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印制板如何防止翹曲一.為什么線路板要求十分平整
在自動(dòng)化插裝線上,印制板若不平整,會(huì)引起定位不準(zhǔn),元器件無法插裝到板子的孔和表面貼裝焊盤上,甚至?xí)矇淖詣?dòng)插裝機(jī)。裝上元器件的板子焊接后發(fā)生彎曲,元件腳很難剪平整齊。板子也無法裝到機(jī)箱或機(jī)內(nèi)的插座上,所以,裝配廠碰到板翹同樣是十分煩惱。目前,印制板已進(jìn)入到表面安裝和芯片安裝的時(shí)代,裝配廠對(duì)板翹的要求必定越來越嚴(yán)。二.翹曲度的標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試方法
據(jù)美國IPC-6012(1996版)<<剛性印制板的鑒定與性能規(guī)范>>,用于表面安裝印制板的允許最大翹曲和扭曲為0.75%,其它各種板子允許1.5%。這比IPC-RB-276(1992版)提高了對(duì)表面安裝印制板的要求。目前,各電子裝配廠許可的翹曲度,不管雙面或多層,1.6mm厚度,通常是0.70~0.75%,不少SMT,BGA的板子,要求是0.5%。部分電子工廠正在鼓動(dòng)把翹曲度的標(biāo)準(zhǔn)提高到0.3%,測(cè)試翹曲度的方法遵照GB4677.5-84或IPC-TM-650.2.4.22B。把印制板放到經(jīng)檢定的平臺(tái)上,把測(cè)試針插到翹曲度最大的地方,以測(cè)試針的直徑,除以印制板曲邊的長(zhǎng)度,就可以計(jì)算出該印制板的翹曲度了。三.制造過程中防板翹曲1.工程設(shè)計(jì):印制板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng):A.層間半固化片的排列應(yīng)當(dāng)對(duì)稱,例如六層板,1~2和5~6層間的厚度和半固化片的張數(shù)應(yīng)當(dāng)一致,否則層壓后容易翹曲。B.多層板芯板和半固化片應(yīng)使用同一供應(yīng)商的產(chǎn)品。C.外層A面和B面的線路圖形面積應(yīng)盡量接近。若A面為大銅面,而B面僅走幾根線,這種印制板在蝕刻后就很容易翹曲。如果兩面的線路面積相差太大,可在稀的一面加一些獨(dú)立的網(wǎng)格,以作平衡。2.下料前烘板:覆銅板下料前烘板(150攝氏度,時(shí)間8±2小時(shí))目的是去除板內(nèi)的水分,同時(shí)使板材內(nèi)的樹脂完全固化,進(jìn)一步消除板材中剩余的應(yīng)力,這對(duì)防止板翹曲是有幫助的。目前,許多雙面、多層板仍堅(jiān)持下料前或后烘板這一步驟。但也有部分板材廠例外,目前各PCB廠烘板的時(shí)間規(guī)定也不一致,從4-10小時(shí)都有,建議根據(jù)生產(chǎn)的印制板的檔次和客戶對(duì)翹曲度的要求來決定。剪成拼板后烘還是整塊大料烘后下料,二種方法都可行,建議剪料后烘板。內(nèi)層板亦應(yīng)烘板。3.半固化片的經(jīng)緯向:半固化片層壓后經(jīng)向和緯向收縮率不一樣,下料和迭層時(shí)必須分清經(jīng)向和緯向。否則,層壓后很容易造成成品板翹曲,即使加壓力烘板亦很難糾正。多層板翹曲的原因,很多就是層壓時(shí)半固化片的經(jīng)緯向沒分清,亂迭放而造成的。如何區(qū)分經(jīng)緯向?成卷的半固化片卷起的方向是經(jīng)向,而寬度方向是緯向;對(duì)銅箔板來說長(zhǎng)邊時(shí)緯向,短邊是經(jīng)向,如不能確定可向生產(chǎn)商或供應(yīng)商查詢。4.層壓后除應(yīng)力:多層板在完成熱壓冷壓后取出,剪或銑掉毛邊,然后平放在烘箱內(nèi)150攝氏度烘4小時(shí),以使板內(nèi)的應(yīng)力逐漸釋放并使樹脂完全固化,這一步驟不可省略。5.薄板電鍍時(shí)需要拉直:0.4~0.6mm超薄多層板作板面電鍍和圖形電鍍時(shí)應(yīng)制作特殊的夾輥,在自動(dòng)電鍍線上的飛巴上夾上薄板后,用一條圓棍把整條飛巴上的夾輥串起來,從而拉直輥上所有的板子,這樣電鍍后的板子就不會(huì)變形。若無此措施,經(jīng)電鍍二三十微米的銅層后,薄板會(huì)彎曲,而且難以補(bǔ)救。6.熱風(fēng)整平后板子的冷卻:印制板熱風(fēng)整平時(shí)經(jīng)焊錫槽(約250攝氏度)的高溫沖擊,取出后應(yīng)放到平整的大理石或鋼板上自然冷卻,在送至后處理機(jī)作清洗。這樣對(duì)板子防翹曲很有好處。有的工廠為增強(qiáng)鉛錫表面的亮度,板子熱風(fēng)整平后馬上投入冷水中,幾秒鐘后取出在進(jìn)行后處理,這種一熱一冷的沖擊,對(duì)某些型號(hào)的板子很可能產(chǎn)生翹曲,分層或起泡。另外設(shè)備上可加裝氣浮床來進(jìn)行冷卻。7.翹曲板子的處理:管理有序的工廠,印制板在最終檢驗(yàn)時(shí)會(huì)作100%的平整度檢查。凡不合格的板子都將挑出來,放到烘箱內(nèi),在150攝氏度及重壓下烘3~6小時(shí),并在重壓下自然冷卻。然后卸壓把板子取出,在作平整度檢查,這樣可挽救部分板子,有的板子需作二到三次的烘壓才能整平。上海華堡代理的氣壓式板翹反直機(jī)經(jīng)上海貝爾的使用在補(bǔ)救線路板翹曲方面有十分好的效果。若以上涉及的防翹曲的工藝措施不落實(shí),部分板子烘壓也沒用,只能報(bào)廢。本文敘述了Neopact直接電鍍工藝的應(yīng)用,包括工藝過程及控制,各參數(shù)對(duì)溶液性能的影響,品質(zhì)檢驗(yàn),廢水處理等。該工藝穩(wěn)定可**,控制容易而且環(huán)境污染小,廢水處理簡(jiǎn)單,可以取代傳統(tǒng)化學(xué)沉銅工藝,投入規(guī)模生產(chǎn)。前言自從1963年IBM公司Mr.Rodovsky提出直接電鍍的基本的理論以來,這項(xiàng)全新的技術(shù)引起了人們的高度重視,并在印制板行業(yè)得到了飛速的發(fā)展和應(yīng)用。眾所周知,傳統(tǒng)的印制板化學(xué)沉銅工藝具有其自身無法克服的缺點(diǎn):(1)含有甲醛這一致癌物質(zhì),嚴(yán)重影響操作者的身體健康,污染環(huán)境;(2)含有大量的絡(luò)合劑,致使廢水處理困難;(3)自身氧化還原體系,容易自發(fā)分解,難以控制等。直接電鍍工藝則具有化學(xué)沉銅不可比擬的優(yōu)越性:不含甲醛,EDTA等絡(luò)合物,污染小,容易控制,成品率高,廢水處理簡(jiǎn)單,所以直接電鍍也稱為"環(huán)保電鍍"。直接電鍍經(jīng)過近四十年的發(fā)展,如今已形成了成熟的工藝技術(shù),其化學(xué)品也相繼商品化,如Atotech公司的Neopact,LeaRonal公司的Comductron,Blasberg公司的DMS-E,Shipley公司的Crimson,ElectroChemical公司的Shadow等,四川超聲印制板公司采用了Neopact直接電鍍工藝。工藝過程及控制1.工藝流程該公司采用的是垂直式Neopact直接電鍍工藝,其流程如下:調(diào)整Ⅰ――調(diào)整Ⅱ――二級(jí)DI水洗――微蝕――二級(jí)水洗――預(yù)浸――吸附――二級(jí)DI水洗――后浸――二級(jí)DI水洗――浸H2SO4酸――板鍍銅-二級(jí)水洗――烘干2.直接電鍍工序的作用調(diào)整Ⅰ:主要是清潔表面,去除油污,并兼有使基材極化的作用。調(diào)整Ⅱ:主要是調(diào)整孔壁,使帶負(fù)電荷的絕緣表面轉(zhuǎn)變?yōu)閹д姾?,提高孔壁?duì)帶負(fù)電荷的膠體鈀活化劑的吸附能力。微蝕:徹底清除印制板表面的氧化層,并產(chǎn)生一定的均勻細(xì)致的微觀粗糙度,從而提高銅面的附著力。預(yù)浸:保護(hù)活化液,防止雜質(zhì),氧化物帶入活化液,延長(zhǎng)活化液的使用壽命。被吸附在帶正電荷的孔壁絕緣層表面,提供均勻而稠密的鈀晶體,為鍍銅奠定基礎(chǔ)。后浸:去除鈀周圍的有機(jī)絡(luò)合物及還原劑,顯著提高鈀層的導(dǎo)電能力,從而確保在大面積的非導(dǎo)體表面也能獲得有效而可**的直接電鍍層。3.工藝參數(shù)的影響為了更好地控制工藝過程,提高產(chǎn)品質(zhì)量,我們需要弄清各個(gè)工藝參數(shù)對(duì)品質(zhì)及槽液性能的影響,現(xiàn)結(jié)合質(zhì)量及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)將其總結(jié)如下,供同行參考。1.調(diào)整NeopactUX濃度:過低時(shí)覆蓋能力差,背光級(jí)數(shù)低,對(duì)于板厚大于2mm的板將會(huì)出現(xiàn)中央環(huán)形空洞。過高時(shí),覆蓋能力極好,但會(huì)影響到鍍層與基銅間的結(jié)合力,內(nèi)層互連缺陷增加。pH值:過低時(shí)覆蓋能力差,當(dāng)pH值低于范圍0.5-1時(shí),這種缺陷就非常明顯肉眼可見。過高時(shí),溶液中有機(jī)物降解加快,壽命縮短,并需經(jīng)常補(bǔ)加。溫度:過低時(shí)覆蓋率降低,但影響較小,肉眼不易發(fā)現(xiàn),如板子在不潤(rùn)濕的狀態(tài)進(jìn)入時(shí),小孔濕潤(rùn)性將會(huì)受到影響,從而影響到小孔的調(diào)整效果。銅含量:在處理板子的過程中,溶液中的銅離子會(huì)不斷增加,但它對(duì)覆蓋能力的影響極小,即使銅離子濃度很高,其影響也很難在標(biāo)準(zhǔn)的FR-4板上發(fā)現(xiàn)。2.微蝕PartA濃度:過高時(shí),微蝕速度過高,從而造成內(nèi)層銅箔的負(fù)蝕,溶液中銅離子濃度增加很快并縮短溶液壽命;過低時(shí),清潔效果差,銅與銅之間的結(jié)合力差。PartB濃度:過高時(shí),對(duì)覆蓋能力有一些影響;過低時(shí),清潔效果差。銅含量:過高時(shí),Part消耗極快,而且清潔效果差。溫度:過高時(shí),微蝕速率高,銅溶解快,重新開缸頻率高;過低時(shí),清潔效果不佳。3.預(yù)浸磷酸濃度:過高時(shí),直接導(dǎo)致吸附液pH值超標(biāo)。溫度:過高時(shí),溶解銅太多,直接導(dǎo)致吸附液中的銅離子增加。銅含量:過高時(shí),帶入吸附缸,直接影響吸附效果,縮短吸附液的壽命。4.吸附鈀濃度:過低時(shí),覆蓋率及溶液穩(wěn)定性均會(huì)受到影響,并對(duì)銅與銅之間的結(jié)合力有負(fù)面影響,當(dāng)鈀濃度低于150ppm時(shí),將導(dǎo)致不可挽回的損失并需要重新開缸。過高時(shí),高達(dá)350ppm都不會(huì)有負(fù)面影響,只是成本增加。溫度:過高時(shí),覆蓋率稍好,但會(huì)縮短溶液壽命。過低時(shí),覆蓋率降低,還原劑的添加劑反應(yīng)遲鈍。氧化還原電位:過高時(shí),膠體老化加快。如果這種情況時(shí)間較長(zhǎng),將導(dǎo)致不可挽回的損失;覆蓋率,銅與銅之間的結(jié)合力逐漸惡化,最終導(dǎo)致溶液沉淀和或褪色。當(dāng)氧化還原電位低于-300mV時(shí),還原劑消耗量極大并有氫氣排出,覆蓋率受到嚴(yán)重影響。pH值:過高時(shí),覆蓋率欠佳但影響不大。過低時(shí),膠體老化加快,當(dāng)pH低于1.4時(shí),覆蓋率極差,尤其是在玻璃纖維表面;同時(shí)氧化還原電位會(huì)超出范圍,并且不能通過添加還原劑使其復(fù)原。銅含量:過高時(shí),氧化還原電位極不穩(wěn)定,很難保持要求范圍之內(nèi),而且銅極易沉積在氧化還原電極表面,影響電位的測(cè)定。銅含量過高,也會(huì)縮短溶液壽命,降低覆蓋率并引起鍍層結(jié)合力問題,銅的絕對(duì)濃度高和銅的增長(zhǎng)速度快(>50mg/L/周)都有較大的影響。5.后浸:后浸劑濃度:過低時(shí),覆蓋率會(huì)有所降低。過高時(shí),沒有負(fù)面影響。pH值:本溶液是一種穩(wěn)定的緩沖體系,溶液呈堿性時(shí),對(duì)鍍層不會(huì)有影響,如果呈酸性將導(dǎo)致溶液分解失效。6.板鍍銅:由于吸附的鈀層有一定的電阻,這就要求電流密度要比傳統(tǒng)化學(xué)沉銅后鍍銅大,一般控制在2.0-2.5A/dm2,電鍍時(shí)間15min,鍍層可達(dá)0.3mil。添加劑方面,有機(jī)添加劑過量添加對(duì)覆蓋率有影響,所以添加劑的添加一般應(yīng)控制在下限。過多的光亮劑也會(huì)引起環(huán)狀空洞,另外后浸劑的帶入還會(huì)造成拐角裂紋(Conercracks)工序成份控制范圍ml/L時(shí)間分溫度℃PH分析頻率消耗量ml/m3藥水壽命m2/L調(diào)整Ⅰ調(diào)整劑UX緩沖劑50-6050-605-76011-12兩天一次20234調(diào)整Ⅱ調(diào)整劑UX緩沖劑70-8070-805-75511-12兩天一次15154微蝕PartAPartB15-201.5-2.525每日一次30g/m230g/m2Cu2+>15g/l預(yù)浸H3PO4(85%)1.5-2.01-2室溫2-2.3每周更換吸附基本劑還原劑Pd:200-250ppm氧化還原電位-230~-290mv5-7551.6-2.3每日一次303還原劑自動(dòng)添加每日600ml(450升溶液)Cu2+>100mg/L或30后浸后浸劑180-2202-33010-12兩天一次258酸浸硫酸100<1室溫每周更換酸性鍍銅硫酸銅硫酸氯離子添加劑CP60-80g/L100-12040-70ppm1-315-2025每周兩次113L/1萬ALL工藝參數(shù)的控制體會(huì)1.溶液穩(wěn)定性較好,產(chǎn)品質(zhì)量也很穩(wěn)定;2.調(diào)整Ⅰ,調(diào)整Ⅱ的作用各有側(cè)重,所以調(diào)整Ⅰ的溫度,pH值比調(diào)整Ⅱ高,而調(diào)整Ⅱ的NeopactUX濃度比調(diào)整Ⅰ高,這樣控制其效果會(huì)更好一些;另外,調(diào)整Ⅰ中NeopactUX消耗相對(duì)較快一些,應(yīng)注意補(bǔ)加;3.調(diào)整劑可以用化學(xué)方法分析,這給控制帶來了方便;4.PartApartB選擇性微蝕體系,微蝕后細(xì)致均勻,清潔程度較好;5.吸附膠體鈀配制簡(jiǎn)單,而且可以直接添加DI水調(diào)整液位;6.后浸液穩(wěn)定性好,變化較慢;7.整個(gè)體系操作范圍寬,控制容易;8.Neopact直接電鍍工藝對(duì)清洗水的要求較高,清洗水需采用不含NaCIO的市水或DI水。品質(zhì)檢驗(yàn)反映直接電鍍成敗的主要特征就是電鍍銅時(shí)銅的沉積速度,孔壁及無銅區(qū)的覆蓋完整程度。1.直接電鍍檢驗(yàn)方法為了檢查直接電鍍的效果,我們?cè)O(shè)計(jì)了一種專用試驗(yàn)板(雙面板),板中有三排分別為∮0.8,0.6,0.4的孔和事先蝕好的圓形(∮3~14)及長(zhǎng)方形(4×50mm)無銅區(qū),兩面圖形完全一樣。先試驗(yàn)板按正常程序走完直接電鍍,然后在試驗(yàn)室里進(jìn)行浸還H2SO4――板面電鍍――水洗――吹干――背光試驗(yàn)。板面電鍍的條件為:電流密度2-2.5A/dm2,2分鐘,室溫,空氣攪拌,陽極為磷銅板。這些條件與生產(chǎn)線完全一樣,只是電鍍時(shí)間短。電鍍過程中可以觀察無銅區(qū)的上銅情況,在直接電鍍較為正常的情況下,電鍍30秒無銅區(qū)便可基本覆蓋完全。電鍍結(jié)束經(jīng)水洗吹干后,可以憑肉眼或借助檢孔鏡觀察板面,無銅區(qū)或孔壁的覆蓋情況。如果孔壁沒有空洞,無銅區(qū)覆蓋完全,說明直接電鍍很正常,可以進(jìn)行生產(chǎn)。當(dāng)然,觀察孔壁是關(guān)鍵,無銅區(qū)可能由于夾具等問題致使板子兩面供電不一致而使部分無銅區(qū)不能完全覆蓋,事實(shí)證明這種情況(孔壁覆蓋完全)也是完全可以進(jìn)行生產(chǎn)的。經(jīng)肉眼觀察如有疑問,可以做背光試驗(yàn)進(jìn)一不驗(yàn)證。實(shí)踐表面直接電鍍正常時(shí)其背光級(jí)數(shù)通??梢缘?0級(jí)。如果孔壁有空洞,背光級(jí)數(shù)低說明直接電鍍有問題,需觀察孔壁的具體情況,分析原因并有針對(duì)性的調(diào)整溶液。鍍層性能測(cè)試將直接電鍍的板件按正常工藝進(jìn)行以后的工序生產(chǎn),最后對(duì)蝕刻后及成品鍍層進(jìn)行如下試驗(yàn)。1.耐熱沖擊試驗(yàn)按照IPC-TM-659(288攝氏度,10s,三次)對(duì)成品鍍層進(jìn)行耐熱沖擊試驗(yàn),結(jié)果表面及孔內(nèi)鍍層無分層斷裂情況,鍍層整體光亮;對(duì)蝕刻后鍍層進(jìn)行288攝氏度/10s/五次〕熱沖擊,結(jié)果孔內(nèi)鍍層無分層,斷裂情況。2.拉脫強(qiáng)度按照GB4677.3-84進(jìn)行無焊盤金屬化孔拉脫強(qiáng)度試驗(yàn),結(jié)果全部合格。廢水處理Neopact直接電鍍廢水處理也非常簡(jiǎn)單,普通的廢水處理站即可完成,其具體的處理方法如下:1.洗滌水:各種槽液帶出的洗滌用水可以直接送到中和系統(tǒng)中中和沉淀。2.調(diào)整液:首先用水按5:1的比例稀釋溶液,再用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH=10,加粉末Na2S2O8250g/100L,反應(yīng)1.5小時(shí)后加入15%的Na2S溶液,直至在硝酸鉛試紙上出現(xiàn)淺棕色,在pH=9時(shí)進(jìn)行過濾,濾出溶液可以放入最后中和的廢水中。3.微蝕液加入亞硫酸鈉,直至槽液中氧化劑完全分解后進(jìn)行中和處理即可。4.預(yù)浸液可以直接進(jìn)行中和處理。5.吸附液可以直接進(jìn)行中和處理。6.后浸液將溶液用水稀釋3倍后,加10%的Na2S溶液,直至醋酸鉛試紙變黃為止。然后加石灰乳劑使pH=12,并加入CaCI2溶液,使之最佳凝聚,最后過濾,并將濾液pH值調(diào)到6.5~9.5即可。結(jié)論1.該工藝控制范圍寬,操作簡(jiǎn)單,溶液穩(wěn)定,維護(hù)簡(jiǎn)單。2.質(zhì)量穩(wěn)定可**,孔內(nèi)無銅率可以為零;鍍層性能好,完全可以取代傳統(tǒng)化學(xué)沉銅。3.該工藝環(huán)境污染小,廢水處理溶液。4.該工藝可以投入大規(guī)模生產(chǎn)。當(dāng)導(dǎo)通孔直徑越來越小,厚徑比越來越高時(shí),要保證孔中的金屬覆蓋良好變得更加困難。而保證孔中金屬的均勻一致性,保護(hù)孔中金屬在圖形電鍍及以后的掩膜及蝕刻過程中不被蝕刻掉,也變得極具挑戰(zhàn)性。本文列出了導(dǎo)致通孔銅層空洞的許多誘因,并對(duì)如何識(shí)別根本問題加以討輪,對(duì)生產(chǎn)工藝提出一些建議以避免這些問題。通孔中導(dǎo)電層空洞因不同原因引起,表現(xiàn)出不同特征,但有一點(diǎn)是共同的,即孔中導(dǎo)電層的金屬覆蓋不充分或沒有金屬覆蓋。從理論上講,該問題由兩種情況引起:沉積的金屬不足,或在充分足量的金屬沉積后,又因某種原因,失掉部分金屬。不充分的金屬沉積可能是由于電鍍參數(shù)不當(dāng)引起,如槽液的化學(xué)組成,陰極移動(dòng),電流,電流密度分布,或電鍍時(shí)間等等。這也可能是因?yàn)榭妆诒砻嬗挟愇锓恋K金屬沉積造成,如氣泡,灰塵,棉質(zhì)纖維或有機(jī)膜,粘污等。若孔壁表面未經(jīng)適當(dāng)處理,不利于鍍液沉積,也有可能導(dǎo)致金屬沉積不好,例如:鉆孔粗糙,形成裂紋,或有“粉紅圈”。從通孔中將銅:吃掉“有可能是化學(xué)因素,如蝕刻造成,也可能是機(jī)構(gòu)原因,如脹孔(blow-holing),應(yīng)力裂紋或沉積層脫落。本文按照沿通孔金屬化工藝步驟順序研究在何處可能出現(xiàn)問題,并導(dǎo)致孔中空洞的步驟來分析這些缺陷和原因。并借鑒經(jīng)典的問題分析解決的有用因素,如識(shí)別空洞形狀,位置等,并指出更正問題的方法。1.金屬化以前步驟可能導(dǎo)致孔中空洞的因素:A.鉆孔磨損的鉆頭或其它不恰當(dāng)鉆孔參數(shù)都可能撕裂銅箔與介電層,形成裂縫。玻璃纖維也可能是被撕裂而非切斷。銅箔是否會(huì)從樹脂上撕裂,不僅僅取決于鉆孔的質(zhì)量,也取決于銅箔與樹脂的粘結(jié)強(qiáng)度。典型的例子是:多層板中氧化層與半固化片的結(jié)合往往較介電基材與銅箔的結(jié)合力更弱,故多數(shù)撕裂都發(fā)生在多層板氧化層表面。在金相中,撕裂都發(fā)生在銅箔較為光滑的一面,除非采用”反轉(zhuǎn)處理的銅箔“(reverstreatedfoil)。氧化面與半固化片不牢固結(jié)合,還可能導(dǎo)致更糟的“粉紅圈”,即銅的氧化層在酸中溶解。鉆孔孔壁粗糙或孔壁粗糙且有粉紅圈都會(huì)導(dǎo)致多層結(jié)合處的空洞,稱之為楔形空洞(wedgewoids)或吹氣孔(blowholes),"楔形空洞”最初處于結(jié)合交界面,它的名稱也暗示:形狀如“楔”,回縮形成空洞,通??梢员浑婂儗痈采w。若銅層覆蓋這些溝,銅層后面常常會(huì)有水分,在以后的工序中,如熱風(fēng)整平等高溫處理,水分(濕氣)蒸發(fā)和楔形空洞通常一起出現(xiàn)。根據(jù)出現(xiàn)的位置與形狀,很容易確認(rèn)并與其它類型的空洞區(qū)分開。B.去沾污/凹蝕去沾污步驟是用化學(xué)方法去掉內(nèi)層銅上的樹脂膩污。這種膩污最初是由鉆孔造成的。凹蝕是去沾污的進(jìn)一步深化,即將去掉更多的樹脂,使銅從樹脂中“突出”,與鍍銅層形成“三點(diǎn)結(jié)合”或“三面結(jié)合”,提高互聯(lián)可**性。高錳酸鹽用于氧化樹脂,并“蝕刻”之。首先需要將樹脂溶脹,以便于高錳酸鹽處理,中和步驟可以去掉錳酸鹽殘?jiān)?,玻璃纖維蝕刻采用不同的化學(xué)方法,通常是氫氟酸。若去沾污不當(dāng),可造成兩種類型的空洞:在孔壁粗糙的樹脂粘污可能藏有液體,可導(dǎo)致“吹氣孔”。在內(nèi)層銅上殘留的粘污會(huì)防礙銅/鍍銅層的良好結(jié)合,導(dǎo)致“孔壁拉脫”(holewallpullaway)等,如在高溫處理中,或相關(guān)的測(cè)試中,鍍銅層與孔壁分離。樹脂分離可能導(dǎo)致孔壁拉脫和裂紋以及鍍銅層上的空洞。若在中和步驟中(準(zhǔn)確講5,當(dāng)是還原反應(yīng)中)錳酸鉀鹽殘?jiān)赐耆サ簦部赡軐?dǎo)致空洞,還原反應(yīng)常常用到還原劑,如肼或羥胺等。C.化學(xué)沉銅前的催化步驟去沾污/凹蝕/化學(xué)沉銅之間的不匹配和各獨(dú)立步驟不夠優(yōu)化,也是值得考慮的問題。那些研究過孔中空洞的人員都極力贊同化學(xué)處理的統(tǒng)一的整體性。傳統(tǒng)的沉銅前處理順序?yàn)榍鍧?,調(diào)整,活化(催化〕,加速(后活化〕,并進(jìn)入清(淋)洗,預(yù)浸,完全適于Murpiy原理。例如,調(diào)整劑,一種陽離子聚酯電解質(zhì)用于中和玻璃纖維上的負(fù)電荷,往往須正確應(yīng)用才能得到所需的正電荷:調(diào)整劑太少,活化層及附著不好;調(diào)整劑太多,會(huì)形成一層膜導(dǎo)致沉銅附著不好;以致孔壁拉脫。調(diào)整劑覆蓋不充分,最容易在玻璃頭上出現(xiàn)。在金相中,空洞開口表現(xiàn)在玻璃纖維處銅覆蓋不好,或沒有銅。其它引起在玻璃處出現(xiàn)空洞的原因有:玻璃蝕刻不充分,樹脂蝕刻過分,玻璃蝕刻過分,催化不充分,或沉銅槽活性不好。其他影響Pd活化層在孔壁上覆蓋的因素有:活化溫度,活化時(shí)間,濃度等。若空洞在樹脂上,可能有以下原因:去沾污步驟的錳酸鹽殘?jiān)?,等離子體殘留物,調(diào)整或活化不充分,沉銅槽活性不高。2.與化學(xué)沉銅有關(guān)的孔中空洞在查看孔中空洞時(shí),總看化學(xué)槽液是否有問題,同樣再看看,化學(xué)沉銅前處理槽液,還要覆蓋到化學(xué)銅,電鍍銅,鉛/錫槽共同問題。總的來講,我們可以了解氣泡,固態(tài)物(塵,棉)或有機(jī)物粘污,干膜可能阻礙鍍液或活化液沉積。氣泡褒入,有外來的和內(nèi)在產(chǎn)生的氣泡。外來氣泡有時(shí)可能是板子進(jìn)入槽中,或振蕩搖擺時(shí)進(jìn)入通孔中。而固有氣泡是由化學(xué)沉銅液中附反應(yīng)產(chǎn)生氫氣引起,或電鍍液中陰極產(chǎn)生氫氣或陽極產(chǎn)生氧氣。氣泡引起的空洞有其特征:常常位于孔中央,而且在金相中對(duì)稱分布,即對(duì)面孔壁有同樣寬度范圍內(nèi)無銅。在孔壁表面鍍上若有氣泡,表現(xiàn)為小坑,空洞周圍呈穗狀。由塵埃,棉質(zhì)品或油狀膜引起的空洞,形狀極不規(guī)則。有些防礙電鍍或活化沉積的微粒還會(huì)被鍍層金屬包裹。非有機(jī)微粒可用EDX分析出,有機(jī)物可用FTIR檢查。有關(guān)避免氣泡裹入的研究已有相當(dāng)?shù)纳疃?。其中有許多影響因素:陰極移動(dòng)搖擺幅度,板間間隔,振動(dòng)擺動(dòng)等。最有效的避免氣泡進(jìn)入孔中的方法為振動(dòng)和碰撞。增加板面間隔,增加陰極移動(dòng)距離也十分重要,化學(xué)沉銅槽中空氣攪拌和活化槽撞擊或振動(dòng)幾乎沒有用。另外,增加化學(xué)沉銅濕潤(rùn)性,前處理潮位避免氣泡也十分重要。鍍液的表面能量于氫氣氣泡在跑出孔中或破滅前的尺寸有關(guān),顯然希望氣泡在變大前排除于孔外,以免阻礙溶液交換。3.干膜有關(guān)的孔中空洞A.特征描述孔口或孔邊空洞(Rimvoids),即空洞位于離板面較近的位置,它常常由位于孔中的抗蝕劑引起,大約50-70微米寬離板面50-70微米,邊緣空洞可能位于板一面或兩面,可能造成完全或部分開路。而由化學(xué)銅,電鍍銅,鍍鉛/錫引起的空洞多位于孔中央。桶形裂紋(Barrelcracks)造成的空洞,也與干膜造成的空洞物理特征不同。B.缺陷機(jī)理孔口或孔邊空洞是由于抗蝕劑進(jìn)入孔內(nèi),顯影時(shí)未去掉,它阻礙銅,錫,焊料電鍍,抗蝕劑在去膜時(shí)去掉,化學(xué)銅被蝕刻掉。一般顯影后很難發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)的抗蝕劑,空洞所在的位置和缺陷寬度是判斷孔口和孔邊空洞的主要依據(jù)??刮g劑為何流入孔中?被抗蝕劑覆蓋的孔中氣壓比大氣壓低20%,貼膜時(shí)孔中空氣熱,空氣冷到室溫時(shí)氣壓降低。氣壓導(dǎo)致抗蝕劑慢慢流入孔中,直至顯影。主要有三種因素導(dǎo)致抗蝕劑流動(dòng)的速度深度,即:(1〕貼膜前孔里有水或水汽。(2)高厚徑比小孔,以0.5mm孔為例。(3)貼膜與顯影時(shí)間太長(zhǎng)。水汽停在孔中的主要原因,水分可以降低抗蝕劑粘度,使其較快流入孔中。高厚徑比小孔較易發(fā)生空洞問題,這是由于這種孔較難干燥。小孔中的抗蝕也較難顯影。顯影前時(shí)間較長(zhǎng)也使更多的抗蝕劑流入孔中。表面處理與自動(dòng)貼膜連線,更易發(fā)生問題。C.避免孔口或孔邊空洞避免孔口或孔邊空洞最佳及簡(jiǎn)單的辦法是在表面處理后增加烘干的程度??兹舾稍?,不會(huì)發(fā)生孔口或孔邊空洞。再長(zhǎng)的放置時(shí)間和顯影不佳也不會(huì)造成孔口或孔邊空洞。增加烘干后,盡可能使貼膜與顯影間的放置時(shí)間短,但要考慮穩(wěn)定問題,若發(fā)生以下情況,孔口或孔邊空洞可能會(huì)發(fā)生(以前沒有):(1)新的表面處理設(shè)備及干燥設(shè)備安裝后。(2)表面處理設(shè)備及干燥段功能失常。(3)生產(chǎn)高厚徑比小孔板。(4)抗蝕劑變化或換厚的干膜。(5)真空貼膜機(jī)使用。最壞的也是少有的情形是,抗蝕劑在孔中形成掩蓋層。表現(xiàn)為掩膜層被推入孔中50-70微米深,由于掩膜會(huì)阻礙溶液進(jìn)入,在孔的一端表現(xiàn)為一般的邊緣空洞,空洞會(huì)延伸到大部分孔中,從孔的另一端起,鍍層厚度越接近孔中央越薄。許多印制板廠已轉(zhuǎn)為直接電鍍工藝,它有時(shí)與貼膜機(jī)連線,若后段烘干不充分,可能會(huì)發(fā)生孔口和孔邊空洞。要使小孔充分干燥,烘干段需十分充分。4.與掩孔有關(guān)的空洞掩孔工藝中,如果掩膜不好會(huì)造成蝕刻劑進(jìn)入孔中,蝕刻去沉積的銅。掩膜的機(jī)構(gòu)損傷是動(dòng)態(tài)發(fā)生的,而上下掩膜一起出現(xiàn)空洞的情況較少。同樣,掩膜很薄弱,造成孔內(nèi)負(fù)壓,最終導(dǎo)致掩孔缺陷,這層掩膜又可以降低負(fù)壓,對(duì)面的掩膜較易生存。一面的掩膜破壞,蝕刻劑進(jìn)入孔中,**破的掩膜一邊的銅首先被蝕刻掉。另一面,掩膜堵住了蝕刻劑的出口,蝕刻液交流太少,故空洞圖形也是較對(duì)稱的,表現(xiàn)為一端銅厚,另一端薄。根據(jù)掩膜損傷的程度,情況也不一樣,極端情況下,所有的通孔銅都被蝕刻掉。5.直接電鍍直接電鍍,避免了傳統(tǒng)的化學(xué)沉銅,但有三類預(yù)處理工藝步驟;如:鈀基體工藝,碳膜工藝,有機(jī)導(dǎo)電膜工藝。任何能影響催化物沉積的情形,或者是沉高分子導(dǎo)電膜時(shí),單體沉積和聚合物組成物沉積能形成空洞。大多數(shù)碳膜,石墨和鈀膜工藝都依賴于適當(dāng)?shù)目妆谡{(diào)整,用高分子電解質(zhì)陽離子與含有相反電荷的有機(jī)催化層。以達(dá)到較好的催化吸附性。自然,在化學(xué)沉銅中已經(jīng)實(shí)踐證實(shí)是很好的工藝處理步驟,如孔壁清潔,調(diào)整,催化沉積等都恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用在直接電鍍工藝中。當(dāng)然,化學(xué)沉銅槽中特別的問題,如氫氣產(chǎn)生等,不會(huì)在此發(fā)生。在采用直接電鍍工藝時(shí),若不按藥水供應(yīng)商所推薦的條件進(jìn)行,常常會(huì)產(chǎn)生一些特別問題。如,在碳膜工藝中,一般不推薦在碳膜沉積后進(jìn)行板面刷洗,因?yàn)樗⒆訒?huì)去掉孔邊緣的碳膜顆粒。這種情況下,電鍍過程很難及時(shí)從銅表面進(jìn)入孔中央,甚至,根本不行。若板子一面的孔口碳膜被刷掉,電鍍還可以從相對(duì)的一面進(jìn)行。但電鍍結(jié)果是逐步減弱,電鍍銅有可能不能與另一面銅表面連通。結(jié)果表現(xiàn)與掩孔工藝中掩膜破裂相似。若在碳膜或石墨工藝中,催化沉積后使用浮石粉噴射,同樣會(huì)發(fā)生空洞。噴射出的浮石粉顆??赡芤院芨咚俣冗M(jìn)入孔中,沖走催化層顆粒。另一方面,石墨工藝似乎可以耐受浮石粉刷板處理。6.在電鍍銅,電鍍鉛錫(成純錫)有關(guān)的空洞電鍍槽同樣有內(nèi)在或外在的原因產(chǎn)生氣泡。A.產(chǎn)生氣泡的內(nèi)在原因幸運(yùn)的是,酸性鍍銅槽具有很高的電池效率(cellefficiency),故在為何較好的槽中氫氣產(chǎn)生是很小的問題。需要避免的是很可能導(dǎo)致氫氣生成的條件,如:高電流密度和整流器波動(dòng)導(dǎo)致短時(shí)間的大電流密度漂移。有些錫/鉛槽或錫槽的效率較銅槽低氫氣的產(chǎn)生就成了一重要的問題。在避免氫氣分制生成的一個(gè)有趣的進(jìn)展是添加“防坑添加劑”(antipitittingadditives).這些有機(jī)合成物,如已內(nèi)酰胺的衍生物,可能參與氧化還原反應(yīng),在形成氫氣分子前奪走原子狀態(tài)的氫,防止氣泡產(chǎn)生。經(jīng)還原的“防坑添加劑”‘在陽極又重新氧化,轉(zhuǎn)移到陰極,重新開始這一循環(huán)。B.產(chǎn)生氣泡的外在原因最明顯的產(chǎn)生氣泡的外在原因是在板子浸入溶液前,填充在孔中的氣泡。為了在板子浸入槽液前驅(qū)除孔中的空氣,一些電鍍夾具設(shè)計(jì)者已試驗(yàn)讓板子與夾具之間形成一定角度。漿狀攪拌器(paddleagitation)可以產(chǎn)生足夠的壓差,將氣泡趕出孔中。用壓縮空氣經(jīng)過噴霧器攪拌液體(airsparging)使之穿過板面也有助于趕走氣泡。當(dāng)然,噴霧攪拌本身也是一種氣體,混入槽中,空氣進(jìn)入循環(huán)過濾泵產(chǎn)生一種過飽和液流,在集結(jié)位置會(huì)形成氣泡,在孔壁有缺陷處同樣形成氣泡。一些制造者被這個(gè)問題所困擾,進(jìn)而轉(zhuǎn)向于無空氣攪拌(溶液噴射)。除抗蝕劑殘?jiān)蜌馀莸茸璧K電鍍外,其他造成電鍍空洞的幾個(gè)明顯問題有:穿透力及差以及異物堵塞。穿透差的槽液會(huì)造成中間無銅,但這是非常極端的情況。通常是孔中央銅厚不足,不能達(dá)到允收標(biāo)準(zhǔn)。在酸性鍍銅槽中,導(dǎo)致穿透力差有以下幾個(gè)原因:銅/酸比例不當(dāng),槽液污染,有機(jī)添加劑偏少或不足,電流分布差,遮擋效應(yīng)或攪拌等。若發(fā)現(xiàn)顆粒污染,則多是循環(huán)或過濾泵故障,倒槽頻率太低,陽極袋破損或陰極膜缺陷造成。7.由于銅被蝕刻而造成的空洞若電鍍的金屬抗蝕劑有任何問題,都會(huì)將通孔中的銅暴露于蝕刻劑中,從而導(dǎo)致空洞。在這種情況下,空洞是由于銅被蝕刻掉而非未沉積上銅造成的。這可是有一點(diǎn)違背先后順序,在這里仍然要強(qiáng)調(diào)銅被蝕刻掉,從而造成空洞的原因。第一個(gè)可能造成銅流失的可能條件是,若在化學(xué)沉銅時(shí),孔中有殘留的濕氣,或在下一步操作前放置時(shí)間太久,或腐蝕性氣氛,銅會(huì)被氧化,在酸性鍍銅前的預(yù)浸步驟中溶解。另一種可能是鍍前的微蝕過度。其次,化學(xué)沉銅的銅可能脫落。若在化學(xué)沉銅后直接做金相或后經(jīng)熱沖擊的樣片上均可看出。導(dǎo)致這類空洞的原因有:化學(xué)沉銅槽組成不恰當(dāng),處理溶液夾帶,由于去沾污,催化,或加速劑調(diào)整不當(dāng),化學(xué)銅附著力不好。當(dāng)在波峰焊,熱風(fēng)整平,或其它高溫再流焊步驟或模擬熱應(yīng)力測(cè)試時(shí)發(fā)生孔壁銅的缺損(裂紋,脫落〕,造成這類問題的根源常常需追溯到孔壁預(yù)處理和最初的金屬化步驟??妆诳斩纯梢杂性S多種成因。按制造工序,可追溯到鉆孔等先前步驟,也可以在鍍鉛/錫時(shí)才發(fā)生。但空洞的形狀,位置常常能為我們提供一些線索查詢問題的根源??妆诳斩匆渤3J嵌喾N工藝條件相互影響產(chǎn)生,它們可能同時(shí)作用,也可能具有先后順序。沿工藝流程步驟仔細(xì)分析缺陷表征才有可能一針見血的找到根本所在。為了節(jié)約成本提高效益,目前的許多線路板生產(chǎn)廠都十分重視對(duì)數(shù)控鉆床鉆頭的翻磨,鉆頭翻磨的好壞對(duì)線路板鉆孔的質(zhì)量有十分密切的聯(lián)系,大部分廠家內(nèi)部都有鉆頭翻磨機(jī),也有讓專業(yè)的翻磨廠翻磨的,價(jià)格每支0.50-2.00元人民幣不等,下面是一些對(duì)于鉆頭翻磨數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn):1.翻磨的設(shè)備分為手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)三種當(dāng)然價(jià)格也逐步攀升,手動(dòng)和半自動(dòng)的翻磨機(jī)翻磨的速度差不多但半自動(dòng)的在調(diào)節(jié)和人員的要求方面較手動(dòng)的要低,一般按24小時(shí)工作計(jì)算手動(dòng)和半自動(dòng)翻磨機(jī)的產(chǎn)能在1800-2400支,自動(dòng)翻磨機(jī)的情況不詳據(jù)說可比半自動(dòng)的多50%-70%的產(chǎn)能。2.翻磨的次數(shù)標(biāo)準(zhǔn)為2次,目前許多廠商為了節(jié)約成本有的翻磨次數(shù)達(dá)5次或超過5次,實(shí)際上某些數(shù)控鉆床的鉆頭的切削刃部分并非為垂直的,在頭部是微微的稍大的喇叭狀有利于出屑,長(zhǎng)度為0.5mm-1.0mm左右,一般磨削一次要磨掉0.15-0.25mm的長(zhǎng)度,如翻磨次數(shù)過多鉆頭的邊刃也會(huì)磨損,造成線路板孔壁質(zhì)量不良會(huì)影響電鍍質(zhì)量。3.翻磨使用的砂輪是金剛石砂輪,目數(shù)為320、600、800、1200、2000,磨后刀面0.60mm-6.35mm
320/600磨前刀面0.60mm-1.60mm
1200/2000磨前刀面0.80mm-2.00mm
1200磨前刀面2.00mm-3.60mm
600/1200磨前刀面3.60mm-6.35mm
320/8004.砂輪和活動(dòng)主軸的角度A.當(dāng)鉆頭的直徑小于等于3.175mm時(shí)磨后刀面砂輪角度為30度磨前刀面砂輪角度為15度活動(dòng)主軸角度為130度(即鉆頭的錐角)B.當(dāng)鉆頭的直徑大于3.175mm時(shí)磨后刀面砂輪角度為30度磨前刀面砂輪角度為6度活動(dòng)主軸角度為165度(即鉆頭的錐角)5.翻磨鉆頭的使用次數(shù)可根據(jù)鉆頭的質(zhì)量來制定,一般使用次數(shù)小于新鉆頭的使用次數(shù),如翻磨鉆頭的操作人員經(jīng)驗(yàn)較豐富的話,在翻磨時(shí)通過聽看可判別鉆頭質(zhì)量的好壞,一般原廠進(jìn)口的鉆頭質(zhì)量較好且穩(wěn)定,部分國內(nèi)臺(tái)灣鉆頭及合資廠生產(chǎn)的鉆頭的質(zhì)量參差不齊,主要問題是質(zhì)量不夠穩(wěn)定時(shí)好時(shí)壞,服務(wù)雖然很好但是問題不能解決,德國、美國、日本原廠的鉆頭價(jià)格較貴一些但是對(duì)于生產(chǎn)工藝人員對(duì)控制產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定來說很好,綜合的成本相反可能比使用劣質(zhì)鉆頭的成本要低,因?yàn)橛捎阢@孔質(zhì)量造成的大批量的金屬孔化不良及孔內(nèi)電鍍層不均勻造成的報(bào)廢對(duì)于任何一個(gè)工藝人員來說都是十分頭疼的一件事情。熱風(fēng)整平是將印刷線路板浸入熔融的焊料(63SN/37PB)中,再用熱風(fēng)將印刷線路板的表面及金屬化孔內(nèi)的多余焊料吹掉,得到一個(gè)平滑、均勻而又光亮的焊料涂覆層。熱風(fēng)整平后的印制線路板表面鉛錫合金涂覆層應(yīng)光亮均勻完整,有良好的可焊性,無結(jié)瘤無半潤(rùn)濕,涂覆完全無露銅。熱風(fēng)整平后焊盤表面及金屬化孔內(nèi)露銅是成品檢驗(yàn)中的一項(xiàng)重要缺陷,是造成熱風(fēng)整平返工的常見原因之一,引起該問題的原因很多,常見有以下幾種。1.焊盤表面不潔,有殘余的阻焊劑污染焊盤。目前大部份的廠家采用全板絲網(wǎng)印刷液態(tài)感光阻焊油墨,然后通過曝光、顯影去除多余的阻焊劑,得到時(shí)間的阻焊圖形。在該過程中,預(yù)烘過程控制不好,溫度過高時(shí)間過長(zhǎng)都會(huì)造成顯影的困難。阻焊底片上是否有缺陷,顯影液的成份及溫度是否正確,顯影時(shí)的速度即顯影點(diǎn)是否正確,噴嘴是否堵塞及噴嘴的壓力是否正常,水洗是否良好,其中任何一點(diǎn)情況都會(huì)給焊盤上留下殘點(diǎn)。如由于底片的原因形成的露銅一般較有規(guī)律性,都在同一點(diǎn)上。該種情況使用放大鏡可發(fā)現(xiàn)在露銅處有阻焊物質(zhì)的殘留痕跡,一般在固化工序前應(yīng)設(shè)立一崗位對(duì)圖形及金屬化孔內(nèi)部進(jìn)行檢查,保證送到下一工序的印刷線路板的焊盤和金屬化孔內(nèi)清潔無阻焊油墨殘留。2.前處理不夠,粗化不良。熱風(fēng)整平前處理過程的好壞對(duì)熱風(fēng)整平的質(zhì)量影響很大,該工序必須徹底清除焊盤上的油污,雜質(zhì)及氧化層,為浸錫提供新鮮可焊的銅表面?,F(xiàn)在較常采用的前處理工藝是機(jī)械式噴淋,首先是硫酸-雙氧水微蝕刻,微蝕后浸酸,然后是水噴淋沖洗,熱風(fēng)吹干,噴助焊劑,立即熱風(fēng)整平。前處理不良造成的露銅現(xiàn)象是不分類型批次同時(shí)大量出現(xiàn)的,露銅點(diǎn)常常是分布整個(gè)板面,在邊緣上更是嚴(yán)重。使用放大鏡觀察前處理后的線路板將發(fā)現(xiàn)焊盤上有明顯殘留的氧化點(diǎn)和污跡。出現(xiàn)類似情況應(yīng)對(duì)微蝕溶液進(jìn)行化學(xué)分析,檢查第二道酸洗溶液,調(diào)整溶液的濃度更換由于時(shí)間使用過長(zhǎng)污染嚴(yán)重的溶液,檢查噴淋系統(tǒng)是否通暢。適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)處理時(shí)間也可提高處理效果,但需注意會(huì)出現(xiàn)的過腐蝕現(xiàn)象,返工的線路板經(jīng)熱風(fēng)整平后處理線再在5%的鹽酸溶液中處理一下,去除表面的氧化物。3.助焊劑活性不夠助焊劑的作用是改善銅表面的潤(rùn)濕性,保護(hù)層壓板表面不過熱,且為焊料涂層提供保護(hù)作用。如助焊劑活性不夠,銅表面潤(rùn)濕性不好,焊料就不能完全覆蓋焊盤,其露銅現(xiàn)象與前處理不佳類似,延長(zhǎng)前處理時(shí)間可減輕露銅現(xiàn)象?,F(xiàn)在的助焊劑幾乎全為酸性助焊劑,內(nèi)含有酸性添加劑,如酸性過高會(huì)產(chǎn)生咬銅現(xiàn)象嚴(yán)重,造成焊料中的銅含量高引起鉛錫粗糙;酸性過低,則活性弱,會(huì)導(dǎo)致露銅。如鉛錫槽中的銅含量大要及時(shí)除銅。工藝技術(shù)人員選擇一個(gè)質(zhì)量穩(wěn)定可**的助焊劑對(duì)熱風(fēng)整平有重要的影響,優(yōu)良的助焊劑的是熱風(fēng)整平質(zhì)量的保證。另外其它的參數(shù)對(duì)熱風(fēng)整平也有影響,助焊劑涂覆不均,焊料液位過低,浸漬時(shí)間不對(duì),風(fēng)力及風(fēng)壓調(diào)整不好風(fēng)刀位置距離等都可能引起熱風(fēng)整平露銅的問題。該問題較直觀明確易發(fā)現(xiàn)解決。工人操作時(shí)對(duì)產(chǎn)品的首檢及隨時(shí)檢驗(yàn),問題及時(shí)反饋,工藝技術(shù)人員及時(shí)分析原因及時(shí)解決可大大減少返工率,提供產(chǎn)品質(zhì)量,把路銅現(xiàn)象減少到最小。線路板數(shù)控銑床的銑技術(shù)包括選擇走刀方向、補(bǔ)償方法、定位方法、框架的結(jié)構(gòu)、下刀點(diǎn)。都是保證銑加工精度的重要方面。走刀方向、補(bǔ)償方法:當(dāng)銑刀切入板材時(shí),有一個(gè)被切削面總是迎著銑刀的切削刃,而另一面總是逆著銑刀的切削刃。前者,被加工面光潔,尺寸精度高。主軸總是順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。所以不論是主軸固定工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)或是工作臺(tái)固定主軸運(yùn)動(dòng)的數(shù)控銑床,在銑印制板的外部輪廓時(shí),要采用逆時(shí)針方向走刀。這就是通常所說的逆銑。而在線路板內(nèi)部銑框或槽時(shí)采用順銑方式。銑板補(bǔ)償是在銑板時(shí)機(jī)床自動(dòng)安照設(shè)定值讓銑刀自動(dòng)以銑切線路的中心偏移所設(shè)定的銑刀直徑的一半,即半徑距離,使銑切的外形與程序設(shè)定保持一致。同時(shí)如機(jī)床有補(bǔ)償?shù)墓δ鼙匦枳⒁庋a(bǔ)償?shù)姆较蚝褪褂贸绦虻拿?,如使用補(bǔ)償命令錯(cuò)誤會(huì)使線路板的外形多或少了相當(dāng)于銑刀直徑的長(zhǎng)度和寬度的尺寸。定位方法和下刀點(diǎn):定位方法可分為兩種;一是內(nèi)定位,二是外定位。定位對(duì)于工藝制定人員也十分重要,一般在線路板前期制作時(shí)就應(yīng)確定定位的方案。內(nèi)定位是通用的方法。所謂內(nèi)定位是選擇印制板內(nèi)的安裝孔,插撥孔或其它非金屬化孔作為定位孔。孔的相對(duì)位置力求在對(duì)角線上并盡可能挑選大直徑的孔。不能使用金屬化孔。因?yàn)榭變?nèi)鍍層厚度的差異會(huì)影響你所選定位孔的一致性,同時(shí)在取板時(shí)很容易造成孔內(nèi)和孔表面邊緣的鍍層損壞,在保證印制板定位的條件下,銷釘數(shù)量愈少愈好。一般小的板使用2枚銷釘,大板使用3枚銷釘,其優(yōu)點(diǎn)是定位準(zhǔn)確,板外形變形小精確度高外形好,銑切速度快。其缺點(diǎn)板內(nèi)各種孔徑種類多需備齊各種直徑的銷釘,如板內(nèi)沒有可用的定位孔,在先期制作時(shí)需要與客戶商討在板內(nèi)加定位孔較,較為煩瑣。同時(shí)每一種板的銑板模板不同管理較為麻煩,費(fèi)用較高。外定位是另一種定位方法,是采用在板子外部加定位孔作為銑板的定位孔。其優(yōu)點(diǎn)是便于管理,如果先期制作規(guī)范好的話,銑板模板一般在十五種左右。由于使用外定位所以不能一次將板銑切下來,否則線路板十分容易損壞,特別是拼板,因銑刀和吸塵裝置會(huì)將板子帶出造成線路板損壞和銑刀折斷。而采用分段銑切留結(jié)合點(diǎn)的方法,先銑板當(dāng)銑板完了以后程序暫停然后將板用膠帶固定,執(zhí)行程序的第二段,使用3mm至4mm的鉆頭將結(jié)合點(diǎn)鉆掉。其優(yōu)點(diǎn)是模板少費(fèi)用小易于管理,可銑切所有板內(nèi)無安裝孔和定位孔的線路板,小工藝人員管理方便,特別是CAM等先期制作人員的制作可簡(jiǎn)單化,同時(shí)可優(yōu)化基材的利用率。缺點(diǎn)是由于使用鉆頭,線路板外形留有至少2-3個(gè)凸起點(diǎn)不美觀,可能不符合客戶要求,銑切時(shí)間長(zhǎng),工人勞動(dòng)強(qiáng)度稍大??蚣芗跋碌饵c(diǎn):框架的制作是屬于線路板先期的制作,框架設(shè)計(jì)不但對(duì)電鍍的均勻性等有影響,同時(shí)對(duì)銑板也有影響,如設(shè)計(jì)不好框架易變形或在銑板時(shí)產(chǎn)生部份小的塊裝的小廢塊,產(chǎn)生的廢塊會(huì)堵塞吸塵管或碰斷高速旋轉(zhuǎn)的銑刀,框架變形特別是對(duì)外定位銑板時(shí)造成成品板變形,另外下刀點(diǎn)和加工順序選擇的好,能使框架保持最大的強(qiáng)度最快的速度。選擇的不好,框架容易變形而使印制板報(bào)廢。銑的工藝參數(shù):用硬質(zhì)合金銑刀銑印制板外形,銑刀的切削速度一般為180~270m/min。計(jì)算公式如下(僅供參考):S=pdn/1000(m/min)式中:p:PI(3.1415927)
d:銑刀直徑,mm
n;銑刀轉(zhuǎn)速,r/min
與切削速度相匹配的是進(jìn)給速度。若進(jìn)給速度太低,由于磨擦熱使印制板材料軟化甚至溶化或燒焦,堵塞銑刀的排屑槽,切削無法進(jìn)行。如果進(jìn)給太快,銑刀磨損快,承受的徑向負(fù)荷大,讓刀量大,工作質(zhì)量差,尺寸不一致。如何判斷進(jìn)給的快慢呢?要考慮下述諸項(xiàng):印制板材料,厚度,每疊塊數(shù),鐵刀直徑、排屑槽。一般可根據(jù)刀具供應(yīng)商提供的技術(shù)資料設(shè)定,由于刀具的材料質(zhì)量品牌和制造工藝的區(qū)別,不同廠商的刀具工藝參數(shù)有區(qū)別。
只有低于額定負(fù)載,主軸馬達(dá)的轉(zhuǎn)速才能保持。負(fù)載增大,轉(zhuǎn)速下降,直至銑刀折斷。銑板時(shí)產(chǎn)生斷刀問題一般有這幾種情況造成此結(jié)果:一:是主軸馬達(dá)功率不足,需要維修更換。二:是每疊板數(shù)太多,切削負(fù)荷太大或銑切長(zhǎng)度超過了銑刀的有效長(zhǎng)度。三:銑刀質(zhì)量問題。四:轉(zhuǎn)速和進(jìn)刀速度設(shè)置問題。五:轉(zhuǎn)軸的鉆夾頭夾持力下降,吃負(fù)載時(shí)達(dá)不到所要求的轉(zhuǎn)速。六:轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)同心度有問題產(chǎn)生跳動(dòng)。七:程序的設(shè)計(jì)有問題,如使用了錯(cuò)誤的命令。熱風(fēng)整平技術(shù)是目前應(yīng)用較為成熟的技術(shù),但因?yàn)槠涔に囂幱谝粋€(gè)高溫高壓的動(dòng)態(tài)環(huán)境中,品質(zhì)難以控制穩(wěn)定。本文將對(duì)熱風(fēng)整平工藝控制介紹一點(diǎn)心得。熱風(fēng)整平焊料涂覆HAL(俗稱噴錫)是近幾年線路板廠使用較為廣泛的一種后工序處理工藝,它實(shí)際上是把浸焊和熱風(fēng)整平二者結(jié)合起來在印制板金屬化孔內(nèi)和印制導(dǎo)線上涂覆共晶焊料的工藝。其過程是先把印制板上浸上助焊劑,隨后在熔融焊料里浸涂,然后從兩片風(fēng)刀之間通過,用風(fēng)刀中的熱壓縮空氣把印制板上的多余焊料吹掉,同時(shí)排除金屬孔內(nèi)的多余焊料,從而得到一個(gè)光亮、平整、均勻的焊料涂層。用熱風(fēng)整平進(jìn)行的焊料涂覆的最突出的優(yōu)點(diǎn)是涂層組成始終保持不變,印制線路邊緣可以得到完全保護(hù),涂層厚度是可以通過風(fēng)刀控制的;涂層與基體銅之間使金屬間化合鍵,潤(rùn)濕性好,可焊性好,抗腐蝕能力也很好。作為印制板的后工序,其優(yōu)劣直接影響印制板的外觀,抗蝕能力及客戶的焊接品質(zhì)。如何控制好其工藝,是各線路板廠較為關(guān)心的問題。下面我們就其中應(yīng)用最為廣泛的垂直式熱風(fēng)整平談?wù)効刂破涔に嚳刂频囊恍┙?jīng)驗(yàn)。一.助焊劑的選擇和采用熱風(fēng)整平所采用的助焊劑是一種專用的助焊劑。它在熱風(fēng)整平時(shí)的作用是活化印制板上暴露的銅表面,改善焊料在銅表面的潤(rùn)濕性;保證層壓板表面不過熱,在整平后冷卻時(shí)為焊料提供保護(hù)作用防止焊料氧化,同時(shí)阻止焊料粘在阻焊涂層上,以防焊料在焊盤間橋連;廢焊劑對(duì)焊料表面有清潔作用,焊料氧化物隨廢焊劑一同排掉。熱風(fēng)整平用的專用助焊劑必須具有下列特性:1.必須是水溶性的助焊劑,能生物降解,無毒。水溶性助焊劑易清洗,板面殘留物少,不會(huì)在板面形成離子污染;生物降解,不用經(jīng)特殊處理即可排放,滿足環(huán)保要求,對(duì)人體的危害性也大大降低。2.具有良好的活性關(guān)于活性,即去除銅表面氧化層的特性提高焊料在銅表面的潤(rùn)濕性,通常往焊料里加入活化劑。在選擇時(shí),既要考慮到活性好,又要考慮到對(duì)銅的腐蝕最小,目的是減少銅在焊料里的溶解度,并減少煙霧對(duì)設(shè)備的損壞。助焊劑的活性主要體現(xiàn)在上錫能力上。因?yàn)楦骷抑竸┧捎玫幕钚晕镔|(zhì)各不相同,其活性各不相同。活性高的助焊劑,密集焊盤、貼片等處上錫良好;反之,則板面上易出現(xiàn)露銅現(xiàn)象,活性物質(zhì)的活性還體現(xiàn)在錫面的光亮度和平整度上。3.熱穩(wěn)定性防止綠油及基材受到高溫沖擊。4.要有一定的粘度.熱風(fēng)整平對(duì)助焊劑要求有一定的粘度,粘度決定助焊劑的流動(dòng)性,為了使焊料和層壓板表面得到完全的保護(hù),助焊劑必須有一定的粘度,粘度小的助焊劑焊料易粘附到層壓板表面上(又稱掛錫),并易在IC等密集處產(chǎn)生橋連。5.酸度適宜酸度過高的助焊劑噴板前容易造成阻焊層的邊緣剝離,噴板后其殘留物久置易造成錫面發(fā)黑氧化。一般助焊劑PH值在2.5-3.5左右。其他還有一部分性能主要體現(xiàn)在對(duì)操作工及操作成本的影響,如氣味難聞,揮發(fā)性物質(zhì)高,煙霧大,單位涂布面積等,廠家應(yīng)在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上加以選擇。試用時(shí)可按以下性能逐一測(cè)試比較:1.平整度、光亮度,是否塞孔2.活性:挑選細(xì)微密集貼片線路板,測(cè)試其上錫能力。3.線路板涂覆助焊劑防止30分鐘,洗凈後用膠帶測(cè)試綠油剝離情況。4.噴板後放置30分鐘,測(cè)試其錫面是否變黑。5.清洗後殘留物6.密集IC位是否連線。7.單面板(玻纖板等)背面是否掛錫。8.煙霧9.揮發(fā)度,氣味大小,是否需要添加稀釋劑10.清洗時(shí)有無泡沫。二.熱風(fēng)整平工藝參數(shù)的控制及選擇熱風(fēng)整平工藝參數(shù)有焊料溫度、浸焊時(shí)間、風(fēng)刀壓力、風(fēng)刀溫度、風(fēng)刀角度、風(fēng)刀間距及印制板上升速度等,下面將分別討論這些工藝參數(shù)對(duì)印制板質(zhì)量的影響。1.浸錫時(shí)間:浸錫時(shí)間與焊料涂層質(zhì)量有較大關(guān)系。浸焊時(shí)基體銅和焊料里的錫生成一層金屬化合物IMC,同時(shí)在導(dǎo)線上形成一層焊料涂層。上述過程一般需要2-4秒,在這個(gè)時(shí)間內(nèi)可形成良好的金屬間化合物。時(shí)間越長(zhǎng)、焊料越厚。但時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)使印制板基層材料分層和綠油起泡,時(shí)間太短,則易產(chǎn)生半浸現(xiàn)象,造成局部錫面發(fā)白,此外還易產(chǎn)生錫面粗糙。2.錫槽溫度:印制板和電子元件的焊接溫度普遍采用的焊料是鉛37/錫63合金,它的熔點(diǎn)是183℃。當(dāng)焊料溫度為183℃-221℃時(shí),與銅生成金屬間化合物的能力很小。221℃時(shí),焊料進(jìn)入潤(rùn)濕區(qū),該范圍為221℃-293℃??紤]到板材在高溫下容易損壞,所以焊料溫度應(yīng)該選擇的低一點(diǎn)。理論上發(fā)現(xiàn)232℃為最加焊料溫度,實(shí)踐中可設(shè)250℃左右為最佳溫度。3.風(fēng)刀壓力:浸焊后的印制板上保持著過多的焊料,幾乎所有的金屬化孔都被焊料堵塞。風(fēng)刀的作用就是把多余的焊料吹掉,并導(dǎo)通金屬化孔,并不使金屬化孔孔徑減少的太多。用于達(dá)到這種目的的能量是風(fēng)刀壓力和流速提供的。壓力越大,流速越快,焊料涂層厚度就越薄。因此,風(fēng)刀壓力是熱風(fēng)整平的最重要參數(shù)之一。通常風(fēng)刀壓力為0.3-0.5Mpa.風(fēng)刀前后壓力一般控制為前大後小,壓力差為0.05MPa。根據(jù)板面上幾何圖形的分布,可適當(dāng)調(diào)整前后風(fēng)刀壓力,以保證IC位平整、貼片無突起等。具體值參照該廠噴錫機(jī)出廠說明書。4.風(fēng)刀溫度:從風(fēng)刀流出的熱空氣對(duì)印制板上的影響不大,對(duì)空氣壓力影響也不大。但是提高風(fēng)刀內(nèi)溫度有助于空氣膨脹。因此在壓力一定時(shí),提高空氣溫度可以提供較大的空氣體積和較快的流速,以便產(chǎn)生較大的整平力。風(fēng)刀的溫度對(duì)整平後的焊料涂層的外觀有一定影響。當(dāng)風(fēng)刀溫度低于93℃時(shí),涂層表面發(fā)暗,隨著空氣溫度的提高,發(fā)暗的涂層趨于減輕。在176℃時(shí),發(fā)暗的外觀完全消失。因此,風(fēng)刀溫度最低值不低于176℃。通常為了取得良好的錫面平整度,風(fēng)刀溫度可控制在300℃-400℃之間。5.風(fēng)刀間距:當(dāng)風(fēng)刀內(nèi)熱空氣離開噴嘴時(shí),流速減慢,減慢的程度與風(fēng)刀間距的平方成正比。因此,間距越大,空氣流速越小,整平力也越低??諝怙L(fēng)刀的間距一般為0.95-1.25CM.風(fēng)刀的間距不能太小否則空氣對(duì)印制板要產(chǎn)生摩擦?xí)?duì)板面不利。上下風(fēng)刀間距一般保持在4mm左右,太大易出現(xiàn)焊料飛濺。6.風(fēng)刀角度:風(fēng)刀吹板的角度影響焊料涂層厚度,如果角度調(diào)整的不合適,將造成印制板兩面的焊料厚度不一樣,也可能引起熔融焊料飛濺及噪音。多數(shù)前后風(fēng)刀角度調(diào)整為向下傾斜4度,根據(jù)具體板型及板面幾何分布角度略有調(diào)整。7.印制板上升速度:與熱風(fēng)整平有關(guān)的另一個(gè)變量是從風(fēng)刀之間通過的速度,即傳送器上升速度,該參數(shù)會(huì)影響焊料的厚度。速度慢,吹到印制板上的空氣多,因此焊料薄。反之,焊料過厚,甚至堵孔。8.預(yù)熱溫度和時(shí)間:預(yù)熱的目的是提高助焊劑的活性、減少熱沖擊。一般預(yù)熱溫度為343℃。當(dāng)預(yù)熱15秒時(shí),印制板表面溫度可達(dá)80℃左右。有些熱風(fēng)整平?jīng)]有預(yù)熱工序。三、焊料涂層厚度的均勻性熱風(fēng)整平所涂覆的焊料厚度基本上是均勻的。但是隨著印制導(dǎo)線幾何因素的變化,風(fēng)刀對(duì)焊料的整平作用也隨著變化,因此熱風(fēng)整平的焊料涂層厚度也有些變化。通常,與整平方向平行的印制導(dǎo)線,對(duì)空氣的阻力小、整平作用力大,因而涂層薄一些,與整平方向垂直的印制導(dǎo)線,對(duì)空氣的阻力大,所產(chǎn)生的整平作用就小,因而涂層就厚一點(diǎn),金屬化孔內(nèi)焊料涂層也存在不均勻現(xiàn)象。由于焊料從高溫錫爐中一提出立即處于一個(gè)強(qiáng)壓高溫的動(dòng)態(tài)環(huán)境中,想得到一個(gè)完全均勻、平整的錫面是非常困難的。但通過參數(shù)調(diào)整可盡量平整。1.選擇活性好助焊劑和焊料助焊劑是錫面平整度的主要因素,活性好的助焊劑可得到一個(gè)較為平整、光亮、完整的錫面。焊料應(yīng)選擇純度較高的鉛錫合金,并定期進(jìn)行漂銅處理,保證其銅含量在0.03%以下具體參照工作量及化驗(yàn)結(jié)果。2.設(shè)備調(diào)整風(fēng)刀是調(diào)整錫面平整度的直接因素,風(fēng)刀角度、前后風(fēng)刀壓力及壓力差變化、風(fēng)刀溫度,風(fēng)刀間距(垂直距離、水平距離)及提升速度都會(huì)對(duì)板面造成極大的影響。對(duì)于不同板型,其參數(shù)值都不盡相同,在一些技術(shù)先進(jìn)的噴錫機(jī)上配備了微電腦,將各種板型的參數(shù)存儲(chǔ)在電腦內(nèi)部進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。風(fēng)刀及導(dǎo)軌內(nèi)定時(shí)清洗,每?jī)尚r(shí)清理一次風(fēng)刀間隙殘?jiān)a(chǎn)量大的時(shí)候清理密度還要增大。3.前處理微蝕處理對(duì)錫面平整度也有較大的影響。微蝕深度過低,銅和錫難以在表面形成銅錫化合物而造成局部錫面粗糙;微蝕液中穩(wěn)定劑不良,導(dǎo)致蝕銅速度過快且不均勻,也會(huì)造成錫面高低不平,一般建議使用APS體系。對(duì)于某些板型有時(shí)還需要進(jìn)行烤板預(yù)處理,也會(huì)對(duì)上錫平整有一定的影響。4.前工序控制因?yàn)闊犸L(fēng)整平是最后一道處理,前面的很多工序都會(huì)對(duì)其有一定影響,如顯影不凈會(huì)造成上錫不良等,加強(qiáng)前工序的控制,可使熱風(fēng)整平中的問題大大減少。上述熱風(fēng)整平的焊料涂層厚度雖然存在不均勻性,但是均能滿足MIL-STD-275D的要求。一.繃網(wǎng)繃網(wǎng)步驟:網(wǎng)框清理--水平檢校--涂底層膠--拉網(wǎng)--測(cè)張力--涂粘膠--下網(wǎng)、封邊--儲(chǔ)存作業(yè)說明:1.因網(wǎng)框重復(fù)使用,網(wǎng)框四周有殘存之粘膠、網(wǎng)紗等雜物,必須清除干凈,以免影響網(wǎng)紗與網(wǎng)框之粘合力。2.將網(wǎng)框放置于平臺(tái)(需水平)檢查網(wǎng)框是否變形,如有變形則需進(jìn)行整平處理。3.將清理好,未變形網(wǎng)框與網(wǎng)紗接著面溥而均勻的涂一層不加硬化劑的膠水以便增強(qiáng)拉網(wǎng)后網(wǎng)紗與網(wǎng)框粘合力。4.待第一次涂膠約10分鐘后,將網(wǎng)框放置于拉網(wǎng)臺(tái),并調(diào)整好相對(duì)之位置及高度5.選擇網(wǎng)目,松開四周夾嘴,將網(wǎng)紗平鋪在框上,然后將網(wǎng)紗均勻夾進(jìn)夾嘴里,不能有起皺,注意四角要有較松余網(wǎng)紗,夾嘴一定需鎖緊,夾子與夾子之間不能有間隙(自動(dòng)升架、手動(dòng)拉網(wǎng)為例)。6.繃網(wǎng):第一次張力26,靜置5分鐘張力為24;第二次張力28,靜置5分鐘張力26;第三次張力32,靜置5分鐘張力為30;第四次校正5點(diǎn)張力32,靜置20分鐘后上膠張力30;15分鐘膠固化下網(wǎng)張力28,靜置72小時(shí)后方可制作網(wǎng)版(以一米×一米全自動(dòng)生產(chǎn)線使用網(wǎng)版為例)??v向橫向同步拉開,一直拉到所需張力時(shí)則刷膠,常用網(wǎng)網(wǎng)紗張力為(100T、110T、120T均為30±2牛頓)(77T、51T均為35±2牛頓)(24T為50±2牛頓)7.將已調(diào)好的膠水用小毛刷均勻地刷在網(wǎng)框與網(wǎng)紗接著面上方,不可將膠水掉進(jìn)網(wǎng)版中間部位,待膠8分鐘干燥后,可用刮刀膠在涂膠面將未完全貼合之地方壓緊貼合約10分鐘左右膠水徹底干燥后(應(yīng)采用開放式吹風(fēng)加強(qiáng)干燥)才可下網(wǎng)。8.使用裁紙刀去除網(wǎng)版四周多余網(wǎng)紗,并在網(wǎng)版邊框注明,日期,網(wǎng)目及下網(wǎng)時(shí)張力(以便觀察張力變化)為了防止洗網(wǎng)水(防白水)的滲入,在網(wǎng)框的內(nèi)角用紅膠水密封,然后用防水膠帶封在網(wǎng)框與網(wǎng)紗接著面上方,同樣防止藥水的滲入。二.曬網(wǎng)1.洗網(wǎng):用磨網(wǎng)膏去油脂(新網(wǎng)),鬼影膏去圖形(舊網(wǎng)),除漿粉去網(wǎng)漿、藍(lán)油,用防白水洗雜物,用清潔劑沖洗網(wǎng),最后用高壓水槍沖洗干凈,最后用純凈水清洗干凈。2.烘干:--烤箱設(shè)定溫度應(yīng)小于48攝氏度。3.使用貼水菲林方法:洗干凈的網(wǎng)再用純凈水清洗一次。按工程菲林拼片圖形加大20%左右選取水菲林,用三角尺壓住水菲林一端在網(wǎng)上,隨即用三角尺慢慢往上刮平,再用膠刮刀輕壓刮平,毛巾擦多余水份烘干。4.使用感光膠(網(wǎng)漿):烘干網(wǎng)板再上感光膠,使用刮盒,將刮到網(wǎng)上,其中絲印綠油需上漿三次,(約每隔10分鐘以上一次)絲印其他的抗腐蝕油墨則二次,絲印可剝離膠(蘭膠〕先上50微米水菲林撕去膠片,再上2次網(wǎng)漿,每次刮三次,上漿完成后烘干。5.網(wǎng)紗的選用情況一般線路包含字符油墨的絲印、及抗腐蝕油墨(綠油、底油、面油)用120T、100T、110T網(wǎng)紗,碳漿(碳油)51T,絲印可剝離油墨(藍(lán)膠〕24T絲印感光線路及熱固化油墨用77T。6.菲林的選用線路用18K水菲林(不用感光膠用感光膠上網(wǎng)容易不均勻會(huì)產(chǎn)生:如毛邊(狗牙)等問題),其他抗蝕油墨(綠油、底油、面油)選用感光膠(網(wǎng)漿),碳漿(碳油)選用50微米的水菲林7.用所需工程圖形菲林貼在網(wǎng)板選取的位置,放置于爆光機(jī)上進(jìn)行爆光,時(shí)間的選用(3000W聚光燈),線路一般在60-80秒、綠油在80-100秒、底面字符油40-60秒、碳油、蘭膠350-400秒8.加壓水沖網(wǎng),干燥。9.網(wǎng)板制成后使用封網(wǎng)膠(藍(lán)油)將絲網(wǎng)上沒有被菲林或感光膠覆蓋的地方,用絲印刮刀刮上封網(wǎng)膠,干燥。10.檢查、修網(wǎng)、寫上完成日期及各相對(duì)應(yīng)編號(hào)并記錄存檔、儲(chǔ)存。三.儲(chǔ)存儲(chǔ)存時(shí)一般采用垂直存放,可自制或購買網(wǎng)框架,需存放在與絲印環(huán)境相同的環(huán)境中以防變形,同時(shí)在絲印前需對(duì)絲網(wǎng)的張力進(jìn)行測(cè)試,并可用照相底片對(duì)圖形進(jìn)行檢驗(yàn)。印制板鉆孔,使用上、下墊板是為了阻止線路板表面和底面銅箔開花產(chǎn)生毛刺,使線路板鉆孔表面光滑提高印制板的質(zhì)量、提高成品率。由于使用這種輔助材料有一定花費(fèi),但由于上述原因事實(shí)上是必需使用的,可大幅度提高產(chǎn)品的合格率降低了成本。
線路板鉆孔用上墊板的要求是:有一定表面硬度防止鉆孔上表面毛刺。但又不能太硬而磨損鉆頭。要求上下墊板本身樹脂成分不能過高,否則鉆孔時(shí)將會(huì)形成熔融的樹脂球黏附在孔壁。導(dǎo)熱系數(shù)越大越好大,以便能迅速將鉆孔時(shí)產(chǎn)生的熱量帶走,降低鉆孔孔時(shí)鉆頭的溫度,防止鉆頭退火。要有一定的剛性防止提鉆時(shí)板材顫動(dòng),又要有一定彈性當(dāng)鉆頭下鉆接觸的瞬間立即變形,使鉆頭精確地對(duì)準(zhǔn)被鉆孔的位置,保證鉆孔位置精度。材質(zhì)要均勻不能有雜質(zhì)產(chǎn)生軟硬不均的節(jié)點(diǎn),否則容易斷鉆頭。如果上墊板表面又硬又滑,小直徑的鉆頭可能打滑偏離原來的孔位在線路板上鉆出橢圓的斜孔。國內(nèi)使用的上墊板主要時(shí)0.2~0.5mm厚的酚醛紙膠板環(huán)氧玻璃布板和鋁箔如厚度0.3mm的LF2Y2(2號(hào)防銹鋁半冷作硬化狀態(tài)或LF21Y(21號(hào)防銹鋁冷作硬化狀態(tài))作為普通雙面板鉆孔的上墊板效果較好,達(dá)到硬度適宜可以防止鉆孔上表面毛刺。因鋁的導(dǎo)熱性好有剛性彈性,對(duì)鉆頭有一定散熱作用,鋁箔的材質(zhì)較酚醛板均勻沒有雜質(zhì)引起斷鉆頭和偏孔的機(jī)率大大小于酚醛板。能降低鉆孔溫度且是一種環(huán)保材料,應(yīng)用日益廣泛許多廠已使用鋁箔作為上墊板,同時(shí)與酚醛板、環(huán)氧板相比較,不會(huì)因?yàn)樗瑯渲赡苁箍资艿綐渲廴?,在使用過程中常用鋁箔的厚度選擇為0.15、0.20、0.30毫米三種在實(shí)際使用過程中0.15與板材表面的接觸最好但是在裁切中及運(yùn)送過程和使用中工藝不易控制,0.30價(jià)格又較高了一點(diǎn),一般都折中使用0.20毫米的鋁箔,實(shí)際厚度一般為0.18毫米。國外有一種復(fù)合上墊板,其上、下兩層是0.06mm的鋁合金箔,中間層是純纖維質(zhì)的芯,總厚度是0.35mm。不難看出,這種結(jié)構(gòu)和材質(zhì)能滿足印制板鉆孔上墊板的要求,用于高質(zhì)量多層板的上墊板,與鋁箔相比其優(yōu)點(diǎn)是:鉆孔質(zhì)量高,孔位精度高,因磨損小鉆頭壽命提高,同時(shí)板材受外力后回復(fù)原來形狀比鋁箔好得多,重量也輕很多,特別適宜鉆小孔。國內(nèi)使用的下墊板有酚醛紙質(zhì)板、紙板、木屑板。紙板較軟容易產(chǎn)生毛刺,但質(zhì)地均勻不易斷鉆頭和咬鉆頭,但價(jià)格便宜,可在銅箔較薄或單面板中使用。木屑板質(zhì)地均勻度較差,硬度好于紙質(zhì)板但如鉆孔的線路板銅箔大于35微米以上會(huì)產(chǎn)生毛刺,我試過使用該板鉆70微米銅箔的雙面板,結(jié)果全部無法通過。酚醛紙質(zhì)板硬度最好均勻度在前二者之間,使用效果最好但是較貴且不環(huán)保。同樣國外有一種復(fù)合下墊板,其上、下兩層是0.06mm的鋁合金箔,中間層是純纖維質(zhì)的芯,總厚度是1.50mm。當(dāng)然性能十分出眾又環(huán)保,大大超過酚醛紙質(zhì)板,特別是鉆多層板和小直徑孔時(shí)可充分體現(xiàn)其優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)當(dāng)然是價(jià)格貴。PCB是英文(PrintedCircuieBoard)印制線路板的簡(jiǎn)稱。通常把在絕緣材上,按預(yù)定設(shè)計(jì),制成印制線路、印制元件或兩者組合而成的導(dǎo)電圖形稱為印制電路。而在絕緣基材上提供元器件之間電氣連接的導(dǎo)電圖形,稱為印制線路。這樣就把印制電路或印制線路的成品板稱為印制線路板,亦稱為印制板或印制電路板。PCB幾乎我們能見到的電子設(shè)備都離不開它,小到電子手表、計(jì)算器、通用電腦,大到計(jì)算機(jī)、通迅電子設(shè)備、軍用武器系統(tǒng),只要有集成電路等電子無器件,它們之間電氣互連都要用到PCB。它提供集成電路等各種電子元器件固定裝配的機(jī)械支撐、實(shí)現(xiàn)集成電路等各種電子元器件之間的布線和電氣連接或電絕緣、提供所要求的電氣特性,如特性阻抗等。同時(shí)為自動(dòng)錫焊提供阻焊圖形;為元器件插裝、檢查、維修提供識(shí)別字符和圖形。PCB是如何制造出來的呢?我們打開通用電腦的健盤就能看到一張軟性薄膜(撓性的絕緣基材),印上有銀白色(銀漿)的導(dǎo)電圖形與健位圖形。因?yàn)橥ㄓ媒z網(wǎng)漏印方法得到這種圖形,所以我們稱這種印制線路板為撓性銀漿印制線路板。而我們?nèi)ル娔X城看到的各種電腦主機(jī)板、顯卡、網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器、聲卡及家用電器上的印制電路板就不同了。它所用的基材是由紙基(常用于單面)或玻璃布基(常用于雙面及多層),預(yù)浸酚醛或環(huán)氧樹脂,表層一面或兩面粘上覆銅簿再層壓固化而成。這種線路板覆銅簿板材,我們就稱它為剛性板。再制成印制線路板,我們就稱它為剛性印制線路板。單面有印制線路圖形我們稱單面印制線路板,雙面有印制線路圖形,再通過孔的金屬化進(jìn)行雙面互連形成的印制線路板,我們就稱其為雙面板。如果用一塊雙面作內(nèi)層、二塊單面作外層或二塊雙面作內(nèi)層、二塊單面作外層的印制線路板,通過定位系統(tǒng)及絕緣粘結(jié)材料交替在一起且導(dǎo)電圖形按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行互連的印制線路板就成為四層、六層印制電路板了,也稱為多層印制線路板?,F(xiàn)在已有超過100層的實(shí)用印制線路板了。PCB的生產(chǎn)過程較為復(fù)雜,它涉及的工藝范圍較廣,從簡(jiǎn)單的機(jī)械加工到復(fù)雜的機(jī)械加工,有普通的化學(xué)反應(yīng)還有光化學(xué)電化學(xué)熱化學(xué)等工藝,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAM等多方面的知識(shí)。而且在生產(chǎn)過程中工藝問題很多而且會(huì)時(shí)時(shí)遇見新的問題而部分問題在沒有查清原因問題就消失了,由于其生產(chǎn)過程是一種非連續(xù)的流水線形式,任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問題都會(huì)造成全線停產(chǎn)或大量報(bào)廢的后果,印刷線路板如果報(bào)廢是無法回收再利用的,工藝工程師的工作壓力較大,所以許多工程師離開了這個(gè)行業(yè)轉(zhuǎn)到印刷線路板設(shè)備或材料商做銷售和技術(shù)服務(wù)方面的工作。為進(jìn)一認(rèn)識(shí)PCB我們有必要了解一下通常單面、雙面印制線路板及普通多層板的制作工藝,于加深對(duì)它的了解。單面剛性印制板:→單面覆銅板→下料→(刷洗、干燥)→鉆孔或沖孔→網(wǎng)印線路抗蝕刻圖形或使用干膜→固化檢查修板→蝕刻銅→去抗蝕印料、干燥→刷洗、干燥→網(wǎng)印阻焊圖形(常用綠油)、UV固化→網(wǎng)印字符標(biāo)記圖形、UV固化→預(yù)熱、沖孔及外形→電氣開、短路測(cè)試→刷洗、干燥→預(yù)涂助焊防氧化劑(干燥)或噴錫熱風(fēng)整平→檢驗(yàn)包裝→成品出廠。雙面剛性印制板:→雙面覆銅板→下料→疊板→數(shù)控鉆導(dǎo)通孔→檢驗(yàn)、去毛刺刷洗→化學(xué)鍍(導(dǎo)通孔金屬化)→(全板電鍍薄銅)→檢驗(yàn)刷洗→網(wǎng)印負(fù)性電路圖形、固化(干膜或濕膜、曝光、顯影)→檢驗(yàn)、修板→線路圖形電鍍→電鍍錫(抗蝕鎳/金)→去印料(感光膜)→蝕刻銅→(退錫)→清潔刷洗→網(wǎng)印阻焊圖形常用熱固化綠油(貼感光干膜或濕膜、曝光、顯影、熱固化,常用感光熱固化綠油)→清洗、干燥→網(wǎng)印標(biāo)記字符圖形、固化→(噴錫或有機(jī)保焊膜)→外形加工→清洗、干燥→電氣通斷檢測(cè)→檢驗(yàn)包裝→成品出廠。貫通孔金屬化法制造多層板工藝流程→內(nèi)層覆銅板雙面開料→刷洗→鉆定位孔→貼光致抗蝕干膜或涂覆光致抗蝕劑→曝光→顯影→蝕刻與去膜→內(nèi)層粗化、去氧化→內(nèi)層檢查→(外層單面覆銅板線路制作、B—階粘結(jié)片、板材粘結(jié)片檢查、鉆定位孔)→層壓→數(shù)控制鉆孔→孔檢查→孔前處理與化學(xué)鍍銅→全板鍍薄銅→鍍層檢查→貼光致耐電鍍干膜或涂覆光致耐電鍍劑→面層底板曝光→顯影、修板→線路圖形電鍍→電鍍錫鉛合金或鎳/金鍍→去膜與蝕刻→檢查→網(wǎng)印阻焊圖形或光致阻焊圖形
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