PCB內部短路的原因

原因 PCB 內部短路

一、原材料對內部短路的影響:

多層PCB材料的尺寸穩定性是影響內層定位精度的主要因素。 還必須考慮基板和銅箔的熱膨脹係數對多層PCB內層的影響。 從所用基材的物理性能分析,層壓板中含有聚合物,在一定溫度下會改變主要結構,稱為玻璃化轉變溫度(TG值)。 玻璃化轉變溫度是大量聚合物的特性,僅次於熱膨脹係數,是層壓板最重要的特性。 比較常用的兩種材料,環氧玻璃布層壓板和聚酰亞胺的玻璃化轉變溫度分別為Tg120℃和230℃。 在150℃條件下,環氧玻璃布層壓板的自然熱膨脹約為0.01in/in,而聚酰亞胺的自然熱膨脹僅為0.001in/in。

印刷電路板

根據相關技術數據,每升高12℃,X、Y方向的熱膨脹係數為16-1ppm/℃,Z方向的熱膨脹係數為100-200ppm/℃,增加比 X 和 Y 方向的數量級高一個數量級。 然而,當溫度超過100℃時,發現層壓板和孔隙之間的z軸膨脹不一致,差異變大。 電鍍通孔的自然膨脹率低於周圍的層壓板。 由於層壓板的熱膨脹比孔隙快,這意味著孔隙在層壓板變形的方向上被拉伸。 這種應力條件在通孔體中產生拉伸應力。 當溫度升高時,拉應力將繼續增加。 當應力超過通孔塗層的斷裂強度時,塗層就會斷裂。 同時,層壓板的高熱膨脹率使內層導線和焊盤上的應力明顯增大,導致導線和焊盤開裂,導致多層PCB內層短路. 因此,在製造BGA等高密度封裝結構對PCB原材料技術要求時,應特別仔細分析,基板的選擇與銅箔熱膨脹係數應基本匹配。

二、定位系統方法精度對內部短路的影響

定位在薄膜生成、電路圖形、層壓、層壓和鑽孔中是必要的,並且需要仔細研究和分析定位方法的形式。 這些需要定位的半成品會因為定位精度的不同而帶來一系列的技術問題。 稍有不慎就會導致多層PCB內層出現短路現象。 應該選擇什麼樣的定位方法,取決於定位的準確性、適用性和有效性。

三、內部蝕刻質量對內部短路的影響

內襯蝕刻工藝很容易產生殘銅向末端蝕刻掉,殘銅有時很小,如果不是用光學測試儀來直觀檢測,用肉眼很難發現,將被帶到層壓過程中,殘留銅被抑製到多層PCB內部,由於內層密度非常高,最簡單的方法是將殘留銅接收到多層PCB襯裡引起兩者之間的短路電線。

4、貼合工藝參數對內部短路的影響

內層板貼合時必須用定位銷定位。 如果安裝板時使用的壓力不均勻,內層板的定位孔會變形,受壓所承受的壓力引起的剪應力和殘餘應力也很大,層收縮變形等原因會導致導致多層PCB內層產生短路和報廢。

五、鑽孔質量對內短路的影響

1、孔位誤差分析

為獲得高質量和高可靠性的電氣連接,鑽孔後焊盤與導線的接縫應至少保持50μm。 要保持這麼小的寬度,鑽孔的位置必須非常準確,產生的誤差小於或等於工藝提出的尺寸公差的技術要求。 但鑽孔的孔位誤差主要由鑽孔機的精度、鑽頭的幾何形狀、蓋墊的特性和工藝參數決定。 從實際生產過程中積累的經驗分析是由四個方面引起的:鑽機相對於孔的真實位置的振動引起的振幅、主軸的偏差、鑽頭進入基體點引起的打滑,以及鑽頭進入基體後玻璃纖維阻力和鑽屑引起的彎曲變形。 這些因素都會造成內孔位置偏差和短路的可能性。

2、根據以上產生的孔位偏差,為解決和排除誤差過大的可能性,建議採用階梯鑽孔工藝方法,可以大大降低鑽屑消除和鑽頭溫升的影響。 因此,需要改變鑽頭幾何形狀(截面積、芯厚、錐度、排屑槽角度、排屑槽和長邊帶比等)以增加鑽頭剛度,孔位精度將大大改善。 同時要正確選擇蓋板和鑽孔工藝參數,保證鑽孔精度在工藝範圍內。 除了上述保證外,外因也必須是關注的焦點。 如果內部定位不准確,鑽孔時出現偏差,也會導致內部電路或短路。