PCB十大质量问题与对策.doc

1、PCB十大质量问题与对策漫长的生产流程，诸多的控制点，一招不慎，板子就坏。PCB的质量问题层出不穷也是业界一直头疼的问题，一片板子有问题，贴上去的绝大部分器件 就得一起报废。可恨的是，这些问题通过进料检验（ IQC)还发现不了。而更让人烦躁的是，很多问题供应商还能跟你东拉西扯，改善进展缓慢，交货问题不断。笔者收集了 PCB经常出现的一些质量问题，整理如下：除了上述问题外， 还有一些潜在风险较大的问题， 笔者一共整理了十大问题， 在此列出并附上一些处理的经验，与诸君分享：1. 【分层】分层是 PCB的老大难问题了，稳居常见问题之首。其发生原因大致可能如下：（ 1）包装或保存不当，受潮；（ 2）保

2、存时间过长，超过了保存期， PCB板受潮；（ 3）供应商材料或工艺问题；（ 4）设计选材和铜面分布不佳。受 潮问题是比较容易发生的，就算选了好的包装，工厂内也有恒温恒湿仓库，可是运输和暂存过程是控制不了的。 笔者曾“有幸”参观过一个保税仓库， 温湿度管理是 别指望了，房顶还在漏水，箱子是直接呆在水里的。不过受潮还是可以应对的，真空导电袋或者铝箔袋都可以不错地防护水汽侵入， 同时包装袋里要求放湿度指示 卡。如果在使用前发现湿度卡超标，上线前烘烤一般可以解决，烘烤条件通常是 120 度， 4H。如果是供应商处材料或工艺发生问题， 那报废的可能性就比较大了。 常见的可能原因包括：棕（黑）化不良， P

3、P或内层板受潮， PP胶量不足，压合异常 等。为了减少这种情况的问题发生， 需要特别关注 PCB供应商对对应流程的管理和分层的可靠性试验。以可靠性试验中的热应力测试为例，好的工厂通过标准要求是5 次以上不能分层，在样品阶段和量产的每个周期都会进行确认，而普通工厂通过标准可能只是2 次，几个月才确认一次。而模拟贴装的IR 测试也可以更多地防 止不良品流出，是优秀PCB厂的必备。当然设计公司本身的 PCB设计也会带来分层的隐患。例如板材 Tg 的选择，很多时候是没有要求的， 那 PCB厂为了节约成本， 肯定选用普通 Tg 的材料， 耐温性能就会比较差。在无铅成为主流的时代， 还是选择 Tg 在 1

4、45C以上的比较安全。另外空旷的大铜面和过于密集的埋孔区域也是 PCB分层的隐患，需要 在设计时予以避免。2. 【焊锡性不良】焊锡性也是比较严重的问题之一，特别是批量性问题。其可能发生原因是板面污染、氧化，黑镍、镍厚异常，防焊 SCUM（阴影），存放时间过长、吸湿，防焊上 PAD，太厚（修补）。污染和吸湿问题都比较好解决，其他问题就比较麻烦，而且也没有办法通过进料检验发现， 这时候需要关注 PCB厂的制程能力和质量控制计划。 比如黑镍，需要看 PCB厂是不是化金外发，对自己的化金线药水分析频率是否足够，浓度是否稳定， 是否设置了定期的剥金试验和磷含量测试来检测， 内部焊锡性试验是否有良好执 行

5、等。如果都能做好，那发生批量问题的可能性就非常小了。而防焊上 PAD和修补不良，则需要了解 PCB供应商对检修制定的标准， 检验员和检修人员是否有良 好的考核上岗制度，同时明确定义焊盘密集区域不能进行修补（如 BGA和 QFP）。3. 【板弯板翘】可能导致板弯板翘的原因有：供应商选材问题，生产流程异常，重工控制不良，运输或存放不当，折断孔设计不够牢固，各层铜面积差异过大等。最后 2 点设计上的 问题需要在前期进行设计评审予以避免，同时可以要求 PCB 厂模拟贴装 IR 条件进行试验，以免出现过炉后板弯的不良。对于一些薄板，可以要求在包装时上下加 压木浆板后再进行包装，避免后续变形，同时在贴片时

6、加夹具防止器件过重压弯板子。4. 【刮伤、露铜】刮伤、露铜是最考验PCB厂管理制度和执行力的缺陷。这问题说严重也不严重，不过确实会带来质量隐忧。很多PCB公司都会说，这个问题很难改善。笔者曾经推动过多家 PCB厂的刮伤改善，发现很多时候并不是改不好，而是要不要去改，有没有动力去改。凡是认真去推动专案的PCB厂，交付的 DPPM都有了显著的改善。所以这个问题的解决诀窍在于：推、压。5. 【阻抗不良】PCB的阻抗是关系到手机板射频性能的重要指标，一般常见的问题是PCB批次之间的阻抗差异比较大。由于现在阻抗测试条一 般是做在 PCB的大板边，不会随板出货，所以可以让供应商每次出货时付上该批次的阻抗条

7、和测试报告以便参考，同时还要求提供板边线径和板内线径的对比数据。6. 【BGA焊锡空洞】BGA焊锡空洞可能导致主芯片功能不良，而且可能在测试中无法发现，隐藏风险很高。所以现在很多贴片厂都会在贴件后 过 X-RAY进行检查。这类不良可能发生的原因是 PCB孔内残留液体或杂质， 高温后汽化，或者是 BGA焊盘上激光孔孔型不良。所以现在很多 HDI 板要求电 镀填孔或者半填孔制作，可以避免此问题的发生。7. 【防焊起泡 / 脱落】此类问题通常是 PCB防焊过程控制出现异常，或是选用防焊油墨不适合（便宜货、非化金类油墨、 不适合贴装助焊剂） ，也可能是贴片、 重工温度过高。要防止批量问题发生， 需要

8、PCB供应商制定对应的可靠性测试要求，在不同阶段进行控制。8. 【塞孔不良】塞孔不良主要是 PCB厂技术能力不足或者是简化工艺造成的，其表现为塞孔不饱满， 孔环有露铜或者假性露铜。 可能造成焊锡量不足， 与贴片或组装器件短路，孔内残留杂质等问题。 此问题外观检验就可以发现， 所以可以在进料检验就可以控制下来，要求 PCB厂进行改善。9. 【尺寸不良】尺寸不良的可能原因很多， PCB制作流程中容易产生涨缩，供应商调整了钻孔程序 / 图形比例 / 成型 CNC程序，可能造成贴装容易发生偏位， 结构件配合不好等问题。由于此类问题很难检查出来，只能靠供应商良好的流程控制，所以在供应商选择时需要特别关注

9、。10. 【甲凡尼效应】甲凡尼效应也就是高中化学中学习的原电池反应， 出现在选择性化金板的 OSP 流程。由于金和铜之间的电位差， 在 OSP的处理流程中与大金面相连的铜焊盘会不断失去电子溶解成 2 价铜离子，导致焊盘变小，影响后续元器件贴装及可靠性。这一问题虽然不常发生，在柏拉图中未曾出现，不过一旦出现就是批量性问题。手机 PCB制作有经验的板厂都会通过电脑软件筛选出此部分焊盘， 在设计时预先补偿，并且在 OSP流程中设定特别的重工条件和限制重工次数，避免问题发生。所以这一问题可以在审核板厂时提前确认。以上问题并没有把短路 / 开路列入，因为这个是PCB最基本问题，哪家板厂都避免不了，主要就

10、是看谁的制程良率比较高，防错比较好，修补标准比较 严，PPM控制得比较低了。笔者接触过很多 PCB供应商，比较有趣的是，并不是设备很好、管理制度很严格的工厂交付的 PPM就一定低，有些设备陈旧、工作 气氛轻松的老厂表现说不定更好， 看来操作人员的工作心情， 对 PCB的质量来说也是非常重要的。四、国内 PCB公司群英汇全球 PCB产业的产值近年来一直呈萎缩状态，不过国内倒是一直处于发展状态。国内大大小小数千家 PCB工厂，竞争也是越来越激烈，正如三国时代名将林立，江山如画，一时多少豪杰。众多的国内 PCB厂，谁做手机 PCB比较强？这可不是光查一下 CPCA（中国印制电路板协会）的中国 PCB

11、百强排名就可以知道的。有些公司产值很 高，质量较次；有些公司其他类型 PCB不错，可是手机 PCB做得一般。 笔者在此依照技术能力和产品质量对其做一分级（未考虑价格因素），仅供参考，不负法律责任。五、选择 PCB合作供应商的一些建议PCB板作为定制物料，在 PCBA里面具有重要的作用，为了提高 PCB板质量，需要和供应商建立长期稳定的合作关系，尽量选择业内口碑不错的供应商。在供应商承认时， 样品合格是前提， 还需要去了解供应商的制程能力， 流程关键控制点（可以参考第二节内容），检验能力，产品良率，问题解决能力。设计沟通是非常重要的， 特别是合作初期， 最好就每个项目进行技术沟通， 然后形成双方的一些特别合作规范， 可以大幅度缩短工程提问周期， 减少常见问题的发生。与 PCB厂沟通，设立合理的保质期。 通常 OSP板的有效期为 6 个月，而全化金板的有效期为 1