PCB線路板的十大質(zhì)量問題與解決方法
在PCB線路板整個生產(chǎn)流程中,有很多的質(zhì)量控制點,如果不嚴謹,PCB線路板質(zhì)量問題是層出不窮的,這點也是一件讓人頭疼的事情,因為只有其中的一片有問題,那么大多數(shù)的器件也會跟著不能用。本文主要介紹下PCB線路板的十大質(zhì)量問題與解決方法。
1、【分層】
分層是PCB的老大難問題了,穩(wěn)居常見問題之首。其發(fā)生原因大致可能如下:
(1)包裝或保存不當,受潮;
(2)保存時間過長,超過了保存期,PCB板受潮;
(3)供應(yīng)商材料或工藝問題;
(4)設(shè)計選材和銅面分布不佳。
受潮問題是比較容易發(fā)生的,就算選了好的包裝,工廠內(nèi)也有恒溫恒濕倉庫,可是運輸和暫存過程是控制不了的。但大多工廠的溫濕度管理問題很多,有些甚至房頂還在漏水,箱子是直接呆在水里的。不過受潮還是可以應(yīng)對的,真空導電袋或者鋁箔袋都可以不錯地防護水汽侵入,同時包裝袋里要求放濕度指示 卡。如果在使用前發(fā)現(xiàn)濕度卡超標,上線前烘烤一般可以解決,烘烤條件通常是120度,如果是供應(yīng)商在手機展上提供的手機等產(chǎn)品的處材料或工藝發(fā)生問題,那報廢的可能性就比較大了。
常見的可能原因包括:棕(黑)化不良,PP或內(nèi)層板受潮,PP膠量不足,壓合異常 等。為了減少這種情況的問題發(fā)生,需要特別關(guān)注PCB線路板供應(yīng)商對對應(yīng)流程的管理和分層的可靠性試驗。以可靠性試驗中的熱應(yīng)力測試為例,好的工廠通過標準要求 是5次以上不能分層,在樣品階段和量產(chǎn)的每個周期都會進行確認,而普通工廠通過標準可能只是2次,幾個月才確認一次。而模擬貼裝的IR測試也可以更多地防 止不良品流出,是優(yōu)秀PCB線路板廠的必備。
當然設(shè)計公司本身的PC設(shè)計也會帶來分層的隱患。例如板材Tg的選擇,很多時候是沒有要求的,那PCB廠為了節(jié)約成本,肯定選用普通Tg的材料, 耐溫性能就會比較差。在無鉛成為主流的時代,還是選擇Tg在145°C以上的比較安全。另外空曠的大銅面和過于密集的埋孔區(qū)域也是PCB分層的隱患,需要 在設(shè)計時予以避免。
2、【焊錫性不良】
焊錫性也是比較嚴重的問題之一,特別是批量性問題。其可能發(fā)生原因是板面污染、氧化,黑鎳、鎳厚異常,防焊SCUM(陰影),存放時間過長、吸濕,防焊上PAD,太厚(修補)。
污染和吸濕問題都比較好解決,其他問題就比較麻煩,而且也沒有辦法通過進料檢驗發(fā)現(xiàn),這時候需要關(guān)注PCB板廠的制程能力和質(zhì)量控制計劃。比如黑鎳,需要看 PCB廠是不是化金外發(fā),對自己的化金線藥水分析頻率是否足夠,濃度是否穩(wěn)定,是否設(shè)置了定期的剝金試驗和磷含量測試來檢測,內(nèi)部焊錫性試驗是否有良好執(zhí) 行等。如果都能做好,那發(fā)生批量問題的可能性就非常小了。而防焊上PAD和修補不良,則需要了解PCB供應(yīng)商對檢修制定的標準,檢驗員和檢修人員是否有良 好的考核上崗制度,同時明確定義焊盤密集區(qū)域不能進行修補(如BGA和QFP)。
3、【板彎板翹】
可能導致板彎板翹的原因有:供應(yīng)商選材問題,生產(chǎn)流程異常,重工控制不良,運輸或存放不當,折斷孔設(shè)計不夠牢固,各層銅面積差異過大等。最后2點設(shè)計上的 問題需要在前期進行設(shè)計評審予以避免,同時可以要求PCB廠模擬貼裝IR條件進行試驗,以免出現(xiàn)過爐后板彎的不良。對于一些薄板,可以要求在包裝時上下加 壓木漿板后再進行包裝,避免后續(xù)變形,同時在貼片時加夾具防止器件過重壓彎板子。
4、【刮傷、露銅】
刮傷、露銅是最考驗PCB廠管理制度和執(zhí)行力的缺陷。這問題說嚴重也不嚴重,不過確實會帶來質(zhì)量隱憂。很多PCB公司都會說,這個問題很難改善。筆者曾經(jīng) 推動過多家PCB廠的刮傷改善,發(fā)現(xiàn)很多時候并不是改不好,而是要不要去改,有沒有動力去改。凡是認真去推動專案的PCB廠,交付的DPPM都有了顯著的改善。
5、【阻抗不良】的阻抗是關(guān)系到手機板射頻性能的重要指標,一般常見的問題是PCB批次之間的阻抗差異比較大。由于現(xiàn)在阻抗測試條一 般是做在PCB的大板邊,不會隨板出貨,所以可以讓供應(yīng)商每次出貨時付上該批次的阻抗條和測試報告以便參考,同時還要求提供板邊線徑和板內(nèi)線徑的對比數(shù) 據(jù)。
6、【BGA焊錫空洞】
BGA焊錫空洞可能導致主芯片功能不良,而且可能在測試中無法發(fā)現(xiàn),隱藏風險很高。所以現(xiàn)在很多貼片廠都會在貼件后 過X-RAY進行檢查。這類不良可能發(fā)生的原因是PCB孔內(nèi)殘留液體或雜質(zhì),高溫后汽化,或者是BGA焊盤上激光孔孔型不良。所以現(xiàn)在很多HDI板要求電 鍍填孔或者半填孔制作,可以避免此問題的發(fā)生。
7、【防焊起泡/脫落】
此類問題通常是PCB防焊過程控制出現(xiàn)異常,或是選用防焊油墨不適合(便宜貨、非化金類油墨、不適合貼裝助焊劑),也可能是貼片、重工溫度過高。要防止批量問題發(fā)生,需要PCB供應(yīng)商制定對應(yīng)的可靠性測試要求,在不同階段進行控制。
8、【塞孔不良】
塞孔不良主要是PCB廠技術(shù)能力不足或者是簡化工藝造成的,其表現(xiàn)為塞孔不飽滿,孔環(huán)有露銅或者假性露銅??赡茉斐珊稿a量不足,與貼片或組裝器件短路,孔內(nèi)殘留雜質(zhì)等問題。此問題外觀檢驗就可以發(fā)現(xiàn),所以可以在進料檢驗就可以控制下來,要求PCB廠進行改善。
9、【尺寸不良】
尺寸不良的可能原因很多,PCB制作流程中容易產(chǎn)生漲縮,供應(yīng)商調(diào)整了鉆孔程序 / 圖形比例 / 成型CNC程序,可能造成貼裝容易發(fā)生偏位,結(jié)構(gòu)件配合不好等問題。由于此類問題很難檢查出來,只能靠供應(yīng)商良好的流程控制,所以在供應(yīng)商選擇時需要特別關(guān)注。
10、【甲凡尼效應(yīng)】
甲凡尼效應(yīng)也就是高中化學中學習的原電池反應(yīng),出現(xiàn)在選擇性化金板的OSP流程。由于金和銅之間的電位差,在OSP的處理流程中與大金面相連的銅焊盤會不斷失去電子溶解成2價銅離子,導致焊盤變小,影響后續(xù)元器件貼裝及可靠性。
這一問題雖然不常發(fā)生,在柏拉圖中未曾出現(xiàn),不過一旦出現(xiàn)就是批量性問題。手機PCB制作有經(jīng)驗的板廠都會通過電腦軟件篩選出此部分焊盤,在設(shè)計時預(yù)先補償,并且在OSP流程中設(shè)定特別的重工條件和限制重工次數(shù),避免問題發(fā)生。所以這一問題可以在審核板廠時提前確認。
【閱讀提示】
以上為本公司一些經(jīng)驗的累積,因工藝問題內(nèi)容廣泛,沒有面面俱到,只對常見問題作分析,隨著電子產(chǎn)業(yè)的不斷更新?lián)Q代,新的工藝問題也不斷出現(xiàn),本公司自成立以來不斷的追求產(chǎn)品的創(chuàng)新,做到與時俱進,熟悉各種生產(chǎn)復(fù)雜工藝,能為各種客戶提供全方位的工藝、設(shè)備、材料的清洗解決方案支持。
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