PCB可靠性缺陷分析及相关标准

1、PCB可靠性缺陷分析及相关标准可靠性缺陷分析及相关标准 整理：孙奕明审核：马学辉2021/5/281前言：l可靠性问题因其潜伏性及隐蔽性比较深，一但出现将造成批量性或致命性问题；l公司一直以来都做为重点的品质管理对象；l收集、整理可靠性缺陷、造成原因及相关标准以求大家可以共同探讨； l感谢各单位在可靠性问题方面所做的努力。2021/5/282内容：n一、 棕（黑）化棕（黑）化n二、二、 层压层压n三、三、 机械钻孔机械钻孔n四、四、 激光钻孔激光钻孔n五、五、 PTH PTHn六六 电镀电镀n七、七、 蚀刻蚀刻n八、八、 填孔填孔n九、九、 感光感光n十、十、 沉金沉金n十一、十一、 沉锡沉锡

2、n十二、十二、 沉银沉银n十三、十三、 其他其他2021/5/283一、棕（黑）化1）爆板：F原因：棕（黑）化不良 热冲击后大铜面处出现分层F标准：不允许2021/5/2842）离子污染超标：一、棕（黑）化F原因：清洗不干净或环境污染（如裸手接板、脏污隔板纸等）F标准：离子污染控制值6.5ugNaCL/inch22021/5/285二、层压1）分层：F原因：层压时抽真空效果差或B片受潮F标准：具体见空洞标准2021/5/286二、层压2）空洞：F原因：层压时抽真空效果差；F标准：2021/5/287二、层压3）层间错位：F原因：内层定位孔冲偏，或放大系数不匹配，或层压滑板；F标准：一般控制在m

3、il（主要是看内层环宽及内层隔离环宽）2021/5/288二、层压4）固化度不足：n现象： 1）板件容易变形； 2）易爆板； 3）钻孔时钻污很多，易造成孔壁粗糙度超标； 4）因钻污多，凹蚀时不容易去除，易造成孔壁与内 层连接不良。n原因：料温异常或层压曲线与B片不匹配；n标准：Tg32021/5/289三、机械钻孔1）孔内纤维丝：F原因：钻咀侧刃不锋利；F标准：不影响孔径及不影响孔铜厚度及质量2021/5/2810n9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。21.7.1521.7.15Thursday, July 15, 2021n10、低头要有勇气，抬头要有低气。20:41:3820:41:

4、3820:417/15/2021 8:41:38 PMn11、人总是珍惜为得到。21.7.1520:41:3820:41Jul-2115-Jul-21n12、人乱于心，不宽余请。20:41:3820:41:3820:41Thursday, July 15, 2021n13、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。21.7.1521.7.1520:41:3820:41:38July 15, 2021n14、抱最大的希望，作最大的努力。2021年7月15日星期四下午8时41分38秒20:41:3821.7.15n15、一个人炫耀什么，说明他内心缺少什么。2021年7月下午8时41分21.7.1520:41

5、July 15, 2021n16、业余生活要有意义，不要越轨。2021年7月15日星期四20时41分38秒20:41:3815 July 2021n17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。下午8时41分38秒下午8时41分20:41:3821.7.15n9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。21.7.1521.7.15Thursday, July 15, 2021n10、低头要有勇气，抬头要有低气。20:41:3820:41:3820:417/15/2021 8:41:38 PMn11、人总是珍惜为得到。21.7.1520:41:3820:41Jul-2115-Jul-21n12、人乱

6、于心，不宽余请。20:41:3820:41:3820:41Thursday, July 15, 2021n13、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。21.7.1521.7.1520:41:3820:41:38July 15, 2021n14、抱最大的希望，作最大的努力。2021年7月15日星期四下午8时41分38秒20:41:3821.7.15n15、一个人炫耀什么，说明他内心缺少什么。2021年7月下午8时41分21.7.1520:41July 15, 2021n16、业余生活要有意义，不要越轨。2021年7月15日星期四20时41分38秒20:41:3815 July 2021n17、一个人即

7、使已登上顶峰，也仍要自强不息。下午8时41分38秒下午8时41分20:41:3821.7.15三、机械钻孔2）钻偏：F成因：钻孔时零位漂移、钻机压脚没有压紧或钻孔补偿不匹配等；F标准：最小内层焊盘1mil或满足客户要求2021/5/28133）内层环宽：三、机械钻孔F原因：钻偏或内层涨缩与钻孔补偿不匹配；F标准：最小的环宽0.025mm 或满足客户要求2021/5/2814）内层隔离环宽三、机械钻孔F原因：钻偏或内层涨缩与钻孔补偿不匹配；F标准：最小的隔离环宽0.mm 2021/5/2815）内层焊盘脱落三、机械钻孔F原因：内层焊盘比较小，钻孔时被拉脱；（此问题在公司第一次出现，当时刚开始还以

8、为是孔壁粗糙度超标F标准：最小的环宽不小于0.mm 2021/5/2816）孔壁粗糙度超标：三、机械钻孔粗糙度超差F成因：钻孔参数异常或钻嘴不锋利；F标准：孔壁粗糙度30um或满足客户要求2021/5/2817三、机械钻孔）孔壁粗糙度超标：轻微的撞破 F成因：钻嘴侧锋崩缺；F标准：孔壁粗糙度30um或满足客户要求2021/5/2818）钉头：三、机械钻孔F原因：除与钻针尖部的刃角损耗有密切关系外，也与钻针的偏转（Run Out)或摇摆（Wobble)有关；F标准：钉头宽度不可超过铜箔厚度的2倍2021/5/2819）披锋：三、机械钻孔F原因：与钻孔钻给速度及垫板有比较大的关系；F标准：不影响外

9、观及孔铜连接2021/5/2820）芯吸：三、机械钻孔F原因：钻孔动作进给速度过大，或钻嘴破损不够锋利以致拉松拉大玻织纱束；或本身B片纤维束有缺口，过于疏松；过度除钻污使玻织纱束的树脂被溶掉而造成；标准：对于芯吸作用(B)没有减少导线间距使之小于采购文件规 定的最小值 ，芯吸作用(A)没有超过80mm3.150min 2021/5/2821四、激光钻孔1）钻不透：F原因：能量异常；F标准：不允许2021/5/28222）盲孔上下孔径比超标：四、激光钻孔F原因：能量异常；F标准： 1. A=标称孔径20% 2. 70%B/A90% 3. a0.010 mm (undercut) 4. 90 5.

10、 孔壁粗糙度12.5um2021/5/28233）孔壁粗糙度超标：F原因：能量异常或材料与能量不匹配；F标准：孔壁粗糙度12.5um四、激光钻孔2021/5/28244）激光窗开偏或内层错位：四、激光钻孔F原因：激光窗开偏或内层错位；F标准：不允许2021/5/28255）undercut过大：四、激光钻孔F原因：能量异常F标准： undercut 0.010 mm 2021/5/2826五、PTH1）背光不足：F原因：沉铜药水异常F标准：背光要求8级 2021/5/2827五、PTH2）沉铜不良（孔内无铜）F原因：沉铜药水异常（特别是活化不足）F标准：不允许 2021/5/28283）凹蚀过

11、度：五、PTHF原因：凹蚀药水失控或时间过长F标准： 2）负凹蚀/欠蚀深度0.013mm 2021/5/2829五、PTH4）凹蚀不足：F原因：凹蚀药水失控或时间过短F标准：不允许出现空洞或连接不良2021/5/2830五、PTH5）ICDF原因：凹蚀药水失控或时间过短、材料膨胀异常F标准：不允许2021/5/2831六、电镀）孔壁铜厚不足镀层1级2级3级表面及孔铜(平均最小)20m20 m25 m最薄区域18 m18 m20 m盲孔铜(平均最小)20m20 m25 m最薄区域18 m18 m20 m低厚径比盲孔铜(平均最小)12m12 m12 m最薄区域10m10 m10 m埋孔铜(平均最小

12、)13m15 m15 m最薄区域11 m13m13m标准F原因：电镀参数不当或接触不良F标准：见右表2021/5/2832六、电镀）孔壁铜厚测试方法镀层厚度和质量的评估可通过微切片进行镀层厚度和质量的评估可通过微切片进行u切片必须至少包含3个孔径最小的镀通孔；u放大倍数至少100X，仲裁检验应在 200 倍土 5% 的放大倍率下进行；u至少测量3个孔的镀层厚度或铜壁厚度，；u在镀通孔每侧壁上大约等距离选取三个测试点，计算其平均值作为评估值；u测量镀层厚度作为评估值时，不可在节瘤、空洞、裂缝地方测量；u孤立的厚或薄截面不应用于平均；u由于玻璃纤维突出引起孤立的铜厚度减薄 ,从突出末端量至孔壁时,

13、 应符合最小厚度要求；u如在孤立区域发现铜厚度规定的最小厚度要求 , 应作为一个空洞并从同一 检查批中重新抽样2021/5/2833六、电镀）深镀能力不足：现象：孔口出现狗骨现象；原因：光剂与整平剂不匹配；测试方法：2021/5/2834）叠镀F原因：n标准：不允许六、电镀2021/5/2835）电镀杂物六、电镀F原因：槽液中各种浮游固体粒子常会著落而成镀瘤F标准：不允许2021/5/28366）镀层烧焦六、电镀F原因：电流异常或光剂含量不足F标准：不允许2021/5/28377）镀层粗糙六、电镀F原因：电镀电流过大、整平剂添加异常或添加剂搭配不当F标准：不允许2021/5/2838六、电镀8

14、）热冲击后孔拐角断裂：F原因：镀层疏松、锡炉含铜量超标蚀铜、或磨板过度F标准：不允许2021/5/2839六、电镀9）镀层疏松（热冲击后断裂）：n原因：光剂含量严重超标n标准：不允许2021/5/2840六、电镀10）镀层剥离：F原因：图形电镀时除油不良，致使图形电镀层与平板层结合力差F标准：不允许2021/5/2841六、电镀11）镀层延展性不良F现象：高低温循环后出现镀层断裂F原因：电镀添加剂配比异常或材料膨胀系数异常F标准：不允许2021/5/2842六、电镀12）电镀填孔不满F原因：电镀药水或电流设计异常F标准：不允许2021/5/2843六、电镀13）吹气孔F原因：镀层薄或有点状孔内

15、无铜F标准：不允许2021/5/2844六、电镀14）孔内无铜（干膜余胶）：F现象：孔无铜集中在孔口F原因：干膜余胶F标准：不允许2021/5/2845六、电镀15）孔内无铜（镀锡不良）F现象：图形电镀层没有包住平板电镀层，有点象刀切F原因：镀锡有气泡F标准：不允许2021/5/2846六、电镀16）孔内无铜（微蚀过镀）F现象：整体孔无铜，特别是在大孔径的PTH孔F原因：板件没有经过平板电镀或图形电镀微蚀异常F标准：不允许2021/5/2847六、电镀17）盲孔无铜F现象：铜层在盲孔中逐渐减少F原因：干膜盖孔破损（公司第一次出现主要是单边曝光能量异常）F标准：不允许2021/5/2848六、电

16、镀18）楔形空洞楔形空洞(Wedge Void) F现象：孔内无铜发生在内层铜与B片结合处F原因：棕（黑）化不良或钻孔异常F标准：不允许2021/5/2849六、电镀19）镀层裂纹（现象）2021/5/2850六、电镀19）镀层裂纹（接受标准）性能1级2级3级内层铜箔裂缝如未延伸穿透铜箔厚度，仅允许孔一侧有C型裂缝不允许不允许外层铜箔裂缝（A、B和D型裂缝）不允许有D型裂缝。允许有A与B型裂缝不允许有B和D型裂缝。允许有A与裂缝不允许有B 和D型裂缝。允许有A型裂缝孔壁拐角裂缝(E和F型裂缝)不允许不允许不允许2021/5/2851七、蚀刻）蚀刻因子：E=E=蚀刻因子蚀刻因子 V=V=蚀刻深度

17、蚀刻深度 X=X=侧蚀深度（从阻剂边缘横量到最细铜腰之宽度而言）侧蚀深度（从阻剂边缘横量到最细铜腰之宽度而言）E=V/X2021/5/2852）夹膜短路七、蚀刻F原因：电镀层数设计有问题或线路很孤立F标准：不允许出现短路及缩小线路间距2021/5/2853）渗镀短路：七、蚀刻F原因：贴膜不牢F标准：不允许出现短路及缩小线路间距2021/5/2854七、蚀刻）蚀刻过度：F原因：蚀刻参数过度F标准：不允许缩小线路最小宽度或出现镍层剥离脱落2021/5/2855八、填孔）填孔不满：F原因：树脂没填满F标准：下凹深度mil2021/5/2856八、填孔）分层：F原因：膨胀系数异常或填孔处有气泡F标准：

18、不允许2021/5/2857八、填孔）埋孔凸起：F原因：材料膨胀系数异常或填孔处有气泡F标准：不允许出现镀层断裂2021/5/2858九、感光）离子污染超标：F原因：清洗不干净或环境污染F标准：离子污染控制值6.5ugNaCL/inch22021/5/2859九、感光）阻焊厚度不足：F原因：喷涂不均匀、线路铜厚过高F标准：.mil或满足客户要求2021/5/2860九、感光）侧蚀严重：F原因：显影参数异常F标准：不允许出现绿油条掉落现象2021/5/2861九、感光）爆油：F原因：绿油塞孔中有气泡F标准：爆油后，焊盘的总高度超过或高度um或按照客户特殊要求（如索爱um)2021/5/2862九

19、、感光5）孔未塞满：F原因：塞孔条件异常F标准：喷锡后不允许藏锡珠2021/5/2863九、感光）绿油结合力：标准：见右图2021/5/2864十、沉镍金）金镍厚度：IPC-4552对化学金镍层的要求如下：检验一级二级三级目检镀层平整、完全覆盖化学镀镍厚度3-6 m l20 240 in浸金厚度 0.05m 2.0 in孔隙率不适用1.金厚不足，容易漏镍，导致可焊性不良； 2.金厚过厚，容易使BGA处出现黑盘，同时会使焊点出现金脆现象，使焊点强度降低； 3.镍厚不足，会导致沉金前镍层表面粗糙度过大，容易漏镍； 4.镍层过厚，信号的传输则主要集中在镍层，信号传输过程中的损失越大。2021/5/2865十、沉镍金）剥离：F原因：铜面不干净（或沉镍前处理异常）F标准：不允许2021/5/2866十、沉镍金）镀层开裂：F原因：铜面不干净（如绿油显影不净等）F标准：