激光覆盖膜导致挠性板绝缘不良的研究和改善

2015-08-18刘国汉黄德业李超谋任代学广州杰赛科技股份有限公司广东广州510730

印制电路信息 2015年8期

关键词：印制板挠性短路

刘俊　刘国汉　黄德业　李超谋　任代学（广州杰赛科技股份有限公司，广东广州 510730）

刘俊刘国汉黄德业李超谋任代学
（广州杰赛科技股份有限公司，广东广州 510730）

1　前言

绝缘性：导体可以阻止电流通过的能力。

绝缘电阻：加直流电压于电介质，经过一定时间极化过程结束后，流过电介质的泄漏电流对应的电阻。

印制板绝缘测试（Isolation Test）是对某一待测网络（或导线）施加电压，而在其它网络上检测是否有电压值，以此来判断网络（或导线）之间是否绝缘。若在其它网络上测有电压，则说明网络之间有短路存在（即不绝缘），反之互相绝缘。

绝缘不良：为了明确绝缘不良概念，根据GJB 7548-2012《挠性印制板通用规范》要求：“绝缘测试时，相邻导体间的绝缘电阻应大于100 MΩ”，进行如下定义：绝缘不良指绝缘电阻值大于100 Ω而小于100 MΩ之情形。绝缘电阻不大于10 Ω视为完全短路，绝缘电阻大于10 Ω（含10 Ω）而不大于100 Ω视为微短，完全短路和微短统称为短路。短路是不可接受的，且用普通的电测试表可以测试出，绝缘不良没有真正意义上的短路，用普通的电表无法测试出，所以一般厂商也视为可接受，但其实也存在短路的风险，对高可靠性要求的产品也是不允许有的。

2　原因分析

覆盖膜的成分为聚酰亚胺，激光为波长355 nm的紫外激光。激光覆盖膜的原理为：UV激光束照射在覆盖膜表面，能量迅速被材料吸收，一部分转化为热能，使材料加热、熔化、气化，产生气化喷射并抛出材料形成切缝，即“热加工”；另一部分被材料所吸收充分作用在材料分子的化学键上，将化学键打断，被加工区域的分子键被破坏掉，生成物所占据的空间体积迅速膨胀，最终以体爆炸形式分离母体并带走过剩的能量，此加工过程称为“光蚀刻效应”。此过程会在切割边缘会有碳化物的残留，此碳化物有一定的导电性，由于切割完成的覆盖膜需贴在挠性印制板上，在线路之间会形成电路，使电路板产生绝缘。如图1所示。

图1　挠性板绝缘不良示意图

3　试验过程及结果

3.1正交试验设计

根据挠性印制板的生产流程、激光覆盖膜参数设定，定下了如下影响因素：覆盖膜的加工方式、激光参数设定、激光覆盖膜是否用酒精清洗。具体的因素如表1。

表1　绝缘不良影响因素

根据上述影响因素，设计如表2的8组试验。

表2　绝缘不良试验设计

每种试验方案设计1大块板，共60块小板。

电性能测试时采用绝缘电阻100MΩ进行短路测试，以小块数量的合格率统计绝缘不良的结果。

3.2试验结果

根据上述试验设计，绝缘测试结果如下：

表3　绝缘不良试验结果

从以上绝缘测试结果可以看出：切割/激光正常参数均未出现绝缘不良，而激光异常参数1/异常参数2出现了绝缘不良，其中异常参数2尤其严重，不良率达到了100%。可以得出结论，激光参数异常激光参数异常会导致挠性印制板绝缘不良的问题，同时也可以得出如下结论：平板切割覆盖膜生产可以很好地避免绝缘不良问题；酒精清洗覆盖膜对改善绝缘不良问题贡献度比较小。

在测试过程中，试验7/试验8生产的板在绝缘测试时覆盖膜位置出现冒火花现象，测试完后覆盖膜位置也出现了发黑的现象，进一步确认了覆盖膜残留碳化物是绝缘不良问题产生的真正原因，具体如表4。