PCB十大質(zhì)量問題與對策.doc

PCB十大質(zhì)量問題與對策漫長的生產(chǎn)流程，諸多的控制點，一招不慎，板子就壞。PCB的質(zhì)量問題層出不窮也是業(yè)界一直頭疼的問題，一片板子有問題，貼上去的絕大部分器件 就得一起報廢?？珊薜氖?，這些問題通過進料檢驗（IQC)還發(fā)現(xiàn)不了。而更讓人煩躁的是，很多問題供應(yīng)商還能跟你東拉西扯，改善進展緩慢，交貨問題不斷。筆者收集了PCB經(jīng)常出現(xiàn)的一些質(zhì)量問題，整理如下：除了上述問題外，還有一些潛在風(fēng)險較大的問題，筆者一共整理了十大問題，在此列出并附上一些處理的經(jīng)驗，與諸君分享：1.【分層】 分層是PCB的老大難問題了，穩(wěn)居常見問題之首。其發(fā)生原因大致可能如下： （1）包裝或保存不當(dāng)，受潮； （2）保存時間過長，超過了保存期，PCB板受潮； （3）供應(yīng)商材料或工藝問題； （4）設(shè)計選材和銅面分布不佳。受 潮問題是比較容易發(fā)生的，就算選了好的包裝，工廠內(nèi)也有恒溫恒濕倉庫，可是運輸和暫存過程是控制不了的。筆者曾“有幸”參觀過一個保稅倉庫，溫濕度管理是 別指望了，房頂還在漏水，箱子是直接呆在水里的。不過受潮還是可以應(yīng)對的，真空導(dǎo)電袋或者鋁箔袋都可以不錯地防護水汽侵入，同時包裝袋里要求放濕度指示 卡。如果在使用前發(fā)現(xiàn)濕度卡超標(biāo)，上線前烘烤一般可以解決，烘烤條件通常是120度，4H。如果是供應(yīng)商處材料或工藝發(fā)生問題，那報廢的可能性就比較大了。常見的可能原因包括：棕（黑）化不良，PP或內(nèi)層板受潮，PP膠量不足，壓合異常 等。為了減少這種情況的問題發(fā)生，需要特別關(guān)注PCB供應(yīng)商對對應(yīng)流程的管理和分層的可靠性試驗。以可靠性試驗中的熱應(yīng)力測試為例，好的工廠通過標(biāo)準(zhǔn)要求 是5次以上不能分層，在樣品階段和量產(chǎn)的每個周期都會進行確認，而普通工廠通過標(biāo)準(zhǔn)可能只是2次，幾個月才確認一次。而模擬貼裝的IR測試也可以更多地防 止不良品流出，是優(yōu)秀PCB廠的必備。當(dāng)然設(shè)計公司本身的PCB設(shè)計也會帶來分層的隱患。例如板材Tg的選擇，很多時候是沒有要求的，那PCB廠為了節(jié)約成本，肯定選用普通Tg的材料， 耐溫性能就會比較差。在無鉛成為主流的時代，還是選擇Tg在145C以上的比較安全。另外空曠的大銅面和過于密集的埋孔區(qū)域也是PCB分層的隱患，需要 在設(shè)計時予以避免。2.【焊錫性不良】 焊錫性也是比較嚴(yán)重的問題之一，特別是批量性問題。其可能發(fā)生原因是板面污染、氧化，黑鎳、鎳厚異常，防焊SCUM（陰影），存放時間過長、吸濕，防焊上PAD，太厚（修補）。 污染和吸濕問題都比較好解決，其他問題就比較麻煩，而且也沒有辦法通過進料檢驗發(fā)現(xiàn)，這時候需要關(guān)注PCB廠的制程能力和質(zhì)量控制計劃。比如黑鎳，需要看 PCB廠是不是化金外發(fā)，對自己的化金線藥水分析頻率是否足夠，濃度是否穩(wěn)定，是否設(shè)置了定期的剝金試驗和磷含量測試來檢測，內(nèi)部焊錫性試驗是否有良好執(zhí) 行等。如果都能做好，那發(fā)生批量問題的可能性就非常小了。而防焊上PAD和修補不良，則需要了解PCB供應(yīng)商對檢修制定的標(biāo)準(zhǔn)，檢驗員和檢修人員是否有良 好的考核上崗制度，同時明確定義焊盤密集區(qū)域不能進行修補（如BGA和QFP）。3.【板彎板翹】 可能導(dǎo)致板彎板翹的原因有：供應(yīng)商選材問題，生產(chǎn)流程異常，重工控制不良，運輸或存放不當(dāng)，折斷孔設(shè)計不夠牢固，各層銅面積差異過大等。最后2點設(shè)計上的 問題需要在前期進行設(shè)計評審予以避免，同時可以要求PCB廠模擬貼裝IR條件進行試驗，以免出現(xiàn)過爐后板彎的不良。對于一些薄板，可以要求在包裝時上下加 壓木漿板后再進行包裝，避免后續(xù)變形，同時在貼片時加夾具防止器件過重壓彎板子。4.【刮傷、露銅】 刮傷、露銅是最考驗PCB廠管理制度和執(zhí)行力的缺陷。這問題說嚴(yán)重也不嚴(yán)重，不過確實會帶來質(zhì)量隱憂。很多PCB公司都會說，這個問題很難改善。筆者曾經(jīng) 推動過多家PCB廠的刮傷改善，發(fā)現(xiàn)很多時候并不是改不好，而是要不要去改，有沒有動力去改。凡是認真去推動專案的PCB廠，交付的DPPM都有了顯著的 改善。所以這個問題的解決訣竅在于：推、壓。5.【阻抗不良】PCB的阻抗是關(guān)系到手機板射頻性能的重要指標(biāo)，一般常見的問題是PCB批次之間的阻抗差異比較大。由于現(xiàn)在阻抗測試條一 般是做在PCB的大板邊，不會隨板出貨，所以可以讓供應(yīng)商每次出貨時付上該批次的阻抗條和測試報告以便參考，同時還要求提供板邊線徑和板內(nèi)線徑的對比數(shù) 據(jù)。6.【BGA焊錫空洞】BGA焊錫空洞可能導(dǎo)致主芯片功能不良，而且可能在測試中無法發(fā)現(xiàn)，隱藏風(fēng)險很高。所以現(xiàn)在很多貼片廠都會在貼件后 過X-RAY進行檢查。這類不良可能發(fā)生的原因是PCB孔內(nèi)殘留液體或雜質(zhì)，高溫后汽化，或者是BGA焊盤上激光孔孔型不良。所以現(xiàn)在很多HDI板要求電 鍍填孔或者半填孔制作，可以避免此問題的發(fā)生。7.【防焊起泡/脫落】 此類問題通常是PCB防焊過程控制出現(xiàn)異常，或是選用防焊油墨不適合（便宜貨、非化金類油墨、不適合貼裝助焊劑），也可能是貼片、重工溫度過高。要防止批量問題發(fā)生，需要PCB供應(yīng)商制定對應(yīng)的可靠性測試要求，在不同階段進行控制。8.【塞孔不良】 塞孔不良主要是PCB廠技術(shù)能力不足或者是簡化工藝造成的，其表現(xiàn)為塞孔不飽滿，孔環(huán)有露銅或者假性露銅?？赡茉斐珊稿a量不足，與貼片或組裝器件短路，孔內(nèi)殘留雜質(zhì)等問題。此問題外觀檢驗就可以發(fā)現(xiàn)，所以可以在進料檢驗就可以控制下來，要求PCB廠進行改善。9.【尺寸不良】 尺寸不良的可能原因很多，PCB制作流程中容易產(chǎn)生漲縮，供應(yīng)商調(diào)整了鉆孔程序 / 圖形比例 / 成型CNC程序，可能造成貼裝容易發(fā)生偏位，結(jié)構(gòu)件配合不好等問題。由于此類問題很難檢查出來，只能靠供應(yīng)商良好的流程控制，所以在供應(yīng)商選擇時需要特別關(guān)注。10.【甲凡尼效應(yīng)】甲凡尼效應(yīng)也就是高中化學(xué)中學(xué)習(xí)的原電池反應(yīng)，出現(xiàn)在選擇性化金板的OSP流程。由于金和銅之間的電位差，在OSP的處理流程中與大金面相連的銅焊盤會不斷失去電子溶解成2價銅離子，導(dǎo)致焊盤變小，影響后續(xù)元器件貼裝及可靠性。這一問題雖然不常發(fā)生，在柏拉圖中未曾出現(xiàn)，不過一旦出現(xiàn)就是批量性問題。手機PCB制作有經(jīng)驗的板廠都會通過電腦軟件篩選出此部分焊盤，在設(shè)計時預(yù)先補償，并且在OSP流程中設(shè)定特別的重工條件和限制重工次數(shù)，避免問題發(fā)生。所以這一問題可以在審核板廠時提前確認。以上問題并沒有把短路/開路列入，因為這個是PCB最基本問題，哪家板廠都避免不了，主要就是看誰的制程良率比較高，防錯比較好，修補標(biāo)準(zhǔn)比較 嚴(yán)，PPM控制得比較低了。筆者接觸過很多PCB供應(yīng)商，比較有趣的是，并不是設(shè)備很好、管理制度很嚴(yán)格的工廠交付的PPM就一定低，有些設(shè)備陳舊、工作 氣氛輕松的老廠表現(xiàn)說不定更好，看來操作人員的工作心情，對PCB的質(zhì)量來說也是非常重要的。四、國內(nèi)PCB公司群英匯全球PCB產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值近年來一直呈萎縮狀態(tài)，不過國內(nèi)倒是一直處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)。國內(nèi)大大小小數(shù)千家PCB工廠，競爭也是越來越激烈，正如三國時代名將林立，江山如畫，一時多少豪杰。眾多的國內(nèi)PCB廠，誰做手機PCB比較強？這可不是光查一下CPCA（中國印制電路板協(xié)會）的中國PCB百強排名就可以知道的。有些公司產(chǎn)值很 高，質(zhì)量較次；有些公司其他類型PCB不錯，可是手機PCB做得一般。筆者在此依照技術(shù)能力和產(chǎn)品質(zhì)量對其做一分級（未考慮價格因素），僅供參考，不負法 律責(zé)任。五、選擇PCB合作供應(yīng)商的一些建議PCB板作為定制物料，在PCBA里面具有重要的作用，為了提高PCB板質(zhì)量，需要和供應(yīng)商建立長期穩(wěn)定的合作關(guān)系，盡量選擇業(yè)內(nèi)口碑不錯的供應(yīng)商。在供應(yīng)商承認時，樣品合格是前提，還需要去了解供應(yīng)商的制程能力，流程關(guān)鍵控制點（可以參考第二節(jié)內(nèi)容），檢驗?zāi)芰?，產(chǎn)品良率，問題解決能力。設(shè)計溝通是非常重要的，特別是合作初期，最好就每個項目進行技術(shù)溝通，然后形成雙方的一些特別合作規(guī)范，可以大幅度縮短工程提問周期，減少常見問題的發(fā)生。與PCB廠溝通，設(shè)立合理的保質(zhì)期。通常OSP板的有效期為6個月，而全化金板的有效期為1年?？墒钦缟衔闹刑峒暗模驗楸６惖囊蛩?，很多PCB 會在香港等地的倉庫存放一段時間，由于環(huán)境控制不好，容易導(dǎo)致質(zhì)量問題。所以推薦的有效期是OSP板3個月內(nèi)使用，化金板6個月內(nèi)使用。由于縮短了PCB的保質(zhì)期，更需要合理安排庫存周期，避免PCB板在倉庫積壓。一旦出現(xiàn)存儲超期，就會涉及到烘烤和重工，給雙方的合作帶來不必要的麻煩。本文鏈接：http:/www.elexcon.com/news/104933.html