李 忠，麻建華，李學(xué)易

（1.廣州弘高科技股份有限公司，廣州 511470；2.廣東工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院，廣州 510006）

1 前言

目前，手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)電子設(shè)備向著“輕、薄、短、小”的方向發(fā)展，為了適應(yīng)這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，印制電路板（PCB,Printed Circuit Board）也朝著高密度、細(xì)線路、小孔徑、輕薄型的高精密度方向發(fā)展[1,2]，高密度精細(xì)線路印制板迅速成為了PCB行業(yè)的最前沿。同時(shí)，這也為PCB板的各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)和參數(shù)提出了更高要求[3,4]，比如，布線密度增加，線寬/線距不斷減小，產(chǎn)品越來(lái)越薄。但是，線寬/線距的減小也給PCB的生產(chǎn)帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)，生產(chǎn)中面臨諸多技術(shù)障礙，產(chǎn)品不良率也不斷攀升，其中最主要的缺陷就是短路問(wèn)題[5,6]。PCB板短路的成因多種多樣，與多種因素有關(guān)。以我公司的生產(chǎn)實(shí)際為例，我公司的PCB產(chǎn)品均屬高精高密線路板，生產(chǎn)中所用壓合材料90%以上采用1080 PP片（半固化片）及1/3 OZ（盎司）銅箔，外層線寬/線距由 101.6 μm/101.6 μm 向 76.2 μm/76.2 μm 再向63.5 μm/63.5 μm發(fā)展。在測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，對(duì)一次良率影響最大的就是短路問(wèn)題，從其根本原因來(lái)分析，除了滲鍍外，壓合凹陷也是影響一次良率的重要因素。本文就壓合凹陷生產(chǎn)中的短路現(xiàn)象進(jìn)行了探究和改善。

2 壓合凹陷造成的短路現(xiàn)象及影響

2.1 壓合凹陷造成的短路現(xiàn)象

壓合后銅面（銅箔面）因PP粉、纖維絲、雜物、涂膜劑或其他因數(shù)（如填膠不足）等造成的板面凹陷，一般在 5～10 μm，也有在 10 μm 以上，外層常規(guī)干膜的填充能力2～5 μm，因干膜填充不足或壓合后銅面上由PP粉抗蝕而短路，如圖1所示。

圖1 壓合后銅面凹陷現(xiàn)象圖示

2.2 影響

中測(cè)時(shí)缺陷問(wèn)題中的70%～80%為短路問(wèn)題。表1所示為各種缺陷造成開(kāi)/短路的統(tǒng)計(jì)情況，圖2所示為相應(yīng)的分布圖。在一段時(shí)間的缺陷分析中，壓合凹陷占總?cè)毕莸?9.54%，對(duì)良率的影響很大。

表1 各種缺陷造成開(kāi)/短路的統(tǒng)計(jì)情況

圖2 中測(cè)不良缺陷分布圖

3 壓合凹陷的原因分析

造成壓合凹陷的主要原因有4種：PP粉、纖維絲、雜物及涂膜劑，其中PP粉、纖維絲為最常見(jiàn)的原因。不同因素的形成機(jī)理與過(guò)程也不盡相同，現(xiàn)詳述如下。

3.1 PP粉、纖維絲導(dǎo)致壓合凹陷的形成過(guò)程

壓合粘結(jié)片（又名半固化片，英文Prepreg），主要由樹(shù)脂和增強(qiáng)材料組成，增強(qiáng)材料又分為玻纖布、紙基、復(fù)合材料等幾種類型，而制作多層印制板所使用的半固化片大多是采用玻纖布做增強(qiáng)材料，在機(jī)械式分條及切刀裁切過(guò)程中產(chǎn)生PP粉塵（高分子材料）及線條狀玻纖絲，如圖3所示。

圖3 PP機(jī)械式分條及切刀裁切過(guò)程

除了分條、裁切造成線條狀玻纖絲藕斷絲連的情況外，清潔銅箔的干蠟布也會(huì)帶來(lái)問(wèn)題，如圖4所示。

圖4 纖維絲狀壓痕凹陷來(lái)源

這些PP粉塵及線條狀纖維絲在運(yùn)輸、預(yù)疊及疊合（Lay Up）生產(chǎn)過(guò)程中（如圖5所示），沒(méi)有被清潔處理干凈而掉落在鋼板或銅箔上，經(jīng)壓合高溫高壓固化形成點(diǎn)狀或線條狀凹陷，如圖6所示。經(jīng)過(guò)PCB后續(xù)眾多工序的常規(guī)清水清洗、酸堿洗、蝕刻均處理不掉而形成短路，如圖7所示。

3.2 雜物導(dǎo)致壓合凹陷的形成過(guò)程

在壓合無(wú)塵室進(jìn)行壓合的時(shí)候，如果在疊合過(guò)程中有灰塵、垃圾等雜物掉落在銅箔或鋼板上，經(jīng)高溫壓合后就會(huì)形成不規(guī)則形狀的凹陷，如圖8所示。

圖5 壓合疊板方式示意圖

圖6 壓合后板面凹陷圖示（左為條狀，右為點(diǎn)狀）

圖7 PP粉、纖維絲導(dǎo)致的短路圖示

圖8 壓合雜物凹陷短路圖示

3.3 涂膜劑導(dǎo)致壓合凹陷的形成過(guò)程

利用吸水海綿在鋼板上均勻涂覆一層薄薄的有機(jī)溶劑，可減少因鋼板刮傷造成的銅面凸起及高溫壓合流膠凝固在鋼板上。但涂膜劑或有機(jī)雜質(zhì)殘留時(shí)凹陷位置會(huì)伴有暈圈，如圖9所示。

圖9 涂膜劑殘留在鋼板上經(jīng)壓合造成銅面凹陷并伴有暈圈

4 壓合凹陷的改善方法

針對(duì)上述幾類壓合凹陷，本文提出了針對(duì)性的改善措施，具體內(nèi)容如表2所示。

通過(guò)對(duì)壓合凹陷的改善措施，中測(cè)平均一次合格率由前期的68%上升到73%，平均上升5%左右，從改善后統(tǒng)計(jì)半月的中測(cè)不良缺陷分析來(lái)看，壓合凹陷短路所占缺陷比重由前期的19.54%下降到現(xiàn)在4.98%，壓合凹陷短路下降幅度為74.5%，改善效果顯著。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)壓合凹陷4種引起原因（PP粉、纖維絲、涂膜劑及其他灰塵雜物）的改善，產(chǎn)品中測(cè)一次合格率比前期上升5%，壓合凹陷所占缺陷比重由19.54%下降到4.98%，改善成效顯著。業(yè)內(nèi)有些工廠通過(guò)壓合后除膠或打磨也可以減輕壓合凹陷的不良比例，還有些工廠線路采用濕法貼膜技術(shù)提高干膜流動(dòng)性及填充性，但是產(chǎn)生了額外的費(fèi)用及操作流程，最佳辦法還是從根源上解決問(wèn)題。

表2 幾類壓合凹陷的改善措施