PCB分析及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

PCB可靠性缺陷分析及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

整理：孫奕明

審核：馬學(xué)輝

2021/5/91前言：ＰＣＢ可靠性問題因其潛伏性及隱蔽性比較深，一但出現(xiàn)將造成批量性或致命性問題；公司一直以來都做為重點的品質(zhì)管理對象；收集、整理ＰＣＢ可靠性缺陷、造成原因及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以求大家可以共同探討；感謝各單位在可靠性問題方面所做的努力。2021/5/92內(nèi)容：一、棕（黑）化二、層壓三、機(jī)械鉆孔四、激光鉆孔五、PTH六電鍍七、蝕刻八、填孔九、感光十、沉金十一、沉錫十二、沉銀十三、其他2021/5/93一、棕（黑）化1）爆板：原因：棕（黑）化不良熱沖擊后大銅面處出現(xiàn)分層標(biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/942）離子污染超標(biāo)：一、棕（黑）化原因：清洗不干凈或環(huán)境污染（如裸手接板、臟污隔板紙等）標(biāo)準(zhǔn)：離子污染控制值≤6.5ugNaCL/inch22021/5/95二、層壓1）分層：原因：層壓時抽真空效果差或B片受潮標(biāo)準(zhǔn)：具體見空洞標(biāo)準(zhǔn)2021/5/96二、層壓2）空洞：原因：層壓時抽真空效果差；標(biāo)準(zhǔn)：2021/5/97二、層壓3）層間錯位：原因：內(nèi)層定位孔沖偏，或放大系數(shù)不匹配，或?qū)訅夯?；?biāo)準(zhǔn)：一般控制在≤４mil（主要是看內(nèi)層環(huán)寬及內(nèi)層隔離環(huán)寬）2021/5/98二、層壓4）固化度不足：現(xiàn)象：

1）板件容易變形；

2）易爆板；

3）鉆孔時鉆污很多，易造成孔壁粗糙度超標(biāo)；

4）因鉆污多，凹蝕時不容易去除，易造成孔壁與內(nèi)層連接不良。原因：料溫異?；?qū)訅呵€與B片不匹配；標(biāo)準(zhǔn)：ΔTg≤3℃2021/5/99三、機(jī)械鉆孔1）孔內(nèi)纖維絲：原因：鉆咀側(cè)刃不鋒利；標(biāo)準(zhǔn)：不影響孔徑及不影響孔銅厚度及質(zhì)量2021/5/910三、機(jī)械鉆孔2）鉆偏：成因：鉆孔時零位漂移、鉆機(jī)壓腳沒有壓緊或鉆孔補(bǔ)償不匹配等；標(biāo)準(zhǔn)：最小內(nèi)層焊盤≥1mil或滿足客戶要求2021/5/9113）內(nèi)層環(huán)寬：三、機(jī)械鉆孔原因：鉆偏或內(nèi)層漲縮與鉆孔補(bǔ)償不匹配；標(biāo)準(zhǔn)：最小的環(huán)寬≥0.025mm

或滿足客戶要求2021/5/912４）內(nèi)層隔離環(huán)寬三、機(jī)械鉆孔原因：鉆偏或內(nèi)層漲縮與鉆孔補(bǔ)償不匹配；標(biāo)準(zhǔn)：最小的隔離環(huán)寬≥0.１mm

2021/5/913５）內(nèi)層焊盤脫落三、機(jī)械鉆孔原因：內(nèi)層焊盤比較小，鉆孔時被拉脫；（此問題在公司第一次出現(xiàn)，當(dāng)時剛開始還以為是孔壁粗糙度超標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)：最小的環(huán)寬不小于0.１mm

2021/5/914６）孔壁粗糙度超標(biāo)：三、機(jī)械鉆孔粗糙度超差成因：鉆孔參數(shù)異?；蜚@嘴不鋒利；標(biāo)準(zhǔn)：孔壁粗糙度≤30um或滿足客戶要求2021/5/915三、機(jī)械鉆孔６）孔壁粗糙度超標(biāo)：輕微的撞破成因：鉆嘴側(cè)鋒崩缺；標(biāo)準(zhǔn)：孔壁粗糙度≤30um或滿足客戶要求2021/5/916７）釘頭：三、機(jī)械鉆孔原因：除與鉆針尖部的"刃角"損耗有密切關(guān)系外，也與鉆針的偏轉(zhuǎn)（RunOut)或搖擺（Wobble)有關(guān)；標(biāo)準(zhǔn)：釘頭寬度不可超過銅箔厚度的2倍2021/5/917８）披鋒：三、機(jī)械鉆孔原因：與鉆孔鉆給速度及墊板有比較大的關(guān)系；標(biāo)準(zhǔn)：不影響外觀及孔銅連接2021/5/918９）芯吸：三、機(jī)械鉆孔原因：鉆孔動作進(jìn)給速度過大，或鉆嘴破損不夠鋒利以致拉松拉大?？椉喪?；或本身B片纖維束有缺口，過于疏松；過度除鉆污使玻織紗束的樹脂被溶掉而造成；標(biāo)準(zhǔn)：對于芯吸作用(B)沒有減少導(dǎo)線間距使之小于采購文件規(guī)定的最小值，芯吸作用(A)沒有超過80mm[3.150min]

2021/5/919四、激光鉆孔1）鉆不透：原因：能量異常；標(biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/9202）盲孔上下孔徑比超標(biāo)：四、激光鉆孔原因：能量異常；標(biāo)準(zhǔn)：

1.A=標(biāo)稱孔徑±20%

2.70%≤B/A≤90%

3.a≤0.010mm(undercut)

4.α≤90°

5.孔壁粗糙度≤12.5um2021/5/9213）孔壁粗糙度超標(biāo)：原因：能量異?；虿牧吓c能量不匹配；標(biāo)準(zhǔn)：孔壁粗糙度≤12.5um四、激光鉆孔2021/5/9224）激光窗開偏或內(nèi)層錯位：四、激光鉆孔原因：激光窗開偏或內(nèi)層錯位；標(biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/9235）undercut過大：四、激光鉆孔原因：能量異常標(biāo)準(zhǔn)：undercut

≤0.010mm

2021/5/924五、PTH1）背光不足：原因：沉銅藥水異常標(biāo)準(zhǔn)：背光要求≥8級

2021/5/925五、PTH2）沉銅不良（孔內(nèi)無銅）原因：沉銅藥水異常（特別是活化不足）標(biāo)準(zhǔn)：不允許

2021/5/9263）凹蝕過度：五、PTH原因：凹蝕藥水失控或時間過長標(biāo)準(zhǔn)：

1）正凹蝕過蝕深度介于0.005mm與0.08mm之間；

2）負(fù)凹蝕/欠蝕深度≤0.013mm2021/5/927五、PTH4）凹蝕不足：原因：凹蝕藥水失控或時間過短標(biāo)準(zhǔn)：不允許出現(xiàn)空洞或連接不良2021/5/928五、PTH5）ICD原因：凹蝕藥水失控或時間過短、材料膨脹異常標(biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/929六、電鍍１）孔壁銅厚不足鍍層1級2級3級表面及孔銅(平均最小)20μm20μm25μm最薄區(qū)域18μm18μm20μm盲孔銅(平均最小)20μm20μm25μm最薄區(qū)域18μm18μm20μm低厚徑比盲孔銅(平均最小)12μm12μm12μm最薄區(qū)域10μm10μm10μm埋孔銅(平均最小)13μm15μm15μm最薄區(qū)域11μm13μm13μm標(biāo)準(zhǔn)原因：電鍍參數(shù)不當(dāng)或接觸不良標(biāo)準(zhǔn)：見右表2021/5/930六、電鍍２）孔壁銅厚測試方法鍍層厚度和質(zhì)量的評估可通過微切片進(jìn)行切片必須至少包含3個孔徑最小的鍍通孔；放大倍數(shù)至少100X，仲裁檢驗應(yīng)在200倍土5%的放大倍率下進(jìn)行；至少測量3個孔的鍍層厚度或銅壁厚度，；在鍍通孔每側(cè)壁上大約等距離選取三個測試點，計算其平均值作為評估值；測量鍍層厚度作為評估值時，不可在節(jié)瘤、空洞、裂縫地方測量；孤立的厚或薄截面不應(yīng)用于平均；由于玻璃纖維突出引起孤立的銅厚度減薄,從突出末端量至孔壁時,應(yīng)符

合最小厚度要求；如在孤立區(qū)域發(fā)現(xiàn)銅厚度規(guī)定的最小厚度要求,應(yīng)作為一個空洞并從同一

檢查批中重新抽樣2021/5/931六、電鍍３）深鍍能力不足：現(xiàn)象：孔口出現(xiàn)狗骨現(xiàn)象；原因：光劑與整平劑不匹配；測試方法：2021/5/932４）疊鍍原因：

1)孔壁粗糙度太大.

2)沉銅效果不好，沒有將孔壁覆蓋完全.

3)電鍍缸光劑/整平劑比例失調(diào).

4)電鍍缸氯離子濃度過高.

5)電鍍參數(shù)設(shè)定不當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)：不允許六、電鍍2021/5/933５）電鍍雜物六、電鍍原因：槽液中各種浮游固體粒子常會著落而成鍍瘤標(biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/9346）鍍層燒焦六、電鍍原因：電流異?；蚬鈩┖坎蛔銟?biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/9357）鍍層粗糙六、電鍍原因：電鍍電流過大、整平劑添加異?；蛱砑觿┐钆洳划?dāng)標(biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/936六、電鍍8）熱沖擊后孔拐角斷裂：原因：鍍層疏松、錫爐含銅量超標(biāo)蝕銅、或磨板過度標(biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/937六、電鍍9）鍍層疏松（熱沖擊后斷裂）：原因：光劑含量嚴(yán)重超標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/938六、電鍍10）鍍層剝離：原因：圖形電鍍時除油不良，致使圖形電鍍層與平板層結(jié)合力差標(biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/939六、電鍍11）鍍層延展性不良現(xiàn)象：高低溫循環(huán)后出現(xiàn)鍍層斷裂原因：電鍍添加劑配比異常或材料膨脹系數(shù)異常標(biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/940六、電鍍12）電鍍填孔不滿原因：電鍍藥水或電流設(shè)計異常標(biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/941六、電鍍13）吹氣孔原因：鍍層薄或有點狀孔內(nèi)無銅標(biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/942六、電鍍14）孔內(nèi)無銅（干膜余膠）：現(xiàn)象：孔無銅集中在孔口原因：干膜余膠標(biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/943六、電鍍15）孔內(nèi)無銅（鍍錫不良）現(xiàn)象：圖形電鍍層沒有包住平板電鍍層，有點象刀切原因：鍍錫有氣泡標(biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/944六、電鍍16）孔內(nèi)無銅（微蝕過鍍）現(xiàn)象：整體孔無銅，特別是在大孔徑的PTH孔原因：板件沒有經(jīng)過平板電鍍或圖形電鍍微蝕異常標(biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/945六、電鍍17）盲孔無銅現(xiàn)象：銅層在盲孔中逐漸減少原因：干膜蓋孔破損（公司第一次出現(xiàn)主要是單邊曝光能量異常）標(biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/946六、電鍍18）楔形空洞(WedgeVoid)

現(xiàn)象：孔內(nèi)無銅發(fā)生在內(nèi)層銅與B片結(jié)合處原因：棕（黑）化不良或鉆孔異常標(biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/947六、電鍍19）鍍層裂紋（現(xiàn)象）2021/5/948六、電鍍19）鍍層裂紋（接受標(biāo)準(zhǔn)）性能1級2級3級內(nèi)層銅箔裂縫如未延伸穿透銅箔厚度，僅允許孔一側(cè)有C型裂縫不允許不允許外層銅箔裂縫（A、B和D型裂縫）不允許有D型裂縫。允許有A與B型裂縫不允許有B和D型裂縫。允許有A與裂縫不允許有B和D型裂縫。允許有A型裂縫孔壁拐角裂縫(E和F型裂縫)不允許不允許不允許2021/5/949七、蝕刻１）蝕刻因子：E=蝕刻因子

V=蝕刻深度

X=側(cè)蝕深度（從阻劑邊緣橫量到最細(xì)銅腰之寬度而言）E=V/X2021/5/950２）夾膜短路七、蝕刻原因：電鍍層數(shù)設(shè)計有問題或線路很孤立標(biāo)準(zhǔn)：不允許出現(xiàn)短路及縮小線路間距2021/5/951３）滲鍍短路：七、蝕刻原因：貼膜不牢標(biāo)準(zhǔn)：不允許出現(xiàn)短路及縮小線路間距2021/5/952七、蝕刻４）蝕刻過度：原因：蝕刻參數(shù)過度標(biāo)準(zhǔn)：不允許縮小線路最小寬度或出現(xiàn)鎳層剝離脫落2021/5/953八、填孔１）填孔不滿：原因：樹脂沒填滿標(biāo)準(zhǔn)：下凹深度≤１mil2021/5/954八、填孔２）分層：原因：膨脹系數(shù)異常或填孔處有氣泡標(biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/955八、填孔３）埋孔凸起：原因：材料膨脹系數(shù)異常或填孔處有氣泡標(biāo)準(zhǔn)：不允許出現(xiàn)鍍層斷裂2021/5/956九、感光１）離子污染超標(biāo)：原因：清洗不干凈或環(huán)境污染標(biāo)準(zhǔn)：離子污染控制值≤6.5ugNaCL/inch22021/5/957九、感光２）阻焊厚度不足：原因：噴涂不均勻、線路銅厚過高標(biāo)準(zhǔn)：≥０.３mil或滿足客戶要求2021/5/958九、感光３）側(cè)蝕嚴(yán)重：原因：顯影參數(shù)異常標(biāo)準(zhǔn)：不允許出現(xiàn)綠油條掉落現(xiàn)象2021/5/959九、感光４）爆油：原因：綠油塞孔中有氣泡標(biāo)準(zhǔn)：爆油后，焊盤的總高度超過ＳＭＴ或ＢＧＡ高度≤４０um或按照客戶特殊要求（如索愛≤８um)2021/5/960九、感光5）孔未塞滿：原因：塞孔條件異常標(biāo)準(zhǔn)：噴錫后不允許藏錫珠2021/5/961九、感光６）綠油結(jié)合力：標(biāo)準(zhǔn)：見右圖2021/5/962十、沉鎳金１）金鎳厚度：IPC-4552對化學(xué)金鎳層的要求如下：檢驗一級二級三級目檢鍍層平整、完全覆蓋化學(xué)鍍鎳厚度3-6μm[l20–240μin]浸金厚度≥0.05μm[2.0μin]孔隙率不適用1.金厚不足，容易漏鎳，導(dǎo)致可焊性不良；2.金厚過厚，容易使BGA處出現(xiàn)黑盤，同時會使焊點出現(xiàn)金脆現(xiàn)象，使焊點強(qiáng)度降低；3.鎳厚不足，會導(dǎo)致沉金前鎳層表面粗糙度過大，容易漏鎳；4.鎳層過厚，信號的傳輸則主要集中在鎳層，信號傳輸過程中的損失越大。2021/5/963十、沉鎳金２）剝離：原因：銅面不干凈（或沉鎳前處理異常）標(biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/964十、沉鎳金３）鍍層開裂：原因：銅面不干凈（如綠油顯影不凈等）標(biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/965十、沉鎳金４）黑盤：原因：鎳層受腐蝕標(biāo)準(zhǔn)：不允許2021/5/966十、沉鎳金５）金層發(fā)白：原因：金層厚度不足標(biāo)準(zhǔn)：金層要滿足標(biāo)準(zhǔn)或客戶