pcb板設計與制作的可靠性研究-資料下載頁

　　

【正文】 積要遠小于理論值，因此生產出來的PCB通線路導通電流強度的能力也要小于理論值，這就給PCB的可靠性造成了影響，這一點是需要引起重視的。 線路不良和阻焊不良如表12和表13所示，絲印中出現線路與阻焊不良原因依舊還是擦花和開短路占了重要的位置，兩者合起來的比重超過了50%還有多。表12 線路不良率及不良項目統計露銅短路擦花開路對偏印刷粘膠鉆孔不良油墨入孔曝光不良顯影不良其他合計14 3 64 21 1 1 1 1 3 109 2 21 1 2 1 27 89 19 30 2 3 1 6 3 153 3 105 5 5 6 5 1 1 1 132 58 71 72 16 1 10 2 1 9 240 9 1 29 2 6 2 9 7 19 84 29 1 61 21 5 8 13 138 201 27 381 119 24 6 12 38 10 15 2 48 883 表13 阻焊不良率及不良項目統計露銅垃圾擦花氧化對偏不下油粘膠油墨入孔印刷不良曝光不良顯影不良其他合計9 1 18 4 1 1 11 45 9 5 4 2 5 7 32 5 19 1 13 38 28 4 1 1 34 10 6 16 28 27 1 13 69 5 3 14 3 2 124 1 152 28 3 105 25 2 27 0 14 5 0 125 52 386 鉆孔不良與成型不良 相較于在實驗室中手工做板，鉆孔是最后一道工序，而在PCB加工生產過程中，鉆孔這一工序是在大部分工序的前面，也就是說，生產流程是先鉆完孔，然后才開始后面的一系列工序。鉆孔這一工序完全是機器運行，工程部將客戶提供的底片資料轉換成鉆孔圖后，交由機器自動運行。從表14分析數據來看，鉆偏這一不良項目所占比率最大，%，其次就是漏鉆，然后是未鉆透，最后才是其他一些小問題。根據本人從公司得到的鉆孔方面的數據，但是正如前面說的，孔徑越小，可靠性越低，這主要體現在沉銅這一工序上，具體原因后文再說明。表14 鉆孔不良率及不良項目統計鉆偏漏鉆披鋒孔大未鉆透壓傷孔小銅絲有灰毛刺其他小計10周4 4 1 1 1011周5 2 3 1012周10 5 1 2 1814周13 4 131 2215周8 1 1 1 1 3 1516周9 4 2 1 1 1 1817周12 3 1 2 1 1 2019周7 6 1 22 18合計68297412111512131表15 成型不良率及不良項目統計銑大銑偏銑廢未銑透漏銑漏VV偏小計14周2 2 15周1 2 3 6 16周3 1 4 17周2 2 0 合計1 7 2 0 0 0 4 14 從表15的數據來看，成型不良主要集中在了銑偏這一項目上。對PCB進行成型加工是為了讓板子符合客戶所要求的規格尺寸，而在加工中如果銑偏，則PCB板成型出來尺寸不一，更有可能使得線路開短路，影響可靠性，對公司的效率也有一定程度上的影響。第4章 主要問題的成因及結論 鉆孔工廠進行孔加工時，通過機械作業，工程部提供各種參數配置，在一塊覆銅板上，按照工程部提供的鉆孔參數圖進行各種孔的加工。實際上，在一塊PCB板上，孔徑不會完全一樣，因為有的孔是作為鍍通孔，而有的孔不需要鍍銅，這就導致了孔徑的大小的不同。同時PCB板上的孔都是毫米級的單位，這就對機器有了很高的精度要求。盡管如此，由于線路過于密集，孔與孔之間距離過近等原因，孔鉆偏這一現象屢屢發生，而且一直占據著不良項目的最大比重。正如前文所描述的設計原則，孔到線的距離以及孔與孔之間的距離有一個最佳的推薦范圍，這值得設計者們關注并且在平時的設計里考慮進去。同時，焊盤的大小對這一問題也有一定影響，例如說，焊盤設計得較為寬大，那么即便是孔稍微鉆偏一點，也不影響PCB板的可靠性。當然，焊盤的設計更要考慮到整體板面的布局，不能因為這個原因而使得布線超過了密度所允許的范圍，而引起了另外的問題，以至于對PCB板的可靠性造成了同等的或者更大的影響。 沉銅沉銅是PCB工序中一個非常重要的部分，在PCB生產中，雙面板以及多層板是生產最多的板型，而沉銅這一工序就顯得十分重要，他使得不同層次的板面連接起來，形成一個整體，因此，沉銅的成功率決定了PCB板生產的成品率的高低。在前文已經介紹了，沉銅主要是通過化學反應讓板面的銅箔加厚，讓孔壁上留下一層薄薄的銅，以方便后面的電鍍工序。由于孔壁中需要鍍銅，這就決定了實際的孔徑大小與設計時的孔徑大小是不一樣的。而沉銅是通過化學反應來完成的，我們只能通過一些參數，比如問題，溶液濃度等，來控制沉銅的程度與進度，因此，這個精度就把握不是非常的精確，這就要求設計時，設計者們要充分考慮到這一工序客觀上存在的困難，來設計PCB的布線圖，從而使得加工出來的板的可靠性能達到最大可能范圍。另外，因為PCB工廠的生產是規模化的，而不是個體化，這就決定了生產過程中，工人不可能將每一塊正在生產加工的PCB照顧到，因此，這就更加要求設計者們要充分考慮加工中的客觀困難。 工程資料前文提到了，工廠在接到客戶的訂單以及布線圖后，需要將其轉化成能夠用于生產的各種圖紙，而隨著科技的發展，PCB的布線密度也越來越高，越來越精密，這對于工程師來說是一種考驗。作為工程部的工程師，他們需要將原布線圖還原成幾份不同的資料，尤其是鉆孔圖，在設計中，孔是有不同的分類的，在多層板中，還有盲孔的分布，以及孔需不需要鍍銅的要求。為了提高PCB生產過程中的可靠性與成品率，就必須要求設計者們將各個層面劃分清晰，各種孔類標識清楚，布線規范合理，嚴格按照設計規范要求來操作，使各個設計參數達到標準。 蝕刻 同樣在前面提到過，蝕刻后的銅線路不是一個標準的長方體，這就要求了設計者在考慮通過線路電流強度的范圍時，要將其當成一個梯形的橫截面來看，也因為這個原因，線寬要比理論上的適當放寬。實際上，這一步工作在工程這一環節中已經做了，設計者們只需要考慮能否有足夠的地方讓工程部來將線寬擴充，因此，在設計時，兩線之間的距離必須留有足夠的余地。 其他 在這還想說一下焊盤的問題，具體來說是焊盤與導線的連接。一般說來，焊盤與導線的連接設計為淚滴的形狀，具體原因前文有綜述，這里不再重復。但是，在工廠調研過程中，很多的設計者都沒有考慮到這個問題，在加工時不免造成了不良率的提高，引起了工廠的注意，在工程部的工作中，就加入了該項項目，以提高制造過程中的可靠性。 結論本論文基于工廠實際生產的基礎上，在設計對制造過程中產生的可靠性問題進行了總結和分析?？偟膩碚f，在制造生產過程中，造成不可靠性產生的原因大多是加工過程中設備、人工操作等因素引起的，但不缺少由于設計的不周密性而導致的制造中的不可靠性?？偨Y起來就是： 設計者們對于線寬、線距以及孔的位置的把握不周到； 設計者們在設計時沒有考慮到生產的可操作性。例如加工過程中出現的最多的開短路問題，布線太細、布線太密都是導致這一現象的原因，這都應該引起設計者們的注意。事實上，到現在為止，設計者們設計PCB的布線圖依舊缺乏對這方面的考慮，于是，這就需要生產廠商的工程部來盡最大可能解決相關銜接的問題，就更需要生產廠商與客戶之間進行密切的溝通。在我調研過程中，品質部的經理就跟我談過，他們在與客戶就一些生產達不到的問題進行溝通時，一般都能達到雙方滿意的結果，當然也有客戶一定要求按照設計的布線來做，而那個方案是該工廠的極限，那他們就只能專門安排技術人員專做這一個項目，效率不高，利潤也不大。由此，也能看出可靠性對生產的重要性。結束語我的論文性質是調研報告，在這里首先要感謝長沙億佳有限公司，尤其是該公司的魏經理，游經理，以及品質部與工程部的兩位負責人，謝謝他們提供的資料與數據，讓我的論文內容有理有據，論證結構清晰；也謝謝他們帶我參觀，給我講解具體的生產流程，并解答我的一系列疑問，給了很大的幫助。更要謝謝蔣老師每周給我灌輸了不少新的知識，也給我的論文形成完整的思路提供了巨大的幫助，曾經我對論文的構思跑題了，蔣老師幫我糾正了回來。另外順便感謝下老大周彪同學，也幫我解答了一些問題。參考文獻周 、排除技術實用手冊[M]，吉林：吉林音像出版社 盧啟洪、（PCB），20030627佑能工具（上海）（上海）有限公司，2005年9月13日34 /