網站寄語：印制電路板（PCB）線路鋸齒狀問題，在電鍍中比較常見，找出解決方案，是確保產品質量、避免客戶拒收的關鍵步驟。
01前言
線路邊緣呈鋸齒狀，俗稱線路鋸齒狀(以下稱狗牙)，是指在印制電路板(PCB)的生產過程中，外層線路完成蝕刻后線路的兩側邊緣不平直，存在嚴重的突出和凹進，呈現(xiàn)類似鋸齒形的狗牙形狀，嚴重時突出或凹進部分甚至會高于線寬的20%。
線路狗牙不僅影響PCB外觀，同時還會帶來功能性影響，比如會嚴重影響線路的阻抗控制，一般會列為嚴重缺陷類，客戶不予接受。
產生線路狗牙的原因很多，也比較復雜，解決起來比較困難，往往在發(fā)現(xiàn)線路狗牙問題后，無法立即解決問題，只能仔細查找原因，經過綜合排查方能徹底消除。
近期，我公司某款六層板在圖形電鍍工序不同時間段生產時，連續(xù)3個批次出現(xiàn)嚴重線路狗牙缺陷，線路阻抗測量值不穩(wěn)定，導致該款產品批量報廢，給生產品質、進度及成本造成嚴重影響。
我部特對此進行專項研究跟進，以期找出導致線路狗牙的主要因素，并盡快提出線路狗牙的改善方案(如圖1)。
02 實驗部分
1問題分析
產生線路狗牙的原因很多，也比較復雜，一般在發(fā)現(xiàn)線路狗牙問題后，無法立即解決問題，只能仔細查找原因，經過綜合排查方能徹底消除。
電路板的外層線路制作通常采用“沉銅→全板電鍍→圖形轉移→圖形電鍍→堿性蝕刻”的工藝，由于線路形成于圖形轉移、圖形電鍍和蝕刻三個工藝過程中，因此線路狗牙業(yè)必產生于此三個過程，以下是對三個工藝過程的分析。
蝕刻工藝包括退膜及蝕刻兩個步驟，退膜時由于藥水濃度低或走板速度過快、退膜液溫度和壓力等原因，干膜未能完全退凈，導致有殘膜聚集在線底或線邊，蝕刻后會造成線路狗牙。
另一方面，如果圖形電鍍工序發(fā)生夾膜，鍍層太厚將干膜邊緣覆蓋住，退膜時無法將干膜退去，蝕刻后也會造成線路狗牙。可見，蝕刻工藝中，線路狗牙一般產生于退膜工序。
圖形電鍍產生線路狗牙一般為滲鍍造成，多為干膜與銅面結合處受到的藥水攻擊過大或干膜與銅面結合力不好造成的，干膜耐不住除油劑等藥水攻擊或干膜與銅面結合不夠，鍍層延伸到干膜[敏感詞]，經蝕刻而導致線路狗牙。
圖形轉移工藝包括前處理、貼干膜、干膜曝光、顯影，此工序造成線路狗牙的原因比較復雜。
一方面，前處理不當、貼膜壓力過小、速度過快以及貼膜溫度過低，會造成干膜與銅面的結合力不夠，局部出現(xiàn)間隙，電鍍時鍍層延伸到間隙處經蝕刻而造成線路狗牙;
另一方面，曝光能量不足會使線路側壁未完全交聯(lián)化，顯影時造成側壁凹凸不平，經電鍍、蝕刻產生線路狗牙;
再者，顯影時顯影不足或顯影過度均會造成線路側壁不平，從而造成線路狗牙。
此外，顯影后殘液未能及時沖走，造成局部二次顯影，也會導致線路狗牙。
經AOI(自動光學檢測)檢測以及切片分析，我公司此次批量線路狗牙報廢原因可排除蝕刻工序的蝕刻不凈、電鍍夾膜等因素，余下可能因素則來源于圖形轉移和圖形電鍍，具體可能原因則是線路前處理不當以及貼膜參數(shù)不當，導致干膜與銅面結合力不夠;振動頻率大、搖擺幅度大、藥水腐蝕性強、藥水溫度高、電鍍時間過長等導致干膜與銅面結合處受到的攻擊過大。
2實驗方案
為進一步確定導致線路狗牙的原因，以改善和解決線路狗牙問題，本文設計了如下實驗方案。
1 實驗目的
探究導致線路狗牙的最主要因素，優(yōu)化外層線路制程。
2 實驗流程
開料→內層圖形→內層蝕刻→壓合→鉆孔→沉銅、板電→圖形轉移→圖形電鍍→蝕刻→AOI檢測→分析
3 檢測指標和分析方法
試板完成后，利用AOI分別按20%線寬和10%線寬進行狗牙檢測。
4 實驗方案確定
貼膜、電鍍和蝕刻等工藝參數(shù)的選擇與板厚有很大的關系，不同厚度板材同時生產，若工藝參數(shù)選擇不當，可能導致厚板和薄板出現(xiàn)不同的品質問題，使影響因素變得更加復雜。
除了板材厚度的選擇因素(A)除外，根據生產經驗以及初步分析結果，本實驗還選取了以下幾種可能導致線路狗牙的因素，分別是外層前處理(B)、貼膜參數(shù)(C)和圖形電鍍參數(shù)(D)，并確定了表1所示實驗因素水平表。
這是一個4因素2水平實驗，利用已知的正交試驗表，將A、B、C、D因素安排在1、2、3、4列，然后按照因素水平對應的關系對號入座，即可得到如下實驗方案
03 結果與討論
按照表2所示實驗方案安排試板，試板完成后，利用AOI分別按20%線寬和10%線寬進行狗牙檢測，統(tǒng)計線路狗牙報點區(qū)域數(shù)，即可得到如下實驗結果。
1 AOI按20%線寬檢測
AOI按照20%線寬檢測狗牙的實驗結果(見表3)。可以看到，試板1、試板2和試板5檢測到了線路狗牙，而至于哪些因素是導致線路狗牙的主要因素，哪些是次要因素，則還需進一步的計算分析。
首先計算出每一因素每一水平下實驗指標的加和Ki及平均值ki，其次計算出各列的極差，即實驗指標隨因素水平變化而改變的[敏感詞]范圍。
極差大的因素意味著其水平變化容易導致線路狗牙問題的產生，是主要因素，而極差值小的因素則是次要因素。表4是依據表3實驗結果的分析表。
由表可知，極差為B>A=C>D，說明外層前處理是導致線路狗牙產生的主要因數(shù)，對于改善線路狗牙起著非常重要的作用;板厚和貼膜參數(shù)是并列次之因素，圖形電鍍參數(shù)則是此次實驗的最不重要因素。
通過對實驗指標加和Ki及平均值ki的比較，可得優(yōu)水平為A2B2C2D2。因而可以判定，導致線路狗牙產生的主要因素是外層前處理方式，采用阻焊超粗化處理有利于改善線路狗牙問題.
2 AOI按10%線寬檢測
AOI按照10%線寬檢測狗牙的實驗結果(見表5)，據實驗結果進一步分析的結果(見表6)。如表5和表6，試板1、2、3、5檢測到了線路狗牙，而進一步計算出來的極差為B>D>A>C，說明外層前處理是導致線路狗牙產生的主要因數(shù)，對于改善線路狗牙起著非常重要的作用。
圖形電鍍參數(shù)是次之因素，板厚是再次之因素，貼膜參數(shù)是最不重要因素。
此外，通過對實驗指標加和Ki及平均值ki的比較，可得優(yōu)水平為A2B2C2D2。因而可以判定，導致線路狗牙產生的主要因素是外層前處理方式，采用阻焊超粗化處理有利于改善線路狗牙問題
3結果驗證
由以上試板結果可知，AOI按10%線寬和20%線寬檢測狗牙實驗分析均顯示外層前處理是主要因素，次要因素有所不同，但得到的優(yōu)水平參數(shù)則一致，均為A2B2C2D2，即采用1.2mm板厚、外層前處理采用阻焊超粗化、貼膜參數(shù)采用特殊參數(shù)(6kg，2m/min，120℃)、圖形電鍍參數(shù)采用短時間高電流(1.6A/dm2，50min)有利于改善線路狗牙問題。
由于板厚為根據客戶需要設計，不能隨意更改，因此著重調整和驗證B、C、D參數(shù)的改善效果。為驗證實驗得出改善方法的準確性，采用優(yōu)水平參數(shù)進行了為期7天的跟進生產。
結果顯示，AOI按20%線寬的線路狗牙檢測率為0。AOI按10%線寬的線路狗牙檢測率為3.3%，狗牙現(xiàn)象得到明顯改善，證明外層前處理采用阻焊超粗化、貼膜參數(shù)采用特殊參數(shù)(6kg，2m/min,120℃)、圖形電鍍參數(shù)采用短時間高電流(1.6A/dm2，50min)有利于改善線路狗牙問題，與試板結論一致。
04結論
(1)外層前處理方式是導致此次線路狗牙的主要因素。
(2)外層前處理采用阻焊超粗化，貼膜適當增大壓力、延長貼膜時間、升高貼膜溫度(6kg，2m/min，120℃)，圖形電鍍參數(shù)采用短時間高電流參數(shù)(1.6A/dm2，50min)，有利于改善銅面與干膜的結合力，減少電鍍藥水對干膜的攻擊，從而降低線路狗牙缺陷。
(3)正交試驗法可科學有效分析線路板生產中的異常問題，優(yōu)化生產工藝。
PS：通過上述實驗分析和解決方案的實施，可以顯著改善印制電路板線路鋸齒狀問題，提高產品質量和客戶滿意度。
圖文來自網絡，如有侵權，請聯(lián)系我們刪除
