靜電對印制電路板三角擦花的影響及改善

唐瓊寧 胡 琳 白千秋

（株洲中車時代電氣股份有限公司，湖南 株洲 412001）

（四川超聲印制板有限公司，四川 江油 621700）

1 背景

在印制電路板（PCB）的生產(chǎn)操作拿放板過程中，存在板與板之間快速分離的一瞬間產(chǎn)生高壓靜電造成板面經(jīng)常出現(xiàn)三角形擦花缺陷，擦花部位已經(jīng)露出基材，導(dǎo)致產(chǎn)品報廢。隨著我公司板件類型和產(chǎn)量的增加，按照以往常規(guī)生產(chǎn)操作方式，三角擦花缺陷報廢的問題尤為突出，常占據(jù)報廢前幾項(xiàng)，影響產(chǎn)品良率。圖1是報廢缺陷分類與比例，三角擦花造成報廢率較高，這成了影響產(chǎn)品良率的主要因素。于是我們通過對三角擦花缺陷產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行研究，提出一些操作規(guī)范上的改善方案，從而降低三角擦花報廢率。

圖1 PCB報廢缺陷柏累托圖

2 三角擦花缺陷分析

產(chǎn)生三角擦花的因素與靜電有關(guān)。靜電是一種處于靜止?fàn)顟B(tài)的電荷或者說不流動的電荷。當(dāng)兩個不同的物體相互接觸時就會使得一個物體失去一些電荷（如電子轉(zhuǎn)移到另一個物體）使其帶正電，而另一個物體得到一些剩余電子而帶負(fù)電。所以物體與其他物體接觸后分離就會帶上靜電。

在印制板生產(chǎn)過程中，經(jīng)常存在將板件疊放在一起，然后一塊一塊分開的操作動作，在將板件分離的操作過程中，板件靜電聚集在兩板形同電容充電，分離點(diǎn)電阻放電導(dǎo)致局部高溫將銅箔熔融，板件分開后就從熔融點(diǎn)將PCB銅箔與基材拉脫并分離。

三角擦花可分為沉銅前擦花和沉銅后擦花。沉銅前擦花具體表現(xiàn)為擦花印記上還有銅層殘留，沉銅后擦花具體表現(xiàn)為擦花印記上無銅層，如圖2所示。

圖2 板面三角擦花圖

3 過程改善實(shí)驗(yàn)方案

依據(jù)靜電產(chǎn)生的機(jī)理，為了改善PCB三角擦花缺陷，就必須避免生產(chǎn)過程中板與板之間出現(xiàn)的快速平行分離的動作。本次排查印制板生產(chǎn)全流程，主要對內(nèi)外層圖形轉(zhuǎn)移前處理、鉆孔、沉銅幾個操作過程對影響較大的工序進(jìn)行改善驗(yàn)證，而切板、圖形電鍍及后工序采用插架和隔紙的方式進(jìn)行放置和轉(zhuǎn)運(yùn)，因影響較小，故此次不討論。

3.1 內(nèi)外層圖形轉(zhuǎn)移前處理

我公司內(nèi)外層圖形轉(zhuǎn)移前處理全部使用機(jī)械手自動放板，機(jī)械手自動放板動作目前為平行快速分離方式，存在較大產(chǎn)生靜電的風(fēng)險，需進(jìn)行改善。改善方案為對自動放板機(jī)械手進(jìn)行改造，由平行板面抓板改為傾斜一定角度后再抓板，內(nèi)層圖形轉(zhuǎn)移前處理和外層圖形轉(zhuǎn)移前處理均進(jìn)行了改造，改造前后具體見圖3所示。

圖3 圖形轉(zhuǎn)移前處理放板機(jī)械手改造圖

3.2 鉆孔工序

鉆孔工序的在制板是堆疊在一起的，生產(chǎn)操作上板動作需一塊塊分離上板，存在板間快速分離產(chǎn)生靜電的風(fēng)險。故對鉆孔上板的操作動作進(jìn)行分析改善，由快速平行分離操作動作改為先將頂部緩慢分開＞30°角度，再分開拿起板件，改善方法前后對比見圖4所示。

圖4 鉆孔上板操作動作改善圖

3.3 沉銅工序

經(jīng)分析，沉銅工序的手工操作上板動作存在板間分離產(chǎn)生靜電的風(fēng)險。故對沉銅操作進(jìn)行了規(guī)范，要求沉銅上板戴脫硫手套雙手持板，板件先從頂部分開一定角度然后再分離取板，改善前后對比見圖5所示。

圖5 沉銅上板操作動作改善圖

4 改善效果驗(yàn)證

從靜電產(chǎn)生機(jī)理方向優(yōu)化及改善操作及轉(zhuǎn)運(yùn)存放動作，嚴(yán)格執(zhí)行并定期監(jiān)督檢查以上制定的改善方案，改善后的三角擦花缺陷報廢率明顯下降，如圖6所示，改善效果顯著。

圖6 三角擦花報廢率改善前后對比

5 總結(jié)

針對三角擦花的機(jī)理進(jìn)行深入研究，對各工序生產(chǎn)操作方法進(jìn)行仔細(xì)地分析對比，通過優(yōu)化生產(chǎn)操作方法和設(shè)備自動放板機(jī)的改造，有效改善了因三角擦花產(chǎn)生的質(zhì)量問題，提升了印制板整體產(chǎn)品生產(chǎn)良率。