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影響PCB多層板外觀因素

發布時間:2021-10-06 21:19:57

1、概述

隨著pcb多層板制造技術的快速發展,用戶現在不僅對pcb多層板的內在質量(內在質量是指孔電阻、銅箔厚度、通斷測試、可焊性等)要求愈來愈高,還對pcb多層板的外觀提出了更高的要求,比如:油墨顏色要均勻無雜質、銅層表面沒有異物及氧化點等。下面討論絲印前處理對外觀質量的影響。

絲印前處理對pcb多層板外觀的影響主要有:油墨下的銅有氧化現象,在前處理后有受硬傷(銅層或基材有明顯的劃痕)現象,在印阻焊后發現大面積銅箔上油墨顏色不均勻。前處理的好壞直接影響pcb多層板的外觀質量,輕微的造成返工,影響生產進度,推遲交貨期,降低了公司的信譽度;嚴重的還有可能造成板子報廢。最后使公司的“訂單”減少,直接影響到公司的經濟效益。

為逐步減少因前處理造成的損失,提高公司的競爭力。對前處理的過程進行嚴格的控制是很有必要的。


2、前處理的目的及方式

前處理的最終目的要使銅表面無氧化物、油脂和雜質,并且還要有一定的粗糙度。前處理后的板子雜質一定的粗糙度。前處理后的板子用Zero-Ion 100A型離子濃度測試儀進行清潔度測試,看處理后的板子雜質粒子的濃度,離子濃度要低于1.5μg/cm2,并且銅層表面的狀態如圖一所示,圖一是放大兩百倍的銅層表面狀態,具有相對均勻的凹凸結構,無氧化點,這樣才能增強與油墨機械結合力,不至于有起泡和大面積脫落的現象發生,同時也不影響pcb多層板的導電性能。

前處理的方式多種多樣,現在工業中常用的主要有以下幾種:尼龍刷磨刷、化學清洗處理、氧化鋁/浮石粉噴射、氧化鋁/浮石粉加尼龍刷、化學清洗加尼龍刷。

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3、前處理的工藝流程和注意的事項

根據公司自身條件,對前處理的工藝流程、參數和操作中應注意的事項進行了大量的實驗,并對工藝流程和參數進行了優化,起到了很好的效果。


3.1 前處理的工藝流程

由于采用的是化學清洗加尼龍刷的處理方式,所以具體的工藝流程如下:

水預浸→酸洗→水清洗→刷板→高壓水洗→市水洗→擠水輥擠水→冷風吹干→熱風烘干


3.2 前處理的具體操作和注意事項

(1)水預浸

水預浸的目的是洗去銅表面上的雜質和使銅層面潤濕,以便酸洗時的速度加快,才好控制整個機器的傳遞速度,因機器的傳遞速度太慢,會過分研磨銅表面。

(2)酸洗

酸洗是采用5~10%的硫酸溶液進行噴淋,時間控制在1分鐘以內。酸洗主要除去板面上的化學雜質,并使銅表面輕微的微蝕。操作前要檢查噴嘴是否堵塞,以免有的地方噴射不到,影響酸洗的效果。酸洗后用市水沖洗掉溶液。

(3)刷板

刷板機的目數分為300目和500目兩種。使用300目的先進行粗刷,粗刷的刷輥壓力要控制在2.2以下,才不至使基材和銅層表面受到不能接受的劃痕,而影響pcb多層板面的外觀。再用500目的進行細刷,此時的刷輥壓力要控制在2.4~2.5之間,細刷使板面的刷痕密度提高,這樣使阻焊與板面間的機械作用增強。刷板的作用是機械的刮掉板面的污物并同時粗化銅表面。在操作前要打開水源噴水,還要定期的檢查噴嘴,以保證噴水的壓力,這樣可減少尼龍對板面和孔內的污染,同時還能延長尼龍刷輥的壽命。

(4)高壓水洗

高壓水洗的壓力要保持在12.5bar以上,壓力可以通過壓力表看出,在實際的操作中這樣是不夠的,噴嘴的暢通與否直接影響到與板面作用的實際壓力。還有高壓水洗的水不是循環水,循環水的效果不好。高壓水洗是要沖掉刷板后的銅粉,以免造成板面的絕緣電阻不夠,影響板面的導電性能,操作者在接板時要檢查板面是否有銅粉,才好盡快解決。

(5)擠水輥擠水

刷板機一般采用三組擠水輥,擠水輥的作用是把經過高壓水洗后的印刷板板面的水吸干,經過擠水后的pcb多層板應無水痕,不然在烘干段形成肉眼看不到的氧化,在印上阻焊后就有一層淡淡的黑色,嚴重的還能造成阻焊脫落。擠水輥應一直保持在半干狀態(用手摸有濕氣,但又擠不出水),這樣才能有很好的擠水效果,同時也能延長擠水輥的壽命。

(6)冷風吹干

冷風吹干主要作用是把孔內的水吹出,以免在熱風烘干段使板面形成新的氧化點。板子在經過冷風吹干時應上風刀的風先吹到板子上,這樣既能避免孔內水滴在板面上形成氧化點,同時也能防止卡板,才不至影響生產進度。

(7)熱風烘干

烘干段的溫度控制在75~85℃之間,熱風烘干使要烘干板面和孔內的水氣,以免在絲印阻焊后,油墨的附著力不夠。


4、前處理中的常見問題的分析及探討

(1)銅面上有點狀的氧化

銅表面有氧化點,嚴重的會在熱風整平時使阻焊脫落,一般的在pcb多層板交付使用以后,有氧化點的線條易斷線。這種氧化點在接板時能看到,在發現問題后,應對擠水輥和冷風吹干段進行檢查。

(2)在印阻礙后,大面積銅發暗

印阻礙后,大面積銅發暗,板面油墨看起來顏色不一致,同時也影響到油墨和銅層的附著力,應馬上返工。返工前,應對刷板機的擠水輥和熱風烘干段的溫度進行檢查,看擠水效果好不好,烘干段的顯示溫度與實際溫度是否一致。

(3)有的地方沒有刷到

有的地方沒有刷到又分為兩種:同一塊pcb多層板左邊有明顯的刷痕,而右邊沒有刷到;在同一塊pcb多層板中間部位有沒有刷到的。

第一種是由于刷輥間不平行造成的,這主要是平時放小板子時經常放得靠右,時間久了,刷輥就由圓柱形成了圓臺形,遇見大板子時就出現了。第二種是操作者放板子不均勻造成的。在平時應經常檢查刷輥,檢查方法為:放一塊基板在刷輥的正下(上)方,不開傳動,開動刷輥,在基板上會留下磨痕。當出現圖二的磨痕時,在刷板的過程中就會出現第一種現象;而當出現圖三的磨痕時,就會出現的二種現象。在正常情況下,要求磨痕的邊緣線是兩條基本上平行的平行線。


5、設備的維護

為了減小前處理返工增加的生產成本,應定期的對前處理設備進行維護。設備的維護不是擦下機器的外表面就萬是的,維護的作用是要讓機器經常處在正常的工作狀態。經常檢查刷輥是否處在圖四的工作狀態,不是就應該使用與刷滾同樣長的沙板進行整修。平時還應檢查噴嘴是否堵塞,以免影響前處理效果。對擠水輥的維護很重要,擠水輥在干硬的狀態下工作,起不到前處理的效果不說,還使擠水輥的使用壽命縮短,這也是要保護水擠水輥半干狀態的原因。


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