原创 简析PCB会出现开路的原因以及改善方法？

PCB线路开、短路是各PCB生产厂家几乎每天都会遇到的问题，一直困扰着生产、品质管理人员，它所造成的因出货数量不足而补料、交货延误、客户抱怨是业内人士比较难解决的问题。本人在PCB制造行业已经有20多年的工作经历，主要从事生产管理、品质管理、工艺管理和成本控制等方面的工作。对于PCB开、短路问题的改善积累了一些经验，现形成文字以作总结，供同行们讨论，并期待管理生产、品质的同行们能够作为参考之用。

　　我们首先将造成PCB开路的主要原因总结归类为以下几个方面：

　　现将造成以上现象的原因分析和改善方法分类列举如下：

　　一、露基材造成的开路：

　　1、覆铜板进库前就有划伤现象；
　　2、覆铜板在开料过程中被划伤；
　　3、覆铜板在钻孔时被钻咀划伤；
　　4、覆铜板在转运过程中被划伤；
　　5、沉铜后堆放板时因操作不当导致表面铜箔被碰伤；
　　6、生产板在过水平机时表面铜箔被划伤。

　　改善方法：

　　1、覆铜板在进库前IQC一定要进行抽检，检查板面是否有划伤露基材现象，如有应及时与供应商联系，根据实际情况，作出恰当的处理。

　　2、覆铜板在开料过程中被划伤，主要原因是开料机台面有硬质利器物存在，开料时覆铜板与利器物磨擦造成铜箔划伤形成露基材的现象，因此开料前必须认真清洁台面，确保台面光滑无硬质利器物存在。

　　3、覆铜板在钻孔时被钻咀划伤，主要原因是主轴夹咀被磨损，或夹咀内有杂物没有清洁干净，抓钻咀时抓不牢，钻咀没有上到顶部，比设置的钻咀长度稍长，钻孔时抬起的高度不够，机床移动时钻咀尖划伤铜箔形成露基材的现象。

　　a、可以通过抓刀记录的次数或根据夹咀的磨损程度，进行更换夹咀；

　　b、按作业规程定期清洁夹咀，确保夹咀内无杂物。

　　4、板材在转运过程中被划伤：

　　a、搬运时搬运人员一次性提起的板量过多、重量太大，板在搬运时不是抬起，而是顺势拖起，造成板角和板面摩擦而划伤板面；
　　b、放下板时因没有放整齐，为了重新整理好而用力去推板，造成板与板之间摩擦而划伤板面。

　　5、沉铜后、全板电镀后堆放板时因操作不当被划伤：

　　沉铜后、全板电镀后储存板时，由于板叠在一起，有一定数量时，重量不小，再放下时，板角向下且加上有一个重力加速度，形成一股强大的冲击力撞击在板面上，造成板面划伤露基材。

　　6、生产板在过水平机时被划伤：

　　a、磨板机的挡板有时会接触到板表面，挡板边缘一般不平整且有利器物凸起，过板时板面被划伤；

　　b、不锈钢传动轴，因损伤成尖状物体，过板时划伤铜面而露基材。

　　综上所述，对于在沉铜以后的划伤露基材现象，如果在线路上是以开路或线路缺口的形式表现出来，容易判断；如果是在沉铜前出现的划伤露基材，又是在线路上时，经沉铜后又沉上了一层铜，线条的铜箔厚度明显减小，后面开、短路测试时是难于检测出来的，这样客户使用时可能会因耐不住过大的电流而造成线路被烧断，潜在的质量问题和所导致的经济损失是相当大的。

 二、无孔化开路：

　　1、沉铜无孔化；
　　2、孔内有油造成无孔化；
　　3、微蚀过度造成无孔化；
　　4、电镀不良造成无孔化；
　　5、钻咀烧孔或粉尘堵孔造成无孔化。

　　改善措施：

　　1、沉铜无孔化：

　　a、整孔剂造成的无孔化：是因整孔剂的化学浓度不平衡或失效。整孔剂的作用是调整孔壁上绝缘基材的电性，以利于后续吸附钯离子，确保化学铜覆盖完全，如果整孔剂的化学浓度不平衡或失效，会导致无孔化。

　　b、活化剂：其主要成份是pd、有机酸、亚锡离子及氯化物。孔壁要有金属钯均匀沉积上就必须要控制好各方面的参数，使其符合要求，以我们现用的活化剂为例：

　　①、温度控制在35～44℃，如果温度低了造成钯沉积上去的密度不够，化学铜覆盖不完全；温度高了因反应过快，材料成本增加。

　　②、浓度比色控制在80%～100%，如果浓度低了造成钯沉积上去的密度不够，化学铜覆盖不完全；浓度高了因反应过快，材料成本增加。

　　③、在生产过程中要维护好活化剂的溶液，如果污染程度较严重，会造成孔壁沉积的钯不致密，后续化学铜覆盖不完全。

　　c、加速剂：主要成份是有机酸，是用以去除孔壁吸附的亚锡和氯离子化合物，露出后续反应的催化金属钯。我们现在用的加速剂，化学浓度控制在0.35～0.50N，如果浓度高了把金属钯都去掉了，导致后续化学铜覆盖不完全。如果浓度低了，去除孔壁吸附的亚锡和氯离子化合物效果不良，导致后续化学铜覆盖不完全。

　　d、化学铜参数的控制是关系到化学铜覆盖好坏的关键，以我司目前所使用的药水参数为例：

　　①、温度控制在25～32℃，温度低了药液活性不好，造成无孔化；如果温度超过38℃，因药液反应快，铜离子释出也快，容易造成板面铜粒而返工甚至报废，这时沉铜药液要立即进行过滤，否则药液有可能造成报废。

　　②、Cu2+控制在1.5～3.0g/L，Cu2+含量低了药液活性不好，会造成孔化不良；如果浓度超过3.5g/L，因药液反应快，铜离子释出也快，造成板面铜粒而返工甚至报废，这样沉铜药液要立即进行过滤，否则药液有可能造成报废。Cu2+控制主要通过添加沉铜A液进行控制。

　　③、NaOH控制在10.5～13.0g/L为宜，NaOH含量低了药液活性不好，会造成孔化不良。NaOH控制主要通过添加沉铜B液进行控制，B液内含有药液的稳定剂，正常情况下A液和B液是1：1进行补充添加的。

　　④、HCHO控制在4.0～8.0g/L，HCHO含量低了药液活性不好，造成孔化不良，如果浓度超过8.0g/L时，因药液反应快，铜离子释出也快，造成板面铜粒而返工甚至报废，这样沉铜药液要立即进行过滤，否则药液有可能造成报废。HCHO控制主要通过添加沉铜C液进行控制，A液内也含有HCHO的药液成分，所以添加HCHO时，先要计算好补充A液时的HCHO浓度升高量。

　　⑤、沉铜的负载量控制在0.15～0.25ft2/L，负载量低了药液活性不好，造成孔化不良；如果负载量超过0.25ft2/L，因药液反应快，铜离子释出也快，造成板面铜粒而返工甚至报废，这样沉铜药液要立即进行过滤，否则药液有可能造成报废。生产时第一缸板必须要用铜板进行拖缸，把沉铜药液的活性激活起来，便于后续沉铜产品的反应，确保孔内化学铜的致密度和提高覆盖率。

　　建议：为了达到以上各项参数的平衡和稳定，沉铜缸添加A、B液，应配置一台自动加料机，以更好地控制各项化学成份；同时温度也采用自动控制装置使沉铜线溶液的温度处于受控状态。

　　2、孔内残留有湿膜油造成无孔化：

　　a、丝印湿膜时印一块板刮一次网底，确保网底没有堆油现象存在，正常情况下不会有孔内残留湿膜油的现象；

　　b、丝印湿膜时使用的是68～77T网版，如果用错了网版，如≤51T时，孔内有可能漏入湿膜油，显影时孔内的油有可能显影不干净，电镀时就会因镀不上金属层而造成无孔化。如果网目高了，有可能因油墨厚度不够，在电镀时抗镀膜被电流击破，造成电路间出现很多金属点甚至导致短路。

　　3、粗化过度造成无孔化：

　　a、线路前如果是采用化学粗化板面的话，对粗化溶液的温度、浓度、粗化时间等参数要控制好，否则有可能因板镀孔铜厚度薄，无法承受粗化液的溶铜力而造成无孔化。

　　b、为了加强镀层和基铜的结合力，电镀前处理都要经过化学粗化后再电镀，所以对粗化溶液的温度、浓度、粗化时间等参数要控制好，否则也有可能造成无孔化问题。

　　4、电镀无孔化：

　　a、电镀时厚径比较大（≥5：1）时孔内会有气泡，这是因为振动力不足，无法使孔内的空气逸出，也就无法实现离子交换，从而使孔内没有镀上铜/锡，蚀刻时把孔内的铜蚀掉便造成了无孔化。

　　b、厚径比较大（≥5：1），电镀前处理时由于孔内有氧化现象没有清除干净，电镀时会出现抗镀现象，没有镀上铜/锡或镀上去的铜/锡很薄，蚀刻时起不到抗蚀效果导致把孔内的铜蚀掉而造成无孔化。

　　5、钻咀烧孔或粉尘堵孔无孔化：

　　a、钻孔时钻咀使用寿命没有设置好，或者使用的钻咀磨损较严重，如缺口、不锋利，钻孔时因磨擦力太大而发热，造成孔壁烧焦无法覆盖化学铜而造成无孔化。

　　b、吸尘机的吸力不够大，或者工程优化时没有做好，钻孔时孔内有粉尘堵塞，在化学铜时没有沉上铜而造成无孔化。