網(wǎng)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(chǎn)品質(zhì)量、避免客戶拒收的關(guān)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(chǎn)過程中，外層線路完成蝕刻后線路的兩側(cè)邊緣不平直，存在嚴(yán)重的突出和凹進(jìn)，呈現(xiàn)類似鋸齒形的狗牙形狀，嚴(yán)重時突出或凹進(jìn)部分甚至?xí)哂诰€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(yán)重影響線路的阻抗控制，一般會列為嚴(yán)重缺陷類，客戶不予接受。

產(chǎn)生線路狗牙的原因很多，也比較復(fù)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(xì)查找原因，經(jīng)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(chǎn)時，連續(xù)3個批次出現(xiàn)嚴(yán)重線路狗牙缺陷，線路阻抗測量值不穩(wěn)定，導(dǎo)致該款產(chǎn)品批量報廢，給生產(chǎn)品質(zhì)、進(jìn)度及成本造成嚴(yán)重影響。

我部特對此進(jìn)行專項研究跟進(jìn)，以期找出導(dǎo)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(chǎn)生線路狗牙的原因很多，也比較復(fù)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(xì)查找原因，經(jīng)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(zhuǎn)移→圖形電鍍→堿性蝕刻”的工藝，由于線路形成于圖形轉(zhuǎn)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(chǎn)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(dǎo)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?？梢?，蝕刻工藝中，線路狗牙一般產(chǎn)生于退膜工序。

圖形電鍍產(chǎn)生線路狗牙一般為滲鍍造成，多為干膜與銅面結(jié)合處受到的藥水攻擊過大或干膜與銅面結(jié)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(jié)合不夠，鍍層延伸到干膜[敏感詞]，經(jīng)蝕刻而導(dǎo)致線路狗牙。

圖形轉(zhuǎn)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(fù)雜。

一方面，前處理不當(dāng)、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(jié)合力不夠，局部出現(xiàn)間隙，電鍍時鍍層延伸到間隙處經(jīng)蝕刻而造成線路狗牙;

另一方面，曝光能量不足會使線路側(cè)壁未完全交聯(lián)化，顯影時造成側(cè)壁凹凸不平，經(jīng)電鍍、蝕刻產(chǎn)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(cè)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(dǎo)致線路狗牙。

經(jīng)AOI(自動光學(xué)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(zhuǎn)移和圖形電鍍，具體可能原因則是線路前處理不當(dāng)以及貼膜參數(shù)不當(dāng)，導(dǎo)致干膜與銅面結(jié)合力不夠;振動頻率大、搖擺幅度大、藥水腐蝕性強(qiáng)、藥水溫度高、電鍍時間過長等導(dǎo)致干膜與銅面結(jié)合處受到的攻擊過大。

2實驗方案

為進(jìn)一步確定導(dǎo)致線路狗牙的原因，以改善和解決線路狗牙問題，本文設(shè)計了如下實驗方案。

1 實驗?zāi)康?/span>

探究導(dǎo)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(nèi)層圖形→內(nèi)層蝕刻→壓合→鉆孔→沉銅、板電→圖形轉(zhuǎn)移→圖形電鍍→蝕刻→AOI檢測→分析

3 檢測指標(biāo)和分析方法

試板完成后，利用AOI分別按20%線寬和10%線寬進(jìn)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(guān)系，不同厚度板材同時生產(chǎn)，若工藝參數(shù)選擇不當(dāng)，可能導(dǎo)致厚板和薄板出現(xiàn)不同的品質(zhì)問題，使影響因素變得更加復(fù)雜。

除了板材厚度的選擇因素(A)除外，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗以及初步分析結(jié)果，本實驗還選取了以下幾種可能導(dǎo)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(yīng)的關(guān)系對號入座，即可得到如下實驗方案

03 結(jié)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(jìn)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(jié)果。

1 AOI按20%線寬檢測

AOI按照20%線寬檢測狗牙的實驗結(jié)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(dǎo)致線路狗牙的主要因素，哪些是次要因素，則還需進(jìn)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(biāo)的加和Ki及平均值ki，其次計算出各列的極差，即實驗指標(biāo)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(dǎo)致線路狗牙問題的產(chǎn)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(jù)表3實驗結(jié)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(dǎo)致線路狗牙產(chǎn)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(biāo)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(dǎo)致線路狗牙產(chǎn)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(jié)果(見表5)，據(jù)實驗結(jié)果進(jìn)一步分析的結(jié)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(jìn)一步計算出來的極差為B>D>A>C，說明外層前處理是導(dǎo)致線路狗牙產(chǎn)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(biāo)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(dǎo)致線路狗牙產(chǎn)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(jié)果驗證

由以上試板結(jié)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(jù)客戶需要設(shè)計，不能隨意更改，因此著重調(diào)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(zhǔn)確性，采用優(yōu)水平參數(shù)進(jìn)行了為期7天的跟進(jìn)生產(chǎn)。

結(jié)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(jié)論一致。

04結(jié)論

(1)外層前處理方式是導(dǎo)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(dāng)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(jié)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(xué)有效分析線路板生產(chǎn)中的異常問題，優(yōu)化生產(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量和客戶滿意度。

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