Otvoreni i kratki spojevi na tragovima štampane pločice su problemi s kojima se gotovo svaki proizvođač štampanih pločica susreće gotovo svakodnevno. Ti problemi okupiraju osoblje proizvodnje i kontrole kvaliteta. Uzrokuju propuštene pošiljke, dodatni rad, kašnjenja u isporuci i pritužbe kupaca. To su teški problemi u industriji. Imam više od 20 godina radnog iskustva u Proizvodnja PCB-a Industrija. Radio sam uglavnom u upravljanju proizvodnjom, upravljanju kvalitetom, kontroli procesa i kontroli troškova. Stekao sam određeno iskustvo u otklanjanju otvorenih i kratkih spojeva na tiskanim pločicama (PCB). Sada ovo pišem kao sažetak za raspravu s kolegama. Nadam se da osoblje zaduženo za proizvodnju i kvalitetu može ovo koristiti kao referencu.
1. Klasifikacija glavnih uzroka otvorenih krugova PCB-a
Prvo grupiramo glavne uzroke otvorenih krugova na PCB-u u sljedeće oblasti:
Sada navodimo uzroke i načine za poboljšanje, po kategorijama:
2. Otvoreni krugovi uzrokovani izloženim baznim materijalom (ogrebotina folije)
Laminat obložen bakrom (CCL) već ima ogrebotine prije nego što uđe u skladište.
CCL se ogrebe tokom procesa rezanja.
CCL se ogrebe bušilicama tokom bušenja.
CCL se ogrebe tokom transporta.
Nakon elektrolitskog bakra, kada se slože, ploče dobiju udubljenja na površinskoj foliji zbog nepravilnog rukovanja.
Tokom proizvodnje, kada ploče prolaze kroz horizontalnu mašinu, površinska folija se ogrebe.
2.1 Metode poboljšanja:
Prije nego što se CCL stavi u skladište, dolazni CCL mora biti nakratko pregledan od strane IQC-a (ulazne kontrole kvaliteta). Provjerite površinu ploče na ogrebotine i izloženi bazni materijal. Ako pronađete oštećenja, na vrijeme kontaktirajte dobavljača i poduzmite odgovarajuće mjere u skladu sa situacijom.
Ako se CCL ogrebe tokom rezanja, glavni razlog su tvrdi oštri predmeti na radnoj površini za rezanje. Kada se CCL trlja o tvrdi predmet, bakrena folija se ogrebe i osnovni materijal ostane izložen. Zato dobro očistite radnu površinu za rezanje prije rezanja. Provjerite da je površina glatka i da na njoj nema tvrdih oštrih predmeta.
Ako se CCL ogrebe burgijama tokom bušenja, glavni razlozi su istrošene stezaljke ili prljavština unutar stezaljke. Prljava ili istrošena stezaljka ne može čvrsto držati burgiju. Bušilica može biti postavljena niže od zadane dužine i alat se možda neće dovoljno podići tokom pomaka. Kada se mašina pomjeri, vrh može ogrebati bakarnu foliju i otkriti osnovni materijal.
a) Zamijenite čeljusti prema broju promjena alata ili kada se čeljust istroši.
b) Redovno čistite čeljusti prema uputama za rad kako biste osigurali da unutra ne ostane prljavština.
Obarusi ogrebotina tokom transporta:
a) Prilikom premještanja dasaka radnici mogu podići previše dasaka odjednom ili je teret previše težak. Zatim daske vuku umjesto da ih podižu. Uglovi dasaka i njihova površina trljaju se i ogrebu.
b) Prilikom postavljanja dasaka, ako nisu uredno složene, ljudi ih mogu snažno gurnuti da bi ih poravnali. To uzrokuje trljanje između dasaka i ogrebotine.
Nakon beoelektrične bakarne ili elektro-galvanizacije cijele ploče, ploče se mogu ogrebati dok su složene zbog nepravilnog rukovanja:
Kada se ploče slože nakon elektroless bakrenog presvlačenja ili nakon elektro-galvanizacije cijelog panela, mnoge ploče zajedno stvaraju težinu. Kada se hrpa spusti, kutovi ploča mogu udariti prema dolje i, pod utjecajem gravitacije i brzine, stvaraju snažan udar na površine ploča. To može ogrebati površinu i izložiti osnovni materijal.
Radne ploče se ogrebu pri prolazu horizontalne mašine:
a) Zaustavna ploča na mašini za brušenje ili gubljenje može dodirnuti površinu ploče. Rub ploče može biti neravan i može imati oštre predmete. Kada ploča prođe, površina se ogrebe.
b) Osovina od nehrđajućeg čelika može biti oštećena i oblikovati oštar vrh. Kada ploča prođe, taj vrh ogrebe bakar i otkrije podlogu.
Ukratko, ogrebotine koje otkrivaju osnovni materijal nakon elektroless bakra lakše je pronaći na tragovima ako se pojavljuju kao otvorene linije ili praznine. Međutim, ako se ogrebotina dogodi prije nanošenja elektroless bakra, elektroless bakar može taložiti bakar preko ogrebotine. Bakrena folija na tragu bit će na tom mjestu mnogo tanja. Kasnije je teško pronaći otvor u testovima na kratko zatvaranje. Kada kupac koristi ploču, velika struja može spaliti trag i uzrokovati otvor. Skriveni rizik po kvalitetu i ekonomski gubici mogu biti veliki.
3. Otvoreni krugovi uzrokovani nedostatkom oblaganja rupa (bez oblaganja rupa)
Nema platinga rupa tokom elektroless bakra.
Ulje ostavljeno u rupama sprječava njihovo prevlačenje.
Prekomjerno mikro-izgrizanje uzrokuje nepravilno presvlačenje rupa.
Loše presvlačenje uzrokuje nepresvlačenje rupa.
Burster buši rupe ili stvara prašinu koja začepljuje rupe i uzrokuje nepravilno oblaganje rupa.
3.1 Mjere poboljšanja:
Ne bušiti rupe tokom elektroless bakra:
a) Problem s kondicionerom rupe: Ako je hemijski balans kondicionera rupe pogrešan ili je otopina neispravna, električna svojstva zida rupe se ne mijenjaju kako je potrebno. Uređivač rupa služi za podešavanje električnih svojstava izolacione baze na zidu rupe, kako bi se ioni paladija dobro adsorbovali i kako bi beelektronsko mesinganje moglo u potpunosti prekriti. Ako je koncentracija uređivača rupa neuravnotežena ili je istekao rok trajanja, nikakvo pozlatno presvlačenje rupa se ne može izvršiti.
b) Aktivator: Glavne komponente aktivatora uključuju paladij (Pd), organske kiseline, stannousione i kloride. Da bi se paladij ravnomjerno taložio na zid rupe, mora se kontrolirati mnogo parametara. Za naš primjer aktivatora:
i) Držite temperaturu na 35–44 °C. Ako je temperatura preniska, gustoća paladija na zidu rupe je niska i elektroless bakar ne prekriva u potpunosti. Ako je temperatura previsoka, reakcije idu prebrzo i troškovi materijala rastu.
ii) Održavajte koncentraciju (mjerenu bojom ili jačinom) na 80%–100%. Ako je koncentracija niska, gustoća paladija je niska i elektroless bakar ne prekriva u potpunosti. Ako je koncentracija visoka, reakcija je prebrza i troškovi materijala rastu.
iii) Tokom proizvodnje održavajte otopinu aktivatora. Ako je jako kontaminirana, palladij na zidu rupe neće biti gust, a naknadno bezkiselo bakreno presvlačenje neće biti potpuno.
c) Akcelerator: Akcelerator uglavnom sadrži organske kiseline. Njegova je uloga ukloniti adsorptirane spojine stana(II) i klorida sa zida rupe kako bi katalitički metal palad bio izložen za kasnije reakcije. Za naš akcelerator održavajte hemijsku koncentraciju na 0,35–0,50 N. Ako je koncentracija previsoka, sav paladij može biti uklonjen i naknadno elektroless bakar neće potpuno prekriti. Ako je koncentracija preniska, uklanjanje stannusa i klorida je loše i naknadno elektroless bakar neće potpuno prekriti.
d) Kontrola parametara elektroless bakra je ključ za dobro prekrivanje rupa. Koristeći parametre kupke koje koristimo:
i) Održavajte temperaturu između 25 i 32 °C. Ako je temperatura niska, aktivnost kupke je slaba i ne dolazi do oblaganja rupa. Ako temperatura prelazi 38 °C, reakcija je prebrza, ioni bakra se oslobađaju prebrzo i na površini ploče pojavljuju se čestice bakra. To dovodi do ponovnog rada ili otpada. U tom slučaju odmah filtrirajte elektroless kupku bakra, inače kupka može biti izgubljena.
ii) Kontrolirajte Cu2+ na 1,5–3,0 g/L. Ako je Cu2+ nisko, aktivnost kupke je slaba i punjenje rupa je loše. Ako premaši 3,5 g/L, reakcija je previše brza i na površinama panela stvaraju se čestice bakra koje uzrokuju ponovni rad ili otpad. Zatim odmah filtrirajte kupku. Kontrola Cu2+ se uglavnom provodi dodavanjem elektroless bakra A otopine.
iii) Kontrolirajte NaOH na 10,5–13,0 g/L. Ako je koncentracija NaOH niska, aktivnost kupke je slaba, a punjenje rupa loše. Kontrola NaOH uglavnom se vrši dodavanjem elektroless bakrenog B-rastvora. B-rastvor sadrži stabilizator za kupku. Obično se A i B dodaju u omjeru 1:1.
iv) Kontrolirajte formaldehid (HCHO) na 4,0–8,0 g/L. Ako je HCHO nizak, aktivnost kupke je slaba i bušenje rupa je loše. Ako HCHO prelazi 8,0 g/L, reakcija je prebrza i na površini ploče se stvaraju čestice bakra koje uzrokuju ponovni rad ili otpad. Zatim odmah filtrirajte kupku. Kontrola HCHO uglavnom se vrši dodavanjem elektroless bakra C otopine. Imajte na umu da A otopina također sadrži HCHO komponente. Dakle, prilikom dodavanja A otopine prvo izračunajte povećanje HCHO.
v) Održavajte opterećenje kupke na 0,15–0,25 ft²/L. Ako je opterećenje prenisko, aktivnost kupke je slaba i oblaganje rupa je loše. Ako opterećenje prelazi 0,25 ft²/L, reakcija je prebrza i stvaraju se čestice bakra koje uzrokuju ponovni rad ili otpad. Zatim odmah procijedite kupku. U proizvodnji, prvi tank bi trebao koristiti bakrena ploča da se aktivira kupka. Ovo pomaže da kasnije ploče dobro reaguju. Osigurava gust bezelektrolitni bakar u rupama i veću pokrivenost.
Prijedlog: Da biste održali ove parametre uravnoteženima i stabilnima, koristite automatski dozator za dodavanje A i B otopina u posudu za elektroless bakar. To pomaže boljoj kontroli hemijskih komponenti. Također koristite automatsku kontrolu temperature kako biste održali stabilnu temperaturu linije za elektroless bakar.
Vlažni film ili tinta ostali u rupama uzrokuju neometanje rupica:
a) Prilikom sitotiska mokre folije, odštampajte jednu ploču, a zatim ogrebi mrežu. Time se osigurava da se tinta ne zadržava na mreži. Obično to sprječava da mokra folija ostane u rupama.
b) Prilikom sitotiska mokrog filma koristite mreže sa brojem očica od 68–77 T. Ako koristite pogrešnu mrežu, na primjer ≤51 T, mokri film može prodrijeti u otvore. Tokom razvijanja otvor možda neće biti čist. Tokom galvanizacije otvor se neće obložiti metalom i nećete dobiti oblaganje otvora. Ako je broj očica previsok, vlažni film može biti previše tanak, a tokom galvanizacije otporni sloj može biti probijen strujom. To dovodi do mnogih metalnih tačkica ili čak kratkih spojeva između tragova.
Prekomjerno mikro-izgrizanje (prekomjerno hrapavljenje) uzrokuje nepravilno presvlačenje rupa:
a) Ako ploča koristi hemijsko mikro-izgrizanje prije iscrtavanja linija, kontrolirajte temperaturu otopine, koncentraciju i vrijeme. U suprotnom, ako je sloj bakra u pozlaćenim rupama tanak, mikro-izgrizanje može otopiti bakar i uzrokovati da rupe ostanu nepozlaćene.
b) Da bi se poboljšalo prianjanje slojeva, pred-galvanski tretmani koriste hemijsko mikro-izgrizanje. Zato dobro kontrolirajte temperaturu, koncentraciju i vrijeme mikro-izgrizanja. U suprotnom, to također može uzrokovati nepravilno galvansko presvlačenje rupa.
Nema presvlačenja rupa zbog problema pri galvanizaciji:
a) Kada je omjer debljine i promjera velik (≥5:1), u rupama se mogu formirati mjehurići. To je zato što vibracija nije dovoljna da zrak izađe. Ion-razmjena se ne odvija dobro. Rupa potom ne presvlači bakar ili kalaj dobro i ne dolazi do presvlačenja rupe.
b) Kada je omjer stranica velik (≥5:1), ako čišćenje prije pozlatnog procesa nije uklonilo oksidaciju na zidu rupe, tokom elektropozlatnog procesa dolazi do otpora pozlatnom procesu. Rupa neće dobro primiti bakar ili kalaj, ili će prevučeni bakar/kalaj biti vrlo tanak. Tokom etsiranja tanak bakar u rupama može biti uklonjen i uzrokovati neuspjeh prevlačenja rupe.
Bušilica za bušenje probija rupe ili prašina začepljuje rupe i uzrokuje nepravilno oblaganje rupa:
a) Ako vijek trajanja alata za bušenje nije ispravno postavljen ili je vrh bušilice jako istrošen (sa oštećenjima ili tup), trenje tokom bušenja stvara toplotu. Zid rupe se zagreje i ne može se obložiti elektroless bakrom, pa se ne vrši pozlatba rupe.
b) Ako je usisavanje prašine slabo ili projektovanje sistema za uklanjanje prašine nije optimizirano, prašina može začepiti rupe tokom bušenja. Tokom elektroless presvlačenja bakrom začepjene rupe ne dobijaju bakar i ne dolazi do presvlačenja rupa.
