微短培訓(xùn)教材.ppt

1、1,微短問題的分析 -講師：黃平,2,目的,認(rèn)識(shí)PCB微短現(xiàn)象 了解PCB微短問題的危害。 認(rèn)識(shí)產(chǎn)生微短的根本原因 預(yù)防出現(xiàn)微短現(xiàn)象的有效措施,3,一.背景 二.微短的根本原因 三.出現(xiàn)微短主要情形 四.出現(xiàn)四種微短情況的原因分析 五.為防CAF發(fā)生的控制方法,課程內(nèi)容,4,一、背景,在公司經(jīng)過正常測(cè)試條件測(cè)試是全部合格的。但經(jīng)過客戶使用，特別是使用半年以上，開始在線距小、孔密的地方出現(xiàn)有阻值。肉眼無法看到任何異常物質(zhì)。,5,兩孔之間微短現(xiàn)象,一、背景,6,這是0315客戶出現(xiàn)的問題現(xiàn)象:,實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建： 在主板的按鍵輸入端KCOL1連接到萬用表的正極，把主板的地端連接到萬用表的負(fù)極。通過萬用

2、表的電壓檔，從電壓的變化來觀察按鍵板的電阻變化過程。 實(shí)驗(yàn)過程：,當(dāng)手機(jī)連接萬用表并開機(jī)后，KCOL1對(duì)地電壓初始值為2.79v 。,7,這是0315客戶出現(xiàn)的問題現(xiàn)象：,手機(jī)開機(jī)后，電壓緩慢下降，當(dāng)電壓下降到1.36V 以下， 全部按鍵無反應(yīng)。,8,這是0315客戶出現(xiàn)的問題現(xiàn)象：,這張圖片反應(yīng)了電壓值被拉低到0.64V。,9,這是0315客戶出現(xiàn)的問題現(xiàn)象：,把按鍵板從手機(jī)上拆下，單獨(dú)測(cè)量按鍵板的對(duì)地電阻，阻值為10.8K歐姆，這是一個(gè)非常低的電阻。另一張圖片為測(cè)量2.5.8.0的按鍵輸入端，電阻值為無窮大，這是正常的。,10,這是0315客戶出現(xiàn)的問題現(xiàn)象：,下面兩張圖片顯示一個(gè)共同的特

3、點(diǎn)，KCOL1和KCOL0這兩根線的過孔旁邊都同時(shí)有一個(gè)地線的通孔。另外單獨(dú)做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，把和過孔相連的其它線路割斷，單獨(dú)測(cè)量過孔的對(duì)地電阻，可以測(cè)量出電阻值，其它地方均為無窮大，說明是過孔附近發(fā)生電性能變化，產(chǎn)生電阻。,11,二、微短的根本原因,主要是CAF （玻璃束陽極性漏電） ，導(dǎo)電陽極絲的生長(zhǎng)是此類問題的根源。,金屬化孔孔壁無芯吸現(xiàn)象,金屬化孔孔壁芯吸現(xiàn)象,12,產(chǎn)生這種微短的原因：,1、這里先討論一個(gè)燈芯效應(yīng)問題（芯吸）：玻璃束斷面之單絲間有化學(xué)銅層滲鍍其中，出現(xiàn)如掃把刷子般的畫面。就象古人用的油燈所用的燈芯草一般，在毛細(xì)作用下會(huì)將液體引入到有間隙的絲中。這是化學(xué)沉銅過程中每日每刻都

4、存在的問題。在IPC6012 3.7中有規(guī)定，此芯吸現(xiàn)象不超過4mil。不管如何控制，此種現(xiàn)象都存在。所以當(dāng)孔與孔相距太近時(shí)，就會(huì)使板的絕緣性能變差。 2、當(dāng)孔周圍出現(xiàn)了這種芯吸現(xiàn)象后，因長(zhǎng)期放置于大氣濕度中，自然產(chǎn)生原電池反應(yīng)。自動(dòng)產(chǎn)生陰陽極就開始形成CAF了。 3、出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因：鉆孔的參數(shù)、鉆咀的質(zhì)量、除膠渣的深度，板材、油墨等都有關(guān)第，后面將會(huì)一一討論到,13,三、出現(xiàn)微短狀況主要情形：,1、孔與孔之間： 2、孔與線之間：,3、同層導(dǎo)線之間： 4、不同層的導(dǎo)線之間,14,四、出現(xiàn)四種微短情況的原因分析,A、離子遷移： 在高溫潮濕環(huán)境中，通有電壓的情況下，自然產(chǎn)生有陽極和陰極之分。這

5、樣在陽極銅就失去電子變成銅離子，銅離子順著基板中的玻璃纖維或樹脂空洞向陰極遷移，在陰極上得到電子還原成銅的過程。使陰陽極之間絕緣性能降低。在此過程中，水汽不僅可作介質(zhì)幫助離子遷移，而且可促進(jìn)樹脂中的氯離子、鈉離子等離解出來，其自身亦可離解為氫離子和氫氧根離子，并在陰陽極之間發(fā)生離子遷移，使陰陽極之間絕緣性能降低。另一方面，在制作過程中，殘留在層與層之間的離子亦會(huì)在陰陽極之間發(fā)生遷移，導(dǎo)致陰陽極之間絕緣性能降低。 如下圖：,15,16,B、線路間距： 線路板設(shè)計(jì)造成線路間距存在直流電場(chǎng)，在環(huán)境潮濕和高溫引發(fā)下，導(dǎo)致離子遷移。 MTF=2（1+Dn/V）Hy *exp（Ea/kT）或者ts=A【E

6、-y*H-n*exp(Ea/kT)】式中，MTF和ts都是絕緣性能下降到某一程度的時(shí)間（壽命），D為絕緣間隙，V為兩導(dǎo)體間的電壓，T為溫度，H為相對(duì)濕度，E為絕緣間距離的電場(chǎng)， ak為常數(shù)。由此可見，絕緣間距減少直接導(dǎo)致耐用消費(fèi)品離子遷移壽命降低。 如下圖：,四、出現(xiàn)四種微短情況的原因分析,17,18,五、防CAF發(fā)生的控制方法：,根據(jù)以上原因分析，將從材料（板材和阻焊）、濕氣、絕緣間距（滲銅、銅錨、殘銅）、離子污染等來控制CAF的發(fā)生。,A、選擇好的板材。 B、基材除濕：開料后必須要用150度，烤板4-5小時(shí)。,19,C、多層板層壓： 層壓前內(nèi)層板芯的銅表面處理不要太粗糙。 壓板時(shí)采用真空壓

7、板，避免壓板過程中出現(xiàn)氣泡；排料時(shí)避免7628纖維靠近內(nèi)層及表面銅箔。 壓板后再烘板，保證板料徹底固化完全；,鋼板,壓力,牛皮紙,承載盤,熱板,可疊很多層,五、防CAF發(fā)生的控制方法：,20,D、孔的品質(zhì)控制； 鉆孔： a、孔位要準(zhǔn)； b、孔壁要垂直，孔壁粗糙度最好在20UM以內(nèi)，特別是玻璃纖維絲不能突出，采用較新的鉆咀及降低退刀和進(jìn)刀的方式來控制。 除膠渣： 控制孔粗及滲銅是此制程中的主要控制目標(biāo)，其關(guān)鍵參數(shù)為除膠渣速度，除膠速度與板材有關(guān)系。太強(qiáng)的除膠速度不僅會(huì)使玻璃纖維絲突出，而且會(huì)引起 滲銅深度增加，縮小絕緣間距，直接產(chǎn)生CAF。 化學(xué)沉銅： 前處理的微蝕速度不能產(chǎn)生負(fù)蝕為宜；化學(xué)沉銅

8、后要盡快板電，避免基材中吸收太多的水份。,五、防CAF發(fā)生的控制方法：,21,E、線路的品質(zhì)控制： 線路曝光的間距和蝕刻后的間距，不能有毛邊和蝕刻不凈。 蝕刻不凈：銅箔的粗面有很多的引腳，即所謂的“錨爪”以增強(qiáng)銅皮與基材的結(jié)合力，這些錨爪通常被嵌入樹脂中，較難被蝕刻。因此，蝕刻要控制到稍微過度，要足以蝕掉錨爪才行。 線距較小：容易產(chǎn)生線底死角，非常難清洗且在阻焊油時(shí)容易存在氣泡，也是一種情況。,五、防CAF發(fā)生的控制方法：,22,F、阻焊綠油： 油墨的樹脂酸度偏低。 吸水性：確定樹脂的低吸水性； 光亮型油與啞光油要好。特別是啞光色油表面的殘余助焊劑很難揮發(fā)。 確定阻焊油墨的絕緣電阻。 印板時(shí)要控制以下問題： a、不能跳?。?b、線間的針孔，特別是薄板，沒有靜止，造成板面有氣泡。 c、油墨不夠厚； d、固化不充分；油墨在固化前呈弱酸性，容易水解。如果先經(jīng)過一次UV固化再經(jīng)過高溫烤板，是最好的固化參數(shù)。,五、防CAF發(fā)生的控