電路板製造與應用問題改善指南

第一章 進入問題判讀-(找出真相的基礎)
1.1 前言
1.2 電路板問題判讀的時機
1.3一般目視比較看不見的電路板缺點
1.4 故障、缺點判讀與技術責任的釐清
1.5 何謂〝四段式判讀〞
1.6 留意用對分析方法
1.7 方便使用的可攜式光學小工具
1.8 小結
第二章 切片篇-(製程與品質管控的利器)
2.1電路板切片製作概述
2.2垂直切、水平切與觀察法
2.2.1垂直切法
2.2.2 水平切法
2.2.3切片的修正
2.3切片的製作程序
2.3.1取樣 (Sampling)
2.3.2灌膠固定 (Resin Encapsulation)
2.3.3切片研磨(Grinding)
2.3.4細部拋光(Polish)
2.3.5適當的清潔(Cleaning)
2.3.6適量的微蝕(Micro-etch)
2.3.7攝影(Photography)
2.3.8 良好的觀測精準度
2.4如何判讀電路板切片或影像資料
2.4.1如何判讀切片的現象
2.4.2如何釐清缺點的來源與歸屬
2.5 典型的缺點切片
2.5.1典型的通盲孔缺點現象切片:
2.5.2典型受熱應力後的孔切片: (一般為每循環288℃/10sec秒試驗)
2.5.3典型的不灌膠樣本
2.6小結
第三章 工具底片篇-(影像的提供者，線路的母親)
3.1 應用的背景
3.2 重要的影響變數
3.3 底片的製作與處理
3.4 底片的結構
3.4.1 鹵化銀底片
3.4.2 偶氮底片
3.5 底片的品質
3.6 底片與製程的定義說明
3.7 底片尺寸的穩定性
3.8 問題研討
問題3.1棕片翻製全面線寬變細
問題3.2棕片四周邊緣局部線寬變細
問題3.3棕片其全面或局部解析度不佳
問題3.4棕片影像上出現針孔或破洞等瑕疵
問題3.5底片發生變形走樣
問題3.6底片透明度不足或出現混濁問題
問題3.7棕片或黑片遮光不良造成線寬變異
問題3.8 底片保護膜壓膜氣泡皺摺
3.9 小結
第四章 基材篇-(信賴度的根本，電路板的基礎)
4.1 材料的基本架構
4.2 樹脂系統
4.3強化材料系統
4.4 金屬箔
4.5 問題研討
問題4.1基板在製程中尺寸安定性不良
問題4.2板面出現微小凹陷或板內發現空洞、異物
問題4.3板材內出現白點(Measling)或白斑(Crazing)
問題4.4基材銅面上常出現的各種缺失
第五章 內層製程篇-(良率的基礎、地下的通道、電訊的功臣)
5.1 多層板的基本架構
5.2問題研討
問題5.1內層板尺寸安定性不良，造成偏環與破環等對位問題
問題5.2內層薄基板在輸送帶上被捲入滾輪而受損
問題5.3 兩面配合度不良
問題5.4底板異物
問題5.5底板凹陷
問題5.6底板氣泡
問題5.7線路刮傷
問題5.8內層線細
問題5.9間距不足
問題5.10底片刮軋傷短路銅渣
問題5.11靶位不全
問題5.12滲透斷路
問題5.13壓膜D/F下異物
問題5.14短路(漏光)
問題5.15曝光異物/線路針孔
問題5.16 短路(撕膜不全)
問題5.17 短路(乾膜回沾)
第六章 壓板製程篇-(前置成果的累積，內部缺陷危機的誕生)
6.1 應用的背景
6.2 重要的影響變數
6.2.1 銅面的粗化
6.2.2 加膠片固定
6.2.3 熱壓填膠
6.3 問題研討
問題6.1黑棕氧化層表面不均勻
問題6.2多層板黑棕化介面發生爆板分層
問題6.3非黑棕化介面分層
問題6.4壓合後板面出現板彎(Bow)與板翹(Twist)
問題6.5多層板壓合後出現位偏對位不良現象
問題6.6壓合後板中出現空氣空洞或水氣空洞
問題6.7壓合板厚度不均中央厚四周薄
問題6.8白角白邊
問題6.9多層板壓合後一邊厚一邊薄
問題6.10多層板厚度不均太厚或太薄
問題6.11壓合後內層圖案印到外層銅面上
問題6.12壓合後外層銅面出現凹點、凹陷、膠點
問題6.13板內異物
問題6.14片狀氣泡
問題6.15銅皮皺折
問題6.16板面白點/織紋顯露/缺膠(Resin Starvation)
問題6.17樹脂內縮(Resin-Recession)
問題6.18 薄板壓合邊緣空泡
問題6.19 過蝕導致層分離
第七章 鑽孔製程篇-(條條大道通羅馬，層間通路的來源)
7.1應用的背景
7.2 鑽針各部位的名稱與功能
7.3 重要的影響變數
7.4 問題研討
問題7.1孔位偏移、對位不準
問題7.2孔徑失真、真圓度不足、孔變形
問題7.3孔壁膠渣過多
問題7.4孔內玻纖突出
問題7.5內層孔環之釘頭(Nail Heading)過度
問題7.6孔口孔緣白圈、孔緣銅屑、基材分離
問題7.7孔壁粗糙、殘屑殘渣
問題7.8燈芯效應(Wicking)
問題7.9鑽針容易斷裂
問題7.10粉紅圈
問題7.11孔大
第八章 雷射鑽孔篇-(層間的捷徑、小孔的未來)
8.1 應用的背景
8.2 加工的模式
8.3 雷射加工的設備
8.4 問題研討
問題8.1開銅窗加工法孔位與底墊對位不佳
問題8.2盲孔孔型不良
問題8.3孔底膠渣與孔壁碳渣的清除不足
問題8.4 雷射孔底斷路分離
問題8.5 雷射孔形異常
問題8.6 雷射孔層偏

問題8.7其他二氧化碳雷射與銅窗的成孔問題
第九章 除膠渣與PTH製程篇-(整地建屋重在基礎)
9.1應用的背景
9.2重要的處理技術
9.2.1 除膠渣及樹脂粗化處理
9.2.2金屬(通孔)化製程
9.2.3整孔與微蝕
9.2.4 活化及速化
9.2.5 化學銅
9.2.6 直接電鍍製程
9.3 問題研討
9.3.1 除膠渣製程（高錳酸鉀法-Potassium Permanganate）
問題9.1膠渣(Smear)殘留
問題9.2過度除膠渣，造成孔壁過粗
問題9.3刷磨銅瘤
9.3.2 PTH製程
問題9.4整孔清潔劑帶出泡沫太多帶入下游槽液
問題9.5微蝕液(Micro-Etch)速率太慢
問題9.6硫酸/雙氧水系之蝕速太快及液溫上升
問題9.7微蝕後板面發生條紋或微蝕不足
9.3.3 活化與(Activating、Catalyze)及速化(Acceleration)
問題9.8鈀槽液變成透明澄清，在槽底形成黑色沈澱
問題9.9由於活化不良造成孔壁破洞
問題9.10孔壁分離或拉離附著力不佳/(Pull Away)
9.3.4 化學銅槽的操作與維護
問題9.11槽液不安定容易在板子以外區域沈積
問題9.12沈積速率緩慢有暗色銅出現
問題9.13玻璃束上出現破洞
問題9.14反回蝕楔型缺口(Wedge Void)
問題9.15鍍銅空心瘤
問題9.16內環銅箔微裂
問題9.17吹孔(Blow Hole)
問題9.18化學銅或電鍍銅後鍍層表面粗糙
問題9.19背光不良/點狀孔破/環形孔破(Ring Void)
問題9.20 雷射孔底分離
9.3.5 黑影製程(SHADOW® Process)
問題9.21鍍通孔一銅孔破(Voids)
問題9.22 黑影的Wedge Voids
問題9.23 內部連接不良問題
問題9.24軟板、軟硬板孔壁嚴重凹陷/孔壁剝離
問題9.25軟硬板孔壁毛邊
第十章 鍍通盲孔製程篇-(穩定導通的基礎、電性表現的根本)
10.1應用的背景
10.2電鍍的原理
10.3 電鍍銅的設備
10.4 電鍍掛架及電極配置
10.5 槽液的管理
10.6 不同的電鍍方法
10.7 問題研討
問題10.1各鍍銅層間附著力不良
問題10.2線路電鍍出現局部漏鍍與階梯鍍
問題10.3全板面鍍銅之厚度分佈不均
問題10.4線路電鍍正反兩板面厚度不均
問題10.5通孔銅壁出現破洞
問題10.6鍍銅層燒焦
問題10.7鍍銅層表面長瘤(尤以孔口最易出現銅瘤)
問題10.8鍍銅層出現凹點
問題10.9鍍層出現條紋狀
問題10.10鍍層脆裂(Brittle Copper Plating)
問題10.11轉角斷裂/墊圈浮離
問題10.12鍍層晶格結構過大
問題10.13無機物污染
問題10.14添加劑消耗過快
問題10.15孔銅與內層銅分離
問題10.16孔內蝕刻斷路
問題10.17銅狗骨頭(Dog Bone)
問題10.18孔邊銅結/毛邊銅結問題
問題10.19雙打雷射包孔
問題10.20包銅與斷銅的差異
第十一章 乾膜光阻製程篇-(精細外型、線路圖像的主導者)
11.1應用的背景
11.2 製程的考慮
11.3 問題研討
問題11.1顯影後銅面上留有殘膜(Scum)
問題11.2蓋孔(Tenting)效果不良
問題11.3顯影時乾膜受損或發現乾膜浮起邊緣不齊
問題11.4蝕刻時阻劑遭到破壞或浮起
問題11.5線路電鍍發生滲鍍阻劑邊緣浮起
問題11.6剝膜後發現銅面上尚留有殘渣
問題11.7電鍍線路缺口、斷路
問題11.8階梯線路與線路漸縮
問題11.9基材刮傷乾膜
問題11.10線路短路
問題11.11線路邊緣突出或短路
問題11.12區塊性短路
第十二章 蝕刻製程篇-(通路的選擇者，線路的主要製作方法)
12.1應用的背景
12.2蝕刻的原理
12.3問題研討(已在內層蝕刻討論過的類似問題不在此重複)
問題12.1板子兩面蝕刻效果差異明顯
問題12.2板面蝕刻某些區域尚留有殘銅
問題12.3蝕刻發生嚴重側蝕過蝕(Undercut or Over etching)
問題12.4輸送帶中前進的板子呈現斜走現象
問題12.5銅蝕刻製程速度變慢
問題12.6鹼性蝕刻液過度結晶
問題12.7鹼性蝕刻效率太差，儲槽底部有鹽類沈積
問題12.8連續蝕刻時蝕刻速率下降，停機一會又能恢復蝕速
問題12.9線細與過蝕
問題12.10短路
問題12.11線路破損
第十三章 文字、綠漆網印刷篇-(留下地標覆蓋線路作業)
13.1應用的背景
13.2 絲網印刷的原理與程序
13.2.1 製版
13.2.2 印刷作業
13.3 問題研討(本章內容以印刷非曝光材料為討論主體)
問題13.1綠漆沾墊
問題13.2印刷跳印漏印(Skips)
問題13.3印刷對準性不佳(Poor Registration)
問題13.4印刷文字脫落(Legend Peeling)
問題13.5印刷時板面出現黏網現象
問題13.6下墨量不足，引起影像斷續不清的現象
問題13.7印刷影像邊緣滲出之陰影或鬼影
問題13.8附著板面的油墨量太多
問題13.9已印油墨出現氣泡或附著不良
問題13.10線路邊緣呈現鋸齒狀
問題13.11塞孔氣泡
問題13.12半塞孔內銅薄
問題13.13 線路轉印(疊痕)
第十四章 綠漆製程篇-(線路的外衣，組裝的防護罩)
14.1應用的背景
14.2 止焊漆的塗佈製程
14.3 問題研討(有關絲網印刷議題，前章討論過的本章不再重複)
問題14.1綠漆不均勻
問題14.2烘烤後乾燥情形不良
問題14.3曝光時綠漆黏底片
問題14.4去墨區出現顯影不良
問題14.5 綠漆沾墊或進孔
問題14.6影像區發生顯影過度
問題14.7綠漆硬化不足(通常在組裝時才會發現，如：錫珠、錫網等)
問題14.8綠漆耐濕氣之絕緣電阻值不足
問題14.9線路漏銅
問題14.10噴錫後綠漆脫皮
問題14.11 PAD沾S/M
問題14.12 S/M 氣泡、空泡浮離
第十五章 表面金屬處理篇-(金屬的外衣，電子組裝的基礎)
15.1 應用的背景
15.2 各式印刷電路板金屬表面處理
15.2.1 打線與端子用金屬處理
15.2.2 端子連結與凸塊處理的金屬表面處理
15.3無鉛焊接對於金屬處理的影響
15.4 問題研討(類似鍍槽的問題只進行一次探討)
15.4.1 胺基磺酸鎳問題
問題15.1胺基磺酸鎳鍍層粗糙或邊緣長出樹枝
問題15.2 鍍鎳層呈現燒焦現象
問題15.3鍍鎳層出現凹點(Pits)
問題15.4鍍鎳附著力很差自銅面浮起
問題15.5鍍鎳之分佈力(Throwing Power)太低
問題15.6陰極效率低沈積速率慢
問題15.7陽極效率太低
問題15.8鍍鎳層出現脆化現象
15.4.2 硫酸鎳鍍鎳製程(俗稱Watts製程)
問題15.9鍍鎳表面粗糙或長樹枝(Treeing)
問題15.10低電流區域鍍層昏暗
15.4.3 鍍硬金
問題15.11金手指鍍金層硬度降低
問題15.12鍍金層硬度增高
問題15.13鍍金之陰極效率不足
問題15.14鍍金表面粗糙
問題15.15鍍金層內應力太高
問題15.16鍍金滲鍍
問題15.17金手指粗糙結塊
問題15.18金手指沾錫
問題15.19 金手指沾綠漆
問題15.20金手指沾印字油墨、綠漆
問題15.21金手指不規則
問題15.22金面凹陷
問題15.23 金手指露銅
15.4.4 鍍軟金(打線用金層)
問題15.24金層本身之間出現浮離
問題15.25未能通過打金線拉力試驗
問題15.26電流效率太低(指陰極效率)
問題15.27鍍金層疏孔(Poros)太多底鎳易鏽
15.4.5 化學鎳金製程
問題15.28 電鍍鎳層結構不良
問題15.29電鍍液異常分解
問題15.30 化鎳槽液混濁不清
問題15.31鎳析出速度過快
問題15.32 鎳析出速度過慢
問題15.33化鎳金之鍍面粗糙
問題15.34 P. T.H孔上金
問題15.35綠漆白化的問題
問題15.36 金面色差

問題15.37鎳金表面出現針孔
問題15.38化鎳浸金所出現架橋(常出現在密集SMT焊墊間的板材上)
問題15.39焊接掉零件的黑焊墊(Black Pad)問題
問題15.40 剝鎳(金)
問題15.41化鎳金漏鍍或跳鍍(Skip)---SMT Pad 或金手指應該上化鎳
問題15.42 滲鎳、化金綠漆浮離、底銅側蝕
問題15.43 露鎳
問題15.44線路沾金、散鍍(Stray)---防焊綠漆上有鎳金沾黏附著
問題15.45板面白霧---金手指上化鎳金有白霧情形
問題15.46化金後金面變雙色
問題15.47鎳金厚度正常，化金後金面偏棕、紅、灰
問題15.48化金後金面色差並發現鎳厚度不足有鎳粗現象
問題15.49孔邊及大銅面均跳鍍
問題15.50 浸金孔內漏銅


15.4.6 其他最終金屬表面處理
問題15.51孔小
問題15.52沾膠
問題15.53 OSP膜面色差
問題15.54 OSP表面不良
問題15.55 OSP賈凡尼效應
問題15.56浸銀浸錫板氧化
問題15.57綠漆入孔導致孔內露銅、表面處理不良
第十六章 切外形製程篇-(大功告成)
16.1 應用的背景
16.2成型處理
16.3 銑刀的使用
16.4整體切割品質與能力的評估
16.5其它成型與外型處理技術
16.6問題研討
問題16.1外形尺寸超出公差
問題16.2板邊出現白斑(Crazing)
問題16.3切外形後板邊粗糙(Rough Edges)
問題16.4碎屑(Craking Dust)
16.6.1 切斜邊製程
問題16.5銅箔邊緣浮起
問題16.6斜邊粗糙，有時形成鐘形切口
16.6.2 刻槽製程(V-cut)
問題16.7 V型刻槽上下未對齊、深度不一致
參考文獻