PCB开路的原因及改善方法

为什么PCB会出现开路？ 如何提高？

PCB线路开短路是PCB厂家几乎每天都会遇到的问题，一直困扰着生产和质量管理人员。 由此引发的出货量不足补货、发货延迟、客户投诉等问题，内部人士更难解决。 从事PCB制造行业20余年，主要从事生产管理、质量管理、过程管理和成本控制。 我们在改善PCB开短路问题方面积累了一些经验，现写成总结供同行讨论，期待管理生产和质量的同行参考。

首先，我们将PCB开路的主要原因归纳归纳为以下几个方面：

对上述现象的原因分析及改善方法列举如下：

一、基板裸露造成开路：

1、覆铜板入库前被划伤；

2、CCL在切割过程中被划伤；

3、覆铜板在钻孔时被钻头划伤；

4、覆铜板在运输过程中被划伤；

5、沉铜后叠板时操作不当造成表面铜箔损坏；

6、生产板表面铜箔在过整平机时划伤。

改善方法：

1、PCB覆铜板入库前，IQC必须进行抽检，检查板面是否有划痕，是否有基材外露。 如有，应及时与供应商联系，并根据实际情况进行适当处理。

2、覆铜板在下料过程中被划伤，主要是由于下料机台面上存在坚硬、尖锐的物体。 冲裁时，由于覆铜板与尖锐物体摩擦，铜箔被划伤。 因此，下料前必须仔细清洁台面，保证台面平整，无坚硬、尖锐的物体。

3、覆铜板在钻孔时被钻头划伤，主要是主轴夹头磨损，或者夹头内有杂物没有清理干净，钻头抓不牢，钻头没有 到达顶部，略长于设定的钻头长度，钻孔时提升高度不够，机床移动时钻头尖划伤铜箔形成裸露基板。

A、可根据抓刀记录次数或根据夹嘴磨损程度更换夹嘴；

B、按操作规程定期清洗夹嘴，确保夹嘴内无杂物。

4、PCB板在运输过程中被划伤：

A、搬运时，搬运人员一次举起的板材数量过多，重量过大。 搬运时板材没有抬起，而是原样拉起，造成板角与板面摩擦，划伤板面；

b、板子放下时没有摆放整齐，用力推着重新排列，导致板子之间产生摩擦，划伤了板面。

5、镀铜、全板电镀后叠板操作不当造成的划伤：

镀铜、电镀后的板材存放时，板材叠放在一起。 当有一定数量的盘子时，重量不小。 再次放下版时，版角向下，有重力加速度，形成强大的冲击力撞击版面，造成版面划伤，露出承印物。

6、PCB生产板过整平机被划伤：

A、板材研磨机的挡板有时会接触板材表面。 挡板边缘一般凹凸不平，有尖锐物突出。 过板时板面被划伤；

b、不锈钢传动轴因损坏成为尖锐物体，过板时划伤铜面，露出母材。

综上所述，如果线路为开路或线隙形式，则很容易判断沉铜后基材划伤和裸露； 如果裸露基板的划痕发生在沉铜前，在线时，沉铜后又沉积了一层铜，线路的铜箔厚度明显降低，后续很难检测到 开路和短路测试。 这样一来，客户在使用时可能会因为无法承受过大的电流而烧毁线路，造成的潜在质量问题和经济损失是相当可观的。

二、无孔开路：

1.沉铜是无孔的；

2.孔内有油造成无气孔；

3.微蚀过度导致无气孔；

4.电镀不良无气孔；

5.钻嘴烧孔或灰尘堵孔，造成无气孔。

改进措施：

1、无孔沉铜：

A、造孔剂造成的无孔形成：是由于造孔剂的化学浓度不平衡或无效造成的。 成孔剂的作用是调节绝缘基板在孔壁上的电性能，以利于后续钯离子的吸附，保证化学铜的完全覆盖。 如果造孔剂的化学浓度不平衡或无效，就会导致不多孔。

B、活化剂：主要成分为钯、有机酸、亚锡离子和氯化物。 为使金属钯在孔壁上均匀沉积，必须控制各项参数，使其符合要求。 以我们现在的激活器为例：

①温度控制在35~44℃。 温度低，钯沉积密度不够，化学铜覆盖不完全； 温度高时反应过快，材料成本增加。

②浓度和比色应控制在80%～100%。 浓度低，钯沉积密度不足，化学铜覆盖不完全； 如果浓度太高，反应太快会增加材料成本。

③维护PCB生产过程中的活化剂溶液。 如果污染严重，孔壁上沉积的钯会不致密，后续的化学镀铜也会不完整。

C、促进剂：主要成分为有机酸，用于去除吸附在孔壁上的亚锡和氯离子化合物，露出后续反应的催化金属钯。 我们使用的促进剂的化学浓度控制在0.35-0.50N。 如果浓度高，金属钯被去除，导致化学铜覆盖不完全。 如果浓度低，去除吸附在孔壁上的亚锡和氯离子化合物的效果差，导致后续化学铜的覆盖不完全。

D、化学镀铜参数的控制是化学镀铜质量的关键。 以我公司目前使用的药液参数为例：

① 温度控制在25~32℃，温度低溶液活性差，导致无孔隙； 如果温度超过38℃，由于药液反应迅速，铜离子迅速释放，很容易造成板面铜粒返工甚至报废。 此时应立即过滤镀铜药液，否则药液可能报废。

② Cu2+含量控制在1.5～3.0g/L，Cu2+含量低导致溶液活性差，会造成气孔率差； 如果浓度超过3.5g/L，液体会快速反应，快速释放出铜离子，导致板面铜粒返工甚至报废。 这样，镀铜液应立即过滤，否则可能导致液体报废。 Cu2+的控制主要通过添加铜沉淀液A来进行。

③ NaOH 应控制在10.5～13.0g/L。 NaOH含量低会导致溶液活性差，从而导致孔隙率差。 NaOH的控制主要是通过加入B溶液来控制铜沉淀。 B液含有药液稳定剂。 一般情况下，A液和B液按1:1的比例补充。

④ HCHO控制在4.0~8.0g/L，HCHO含量低会导致溶液活性差，导致孔隙率差。 如果浓度超过8.0g/L，溶液会快速反应，快速释放出铜离子，导致板子上出现铜粒，返工甚至报废。 这样沉淀出的铜溶液应立即过滤，否则溶液可能报废。 HCHO的控制主要是通过添加镀铜液C来控制，因为A液中也含有HCHO液体成分，所以在添加HCHO的时候，先计算补充Solution A时的HCHO浓度增量。

⑤ 沉铜负荷控制在0.15~0.25ft2/L，导致溶液活性差，气孔率差； 如果负载超过0.25ft2/L，溶液会迅速反应，快速释放铜离子，导致板面铜粒返工甚至报废。 这样，镀铜液应立即过滤，否则可能导致溶液报废。 生产时必须先用铜板牵引第一道缸板，以激活镀铜液的活性，促进后续镀铜产物的反应，保证孔内化学铜的密度，提高覆盖率。

建议：为达到以上参数的平衡和稳定，在铜水槽中加入A液和B液，并配置自动加料器，更好地控制化学成分； 同时，还采用自动控制装置来控制沉铜液的温度。

2、孔内有湿膜油残留造成无气孔：

A、丝网印刷湿膜时，印一版，刮一次网底，确保网底无积油，正常情况下孔内无残留湿膜油；

B、68~77T网版用于丝网印刷湿膜。 如果网板用错，如≤51T，湿膜油可能会渗入孔内，显影时孔内油可能不干净，导致电镀时因金属镀层不足导致无气孔 . 如果网眼高，电镀时防镀膜可能因油墨厚度不够而被电流破坏，造成电路间金属点多，甚至短路。

3、粗化过度导致无气孔：

A、如果在电路前采用化学粗化，粗化液的温度、浓度、粗化时间等参数要控制好，否则可能会因镀孔铜厚度薄，无法承受而造成无气孔 粗化液的铜溶解力。

B、为加强镀层与基铜的结合力，电镀前处理应为电镀前化学粗化处理。 因此，粗化液的温度、浓度、粗化时间等参数要控制好，否则也可能造成不透孔的问题。

4、无孔PCB电镀：

A、电镀时，厚径比较大（≥5：1）时，孔内会产生气泡。 这是因为振动力不足以使孔内的空气逸出，从而无法实现离子交换。 结果，孔没有镀铜/锡。 蚀刻时，孔中的铜被腐蚀，导致无气孔。

B、厚径比大（≥5:1），在电镀前处理时孔内氧化现象没有完全去除，所以电镀时会出现反镀现象。 铜/锡未镀或铜/锡很薄，蚀刻时达不到防腐蚀效果，会导致孔内的铜被腐蚀掉，造成无气孔。

5、钻嘴烧焦或粉尘堵塞不成孔：

A、钻孔时，钻头的使用寿命设置不当，或使用的钻头磨损严重，如缺口、锋利等。 钻孔时，摩擦力过大，钻头发热，使孔壁烧焦，无法覆盖化学铜，造成无气孔。

B、吸尘器吸力不够大，或者工程优化没做好，钻孔时孔内有粉尘堵塞，化学镀铜时没有铜沉积，造成无气孔。