印制電路板白布異常改善

哈斯格日樂(lè)土（勝宏科技（惠州）股份有限公司，廣東 惠州 516211）

印制電路板白布異常改善

哈斯格日樂(lè)土
（勝宏科技（惠州）股份有限公司，廣東 惠州 516211）

對(duì)白布原因鉆孔參數(shù)、鉆頭壽命、玻璃布類型、化學(xué)除膠進(jìn)行DoE測(cè)試層別其影響關(guān)系，同時(shí)DoE實(shí)驗(yàn)提出改善方案及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，確定白布管控標(biāo)準(zhǔn)。

板材；白布；燈芯；鉆孔；除膠；離子遷移

印制電路板線路越來(lái)越細(xì)，孔距離越來(lái)越小，并使用材料高頻化方向發(fā)展，導(dǎo)致高密度發(fā)熱量大及低能耗，高頻傳輸要求對(duì)印制電路板每個(gè)電性鏈接環(huán)節(jié)品質(zhì)要求特別高，有一絲微妙變化導(dǎo)致信號(hào)傳輸異常，其中Anti-CAF風(fēng)險(xiǎn)長(zhǎng)期使用過(guò)程產(chǎn)生失效及無(wú)法短期手法檢測(cè)，隱蔽性強(qiáng)等特點(diǎn)，電子產(chǎn)品客戶越來(lái)越重視，故印制電路板生產(chǎn)過(guò)程對(duì)Anti-CAF成因之燈芯，白布控制預(yù)防尤為重要，其中白布定義，判定標(biāo)準(zhǔn)目前印制電路板業(yè)界暫無(wú)明確定義標(biāo)準(zhǔn)，并因白布現(xiàn)象與燈芯相似，故客戶進(jìn)料檢查，印制電路板廠內(nèi)部管控常常燈芯與白布混淆，判定困難等問(wèn)題，影響產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；所以本文重點(diǎn)解析燈芯，白布定義，差異說(shuō)明，同時(shí)對(duì)白布產(chǎn)生原因分析，提出過(guò)程控制措施；

1 燈芯與白布區(qū)別

1.1 燈芯

所謂“燈芯效應(yīng)”（W icking）是指通孔切片之孔壁上，其玻璃束斷面之單絲間有化學(xué)銅層滲鍍其中，出現(xiàn)如掃把刷子般的畫面，原文稱為Wicking燈芯之意。其成因在毛細(xì)作用下會(huì)將液體引入存有微隙的絲束中，此乃傳統(tǒng)化學(xué)銅必定會(huì)出現(xiàn)的一種常態(tài)。IPC-6012節(jié)b段中會(huì)提到此術(shù)語(yǔ)，印制電路板燈芯切片識(shí)別如圖1。

圖1 化學(xué)銅滲入玻纖布縫隙中，形成燈芯

1.2 白布（White glass）

切片在在顯微鏡暗光下基材玻纖絲位置延伸發(fā)白現(xiàn)象，此現(xiàn)象如圖2。

圖2 基材玻纖絲位置發(fā)白現(xiàn)象

1.3 燈芯與白布差異

白布現(xiàn)象為顯微鏡暗光情況下才可以檢查出來(lái)，而燈芯，暗光，明光均可檢查出來(lái)。

白布為玻纖布位置發(fā)白現(xiàn)象，而燈芯為玻纖絲位置滲銅現(xiàn)象，即白布位置無(wú)銅，而燈芯位置有銅。

2 白布產(chǎn)生原因

白布為孔壁玻纖布位置發(fā)白現(xiàn)象，即主要受孔壁品質(zhì)及玻纖布影響，故孔壁品質(zhì)關(guān)聯(lián)鉆孔參數(shù)，除膠及玻纖布進(jìn)行DOE層別其影響。

（1）不同鉆孔參數(shù)，不同鉆針壽命及不同玻璃布類型DOE實(shí)驗(yàn)層別鉆孔參數(shù)及玻璃布對(duì)白布影響

①中轉(zhuǎn)速+低切削量鉆孔參數(shù)下，不同鉆頭壽命及不同玻璃布類型DOE實(shí)驗(yàn)層別鉆頭壽命，玻璃布類型影響。其結(jié)果在中轉(zhuǎn)速+低切削鉆孔參數(shù)下，隨著玻璃布厚度變厚（106→1080→3313→2116→7628），白布越來(lái)越大，同時(shí)在相同鉆孔參數(shù)，玻璃布前提，隨著鉆頭壽命的增大，白布越來(lái)越大，即白布與玻璃布厚度，鉆頭壽命均正比關(guān)系；

②高轉(zhuǎn)速+中切削量鉆孔參數(shù)下，不同鉆頭壽命及不同玻璃布類型DOE實(shí)驗(yàn)層別鉆頭壽命，玻璃布類型影響。其結(jié)果在高轉(zhuǎn)速+中切削量鉆孔參數(shù)下，隨著玻璃布厚度變厚（106→1080→3313→2116→7628），白布越來(lái)越大，同時(shí)在相同鉆孔參數(shù)，玻璃布前提，隨著鉆頭壽命的增大，白布越來(lái)越大，即白布與玻璃布厚度，鉆頭壽命均正比關(guān)系。

③低轉(zhuǎn)速+高切削量鉆孔參數(shù)下，不同鉆頭壽命及不同玻璃布類型DoE實(shí)驗(yàn)層別鉆頭壽命，玻璃布類型影響，其結(jié)果如圖3。

圖3 低轉(zhuǎn)速+高切削量鉆孔參數(shù)下，不同玻璃布材料，不同鉆頭壽命白布變化

從以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，低轉(zhuǎn)速+高切削量鉆孔參數(shù)下，隨著玻璃布厚度變厚（106→1080→3313→2116→7628），白布越來(lái)越大，同時(shí)在相同鉆孔參數(shù)，玻璃布前提，隨著鉆頭壽命的增大，白布越來(lái)越大，即白布與玻璃布厚度，鉆頭壽命均正比關(guān)系。

④不同鉆孔參數(shù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表1。

表1 鉆孔參數(shù)影響

表1針對(duì)不同鉆孔參數(shù)DOE板鉆孔品質(zhì)（釘頭，孔壁粗糙度，燈芯）綜合評(píng)比，從評(píng)比結(jié)果來(lái)看，第三組鉆孔參數(shù)（低鉆速+高切削量）試驗(yàn)結(jié)果最佳，即鉆孔參數(shù)高切削量，低轉(zhuǎn)速有利于白布改善。

（2）不同化學(xué)除膠次數(shù)與不同孔徑，不同鉆孔參數(shù)搭配DOE實(shí)驗(yàn)，層別化學(xué)除膠影響，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4。

圖4 不同化學(xué)除膠次數(shù)，不同孔徑搭配試驗(yàn)結(jié)果

從以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果得知，化學(xué)除膠次數(shù)越多白布越大，即化學(xué)除膠與白布正比關(guān)系；

3 白布預(yù)防改善

白布原因得知，鉆頭壽命，玻璃布厚度，化學(xué)除膠與白布正比關(guān)系，即改善白布需從減少鉆頭壽命，選擇薄玻璃布厚度，減少化學(xué)除膠次數(shù)或替代其他非化學(xué)除膠方式替代作業(yè)，降低白布；同時(shí)因客戶產(chǎn)品疊構(gòu)已經(jīng)認(rèn)可無(wú)法改變及鉆孔參數(shù)以DOE確認(rèn)選擇最佳，故不同除膠方式進(jìn)行DOE實(shí)驗(yàn)改善最佳作業(yè)方式。

3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

CAF測(cè)試板壓合疊層（光板疊層為玻璃布類型7628*6張），如圖5。CAF測(cè)試板圖形設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)參數(shù)見圖6。

圖5 CAF測(cè)試板疊層設(shè)計(jì)圖

圖6 CAF測(cè)試附連板

附連板1：孔徑0.25 mm，孔間距12 m il、

附連板2：孔徑0.30 mm，孔間距14 m il

CAF測(cè)試板過(guò)程實(shí)驗(yàn)參數(shù)組合如表2。

表2 CAF測(cè)試板試驗(yàn)組合

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

（1）白布切片量測(cè)結(jié)果表3。

實(shí)驗(yàn)組合1白布平均值達(dá)到162.9 μm，實(shí)驗(yàn)組合2白布平均值達(dá)到121.1 μm。

表3 CAF測(cè)試板不同試驗(yàn)組合結(jié)果

（2）Anti-CAF測(cè)試結(jié)果。

實(shí)驗(yàn)組合1的Anti-CAF測(cè)試結(jié)果

①測(cè)試條件：DC100V/85℃/85%RH 〉500 h

②絕緣阻抗（Ω）：＞1.0E+07

③測(cè)試結(jié)果：如圖7，絕緣阻抗（Ω）＞1.0E+07，測(cè)試合格。

實(shí)驗(yàn)組合2的Anti-CAF測(cè)試結(jié)果

①測(cè)試條件：DC100V/85 ℃/85%RH＞500 h

②絕緣阻抗（Ω）：＞1.0E+07

③測(cè)試結(jié)果：如圖8，絕緣阻抗（Ω）＞1.0E+07，測(cè)試合格。

從實(shí)驗(yàn)組合1，2結(jié)果來(lái)看，取消一次化學(xué)除膠有明顯改善，同時(shí)實(shí)驗(yàn)組合1白布最大為178 μm的Anti-CAF板及組合2白布最大為153 μm的Anti-CAF板的Anti-CAF測(cè)試結(jié)果均符合要求，故白布監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)建議可定義為小于150 μm，避免潛在Anti-CAF品質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。

圖7 試驗(yàn)組1的CAF測(cè)試結(jié)果

圖8 試驗(yàn)組2的CAF測(cè)試結(jié)果

4 結(jié)論

（1）白布與燈芯主要差異為白布只有顯微鏡暗光情況才能檢測(cè)出，并白布只是孔壁玻璃布位置發(fā)白現(xiàn)象，發(fā)白位置無(wú)滲銅現(xiàn)象，而燈芯為孔壁玻璃布滲銅現(xiàn)象，切片暗光，明光均可以檢測(cè)到；

（2）白布產(chǎn)生原因主要與鉆孔參數(shù)，鉆頭壽命，玻璃布類型，化學(xué)除膠相關(guān)，其影響關(guān)系為鉆頭壽命，玻璃布厚度，化學(xué)除膠次數(shù)為正比關(guān)系，即鉆頭壽命越高，玻璃布越厚，化學(xué)除膠次數(shù)越多白布越大，反之白布越小，鉆孔品質(zhì)與白布反比關(guān)系，即孔壁品質(zhì)越佳，白布越小，反之越大；

（3）針對(duì)白布控制，可通過(guò)優(yōu)化鉆孔參數(shù)，降低鉆頭壽命，選擇薄玻璃布及減少化學(xué)除膠次數(shù)或等離子除膠替代化學(xué)除膠改善白布異常；

（4）通過(guò)Anti-CAF風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估板測(cè)試結(jié)果得知，白布最大178 μm情況下Anti-CAF結(jié)果合格，并通過(guò)過(guò)程方式優(yōu)化最佳后，白布可達(dá)到最大為153 μm，故建議白布監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)為小于150 μm，滿足白布帶來(lái)Anti-CAF風(fēng)險(xiǎn)。參考文獻(xiàn)

［1］陳正清. Anti-CAF印刷電路板的加工工藝研究［J］.印制電路信息， 2010，03.

［2］楊忠華. 覆銅板與Anti-CAF［J］. 印制電路信息，2002，12.

哈斯格日樂(lè)土，高級(jí)工程師，從事PCB板制造流程工藝技術(shù)研究開發(fā)及改良管理工作十余年。

Im provement of PCB white glass

HaSiGeRiLeTu

This paper focuses on the analysis of the definition of the w icking and white glass， the differences for the w icking and white glass， and the relationship between cause of white glass and drilling parameters， bit hit，types of glass， chemical desmear by DoE experiment. It also raises the white glass improvement and risk assessment by DoE experiment， determ ines the white glass to resolve the PCB defined criteria.

Base Materials； White Glass； W icking； Drilling； Desmear； Anti-CAF

TN41

A

1009-0096（2015）12-0036-04