阻焊常见两大异常改善

阻焊常见两大异常改善 PCB阻焊印制常见的两个问题 2009-2-13 15:49:23 资料来源:PCBcity 作者: 叶年兵 在今天这个PCB市场竞争猛烈的情况下，生产技术是创造快捷交货，降低成本，提高品质的主要途径之一，这里解说两个PCB生产过程中常出现，而很多厂商不知如何改善的问题。 一、PCB生产过程中，感光阻焊黑、白油时常出现的显影过后面有一层黑、白色的灰，用无尘纸可以擦掉。 类似的问题曾见过上十家线路板厂发生过，而每个打电话请教的人都说是在预烤的时候烤死了，造成显影不净，他们一般都用减短烤板时间的来解决这个问题，结果却适得其反。而询问他们的烤板条件大都是在75?*25-35分钟，双面同时印刷。 作为PCB厂焊房主管应该可以自行解决这样的问题，而最简单的问题往往被没技术的人越搞越糟，曾见过一个PCB厂家焊房主管在出现这样的问题后命令烤板员用75?*20分钟烤感光白油板，曝光尺做到8级残留，结果是显影出去整板一片白雾，是什么原因，主管却摸不着头脑，给公司带来很大的损失。 以上问题其实很简单，主要原因是感光黑、白油烤板时间不足，而曝光能量过低，造成感光黑、白油底层没有完全达到热、光双重固化的效果，故显影后表面一层脱落的黑、白油呈粉状，经显影机烘干后就呈现在表面，用无尘纸可以擦掉。 解决这种问题我们只需在预烤加长时间，一般在预烤感光黑、白油的条件是75?+5?*40-50分钟即可，可视板的厚薄而定。用21格曝光做到11级残留12级干净即可。 如果遇到类似问题请参照以上工艺做，相信会达到理想的效果。 二、印制阻焊油时常发现插孔内有油显影不净现象 类似问题也曾遇见过好几家PCB厂造成报废，主要原因是显影后孔内有油冲不干净，又拿去返冲，还是冲不干净，最后拿去烧碱返洗，结果还是孔内的油仍然洗不掉，到最后怎么也处理不掉孔内的残油，导致报废。 这样的问题如得到正确的处理是不会造成报废的，造成报废的主要原因是在印制时丝印工控制不好使油进孔太严重，有的将孔塞的太死，而在正常的预烤时孔内的油太厚，无法彻底将孔内油么返显影也显不掉呢,我们可以做个测试，用小刀片将孔内的油挑出来看，肯定孔内的油是稀的，是稀的油如果再次显影，造成油树脂结合在孔墙上无法清洗掉。 用烧碱再次返洗为什么还是洗不掉呢,在油墨本身没有预烤干的情况下，经Na2CO3冲浸，在经烧碱的浸泡，使之湿润的油墨被两种化学药水的攻击咬死，将油墨的颜色浸入孔墙的基材内，就像我们生活中常见的墨水搞在衣服上，浸了纱，无法洗掉一样的道理，结果到最后怎么看孔内都有一层绿色的油，造成报废。 说了这么多的问题，解决这个问题我也做了很多次的实验，有一次在一家公司的QC部发现QC员检查到有100PNL板孔内有油冲不掉，将这100PNL板拿去用75?返10分钟，然后在显影，结果是100%的全部显影干净，再取20PNL孔内有油的板不返，直接显影，结果70%的仍有显影不净，以上证明孔内的油如果没彻底预烤干，返显影是错误的。 主要应该控制印刷工尽量不要印油进孔太严重，如果万一有显影后孔内有油，可以采取返烤的办法再显影，切不能连续显影，或直接用烧碱返泡，以免造成报废。 本文资料经作者授权:PCB网城版权所有，转载请注明出处。抄袭必究 解析PCB晒阻焊工艺及板面缺陷 日期:2009-4-23 16:38:22 作者:admin 来源:深科特集团 文字 〖 大 中 小 〗 双击滚屏 PCB晒阻焊工序在整个印制板各道工序中算是较为简单的一道工序，但是，它也有着重要的作用，晒阻焊工序控制着印制板的外观和孔内，为印制板“漂亮的外衣”做到“最美”而努力，使印制板看上去更舒服，并起到保护作用，控制着孔里的质量，使印制板孔里不会出现阻焊料，保证印制板的质量，所以说，印制板晒阻焊工序是一道非常重要的工序。 印制板中晒阻焊工序，是将网印后有阻焊的印制板。用照像底版将印制板上的焊盘覆盖，使其在曝光中不受紫外线的照射，而阻焊保护层经过紫外光照射更加结实的附着在印制板面上，焊盘没有受到紫外光照射，可以露出铜焊盘，以便在热风整平时上铅锡。 晒阻焊工序大致可分为三道操作程式: 第一道程式为曝光。首先，在开始曝光以前要检查曝光框的聚脂薄膜及玻璃框是否干净，如果不干净应及时用防静电布擦拭干净，然后，打开曝光机的电源开关，再打开真空钮选择曝光程式，摇动曝光快门，在未开始正式曝光前，应先让曝光机“空曝”五次，“空曝”的作用是使机器能够进入饱和的工作状态，最主要的是使紫外线曝光灯能量进入正常范围。如果不“空曝”曝光灯的能量可能未进入最佳的工作状态。在曝光中就会使印制板出现问题。“空曝”五次后，曝光机己进入最佳工作状态，在用照相底版对位以前，要检查底版质量是否合格。检查底版上药膜面是否有针孔和露光的部分，与印制板的图形是否一致，因为这将检查照像底版可以避免因为一些不必要的原因使印制板返工或报废。 晒阻焊通常采用目视定位，使用银盐底版，把底版的焊盘与印制板的焊盘孔重合对准，用胶带固定即可进行曝光。在对位中会遇到的晒阻焊通常采用目视定位，使用银盐底版，把底版的焊盘与印制板的焊盘孔重合对准，用胶带固定即可进行曝光。在对位中会遇到的问题很多，比如说，因为底版与温度、湿度等因素有关，如果温度与湿度不控制好，照相底版有可能缩小或放大变形，这样在晒阻焊的时候，照相底版与印制板焊盘不是完全吻合。在底版缩小的时候，看底版焊盘与印制板焊盘相差有多少，如果相差很小，可以在热风整平时上铅锡，那么，就没有很大问题可以进行硒阻焊。如果相差很大，只有重新翻版，尽量使底版焊盘重合。在对位以前，还应注意底 版的药膜面是否翻反，应保证药膜面在对位时朝下，如果朝上，使药膜面被划伤，从而导致底版露光，使晒出的印制板不需曝光处有阻焊料，严重的会造成印制板报废。另外，还要注意有时拼版的底版会与印制板图形不重合，通常将拼版底版沿拼板的边缘剪开，然后单拼对位，将整个印制板对好后进行曝光。以上问题是在正式曝光硒阻焊前应注意的问题。 然后，进行晒阻焊，在曝光以前应检查印制板是否被真空盒吸覆。真空吸覆的压力应充足无露气存在。如果露气会使紫外光沿板子侧面照进图形内，造成遮光处曝光，显影不掉，有时遇到单面曝光的情况，在这种情况下，把单面没有图形的一面用黑色布与曝光灯射出的紫外光隔开，如果不用黑布，紫外光透过没有图形的一面透射到焊盘里使焊盘孔里的阻焊料经过曝光后，显影不掉。在曝两面图形不一致的印制板时，先网印一面阻焊，然后进行单面曝光，显影后，在网印另一面阻焊，因为，如果两面同时网印曝光，有一面图形复杂焊盘多，需要遮光的部分多，而另一面需要遮光的部分少，使紫外光透过一面照射到另一面，遮光多的一面经过紫外光的照射，在显影时显不掉影，会造成返工或报废。在曝光过程中，也会遇到网印后的印制板在固化时没有烘干的情况，这种情况下，在对位元时会使阻焊料沾到照相底版上，而且，印制板也要返工，所以，发现不干的情况，尤其是大部分印制板没有烘干就要在放到烘箱中重新烘干。这些情况都是曝光过程中易出现的问题，所以要认真检查，及时发现，及时解决。 第二道工序是显影。显影操作一般要在显影机中进行，控制好显影液的温度、传送速度、喷淋压力等显影参数，能够得到更好的显影效果。显影是把遮光的部分用显影溶液去掉焊盘上的阻焊。显影用的溶液是百分之一的无水碳酸钠，液温通常在三十至三十五摄氏度之间。在正式显影之前，要把显影机升温，使溶液达到预定温度，从而达到最佳的显影效果。显影机分三个部分:第一段是喷淋段，主要是利用高压喷射无水碳酸钠，使未被曝光的阻焊剂溶解下来;第二段是水洗段，首先是利用高压泵水洗，先将残留溶液水洗干净，然后进入回圈水洗，彻底洗净;第三段是吹干段，吹干段前后各有一个风刀主要是用热风把板子吹干，再有吹干段的温度较高也可把板子烘干。正确的显影时间通过显出点来确定，显出点必须保持在显影段总长度的一个恒定百分比上，如果显出点离显影段出口太近，未曝光的阻焊层得不到充分的显影会造成未曝光阻焊层的残余可能留在板面上，如果显出点离显影段的入口太近，被曝光的阻焊层由于与显影液过长时问的接触，可能被浸蚀而变得发毛，失去光泽。通常显出点控制在显影段总长度的,,,-,,,之内，另外，要注意在显影时，很容易将板子划伤，通常解决的方法，是在显影时，放板子操作人员要戴手套，对板子要轻拿轻放，还有是印制板的尺寸大小不一，所以，尽量尺寸差不多大的一起放，在放板子时，板子与板子之间要保持一定间距，以防止传动时，板子拥挤，造成“卡板”等现象。显完影后，将印制板放在木制托架上。 下面是晒阻焊的第三道操作程式修板: 修板包括两方面，一是修补图像的缺陷，二是除去与图像无关的疵点，在修板过程中应注意戴细纱手套，以防手汗污染板面，常见的板面缺陷有: ,(跳印也称飞白。主要是由于电镀电流过大，镀层厚，造成图形线条过高，在网印印制板时，由于刮板刀与网印框成一定角度网印，所以在线条两侧由于线条过高，就不下墨:造成跳印，另一个原因是刮板刀有缺口，缺口处不下墨，造成跳印，解决的方法主要有控制电镀电流和检查刮板刀是否有缺口。 ,(表面不均匀，在网印时没有注意及时印纸，清除网版的残余油墨，造成表面不均匀，解决方法是要及时印纸清除网版的残余油墨。 ,(孔里阻焊。所造成的原因是在网印时没有及时印纸，造成网版堆积残余油墨过多，在刮刀压力下把残余油墨印入孔内，解决方法是及时印纸，还有丝网目数太低，也会造成孔里阻焊，要选用高网目的丝网制版，印料粘度太低，换用粘度大的印料，刮板网印角度大小，适当调大刮板网印角度，刮板刀口变圆，磨锐刮板刀口。 ,(图形有针孔。原因是照相底版上有污物，使印制板在曝光过程中应见光的部分没有见光，造成图形有针孔，解决方法是在曝光过程中经常检查照相底版的清洁度。 ,(表面有污物。因为印制板网印间是属于洁净间，所以，在网印抽风口处应有一根静电线来起到吸附空气中的飞毛等杂物的作用，所以，为了减少表面污物，就要充分保证洁净间的洁净度并适当的实施一些具体:如进入洁净间要充分保证操作者的清洁度，避免无关人员穿行洁净间，定期打扫洁净间等。 ,(两面颜色不一致。所造成的原因，有可能是两面网印的刀数相差很大，还有是新旧墨的混用，有可能一面是用搅拌好的新墨，而另一面是用的放置很长时间的旧墨，解决方法是尽量避免以上两种情况的出现。 ,(龟裂。由于在曝光过程中，曝光量不足，造成板面有细小裂纹，解决的方法是测曝光量使曝光灯能量，曝光时间等参数综合值达到,-,,级曝光级数之间，在这个范围内就不会出现龟裂。 ,(气泡。印制板线条间或单根线条侧面，在显影后有气泡产生。主要原因:两根或多根线条间起气泡主要是由于线条间距过窄且 线条过高，网印时使阻焊料无法印到基材上，致使阻焊料与基材间有空气或潮气存在，在固化和曝光时气体受热产生膨胀引起单根线条主要是由于线条过高引起，在刮刀与线条接触时，线条过高，刮刀与线条间的角度增大，使阻焊料无法印到线条根部，使线条根部侧面与阻焊层间有气体存在，受热后产生气泡，解决的方法有:网印时应目检网印料是否完全印到基材及线条侧壁，电镀时严格控制电流。 ,(氧化。印制板阻焊层下铜箔线条上有发黑的迹象，造成的原因有擦板后水未烘干，印阻焊前印制板表面被液体溅过或是用手模过，解决的方法是网印时目检印制板两面铜箔是否有氧化现象。 ,,(重影:整个印制板上焊盘旁边有规律的墨点存在，出现的原因是网印时印制板定位不牢和网版上的残墨没有及时去掉堆积到印制板上，解决的方法是用定位销固定牢固和及时印纸去掉网版上的残墨。 在修版过程中，由于有些印制板的缺陷很严重是不可修复的，用氢氧化钠的水溶液加热把原有的阻焊料溶解掉，然后重新网印后曝光等进行返工，如果印制板的缺陷小，比如有小的露铜点，可以用细毛笔沾调好的阻焊料仔细修复好。 丝印工艺之阻焊和字符(制造过程) 2007-9-4 9:08:15 资料来源:PCBCITY 作者: 6(11曝光 (1)目的。 本步骤的目的，是使感光油墨印料接受紫外光照射，光引发剂分解为自由基，从而攻击树脂，形成自由基连锁聚合，瞬间使聚合物分子增大。这时，胶膜尽不溶于弱碱(1,Na2CO3)，但又可溶于强碱(5~1O,NaOH)，从而达到既可显影又可及时挽救有问题的板子的目的。印制板焊盘部分被底片所档 住，未曝光的胶膜显影时去除，已曝光的部分显影后留存。 各种感光油墨控制曝光能量为300~500mj,cm2(毫焦耳,平方厘米)，但黑色的油墨需高些的能 量，达到80mj,cm2，如Taiyo PSR?000。 曝光量过高，易产生光的散射，焊盘上产生余胶:曝光不足，胶膜受到侵蚀失去光泽，或产生侧蚀。 (2)工作前准备。 清洁光桌，曝光机真空框架和Mylar透明片，确保无污点，碎物;查曝光机玻璃和Mylar片有无 穿孔，划伤，有而需更换;根据工卡借出相应工作底片，核对工卡，板，底片的工号和版本号是否一致;对于新用的阻焊底片，需作首枚板，经QC,QA全面检查合格后方可批量使用。 不管是人工肉眼或曝光销钉对位，阻焊底片ss面(焊接面，Solder side)和CS面(元件面，Compo- nent side)和待曝光的印制板的SS面和CS面相对应，定好位后，用放大镜查一下板四周定位精度。合格后，若属批量人工对位，在底片四周图形外用小刀开“窗口“(约7×15mm)，贴上透明胶带，定位好后，将底片固定粘在板上，进行曝光。若属使用曝光销钉定位，则需把底片粘贴在框架上，固定好定位销钉，务必使ss和cs面的底片和印制板精确定位。 (3)曝光操作。 对液态成象油墨，曝光机为5或7KW为宜，机内应有冷却系统，曝光框架长期工作，其温度应保持在?25?。若温度到达35~40?，易粘底片，阻焊膜的品质就差多了。国内同行对日本ORC的5KW， 7KW曝光机普遍感到满意，每天24小时连续工作都能获得稳定一致的质量。 根据阻焊类型设定上下灯曝光能量，然后用21级光楔尺(Stouffer)作光尺检查是否符合要求。具体方法是:取一块待曝光板进行底片对位，将21级光楔尺置于板的两面四周印有阻焊的非图形区域，相应的底片为透明区域，且在底片透明区之下，对板进行抽气曝光，曝光后除去底片和光楔尺，15分钟后显影。上下框重复这个操作。显影后读出完全露铜的那一级数，此级数应在供应商提供的曝光级数范围内，级数过高或过低需重新设置曝光能量，再用Stouffer21级光楔尺重新检查曝光参数，直到获得所需的曝光参数为止。由于曝光灯光源连续使用，光源老化和积尘等原因，必须坚持每班做二次光楔尺，并做好检查结果记录。 必要时，还应定期用光能量积分仪(Radio me-ter)来辅助测量所设能量是否符合要求。以一片透 明的底片覆在能量积分仪(例如uv?5型)上，打开电源开关并将显示数字变零。将能量计置于框架 内，关框架抽真空曝光，检查其曝光能量的读数是否在阻焊要求的范围内。重复这个操作，分别查上框架上下灯和下框架的上下灯达到阻焊膜表面的曝光能量。每一个框架上都作四个角和中央部位的能量读数，可以了解到上下二支曝光灯能量在框架上的分布情况，通常，每个框架四个角和中央的能量相差在20,以内为合格。使用能量积分仪应注意其是否已充电，如无显示可用直流电充电。 曝光抽真空同使用光成象干膜有所不同，并非越大越好，不一定要求95,以上。待抽气完全后，真空表显示60mHg以上就可以了。有些特殊的板子，曝光后发现粘底片，显影后有底片印，这时可降低抽真空度到60~80,，对改善质量有好处。曝光框架内应有导气绳，到抽真空稳定后才推框架去曝光。 曝光时使用的底片宜用重氮片，片基0(175mm，使对位方便些。每套底片曝光30次，应作一次检查，查有无碎片，划伤，污点，灰尘，对曝光框架亦同样作一次清洁。底片使用次数，各企业规定不一，大致在300~400次,套，也有要求600~800次,套才淘汰的。底片药膜面通常都贴上透明的保护膜，以避免曝光后印制板上产生底片印;国外某些品牌的重氮片，对防污染有销强的能力，说明不必贴保护膜亦可得到满意的曝光效果。 整个曝光房都应在黄光灯下操作，恒温恒湿防尘。曝光后印制板应停留约15分钟后才显影，以使 阻焊膜充分交联。工作完毕后，关闭曝光灯，曝光机各开关和电源，做好设备和工艺记录。 6(12显影 各种型号感光胶阻焊油墨的显影条件基本一致。即无水碳酸钠(或钾)1,，30?，显影压力2(O ~3(0k8,cm2(20psl以上)，传送速度100~150cm,分。显影破裂点为30~40,(Break poink)，即板子通过显影段长度约1,3，印制板应露出焊盘。水洗段起码应有二段，三四段更好，板子水洗后应即时烘干。 显影浓度太高或太低，不一定能显影得干净，还可能导致阻焊膜呈膨胀状态。温度太高，胶膜易被侵蚀，失去光泽。显影压力是重要的参数，压力过低，不易显影得干净，尤其是孔内，元件孔内那怕是一个孔有余胶，也是不合格品。 显影工序应注意以下事项: (1)工作前准备，应排去旧药水和各段清洗水，开机循环清洗显影槽和第一水洗槽二至三次，检查 显影机所有喷咀，如有堵塞应拆下清洗或更换。每周应清洁烘干段的传送滚轮一次，确保不污染板面。滤芯务必定期更换。滤网，喷咀每周清洗一次。 (2)显影液开缸浓度10(2,无水碳酸钠，320升的槽称取3(2公斤碳酸钠。开缸时PH为11(3~11(5，当PH为10(5时，液废弃。溶液搅拌均匀后，实验室取样分析，根据分析结果进行添加或排放。显 影液实验室每天应检查起码二次。正常工作时，每班换显影液一次。 (3)批量显影前，应作首枚覆盖板检查，及时根据首枚板的质量情况调整曝光参数和显影参数，切 忌盲目想当然开机操作。 (4)显影接板需戴白手套，轻取轻放。显影后的板应作检查，100,检查或抽查，小毛病(针孔，个别线路露铜等)即时修补。 (5)显影后检查不合格的板，在10,NaoH液，40~50?浸泡10分钟，洗刷退膜返工处理。泡板退 膜操作全过程必须戴橡胶手套，戴防护眼镜。 (6)在SMT二个方焊盘间距0(2mm之间加0(1mm宽的阻焊桥(Solder Mask Bridye 0(1mm)，显 影时这些窄小的阻焊条极易飞起搭到铜面的方焊盘上，造成板子报废。对于客户的这种要求，选取合适的感光油墨型号，严格底片制作，细心控制丝印，曝光，预烘，显影的每一工序的工艺参数，是不难达到的。见下图。 图九 SMT二个方焊间距0.2mm之间加0.1mm宽的阻焊桥 6(13固化 固化目的是使阻焊膜完全硬化交联。在150~140?烘箱中40~60分钟即完成。注意事项参照本 章6(10预烘一节。固化板完成后打开烘箱，需等到温度降低到约50?以下方可将板从烘箱中取出，操作者必戴厚纱手套。阻焊和字符固化后应作抽检，清点板总数，填写工卡，签名签日期，然后送下道工序。 值得讨论的一个问题是，显影后固化前是否应加一道紫外光固化工序?不少液态感光阻焊油墨的 供应商的技术资料建议过一次紫外光固化(uv硬化)。作的话，可提高阻焊膜的硬度，显影后膜硬度为 HB一1H过三支80w紫外灯几秒钟后膜的表面硬度可提高到3H。硬度提高，可使后工序板子刷伤机会减少，同时可减少高密度线路间的阻焊膜起泡的可能性。但是，多了一道工序，多了一个麻烦，尽管uv过程简单，亦会在这一工序中增加划伤板子的可能性。目前，很多线路板厂已省去了过uv这一步骤。 板子固化后，重点查二个项目:一是胶带附着力试验，以3m标准胶带横贴于阻焊膜上，压紧，停留约10秒，然后垂直拉起，胶带上不应有残胶碎片。二是简易的耐溶剂(丙酮)试验，以白布沾丙酮液，在阻焊膜上擦拭一分钟，白布上不应有绿色的阻焊溶解物;若白布有绿色，表明固化不完全，整批板需重新固化，150?，30分，冷却后再作测试。丝印字符固化后同样需作这二项试验。偶尔会发生这样的事情，反复烘板固化二次耐丙酮试验仍通不过，白布上有绿色阻焊或白色字符油墨的痕迹，这表明油墨搅拌时没加固化剂或固化剂加的比例不足够，这时，全批板必须退除阻焊膜或字符，重新返工，并制订措施今后不得重犯这种错误。