电路板故障排除手册新编.docx
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电路板故障排除手册新编
《新编印制电路板故障排除手册》
源 明
绪 言
根据目前印制电路板制造技术的发展趋势，印制电路板的制造难度越来越高，品质要求也越来越严格。
为确保印制电路板的高质量和高稳定性，实现全面质量管理和环境控制，必须充分了解印制电路板制造技术的特性，但印制电路板制造技术是综合性的技术结晶，它涉及到物理、化学、光学、光化学、高分子、流体力学、化学动力学等诸多方面的基础知识，如材料的结构、成份和性能：
工艺装备的精度、稳定性、效率、加工质量；工艺方法的可行性；检测手段的精度与高可靠性及环境中的温度、湿度、洁净度等问题。
这些问题都会直接和间接地影响到印制电路板的品质。
由于涉及到的方面与问题比较多，就很容易产生形形色色的质量缺陷。
为确保“预防为主，解决问题为辅”的原则的贯彻执行，必须认真地了解各工序最容易出现及产生的质量问题，快速地采取工艺措施加以排除，确保生产能顺利地进行。
为此，特收集、汇总和整理有关这方面的材料，编辑这本《印制电路板故障排除手册》供同行参考。
一、基材部分
1问题：
印制板制造过程基板尺寸的变化
原因
解决方法
（1）
经纬方向差异造成基板尺寸变化；由于剪切时，未注意纤维方向，造成剪切应力残留在基板内，一旦释放，直接影响基板尺寸的收缩。
（1）
确定经纬方向的变化规律，按照收缩率在底片上进行补偿（光绘前进行此项工作）。
同时剪切时按纤维方向加工，或按生产厂商在基板上提供的字符标志进行加工（一般是字符的竖方向为基板的纵方向）。
（2）
基板表面铜箔部分被蚀刻掉对基板的变化限 制，当应力消除时产生尺寸变化。
（2）
在设计电路时应尽量使整个板面分布均匀。
如果不可能也要必须在空间留下过渡段（不影响电路位置为主）。
这由于板材采用玻璃布结构中经纬纱密度的差异而导致板材经纬向强 度的差异。
（3）
刷板时由于采用压力过大，致使产生压拉应力导致基板变形。
（3）
应采用试刷，使工艺参数处在最佳状态，然后进行刷板。
对薄型基材，清洁处理时应 采用化学清洗工艺 或电解工艺方法。
（4）
基板中树脂未完全固化，导致尺寸变化。
（4）
采取烘烤方法解决。
特别是钻孔前进行烘烤，温度1200C、4小时，以确保树脂固化，减少由于冷热的影响，导致基板尺寸的变形。
（5）
特别是多层板在层压前，存放的条件差，使薄基板或半固化片吸湿，造成尺寸稳定性差。
（5）
内层经氧化处理的基材，必须进行烘烤以除去湿气。
并将处理好的基板存放在真空干燥箱内，以免再次吸湿。
（6）
多层板经压合时，过度流胶造成玻璃布形变所致。
（6）
需进行工艺试压，调整工艺参数然后进行压制。
同时还可以根据半固化片的特性，选择合适的流胶量。
2问题：
基板或层压后的多层基板产生弯曲（BOW）与翘曲（TWIST）。
原因：
解决方法：
（1）
特别是薄基板的放置是垂直式易造成长期应力叠加所致。
（1）
对于薄型基材应采取水平放置确保基板内部任何方向应力均匀，使基板尺寸变化很小。
还必须注意以原包装形式存放在平整的货架上，切记勿堆高重压。
（2）
热熔或热风整平后，冷却速度太快，或采用冷却工艺不当所致。
（2）
放置在专用的冷却板上自然冷却至室温。
（3）
基板在进行处理过程中，较长时间内处于冷热交变的状态下进行处理，再加基板内应力分布不均，引起基板弯曲或翘曲。
（3）
采取工艺措施确保基板在冷热交变时，调节冷、热变换速度，以避免急骤冷或热。
（4）
基板固化不足，造成内应力集中，致使基板本身产生弯曲或翘曲。
（4）
A。
重新按热压工艺方法进行固化处理。
B。
为减少基板的残余应力，改善印制板制造中的尺寸稳定性与产生翘曲形变，通常采用预烘工艺即在温度120-1400C2-4小时（根据板厚、尺寸、数量等加以选择）。
（5）
基板上下面结构的差异即铜箔厚度不同所至。
（5）
应根据层压原理，使两面不同厚度的铜箔产生的差异，转成采取不同的半固化片厚度来解决。
3问题：
基板表面出现浅坑或多层板内层有空洞与外来夹杂物。
原因：
解决方法：
（1）
铜箔内存有铜瘤或树脂突起及外来颗粒叠压所至。
（1）
原材料问题，需向供应商提出更换。
（2）
经蚀刻后发现基板表面透明状，经切片是空洞。
（2）
同上处理方法解决之。
（3）
特别是经蚀刻后的薄基材有黑色斑点即粒子状态。
（3）
按上述办法处理。
4问题：
基板铜表面常出现的缺陷
原因：
解决方法：
（1）
铜箔出现凹点或凹坑，这是由于叠层压制时所使用的工具表面上存有外来杂质。
（1）
改善叠层和压合环境，达到洁净度指标要求。
（2）
铜箔表面出现凹点与胶点，是由于所采用压板模具压制和叠层时，存有外来杂质直接影响所至。
（2）
认真检查模具表面状态，改善叠层间和压制间工作环境达到工艺要求的指标。
（3）
在制造过程中，所使用的工具不适合导致铜箔表面状态差。
（3）
改进操作方法，选择合适的工艺方法。
（4）
经压制的多层板表面铜箔出现折痕，是因为叠层在压制时滑动与流胶不当所至。
（4）
叠层时要特别注意层与层间的位置准确性，避免送入压机过程中滑动。
直接接触铜箔表面的不锈钢板，要特小心放置并保持平整.
（5）
基板表面出现胶点，可能是叠层时胶屑落在钢板表面或铜表面上所造成的。
（5）
为防止胶屑脱落，可将半固化片边缘进行热合处理。
（6）
铜箔表面有针孔造成压制时熔融的胶向外溢出所至。
（6）
首先对进厂的铜箔进行背光检查，合格后必须严格的保管，避免折痕或撕裂等。
5问题：
板材内出现白点或白斑
原因：
解决方法：
（1）
板材经受不适当的机械外力的冲击造成局部树脂与玻璃纤维的分离而成白斑。
（1）
从工艺上采取措施，尽量减少或降低机械加工过度的振动现象以减少机械外力的作用。
（2）
局部板材受到含氟化学药品的渗入，而对玻璃纤维布织点的浸蚀，形成有规律性的白点（较为严重时可看出呈方形）。
（2）
特别是在退锡铅合金镀层时，易发生在镀金插头片与插头片之间，须注意选择适宜的退锡铅药水及操作工艺。
（3）
板材受到不当的热应力作用也会造成白点、白斑。
（3）
特别是热风整平、红外热熔等如控制失灵，会造成热应力的作用导致基板内产生缺陷。
二照相底片制作工艺
A.光绘制作底片
1.问题：
底片发雾，反差不好
原因
解决方法
（1）
旧显影液，显影时间过长。
（1）
采用新显影液，显影时间短，底片反差好（即黑度好）。
（2）
显影时间过长。
（2）
缩短显影时间。
2.问题：
底片导线边缘光晕大
原因
解决方法
（1）
显影液温度过高造成过显。
（1）
控制显影液温度在工艺范围内。
3.问题：
底片透明处显得不够与发雾
原因
解决方法
（1）
定影液过旧银粉沉淀加重底片发雾。
（1）
更换新定影液。
（2）
定影时间不足，造成底色不够透明。
（2）
定影时间保持60秒以上。
4.问题：
照相底片变色
原因
解决方法
（1）
定影后清洗不充分。
（1）
定影后需用大量流动水清洗，最好保持20分钟以上。
B.原片复制作业
1.问题：
经翻制的重氮底片图形变形即全部导线变细而不整齐
原因
解决方法
（1）
曝光参数选择不当。
（1）
根据底片状态，进行优化曝光时间。
（2）
原底片的光密度未达到工艺数据。
（2）
测定光密度，使明处达到Dmax4.0数据以上；未要求透明部分其光密在Dmin0.2以下。
2.问题：
经翻制的重氮底片其边缘局部导线宽度变细而不整齐
原因
解决方法
（1）
曝光机光源的工艺参数不正确。
（1）
采用仪器测量紫外光源灯能量的衰减，如超过使用寿命应进行更换。
（2）
需翻的重氮片面积超出曝光框之最佳范围。
（2）
根据生产情况缩小拼版面积或由于光源太近，将光源提高以拉开与曝光台面的适当的距离，确保大尺寸的底片处于良好的感光区域内。
3.问题：
经翻制的重氮片全部或局部解像度不良
原因
解决方法
（1）
原采用的底片品质差。
（1）
检查原底片线路边缘的成像状态，采取工艺措施改进。
（2）
曝光机台面抽真空系统发生故障。
（2）
认真检查导气管道是否有气孔或破损。
（3）
曝光过程中底片有气泡存在。
（3）
检查曝光机台面是否沾有灰粒；检查子片与曝光机台面所垫黑纸是否有凹蚀或折痕。
4.问题：
经翻制的重氮底片导线变宽，透明区域不足（即Dmin数据过大）
原因
解决方法
（1）
选择的曝光工艺参数不当。
（1）
A.选择适当的曝光时间。
B.可能重氮片存放环境接近氨水或有氨气存在，造成不同程度的显影所至。
5.问题：
经翻制的重氮底片遮光区域不足（Dmax数据过低）
原因
解决方法
（1）
翻制重氮底片时，显影不正确。
（1）
A.检查显影机是否发生故障。
B.检查氨水供应系统，测定浓度是否在Be‘26（即比重为1.22）以上。
（2）
原重氮片材质差。
（2）
测定原底片材料的光密度Dmax是否在4.0以上。
6.问题：
经翻制的重氮底片暗区遮光性能低Dmax偶而不足
原因
解决方法
（1）
经翻制重氮片显影不正确。
（1）
检查氨气显影机故障状态，并进行调整。
（2）
原底片材料存放环境不良。
（2）
按底片材料说明书要求存放，特别要避免光直照或接近氨水存放处。
（3）
操作显影机不当。
（3）
特别要检查显影机输送带的温度，采用感温变色的特用贴纸检测，应符合工艺要求（非氨水槽中控温器）。
7.问题：
经翻制的重氮片图形区域出现针孔或破洞
原因
解决方法
（1）
曝光区域内有灰尘或尘粒存在。
（1）
特别要仔细检查曝光台面、原始底片及新重氮片表面干净情况，并进行擦试。
（2）
原始底片品质不良。
（2）
在透图台面检查，并进行仔细的修补（需要证明原始底片质量时可采取重新翻制第二张，核查对比如相同，可证明之）。
（3）
所使用的重氮片品质有问题。
（3）
采取将未曝光的原始重氮片直接氨气显影，使全片呈遮光的深棕色，再仔细检查是否有针孔与破洞，如有，就可证明之。
8.问题：
经翻制的重氮片发生变形走样
原因
解决方法
（1）
环境温湿度控制不严。
（1）
A.加装温湿度控制器，调节室内达到工艺要求范围内。
B.作业环境温湿度控制：
温度为20-270C；湿度40-70％。
精度要求高的底片，其湿度控制在55-60％RH。
（2）
经显定影后，干燥过程控制不当。
（2）
按照工艺要求将底片水平放置进行吹风、干燥。
不宜吊挂晾干，这样，易变形。
（3）
翻制前重氮片稳定处理不当。
（3）
应在底片存放间环境下存放24小时，进行稳定处理。
C.黑白底片翻制工艺
1.问题：
经翻制的黑白底片全部导线宽度变细而不齐
原因
解决方法
（1）
曝光工艺参数选择不当。
（1）
首先检查正翻负或负翻正是否曝光过度，应根据实际进行修正。
（2）
原底片品质不良。
（2）
检查原底片光密度，特别是“遮光密度”是否太低。
（3）
翻制过程显影控制有问题。
（3）
检查显影液浓度和装置。
2.问题：
经翻制的底片其外缘导线宽度变细而不整齐
原因
解决方法
（1）
曝光设备校验过期。
（1）
重新根据工艺要求进行校验，检查光源能量是否在技术要求之内。
（2）
光源太接近较大尺寸底片。
（2）
重新调整光源距离或改用大型曝光机。
（3）
光源反射器距离与角度失调。
（3）
重新调节“反射罩面”的距离与角度。
3.问题：
经翻制底片解像度不理想，全片导线边缘不锐利
原因
解决方法
（1）
原底片品质不佳。
（1）
检查原始底片导线边缘状态。
（2）
曝光机抽真空系统功能性差。
（2）
A.特别要检查密接部分是否密封及与底片密接部分。
B.如抽气不足，要检查抽气软管是否破损。
4.问题：
经翻制的底片局部解像度不良
原因
解决方法
（1）
原始底片品质不佳。
（1）
检查原始底片导线边缘的不良情形。
（2）
曝光机抽真空系统功能性差。
（2）
A.检查抽真空系统的密接处及翻制底片的密接部分。
B.检查气路软管是否有破损部分。
（3）
曝光过程中底片间有气泡存在。
（3）
曝光机台面存有灰粒，必须强化抽气系统。
5.问题：
经翻制的底片光密度不足（主要指暗区的遮光程度不足）
原因
解决方法
（1）
经翻制底片显影过程不正确。
（1）
检查显影工艺条件及显影液浓度。
（2）
原装底片存放条件不良。
（2）
需要存放在符合工艺要求的室内，特别要避免见光。
（3）
显影设备功能变差。
（3）
检查与修理，特别是温度及时间控制系统。
6.问题：
经翻制的底片图形面出现针孔或破洞
原因
解决方法
（1）
曝光机台面有灰尘或颗粒。
（1）
应认真做好的原始底片、曝光台面等清洁工作。
（2）
原始底片品质不良。
（2）
检查原始底片图形表面状态，必要时，可试翻第二张底片，以进行对比检查。
（3）
原装底片基材品质差。
（3）
进行试验性检查，使整片曝光显影后观察暗区黑面是否有针孔或空洞。
7.问题：
经翻制的底片电路图形变形
原因
解决方法
（1）
工作环境温湿度不正确。
（1）
作业的环境温湿度控制：
温度20-270C；湿度40-70％RH，精度要求高的底片，其作业湿度应控制在55-60％RH。
（2）
干燥过程不正确。
（2）
将底片水平放置吹干，其干燥时间厚（100μm），底片干燥1-2小时；厚度175微米，基片干燥6-8小时。
（3）
待翻制的底片前处理不适当。
（3）
需在底片房环境中放置至少24小时，进行稳定性处理。
8.问题：
底片透明区域不足或片基出现云雾状
原因
解决方法
（1）
原装底片基材中已有夹杂物。
（1）
选用高解像度品质的原装底片。
（2）
原装片基表面不良。
（2）
确保存放环境的温湿度控制。
（3）
原装底片品质不良。
（3）
首先要检测原装底片性能与品质。
（4）
曝光、显影过程有问题。
（4）
对设备情况和显影液、定影液及工艺条件进行检查并进行调整。
D.底片变形与预防方法
1.问题：
底片变形
原因
解决方法
（1）
温湿度控制失灵。
（1）
通常情况下，温度控制在22±20C，湿度在55％±5％RH。
（2）
曝光机温升过高。
（2）
采用冷光源或有冷却装置的曝光机及不断更换备份底片。
注：
底片变形修正的工艺方法：
1.在掌握数字化编程仪的操作技术情况下，首先装底片与钻孔试验板对照，测出其长、宽两个变形量，在数字化编程仪上按照变形量的大小放长或缩短孔位，用放长或缩短孔位后的钻孔试验板去应合变形的底片，免除了剪接底片的烦杂工作，保证图形的完整性和精确性。
称此法为“改变孔位法”。
2.针对底片随环境温湿度变化而改变的物理现象，采取拷贝底片前将密封袋内的底片拿出，工作环境条件下晾挂4-8小时，使底片在拷贝前就先变形，这样就会使拷贝后的底片变形就很小，称此法“晾挂法”。
3.对于线路简单、线宽及间距较大、变形不规则的图形，可采用将底片变形部分剪开对照钻孔试验板的孔位重新拚接后再去拷贝，称此法“剪接法”。
4.采用试验板上的孔放大成焊盘去重变形的线路片，以确保最小环宽技术要求，称此法为“焊盘重叠法”。
5.将变形的底片上的图形按比例放大后，重新贴图制版，称此法为“贴图法”。
6.采用照像机将变形的图形放大或缩小，称此法为“照像法”。
注意事项：
现将上述方法的适用范围、注意事项等列表如下，供参考。
名 称
适用范围
不适用范围
注意事项
剪接法
对于线路不太密集，各层底片变形不一致。
对阻焊底片及多导板电源地层底片的变形尤为适用。
导线密度高，线宽及间距小于0.20mm。
剪接时应尽量少伤导线，不伤焊盘。
拼接拷贝后修版时，应注意连接关系的正确性。
改变孔位法
各层底片变形一致。
线路密集的底片也适用此法。
底片变形不均匀，局部变形尤为严重。
采用编程仪放长或缩短孔位后，对超差的孔位应重新设置。
晾挂法
尚未变形及防止在拷贝后变形的底片
已变形的底片。
在通风及黑暗（有安全也可以）的环境下晾挂底片，避免光及污染。
确保晾挂处与作业处的温湿度一致。
焊盘重叠法
图形线路不太密集，线宽及间距大于0.30mm
特别是用户对印制电路板外观要求严格。
因重叠拷贝后，焊盘呈椭圆。
重叠拷贝后，线、盘边缘的光晕及变形。
照像法
底片长宽方向变形比例一致。
不便重钻试验板时。
仅适用银盐底片。
底片长宽方向变形不一致。
照像时对焦应准确，防止线条变形。
底片损耗较多，通常情况下，需有多次调试后方获得满意的电路图形。
三．数控钻孔制造工艺部分
Ａ．机械钻孔部分
1．问题：
孔位偏移，对位失准
原因
解决方法
（1）
钻孔过程中钻头产生偏移
（1）
A．检查主轴是否偏转 B．减少叠板数量。
通常按照双面板叠层数量为钻头直径的5倍，而多层板叠层数量为钻头直径
的2－3倍。
C．增加钻头转速或降低进刀速速率;D．重新检查钻头是否符合工艺要求，否则重新刃磨；E．检查钻头顶尖是否具备良好同心度；F．检查钻头与弹簧夹头之间的固定状态是否紧固；G．重新检测和校正钻孔工作台的稳定和稳定性。
（2）
盖板材料选择不当，软硬不适
（2）
选择复合盖板材料（上下两层是厚度0.06mm的铝合金箔，中间是纤维芯，总厚度为0.35mm）。
（3）
基材产生涨缩而造成位移
（3）
检查钻孔后其它作业情况，如孔化前应进行烘干处理
（4）
所采用的配合定位工具使用不当
（4）
检查或检测工具孔尺寸精度及上定位销的位置是否有偏移。
（5）
孔位检验程序不当
（5）
检测验孔设备与工具。
（6）
钻头运行过程中产生共振
（6）
选择合适的钻头转速
（7）
弹簧夹头不干净或损坏
（7）
清理或更换弹簧夹头。
（8）
钻孔程序出现故障
（8）
重新检查磁带、软盘及读带机等。
（9）
定位工具系统精度不够
（9）
检测及改进工具孔位置及孔径精度。
（10）
钻头在运行接触到盖板时产生滑动
（10）
选择合适的进刀速率或选抗折强度更好的钻头。
2．问题：
孔径失真
原因
解决方法
（1）
钻头尺寸错误
（1）
操作前应进行检查钻头尺寸及控制系统的指令是否正常。
（2）
进刀速率或转速不恰当所至
（2）
调整进刀速率和转速至最理想状态
（3）
钻头过度磨损
（3）
更换钻头，并限制每个钻头钻孔数量。
通常按照双面板（每叠三块）可钻6000－9000
孔；高密度多层板上可钻500个孔；对于FR－4（每叠三块）可钻3000个孔；而对较硬的FR-5，平均减减少30％。
（4）
钻头重磨次数过多或退屑槽长
（4）
限制钻头重磨的次数及重磨度低于标准规定重磨尺寸变化。
对于钻多层板每钻500孔刃磨一次，允许刃磨2－3次；每钻1000孔可刃磨一次；对于双面板每钻3000孔，刃磨一次，然后钻2500孔；再刃磨一次钻2000孔。
钻头适时重磨，可增加钻头重磨次数及增加钻头寿命。
通过工具显微镜测
量，在两条主切削刃全长内磨损深度应小于0.2mm。
重磨时要磨去0.25mm。
定柄钻头可重磨3次；铲形钻头重磨2次。
（5）
钻轴本身过度偏转
（5）
使用动态偏转测试仪检查主轴运行过程的偏转情况或严重时由专业的供应商进行修理。
3．问题：
孔壁内碎屑钻污过多
原因
解决方法
（1）
进刀速率或转速不恰当
（1）
调整进刀速率或转速至最隹状态。
（2）
基板树脂聚合不完全
（2）
钻孔前应放置在烘箱内温度120℃，烘4小时。
（3）
钻头击打数次过多损耗过度
（3）
应限制每个钻头钻孔数量。
（4）
钻头重磨次数过多或退屑槽长度低于技术标准
（4）
应按工艺规定重磨次数及执行技术标准。
（5）
盖板与垫板的材料品质差
（5）
就选用工艺规定的盖板与垫板材料。
（6）
钻头几何外形有问题
（6）
检测钻头几何外形应符合技术标准。
（7）
钻头停留基材内时间过长
（7）
提高进刀速率，减少叠板层数。
图示：
此二图示系说明钻孔后出现的缺陷。
并列名称如下：
1
左图：
孔环侧铜面上的钻污Smear
1
右图：
进刀时产生毛剌EntryBurr
2
基材上的钻污
2
分层Delamination
3
沟槽Plcwing
3
卷入孔内毛剌Rolled-iuBurr
4
玻璃纤维突出FiberProtrusion
4
出口性毛剌ExitBurr
5
钻污Smear
5
压陷Dishing
4．问题：
孔内玻璃纤维突出
原因
解决方法
（1）
退刀速率过慢
（1）
应选择最隹的退刀速率。
（2）
钻头过度损耗
（2）
应按照工艺规定限制钻头钻孔数量及检测后
重磨。
（3）
主轴转速太慢
（3）
根据公式与实际经验重新调整进刀速率与主
轴转速之间的最隹数据。
（4）
进刀速率过快
（4）
降低进刀速率至合适的速率数据。
5．问题：
内层孔环的钉头过度
原因
解决方法
（1）
退刀速度过慢
（1）
增加退刀速率至最隹状态。
（2）
进刀量设定的不恰当
（2）
重新设定进刀量达到最隹化
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