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常见问题

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PCB线路板短路的原因以及解决方法
2022-04-01
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PCB线路板线路短路是PCB厂家都要面临的问题,也是必须要解决的问题,问题改善的好坏,直接关系到生产成本的高低,也关系到成品合格率问题。

①跑锡造成的短路
1,在退膜药水缸里操作不当引起跑锡。
退膜药水浓度高,退膜时间长,抗镀膜早已掉落,可板仍在强碱溶液中浸泡,部分锡粉附在铜箔表面上,蚀刻时有一层很薄的金属锡护着铜表面,起到抗蚀作用,造成要去除的铜未除干净,从而导致线路短路。所以我们需要严格控制好退膜药水的浓度、温度、退膜时间,同时退膜时用插板架插好,板与板之间不能层叠碰在一起。

2,已退膜的板叠加在一起引起跑锡。
已退膜的板未烘干便叠加在一起,使得板与板之间的锡浸在未烘干的退膜溶液中,部分锡层会溶解附在铜箔表面上,蚀刻时有一层很薄的金属锡护着铜表面,起到抗蚀作用,造成要去除的铜未除干净,从而导致线路短路。

②蚀刻不净造成的短路
蚀刻药水参数控制的好坏直接影响到蚀刻质量,以碱性蚀刻液为例:

PH值:控制在8.3~8.8之间,如果PH值低了,溶液将变成粘稠状态,颜色偏白色,蚀板速率下降,这种情况容易引起侧腐蚀,主要通过添加氨水来控制PH值。
氯离子:控制在190~210g/L之间,主要通过蚀刻盐对氯离子含量进行控制,蚀刻盐是由氯化铵和补充剂组成的。

比重:主要通过控制铜离子的含量来对比重进行控制,一般将铜离子含量控制在145~155g/L之间,每生产一小时左右进行检测一次,以确保比重的稳定性。

温度:控制在48~52℃,如果温度高了氨气挥发快,将造成pH值不稳定,且蚀刻机的缸体大部分都是由PVC材料制作的,PVC耐温极限为55℃,超过这个温度容易造成缸体变形,甚至造成蚀刻机报废,所以必须安装自动温控器对温度进行有效监控,确保其在控制范围之内。

速度:一般根据板材底铜的厚度调整合适的速度。
建议:为了达到以上各项参数的稳定、平衡,建议配置自动加料机,以控制好子液的各项化学成份,使蚀刻液的成份处于比较稳定的状态。


整板电镀铜时电镀层厚薄不均匀,导致蚀刻不干净。改善方法:
全板电镀时尽量实现自动线生产,同时根据孔面积的大小,调整好单位面积的电流密度(1.5~2.0A/dm2),电镀时间尽量保持一致,飞巴保证满负荷生产,同时增加阴、阳极挡板,制定“电镀边条”的使用制度,以减少电位差。

全板电镀如果是手动线生产,则板大的需要采用双夹棍电镀,尽量使单位面积的电流密度保持一致,同时安装定时报警器,确保电镀时间的一致性,减少电位差。


③可视微短路
1,曝光机上迈拉膜划伤造成的线路微短路。
曝光机上的迈拉膜因使用时间较长,膜面上有划伤现象,划痕积聚有灰尘形成黑色或不透明的“小线条”,在线路图形曝光时因黑色或不透明的“小线条”遮光,使得显影后在线路之间形成露铜点而造成短路,且板件上的铜箔越薄越容易短路,线间距越小越容易短路。所以当我们一经发现迈拉膜有划伤现象时,必须马上进行更换或用无水酒精清洁,保证迈拉膜的透明度,严格控制不透明的划痕存在。


2,曝光盘上的玻璃划伤造成的线路微短路。

曝光机上曝光盘玻璃因使用时间长,玻璃表面上有划伤现象,划痕积聚有灰尘形成黑色印子或不透明的“小线条”,同样在线路图形曝光时因不透明的“小线条”遮光,显影后在线之间形成露铜点而造成短路。所以当我们一经发现有玻璃划伤现象时,必须马上进行更换或用无水洒精进行清洁,严格控制不透明的划痕存在。

④夹膜短路
1,抗镀膜层太薄,电镀时因镀层超出膜厚,形成夹膜,特别是线间距越小越容易造成夹膜短路。
增加抗镀层的厚度:选择合适厚度的干膜,如果是湿膜可以用低网目数的网版印制,或者通过印制两次湿膜来增加膜厚度。


2,板件图形分布不均匀,孤立的几根线路在图形电镀过程中,因电位高,镀层超出膜厚,形成夹膜造成短路。
板件图形分布不均匀,可以适当降低电流密度(1.0~1.5A)电镀。在日常生产中,我们出于要保证产量的原因,所以我们对电镀时间的控制通常是越短越好,所以使用的电流密度一般为1.7~2.4A之间,这样在孤立区上得到的电流密度将会是正常区域的1.5~3.0倍,往往造成孤立区域上间距小的地方镀层高度超过膜厚度很多,退膜后出现退膜不净,严重者便出现线路边缘夹住抗镀膜的现象,从而造成夹膜短路,同时会使得线路上的阻焊厚度偏薄。

⑤看不见的微短路
看不见的微短路是最难解决的问题,在测试出现问题的成品板中,50%左右是属于此类微短路的问题,其主要原因是线间距内存在着肉眼无法看见的金属丝或金属颗粒。
1,因阻焊前磨板是采用物理粗化方式的,磨刷痕深度一般在0.3~1.5μm之间,磨板过程中由于板边沿有大量的金属碎屑附着板面,压力水洗时有部分未冲洗干净,附在水洗后面的海棉吸水辊表面,当后面再继续过板时,则金属碎屑就有可能附在板面上,从而造成成品板有许多肉眼看不见的短路现象,那么为了避免这类现象,我们必须定期对海棉吸水辊进行清洗,这一点非常重要,而且也非常容易被人疏忽。

2,磨板后面水洗水定期更换,确保水洗缸的水保持清洁。

3,磨板机定期清洁、保养(用3~5% NaOH溶液和3~5% H2SO4溶液分别清洗),清洁水槽铜粉积聚物和水中的微生物体,风干段内部及风机过滤器定期清洁并保持干净。

⑥固定位短路
主要原因是菲林线路有划伤或涂覆网版上有垃圾堵塞,涂覆的抗镀层固定位露铜导致短路。
1,菲林底片不得有沙眼、划伤等问题,放置时药膜面要朝上,不得和其它物体摩擦,拷片时药膜面对药膜面进行操作,用完后及时装入合适的菲林薄膜袋中保存。

2,对位时药膜面对板面,取菲林时用双手对角拿起,不要碰到其它物体,避免药膜面划伤,每张菲林对板到一定数量时须停止对位进行专人检查或更换,用完后装入合适的菲林薄膜袋中保存。

3,操作人员手上不得佩戴任何装饰物如戒指、手镯等,指甲要常修剪并保持园滑,对位台表面不得放任何杂物,台面保持干净平滑。

4,网版生产前一定要严格检查,确保网版无不通现象,涂覆湿膜时经常要抽检,检查是否有垃圾堵塞网版。当间隔一段时间没有印刷时,印刷前要空网先印刷几次,使油墨内的稀释剂充分溶解凝固的油墨,确保网版漏油畅通。


⑦垃圾短路
1,线路磨板机的海棉吸水辊有垃圾,磨板机风干段未清洁干净,风机滤网比较脏。
因线路磨板表面是采用物理粗化的,磨板过程中由于板边沿有大量的金属碎屑附着板面,在压力水洗时有部分未冲洗干净,附在水洗后面的海棉吸水辊表面,当后面再继续过板时,金属碎屑就有可能附在板面上,所以一定要定期对海棉吸水辊进行清洗。

2,线路图形工作室不干净、卫生差;
同样要对磨板后面水洗水定期更换,保持水质清洁度。


3,涂覆油墨的工作台面有垃圾,使用的工具有垃圾,烤炉及其工作房卫生存在垃圾;
定期清洁、保养磨板机,清洁水槽铜粉积聚物和水中的微生物体;风干段内部及风机过滤器定期清洁并保持干净。


4,对位台面有垃圾,曝光盘存在垃圾;
图形线路车间采用无尘车间,并且按“5S”要求对车间严格管理,保持室内环境清洁卫生,进房穿着好防尘服并进行风淋10秒以上,特别是头发不能露出防尘服外面,预防头皮屑、头发丝掉到无尘房内。


5,阻焊前板面粘有金属碎屑垃圾横跨在两条导线之间造成短路。
涂覆油墨的工作台面,使用的工具、烤炉、对位台面、曝光盘定期清理,确保无垃圾,保持清洁。


⑧渗镀短路
1,线路图形转移前,抗电镀层大部分都是采用湿膜涂覆或贴干膜的,涂覆湿膜或贴干膜前表面都要采取物理或化学粗糙,如果粗糙度不够,将会造成图形电镀时渗镀。
涂覆湿膜或贴干膜前的板面处理,采用2对500#的磨刷刷板,但由于磨板过程中,不是所有板大小、厚薄都一致的,板的大小也不可能全部跟刷辊一样大小,那么在磨板过程中板面的粗糙度就不能做到一致,如果粗糙度(≥0.2μm)达不到膜与板的一定结合力时,渗镀问题就出来了。为了达到合适的粗糙度,我们通过采用化学粗化方法,严格控制好各项工艺参数,问题就基本上可以得到有效的解决。


2,涂覆湿膜或贴干膜前板面如果有氧化、水印等也会造成图形电镀时渗镀。
已粗化好的板,在工作室放置时间不能太长,因磨板出来的板温度都较高(≥40℃),而工作室的温度一般控制在21±3℃,温差较大,板面容易造成有水珠而导致氧化。工作室在搞卫生时,水滴不能溅到板面上;印制湿膜时,清理台面可能用到有机溶剂进行清洁,溶剂不能粘到板面上;印制前的板面杜绝粘到手指纹,否则将会引起渗镀。


3,显影后在电镀前放置时间过长,电镀时也会造成电镀时渗镀。
显影后在电镀前放置时间过长,因电镀车间的湿度过大,时间放长了(≥6小时),将会降低抗镀膜与板面的结合力,电镀时将容易引起渗镀,那么在生产过程中,必须要按照板的先后顺序进行生产,班组主管/领班经常要沟通,确保生产板在电镀前停留时间不要超过6小时,如果有些板超过该时间范围,建议将板过UV机后或进行高温(150±5℃)烘烤20分钟后再电镀。


4,锡光剂选择不适当时容易引起电镀时渗镀。
选择合适的抗镀膜(湿膜或干膜),以及与之兼容的锡光剂,否则有可能引起渗镀。


⑨划伤短路
1,涂覆湿膜后划伤,对位时操作不当造成膜面划伤。
因涂覆湿膜后在插板时容易造成划伤,所以板与板之间最好间隔远一点,确保板面无划伤现象。对位时双手取、放板,严格避免板与板叠加在一起,或板与对位台面摩擦,避免划伤板面。

2,显影机出口接板忙不过来造成板与板之间碰撞划伤。
显影时根据板的大小及接板人的操作能力调整放板的间隔距离,出板口无人接板时机器入板处不得放板,接板时用双手卡板,避免板与板之间产生碰撞造成板面划伤。


3,电镀时取板不当,上夹板时操作不当,手动线前处理过板时操作不当等造成划伤。
电镀时双手取、放板,避免两块板或多块板层叠在一起进行夹板,手动线上板时避免板与台面之间的摩擦,手动线前处理的板不能过多,过板时一夹一夹地过板避免碰撞。

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