pcb内层短路的原因

pcb内层短路的原因

一、原材料对内层短路影响：

多层PCB材料尺寸的稳定性是影响内层定位精度的主要因素。基材与铜箔的热膨胀系数对多层PCB的内层影响也必须有所考虑。从所采用的基材的物理特性分析，层压板都含有聚合物，它在一定的温度下主要结构会发生变化，通称为玻璃化转变温度（TG值）。玻璃化转变温度是大从数聚合物的特有性能，仅次于热膨胀系数，它是层压板最重要的特性。在通常使用的两种材料比较分析，环氧玻璃布层压板与聚酰亚胺的玻璃化转变温度分别为Tg120℃和230℃，在150℃以下的情况，环氧玻璃布层压板的自然热膨胀大约0.01in/in，而聚酰亚胺自然热膨胀只有0.001in/in。

从有关技术资料获知，层压板在X、Y方向热膨胀系数每增高1℃为12-16ppm/℃之间，而Z方向热膨胀系数是100-200ppm/℃，它的数值比X、Y方向增大一个数量级。但在测试过程中发现当温度超过100℃时层压板及孔体之间的Z轴方向膨胀是不一致的，并且差异变大。电镀通孔要比周围的层压板的自然膨胀率要低。由于层压板热膨胀比孔体快，这就意味着通孔体沿层压板形变方向被拉伸。这个应力条件在通孔体中产生了张力的应力，当温度升高时，该张力应力将继续增高，当应力超过通孔镀层的断裂强度时，镀层将会断裂。同时层压板较高的热膨胀率，使内层导线及焊盘上的应力明显增加，致使导线与焊盘开裂，造成多层PCB内层短路。所以，在制造适用BGA等高密度封装结构对PCB的原材料的技术要求，要特别进行认真的分析，选择基材与铜箔的热膨胀系数基本要达到相匹配。

二、定位系统的方法精度对内层短路的影响

在底片生成、电路图形制作、叠层、层压和钻孔过程，都必须进行定位，至于采用何种形式的定位方法，需要进行认真的研究和分析。这些需要定位的半成品都会因为选择的定位精度的差异，带来一系列的技术问题，稍有不慎就会导致多层PCB内层产生短路现象。究竟选择何种定位方法，应由所选用的定位的精度适用性和有效性而定。

三、内层蚀刻质量对内层短路的影响

内层蚀刻过程易产生末蚀刻掉的残铜点，这些残铜有时极小，如果不采用光学测试仪进行直观的检测，而用肉眼视觉很难发现，就会带到层压工序，将残铜压制到多层PCB的内部，由于内层密度很高，最容易使残留铜搭接到两导线之间而造成多层PCB内层短路。

四、层压工艺参数对内层短路的影响

内层板在层压时必须采用定位销来定位，如果装板时所使用的压力不均匀，内层板的定位孔就会产生变形、压制所采取的压力过大产生的剪应力和残余应力也很大，层缩变形等等原因，都会造成多层PCB的内层产生短路而报废。

五、钻孔质量对内层短路的影响

1、孔位误差分析

为了获得高质量、高可靠性的电气连接，钻孔后焊盘与导线的连接处最小要保持50μm。要保持这么小的宽度，钻孔的位置精度要很高，产生的误差要小于或等于工艺所提出的尺寸公差技术要求。但钻小孔的孔位误差主要由钻床的精度、钻头的几何形状、盖、垫板的特性和工艺参数而定。从实际生产过程所积累的经验分析是由四个方面造成的：相对孔的真实位置钻床的振动造成的振幅、主轴的偏移、钻头进入基板点所产生的滑移和钻头进入基板后由于受玻璃纤维的阻力和钻屑引起的弯曲变形。这些因素都会造成内层孔位偏移而产生短路的可能性。

2、根据上述所产生的孔位偏差，为解决和排除产生误差超标的可能性，建议采用分步钻孔的工艺方法，可以大减少钻屑排除的效果和钻头温升。因此，需要改变钻头的几何形状（横截面积、钻芯厚度、锥度、排屑槽角、排屑槽和长度与刃带比率等）来增加钻头的刚度，孔位精度就会大改善。同时还要正确的选择盖垫板和钻孔的工艺参数，才能确保钻孔的孔位精度在工艺规定的范围以内。除了上述保证条件外，外因也是必须注视的焦点。如果内层定位不准，在钻孔时通孔偏位，也同样导致内层断路或短路。