雖然 PCB 缺陷永遠無法消除，但有多種策略可以最大限度地減少其發生：

可制造性設計 (DFM) 分析

在設計階段執行 DFM 分析可識別可能難以可靠制造的功能。設計人員可以在電路板制造開始之前修改布局以消除這些可制造性風險。

讓 PCB 制造商的工程師參與設計過程可確保將制造知識融入到設計中。仿真和建模工具還驗證設計能否承受現實世界的壓力并滿足規格。

PCB生產過程控制

實施穩健的過程控制對于最大限度地減少制造變異性導致的 PCB 缺陷至關重要。統計過程控制 ( SPC ) 技術可以連續監控關鍵過程參數，以檢測它們何時偏離既定的控制限值。控制圖提供了可視化工具來保持制造過程的統計穩定性。

一些需要控制的關鍵流程包括：

蝕刻 – 監控蝕刻劑溫度、傳送帶速度和溶液化學成分可確保最佳蝕刻質量。檢測這些漂移何時超出可接受的范圍可以最大限度地減少蝕刻不足/過度蝕刻。

層壓 – 控制參數，如施加的壓力、溫度梯度和對準停止層重合失調和歪斜缺陷。

鉆孔 – 鉆頭磨損、孔尺寸、孔位置、表面光潔度和漏孔的過程測量可減少鉆孔問題。

電鍍 – 跟蹤電鍍厚度、附著力測試、表面粗糙度和溶液化學成分，盡早發現電鍍問題。

阻焊層——控制涂層厚度、固化時間、粘度和附著力可防止阻焊層缺陷。

焊接——監控曲線、峰值溫度一致性和潤濕質量確保焊點堅固無缺陷。

必須在每個流程步驟中識別和監控影響質量的關鍵輸入因素。統計過程控制提供了測量每個板上的這些輸入的工具，并在它們超出定義的控制限制時進行可視化。

操作員培訓

對機器操作員進行廣泛的培訓對于減少導致 PCB 缺陷的人為錯誤至關重要。工人應該擁有適當地完成其制造工作的信息和能力，而不會出現任何缺陷。培訓應涵蓋：

設備操作 – 正確的機器裝載/卸載、啟動/關閉、校準、預防性維護和參數調整程序。動手演示可確保熟練程度。

處理技術——精致的 PCB 處理方法，以避免劃傷、跌落、邊緣碰撞、彎曲和其他損壞源。使用防護架、手套和潔凈室協議。

視覺標準——檢測細微的 PCB 缺陷涉及識別技能。檢查員需要標準來顯示缺陷類型，例如電鍍結節、焊料空洞、污染等。

缺陷識別——除了視覺技能之外，還提供電氣測試和檢查方法方面的培訓，以可靠地識別 PCB 缺陷。查明根本原因的診斷技能。

污染控制——污染風險以及防止手指油、化學殘留物、顆粒、纖維等在處理過程中接觸 PCB 的方法。

ESD 控制 – 靜電危害、正確使用腕帶、鞋接地、接地設備以及安全 PCB 處理以避免靜電放電損壞。

正式的認證計劃通過測試來驗證操作員的資格。這確保每個員工在獨立工作之前滿足知識要求。定期重新認證和進修課程可強化技能。

線路板制造檢查

在多個制造階段對 PCB 進行徹底檢查對于在缺陷增加之前及早發現缺陷至關重要。應同時使用自動檢查系統和人工目視檢查。標準檢驗方法包括：

自動光學檢測 (AOI) – 使用相機對 PCB 進行成像，并使用復雜的算法來識別人眼無法檢測到的缺陷。檢查焊料橋接、潤濕不足、引線翹起和污染情況。

X 射線檢測 – X 射線成像可以識別焊點中的空洞、通孔堵塞和元件定位錯誤等缺陷。對于發現隱藏的缺陷特別有用。

飛針測試 – 使用探針檢查 PCB 是否存在電氣短路和開路。檢測外部不可見的斷開連接和損壞。

為了確保清潔度，離子清潔度測試 – 測量 PCB 表面上助焊劑、手指油和其他污染物的離子殘留物。

焊膏檢查——檢查焊膏沉積物的體積、偏移、塌陷和橋接是否正確。

目視檢查 – 由經過培訓的質量技術人員在放大鏡下進行手動目視檢查，以檢測表面缺陷。

在每個主要制造步驟（成像、蝕刻、AOI、ICT、FPT等）進行頻繁檢查，盡早發現缺陷。這允許返工或報廢有缺陷的電路板，而不是進一步傳播問題。

污染控制

實施嚴格的污染控制對于防止顆粒、化學和 ESD 相關的 PCB 缺陷至關重要。方法包括：

清潔——所有濕法工藝步驟之間的徹底清潔可防止化學物質和碎屑積聚在電路板上。超聲波清洗與去離子水沖洗相結合，可有效去除殘留物。

ESD 協議 – 腕帶、ESD 安全鞋、防靜電地板、接地工作表面、電離器和濕度控制可防止操作過程中的靜電放電損壞。

覆蓋——在不進行主動加工時，用蓋子或泡沫板覆蓋板材，可以防止環境顆粒沉積在表面上。

手套——所有 PCB 處理都必須使用不起毛的手套，以防止裸手接觸電路板時出現油污和顆粒物。經常更換手套可保持清潔。

層流罩 – 層流罩中的組裝和檢查使用過濾氣流來阻止污染物接觸 PCB。

潔凈室——最終的污染控制環境。HEPA 過濾器可去除空氣中的顆粒，而粘性墊子則可困住鞋子。人員著裝程序保持清潔。

培訓——對員工進行有關污染風險、清潔方法、正確處理技術和污染預防的教育至關重要。

檢查——離子清潔度測試經常驗證 PCB 是否符合清潔度規范。確定何時需要改進流程。

清潔、受控的環境對于消除與污染相關的缺陷至關重要。徹底的登機處理程序和培訓可保持 PCB 的清潔度。污染控制必須被視為涵蓋材料、機器、員工和設施的集成系統。

電路板的可追溯性

通過旅行者或 MES 軟件維護詳細記錄，可以在發生缺陷時通過生產流程和材料追溯 PCB，以查明根本原因。

可追溯性提供故障分析所需的數據。機器參數、測試結果、圖像和材料批次的記錄有助于故障排除。

冗余和防錯

構建冗余可以容納不可避免的人為錯誤，例如機器設置的二次驗證和比較Gerber 文件。

通過檢查表、確認提示和流程標準化進行防錯，減少影響質量的操作員錯誤。

由于設計和制造因素，PCB 制造中會出現缺陷。了解最常見的 PCB 缺陷使工廠能夠專注于有針對性的預防和檢查工作。基本預防原則是執行設計分析、嚴格控制流程、培訓操作員、徹底檢查、保持清潔、跟蹤板和防錯原則。

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