制作时保证线宽和线距,防止部份线路过近,蚀刻时保证侧蚀的质量。减少在高压测试时产生微短路现象。最简朴及最经济可行的方法是新购磨板机或改良现有的磨板机,采用摇摆磨刷且采用火山灰抛刷或目数低的尼龙刷、后再用高压冲洗,特别是水洗段最佳有过滤装置,防止可导致短路的异物再次污染板面,磨板机可把侧蚀形成的铜丝及突沿去除(粘尘机也有一定的去除作用)。同时新购电脑测试机应选用高压机,可减少线路板微短路及短路发生。这种短路现象通常出现在单面板及高密度的线路板中。-基材及层压板可产生质量问题的查找和解决方法-制造任何数量的印制电路板而不碰到一些问题是不也许的,其中有部份质量因素要归咎于覆铜层压板的材料。
14、在实际制造过程中出现质量问题时,经常是由于基板材料成为问题的因素。甚至是一份经仔细写成并已切实执行的层压板技术规范中,也没有规定出为拟定层压板是导致生产工艺出问题的因素所必须进行的测试项目。在这里列出一些最常碰到的层压板问题和如何确认它们的方法。一旦碰到层压板问题,就应当考虑增订到层压材料规范中去。通常假如不进行这种技术规范的充实工作,那就会导致不断地产生质量变化,并随之导致产品报废。通常,出于层压板质量变化而产生的材料问题,是发生在制造商所用不同批的原料或采用不同的压制负荷所制造的产品之中。很少有用户能持有大量足够的记录,使之可以在加工场合区分出特定的压制负荷或材料批次。于是就经常发生这样的
15、情况:印制电路板在不断地生产出来并装上组件,并且在焊料槽中连续产生翘曲,从而浪费了大量劳动和昂贵的组件。假如装料批号立即可查知、层压板制造者即能核对出树脂的批号、铜箔的批号、固化周期等。也就是说,假如用户不能提供与层压板制造者的质?*刂葡低潮至裕庋突崾褂没旧沓诿墒芩鹗旅娼樯茉谟频缏钒逯圃旃讨校牖宀牧嫌泄氐囊话阄侍狻?br/一.表面问题现象征兆:印料粘附性差、镀层粘附性差、某些部分不能蚀刻掉,以及某些部分不能锡焊。可采用的检查方法:通常用水在板表面形成可看见的水纹进行目视检查,或用紫外线灯照射检查,用紫外灯照射铜箔可发现在铜箔上是否有树脂。也许的因素:1.由于脱模薄膜导致的非常致密和光滑的表面、
16、致使未覆铜表面过份光亮。2.通常在层压板的未覆铜的一面,层压板制造者没有除去脱模剂。3.铜箔上的针孔,导致树脂流出,并积存在铜箔表面上,这通常出现在比3/4盎司重量规格更薄的铜箔上,或环境问题导致有树脂粉末在铜箔表面通过层压。4.铜箔制造者把过量的抗氧化剂涂在铜箔表面上。5.层压板制造者改换了树脂系统、脱模薄,或刷洗方法。6.由于操作不妥,有很多指纹或油垢。7.在冲制、下料或钻孔操作时沾上机油或其它途径遭到有机物的污染。解决办法:1.建议层压板制造商使用织物状薄膜或其它脱模材料。2.和层压板制造商联系,使用机械或化学的消除方法。3.和层压板制造商联系,检查不合格的每批铜箔;索取除去树脂所扒荐的
17、解决办法,改善制造环境。4.向层压板制造商索取除去的方法。常通推荐使用盐酸,接着用机械方法除去。5.在层压板制造进行任何改变前,同层压板制造商配合,并规定用户的实验项目。6.教育所有工序的人员戴手套拿覆铜板。弄清的确层压板在运送中是否有合适的垫纸或装入了袋中,并且垫纸含硫量低,包装袋没有脏物,注意保证没有人正在使用品有硅酮的洗涤剂时去接触铜箔,保证设备状态良好。7.在镀前或图形转印工艺前对所有层压板去油。二.外观问题现象征兆:层压板颜色明显不同、表面颜色不同、表面或内层有污斑、层压板表面上有各种颜色的薄层可采用的检查方法:目视。也许的因素:1.玻璃布基层压板在加工前或蚀刻后的表面上有白色布纹或
18、白点。2.经工艺加工后,表面出现白斑或露出玻璃布更多了。3.经工艺加工后,特别是在锡焊后,表面上有一薄层白色膜,这表白是树脂轻度浸蚀或是有外来的淀积物。4.基材的颜色变化超过了也许接受的外观规定。5.由于层压板过热或受某些药水浓度过高时间过长浸泡,基材外观产生棕色或棕色斑纹。解决办法:1.在极个别情况下,是由于表面缺少树脂,显露出玻璃布,这在今天是罕见的。更经常看到的是表面上的微小起泡或小的白色空穴。这是由于玻璃布表面涂覆层和树脂系统反映所导致的。露出很多玻璃布的板子,在湿度增长时,表面电阻率下降。然而具有微小起泡或小鼓泡的板子则通常不下降。严格地说,这只是一个外貌问题同层压板制造者打交道,避
19、免再发生这样的问题;并拟定微小起泡可接受的内部标准。2.经工艺加工后露出玻璃布的绝大部分情况是由于溶剂浸蚀,去除了一些表面树脂。与层压板制造者一起检查所有的溶剂和镀液,特别是层压板在每种溶液中的时间和温度保证它们合用于所用的层压板。在也许情况下按照层压板制造者推荐的条件加工。3.与层压板制造商一起检查,保证所用的助焊剂是合用于所用的板材。验证也许淀积出矿物质或无机物的工艺过程,在也许淀积出矿物质或无机物的工艺过程,在也许情况下,尽也许使用去除了矿物质的水。4.与层压板制造商联系,保证层压板的任何重要组成或树脂(它们对颜色有影响)在作出改变前为用户所认可。有时过量的铜合金转移会影颜色。与层压板制
20、造商打交道,拟定可接受的外观范围。5.检查浸焊操作,焊料温度和在焊料槽中的停时间。也检查在印制板上的发热组件或整个印制板的环境温度。假如后者超过了所用层压板允许温度的上限,基板会产生棕色。受某些药水浓度过高时间过长浸泡的板材在后工艺加热考板时才表现出来,检查控制药水浓度及时间。三.机械加工问题现象征兆:冲制、剪切、钻孔加工质量不一致,镀层结合力差或在金属化孔中镀层参差不齐。检查方法:对来料检查,实验各种关键的机械加工操作,并把层压板来料经孔金属化工艺后,进行常规剖析。也许的因素:1.材料固化、树脂含量、或增塑剂改变,会影响材料的钻孔、冲制和剪切质量。2.钻孔、冲制或剪切工艺差,使得生产质量差或
21、不一致。3.冲制或钻孔前预热周期时间太长,有时会影响层压板的加工。4.材料的老化,重要是酚醛材料,有时导致材料中增塑剂跑掉、使得材料比平常更脆。解决办法:1.与层压板制造者联系,确立模似关键机械加工性能规定的实验。不应使用生产模具作实验,否则生产模具的磨损和变化会影响实验结果。在任何机械加工性能变化的问题中,只有问题是同材料批号变化同时发生的时候,才干怀疑层压板质量有问题。2.参阅关于各种类型层压板的制造推荐说明。与层压板制造商联系,弄清每一种级别层压板的特定钻速、进给、钻头和冲温度。要记住:每一个制造厂家使用不同的树脂和基材的混合物,其推荐说明会各不相同。3.小心地预热层压板,务必找出任何过
22、热区,例如在加热灯下的过热区。当加热材料时,应遵守先进先出的原则。4.与层压板制造商者一起检查,取得材料的老化特性数据。周转库存,使得库存通常是新生产的板材。务必查出在仓库贮存中也许产生的过热。四.翘曲和扭曲问题现象征兆:无论加工前、后或加工过程中,基材翘曲或扭曲。锡焊后孔倾斜也是基材翘曲和扭曲的征兆。检查方法:用浮焊实验,有也许进行来料检查。用45度倾斜锡焊实验特别有效。也许的因素:1.在收货时或在锯料和剪料后,材料翘曲或扭曲,这通常是由于层压不妥、切断不妥或层压板结构不均衡所引起的。2.翘曲也可以是由于材料贮存不妥而引起,特别是纸基层压板,当将其竖放时,就会使其呈弓形或变形。3.产生翘曲是
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