PCB可靠性缺陷分析及相關標準

1、PCB可靠性缺陷分析及相關標準可靠性缺陷分析及相關標準 整理：孫奕明審核：馬學輝1前言：l可靠性問題因其潛伏性及隱蔽性比較深，一但出現將造成批量性或致命性問題；l公司一直以來都做為重點的品質管理對象；l收集、整理可靠性缺陷、造成原因及相關標準以求大家可以共同探討； l感謝各單位在可靠性問題方面所做的努力。2內容：n一、 棕（黑）化棕（黑）化n二、二、 層壓層壓n三、三、 機械鉆孔機械鉆孔n四、四、 激光鉆孔激光鉆孔n五、五、 PTHPTHn六六 電鍍電鍍n七、七、 蝕刻蝕刻n八、八、 填孔填孔n九、九、 感光感光n十、十、 沉金沉金n十一、十一、 沉錫沉錫n十二、十二、 沉銀沉銀n十三、十三、

2、 其他其他3一、棕（黑）化1）爆板：F原因：棕（黑）化不良 熱沖擊后大銅面處出現分層F標準：不允許42）離子污染超標：一、棕（黑）化F原因：清洗不干凈或環(huán)境污染（如裸手接板、臟污隔板紙等）F標準：離子污染控制值6.5ugNaCL/inch25二、層壓1）分層：F原因：層壓時抽真空效果差或B片受潮F標準：具體見空洞標準6二、層壓2）空洞：F原因：層壓時抽真空效果差；F標準：7二、層壓3）層間錯位：F原因：內層定位孔沖偏，或放大系數不匹配，或層壓滑板；F標準：一般控制在mil（主要是看內層環(huán)寬及內層隔離環(huán)寬）8二、層壓4）固化度不足：n現象： 1）板件容易變形； 2）易爆板； 3）鉆孔時鉆污很多，

3、易造成孔壁粗糙度超標； 4）因鉆污多，凹蝕時不容易去除，易造成孔壁與內 層連接不良。n原因：料溫異常或層壓曲線與B片不匹配；n標準：Tg39三、機械鉆孔1）孔內纖維絲：F原因：鉆咀側刃不鋒利；F標準：不影響孔徑及不影響孔銅厚度及質量10三、機械鉆孔2）鉆偏：F成因：鉆孔時零位漂移、鉆機壓腳沒有壓緊或鉆孔補償不匹配等；F標準：最小內層焊盤1mil或滿足客戶要求113）內層環(huán)寬：三、機械鉆孔F原因：鉆偏或內層漲縮與鉆孔補償不匹配；F標準：最小的環(huán)寬0.025mm 或滿足客戶要求12）內層隔離環(huán)寬三、機械鉆孔F原因：鉆偏或內層漲縮與鉆孔補償不匹配；F標準：最小的隔離環(huán)寬0.mm 13）內層焊盤脫落三

4、、機械鉆孔F原因：內層焊盤比較小，鉆孔時被拉脫；（此問題在公司第一次出現，當時剛開始還以為是孔壁粗糙度超標F標準：最小的環(huán)寬不小于0.mm 14）孔壁粗糙度超標：三、機械鉆孔粗糙度超差F成因：鉆孔參數異常或鉆嘴不鋒利；F標準：孔壁粗糙度30um或滿足客戶要求15三、機械鉆孔）孔壁粗糙度超標：輕微的撞破 F成因：鉆嘴側鋒崩缺；F標準：孔壁粗糙度30um或滿足客戶要求16）釘頭：三、機械鉆孔F原因：除與鉆針尖部的刃角損耗有密切關系外，也與鉆針的偏轉（Run Out)或搖擺（Wobble)有關；F標準：釘頭寬度不可超過銅箔厚度的2倍17）披鋒：三、機械鉆孔F原因：與鉆孔鉆給速度及墊板有比較大的關系；

5、F標準：不影響外觀及孔銅連接18）芯吸：三、機械鉆孔F原因：鉆孔動作進給速度過大，或鉆嘴破損不夠鋒利以致拉松拉大?？椉喪换虮旧鞡片纖維束有缺口，過于疏松；過度除鉆污使玻織紗束的樹脂被溶掉而造成；標準：對于芯吸作用(B)沒有減少導線間距使之小于采購文件規(guī) 定的最小值 ，芯吸作用(A)沒有超過80mm3.150min 19四、激光鉆孔1）鉆不透：F原因：能量異常；F標準：不允許202）盲孔上下孔徑比超標：四、激光鉆孔F原因：能量異常；F標準： 1. A=標稱孔徑20% 2. 70%B/A90% 3. a0.010 mm (undercut) 4. 90 5. 孔壁粗糙度12.5um213）孔壁粗

6、糙度超標：F原因：能量異?；虿牧吓c能量不匹配；F標準：孔壁粗糙度12.5um四、激光鉆孔224）激光窗開偏或內層錯位：四、激光鉆孔F原因：激光窗開偏或內層錯位；F標準：不允許235）undercut過大：四、激光鉆孔F原因：能量異常F標準： undercut 0.010 mm 24五、PTH1）背光不足：F原因：沉銅藥水異常F標準：背光要求8級 25五、PTH2）沉銅不良（孔內無銅）F原因：沉銅藥水異常（特別是活化不足）F標準：不允許 263）凹蝕過度：五、PTHF原因：凹蝕藥水失控或時間過長F標準： 1）正凹蝕過蝕深度介于0.005mm與0.08mm之間； 2）負凹蝕/欠蝕深度0.013mm

7、 27五、PTH4）凹蝕不足：F原因：凹蝕藥水失控或時間過短F標準：不允許出現空洞或連接不良28五、PTH5）ICDF原因：凹蝕藥水失控或時間過短、材料膨脹異常F標準：不允許29六、電鍍）孔壁銅厚不足鍍層1級2級3級表面及孔銅(平均最小)20m20 m25 m最薄區(qū)域18 m18 m20 m盲孔銅(平均最小)20m20 m25 m最薄區(qū)域18 m18 m20 m低厚徑比盲孔銅(平均最小)12m12 m12 m最薄區(qū)域10m10 m10 m埋孔銅(平均最小)13m15 m15 m最薄區(qū)域11 m13m13m標準F原因：電鍍參數不當或接觸不良F標準：見右表30六、電鍍）孔壁銅厚測試方法鍍層厚度和質

8、量的評估可通過微切片進行鍍層厚度和質量的評估可通過微切片進行u切片必須至少包含3個孔徑最小的鍍通孔；u放大倍數至少100X，仲裁檢驗應在 200 倍土 5% 的放大倍率下進行；u至少測量3個孔的鍍層厚度或銅壁厚度，；u在鍍通孔每側壁上大約等距離選取三個測試點，計算其平均值作為評估值；u測量鍍層厚度作為評估值時，不可在節(jié)瘤、空洞、裂縫地方測量；u孤立的厚或薄截面不應用于平均；u由于玻璃纖維突出引起孤立的銅厚度減薄 ,從突出末端量至孔壁時, 應符合最小厚度要求；u如在孤立區(qū)域發(fā)現銅厚度規(guī)定的最小厚度要求 , 應作為一個空洞并從同一 檢查批中重新抽樣31六、電鍍）深鍍能力不足：現象：孔口出現狗骨現象

9、；原因：光劑與整平劑不匹配；測試方法：32）疊鍍F原因：n標準：不允許六、電鍍33）電鍍雜物六、電鍍F原因：槽液中各種浮游固體粒子常會著落而成鍍瘤F標準：不允許346）鍍層燒焦六、電鍍F原因：電流異常或光劑含量不足F標準：不允許357）鍍層粗糙六、電鍍F原因：電鍍電流過大、整平劑添加異?；蛱砑觿┐钆洳划擣標準：不允許36六、電鍍8）熱沖擊后孔拐角斷裂：F原因：鍍層疏松、錫爐含銅量超標蝕銅、或磨板過度F標準：不允許37六、電鍍9）鍍層疏松（熱沖擊后斷裂）：n原因：光劑含量嚴重超標n標準：不允許38六、電鍍10）鍍層剝離：F原因：圖形電鍍時除油不良，致使圖形電鍍層與平板層結合力差F標準：不允許39

10、六、電鍍11）鍍層延展性不良F現象：高低溫循環(huán)后出現鍍層斷裂F原因：電鍍添加劑配比異?；虿牧吓蛎浵禂诞惓標準：不允許40六、電鍍12）電鍍填孔不滿F原因：電鍍藥水或電流設計異常F標準：不允許41六、電鍍13）吹氣孔F原因：鍍層薄或有點狀孔內無銅F標準：不允許42六、電鍍14）孔內無銅（干膜余膠）：F現象：孔無銅集中在孔口F原因：干膜余膠F標準：不允許43六、電鍍15）孔內無銅（鍍錫不良）F現象：圖形電鍍層沒有包住平板電鍍層，有點象刀切F原因：鍍錫有氣泡F標準：不允許44六、電鍍16）孔內無銅（微蝕過鍍）F現象：整體孔無銅，特別是在大孔徑的PTH孔F原因：板件沒有經過平板電鍍或圖形電鍍微蝕異常

11、F標準：不允許45六、電鍍17）盲孔無銅F現象：銅層在盲孔中逐漸減少F原因：干膜蓋孔破損（公司第一次出現主要是單邊曝光能量異常）F標準：不允許46六、電鍍18）楔形空洞楔形空洞(Wedge Void) F現象：孔內無銅發(fā)生在內層銅與B片結合處F原因：棕（黑）化不良或鉆孔異常F標準：不允許47六、電鍍19）鍍層裂紋（現象）48六、電鍍19）鍍層裂紋（接受標準）性能1級2級3級內層銅箔裂縫如未延伸穿透銅箔厚度，僅允許孔一側有C型裂縫不允許不允許外層銅箔裂縫（A、B和D型裂縫）不允許有D型裂縫。允許有A與B型裂縫不允許有B和D型裂縫。允許有A與裂縫不允許有B 和D型裂縫。允許有A型裂縫孔壁拐角裂縫(

12、E和F型裂縫)不允許不允許不允許49七、蝕刻）蝕刻因子：E=E=蝕刻因子蝕刻因子 V=V=蝕刻深度蝕刻深度 X=X=側蝕深度（從阻劑邊緣橫量到最細銅腰之寬度而言）側蝕深度（從阻劑邊緣橫量到最細銅腰之寬度而言）E=V/X50）夾膜短路七、蝕刻F原因：電鍍層數設計有問題或線路很孤立F標準：不允許出現短路及縮小線路間距51）滲鍍短路：七、蝕刻F原因：貼膜不牢F標準：不允許出現短路及縮小線路間距52七、蝕刻）蝕刻過度：F原因：蝕刻參數過度F標準：不允許縮小線路最小寬度或出現鎳層剝離脫落53八、填孔）填孔不滿：F原因：樹脂沒填滿F標準：下凹深度mil54八、填孔）分層：F原因：膨脹系數異常或填孔處有氣泡

13、F標準：不允許55八、填孔）埋孔凸起：F原因：材料膨脹系數異?；蛱羁滋幱袣馀軫標準：不允許出現鍍層斷裂56九、感光）離子污染超標：F原因：清洗不干凈或環(huán)境污染F標準：離子污染控制值6.5ugNaCL/inch257九、感光）阻焊厚度不足：F原因：噴涂不均勻、線路銅厚過高F標準：.mil或滿足客戶要求58九、感光）側蝕嚴重：F原因：顯影參數異常F標準：不允許出現綠油條掉落現象59九、感光）爆油：F原因：綠油塞孔中有氣泡F標準：爆油后，焊盤的總高度超過或高度um或按照客戶特殊要求（如索愛um)60九、感光5）孔未塞滿：F原因：塞孔條件異常F標準：噴錫后不允許藏錫珠61九、感光）綠油結合力：標準：見

14、右圖62十、沉鎳金）金鎳厚度：IPC-4552對化學金鎳層的要求如下：檢驗一級二級三級目檢鍍層平整、完全覆蓋化學鍍鎳厚度3-6 m l20 240 in浸金厚度 0.05m 2.0 in孔隙率不適用1.金厚不足，容易漏鎳，導致可焊性不良； 2.金厚過厚，容易使BGA處出現黑盤，同時會使焊點出現金脆現象，使焊點強度降低； 3.鎳厚不足，會導致沉金前鎳層表面粗糙度過大，容易漏鎳； 4.鎳層過厚，信號的傳輸則主要集中在鎳層，信號傳輸過程中的損失越大。63十、沉鎳金）剝離：F原因：銅面不干凈（或沉鎳前處理異常）F標準：不允許64十、沉鎳金）鍍層開裂：F原因：銅面不干凈（如綠油顯影不凈等）F標準：不允許65十、沉鎳金）黑盤：F原因：鎳層受腐蝕F標準：不允許66十、沉鎳金）金層發(fā)白：F原因：金層厚度不足F標準：金層要滿足標準或客戶要求67十、沉鎳金）漏沉金鎳層：F原因：銅面受污染（顯影不凈等）F標準：不允許68十一、沉錫）錫須：F原因：沉錫后存放時間過長（或受熱）或反應速度太快F標準：不允許69十二、沉銀）原電池效應F原因：因電位差問題F標準：不允許70十三、其他）磨板過度F原因：前處理磨板過度F標準：不允許出現斷裂，總銅厚需要滿足客戶要求71十三、其他）可焊性：F原因：表面污染、膜太薄或太厚、金層太厚等F標準：不是由于阻焊劑或其他鍍涂層隔離所導致的不潤濕是 不允許