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线路板干膜对膜碎开路缺口影响及改善         ★★★
线路板干膜Sludge对膜碎开路缺口的影响及改善

来源:www.pcblover.com    作者:PCB技术   更新时间:2011-10-27 10:52:05   点击: 

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干膜Sludge对膜碎开路缺口的影响及改善

摘要:在印制电路板生产工艺中,干膜对于制造细密线路、提高生产率、简化工序、改善产品质量等方面起到了其它光致抗蚀剂所起不到的作用,但在生产中由于干膜显影后所产生的垃圾,对生产板的品质有着直接重大的影响。本文结合生产中的一些实际问题,针对因干膜sludge造成的膜碎开路缺口进行综述与改善,最终将ODF工序的膜碎开路缺口报废率和PONC 降到目标以内。

关键词:外层干膜 干膜sludge 开路缺口 黄色物质 PONC(不合格品的代价)

1、前言
  随着电子产品迅速向高频化、高速数字化、便携化和多功能化的发展,对PCB基板的线宽、线隙要求也越来越小,而业界仍主要采用经过图形电镀加工的方法生产基板,膜碎开路缺口一直是影响外层整体报废的主要缺陷,外层干膜工序的总报废主要受膜碎开路缺口报废率影响;干膜sludge造成的线路开路缺口有时会残留很薄的一层底铜但导通,电子测试是测不出来的,此不仅影响了基板的外观而且可能会影响最终产品的电气性能,因此存在客户投诉的风险。

  本文围绕改善干膜sludge造成的开路缺口做了简单的分析,并列出了我司针对该项目的各种改善措施及监控方法。希望与同行一起探讨起到抛砖引玉的效果。

2、外层干膜膜碎开路缺口的成因
2.1 理论分析:
  对于碱性蚀刻工艺,造成开路缺口问题的原因多种多样,以下是外层工序造成开路缺口的鱼骨图

  在以上影响因素中,通过生产跟进及理论分析,初步认为产生膜碎开路缺口影响较大的因素为显影参数、药水、干膜及相关物料、显影线保养不彻底等等(见上图蓝色字体所示),鉴于上述分析,着重干膜显影垃圾对开路缺口的影响,下面通过大量模拟试验进一步验证。

2.2 缺陷表观图片及切片分析
  通过大量的问题板表观分析以及从客户投诉板进行切片分析,可以确定外层干膜图电工艺所产生的膜碎开路缺口主要为板面膜碎导致图电阻镀,或干膜残胶造成缺口,客户在使用时线路断裂开路,直接影响电子产品的电气性能。

2.2.1 外层干膜主要开路缺口形式如下:
  根据以上表观图片分析,开路缺口的形态主要有以上三种类型,下面我们就无规则、多点型开路缺口产生的原因,进行了一系列的模拟试验。

3、实验设计及实验结果
  本次实验主要针对因干膜显影产生的浮渣、残胶引发的开路缺口进行研究,并根据这些干膜sludge对实际生产线造成的影响,展开了相应的改善措施,跟进评估其效果。

3.1 干膜残胶、黄色物质理论分析及跟进试验
  3.1.1 背景
  自2007年中旬我司将外层45μm干膜更换厂家类型后,外层两条显影线一直是将不同厂家的多种类型干膜混冲,而后两条显影线显影缸内壁、管道、喷嘴等出现黄色物质累积(见下图5),且一般酸碱保养无法清除此黄色物质,因喷嘴和管道有不同程度的堵塞,导致喷淋压力不足,生产线情况逐渐恶化。

3.1.2 实验内容
3.1.2.1 实验设计及结果
试验流程 过程参数及注意事项
开料 双面试板/ 生产板
干膜 根据以下相应试验条件进行生产
图形电镀 结合以下试验条件,正常参数生产
蚀刻 正常参数生产
检测 人工目视检板,用万用表电阻档测量线路的导通性,并记录测试结果。

实验设计
实验分组 评估因素、参数 试验条件 试板数量 试验结果 备注
1  干膜显影残胶对开路的影响 从显影缸内取少量未溶解残胶, 涂抹于显影后板面线路上,正常图电、蚀刻 2 Pcs  线路出现开路缺口现象 断口形态无规则,呈多点分布
2  显影缸内黄色颗粒对开路的影响 从显影缸内取少量黄色物质,涂抹于显影后板面线路上,正常图电、蚀刻 2 Pcs  线路出现开路缺口现象 线路呈点状断开,且断口规则, 多点分布
总结 证明干膜显影未溶解的残胶和显影后所产生的黄色颗粒,反沾于板面都会导致线路开路缺口。

小结:干膜显影残胶和显影缸内黄色物质若反沾于板面均会导致开路缺口,且普遍为多点分布

3.1.2.2 干膜sludge产生因素实验评估
  为更一步贴切实际生产情况,查找显影机内蓝色残胶、黄色物质产生的来源,评估干膜混冲、干膜与消泡剂之间是否会产生胶状或黄色物质,进行了烧杯试验,观察显影溶液中溶解物沉淀状况(蓝色粘稠状杂物)具体试验如下:

  1)配置一定量的1%的Na2CO3溶液,单独溶解4ft2干膜A、B,及A、B 两种干膜混合不加消泡剂和加消泡剂加入2ft2面积的干膜,进行溶解过滤.

  2)配置1%体积的显影溶液,选取一定面积的不同类型干膜并添加消泡剂进行烧杯溶解过滤试验.

  3)取生产一个班的正常添加消泡剂的显影液使用滤纸进行过滤:

  结论:只要不添加消泡剂,单种或多种干膜溶解均不会产生蓝色粘稠状胶污;若添加消泡剂,所有干膜溶解后均会产生蓝色粘稠状胶污,而A干膜单独溶解并添加消泡剂产生蓝色粘稠状杂物较为严重(见上述图片),可见此干膜与消泡剂的匹配性更差,更易于产生蓝色粘稠状胶污;所以,为尽量减少这种蓝色粘稠状胶污,建议不要将消泡剂加在显影缸内,在溢流口处添加起到消泡效果即可。

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