PCB物理测试手册大全.docx
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PCB物理测试手册大全
1.0目的
1.1规定物理检测室开展的各检测项目的具体检测方式。
2.0适用范围
2.1适用于CCTC二厂印制板的物理性能测试。
3.0职责
3.1检测员负责按本工作指示或相关指示完成要求的各项物理测试。
3.2理化室工程师负责本工作指示的修订，并审核测试结果。
3.3理化室主管检测方式的审批。
内容-
手册目录及测试方式（附于下页）
文件优先级
当发生予盾时，那么按如下优先顺序：
A．客户技术标准或PCB验收标准或（MI）
B．企业标准
C．本测试工作指示
D．国际标准（如IPC，IEC等）
记录及表格
按WI-Y2-QA-L008《半成品、成品物理性能测试工作指示》有关记录及表格
进行。
1、阻焊剂结合力…………………………………….P4
2、阻焊剂硬度……………………………………….P4
3、孔抗拉脱强度…………………………………….P5
4、抗剥离强度……………………………………….P6
5、耐电流…………………………………………….P7
6、耐电压…………………………………………….P8
7、热应力冲击……………………………………….P9
8、可焊性…………………………………………….P9
9、绝缘电阻………………………………………….P10
10、离子污染………………………………………….P11
11、孔壁铜厚度……………………………………….P14
12、金、镍厚度……………………………………….P16
13、阻抗……………………………………………….P17
14、切片制作及分析………………………………….P17
15、尺寸稳固性……………………………………….P24
16、翘曲度…………………………………………….P26
17、电迁移…………………………………………….P27
18、高低温热冲击…………………………………….P27
19、高低温油冲击…………………………………….P28
20、回流焊………………………………………….P29
21、湿润平稳仪………………………………………P30
一、阻焊剂结合力
1原理：
利用胶纸与绿油的粘贴力测试绿油与基板的结合程度。
2目的：
实验阻焊剂（绿油）与基板的结合程度。
参考文件：
IPC-TM-650仪器：
胶纸：
3M公司600#1/2inchtape，或其他客户认可胶纸。
4方式：
试样预备：
取1块待测板件。
实验步骤：
热应力冲击（288℃10S1C）清洁板面→在板面1X1inch的面积上划宽度为1mm的#字形小方格，如以下图所示→将胶纸贴实在划有#字形小方格的板面上→用细纱手套擦胶纸以排去胶纸下的空气→压紧后快速以与板面垂直的方向向上拉。
5评判：
观看测试后的胶带上测试物，要求绿油应无脱落。
二、阻焊剂硬度
1原理：
利用1H–6H铅笔与绿油的摩擦测试阻焊剂的硬度。
2目的：
实验绿油的硬度及耐摩擦能力
参考文件：
IPC-TM-650（）
3仪器：
1H–6H铅笔（要求用专用铅笔或中华牌铅笔代替）
4方式：
试样预备：
取1块待测板件。
实验步骤：
从6H铅笔开始45°的角度→将铅笔向前推四分之一英寸以上→直至无划痕，记录无划痕的最后一种铅笔的H数。
5评判：
≥2H。
三、镀通孔抗拉脱强度
1原理：
将铜线焊接在孔壁铜层上，以拉力测试仪测试铜层的拉脱强度。
2目的：
实验铜层与孔壁的结合强度。
参考文件：
IPC-TM-6503仪器：
拉力测试仪。
4方式：
试样预备：
取1待测板件。
实验步骤
将电烙铁温度加热至232~260℃。
用沾有松香水的铜丝放入PTH孔内，用电烙铁加热铜丝，将铜丝焊入孔内（注意电烙铁不能接触焊盘及孔壁），待其冷却至室温，再用电烙铁加热铜线，将铜丝焊出，此为一个循环重复五个循环。
在拉力强度仪上测其拉力L（拉速为2寸/分）。
记录实验结果。
计算孔（PTH如图）阴影部分面积。
计算孔抗剥强度（拉力/孔壁面积），单位为N/mm
4L
π（D2–d2）
D=钻孔孔径
d=完成孔径
L=拉力
5评判：
抗剥强度（拉力/孔壁面积）≥mm^2
四、线路抗剥强度
1原理：
利用拉力测试仪测试导线的抗剥强度。
2目的：
实验线路与基材的结合强度。
参考文件：
IPC-TM-650条件A
3仪器：
拉力测试仪
4方式：
试样预备：
取1块待测板件。
实验步骤：
选择样板上（）宽，长度5cm上的导线用手术刀挑起一端约1cm。
4.2.2用夹头上的红色档校准仪器。
4.2.3将板适本地放在仪器上，通过变换“PEEL”、“RELEASE”档调整夹头位置，固定并将线夹于仪器的夹上。
接通拉力计电源，按“ON”档，再按“ZERO”，通过变换“PEEL”档以in/minute的速度将导线拉起至少,记录拉力表稳固时读数。
4.2.4记录最小拉力。
将仪器归于“OFF”档，关闭拉力表电源。
掏出样板
计算线路抗剥强度（拉力/线宽），单位为N/mm
LM
N/mm=
WS
LM=最小拉力,WS=线宽
5评判：
抗剥强度（拉力/线宽）≥mm
附:
高Tg板料结合力测试方式:
样本置于288±5℃的锡炉漂锡10+1/-0seconds。
冷却后重复的测试步骤。
评估：
高Tg板料热应力后线路剥离强要求：
1.大于mm（板厚<
2.大于N/mm（板厚≥
五、耐电流
1原理：
通入设定电流，实验板件在规按时刻内是不是开路。
2目的：
实验板件的耐电流性能。
3仪器：
耐电流测试仪
参考文件：
IPC-TM-650（）
4内容
试样预备：
取1块待测板件。
实验步骤：
开电源开关。
按住“limit”键不放，调剂“Current”键使电流显示10A。
将两电笔接触于孔两边，按“output”键，过1分钟后完成测试。
关电源。
5评判：
10A60s无开路。
六、耐高压
1原理：
给板件加上设定电压，实验板件在规按时刻内是不是无火花、无击穿。
2目的：
实验板件的耐电压性能。
参考文件：
IPC-TM-650（）
3仪器：
耐压测试仪。
4内容：
试样预备：
取一块待测板件。
实验步骤：
开机按“POWER”。
将“TESTVOLTAG”键设定在“DCKV”档。
将“CURRENT”档漏电爱惜设定为。
将“TIME”档时刻设定为30S。
在两探针开路的情形下，按“START”，调剂“VOCTAG”键，间距＞5mil设定测试电压“KV”。
间距≤5mil设定测试电压“”。
将两探针别离接于待测两线路两头，注意避免短路。
按“START”进行测试。
测试终止后会自动显示显示“PASS”或“FAIL”，确信测试结果。
5评判：
线间无火花无击穿
七.热应力冲击
1原理：
将板件浸入恒温锡炉，在规按时刻内看是不是分层。
2目的：
实验板件耐热冲击能力。
参考文件:
IPC-TM-650（）条件A
3仪器：
恒温锡炉。
4方式：
试样预备：
取1块待测板件（半成品需蚀去铜箔），用冲床冲出50mm×50mm的试样，置于烘箱，在121℃~149℃的温度下至少烘6H后在干燥器内自然冷却至室温。
4.2实验步骤：
将锡槽温度设定于288℃，打开电源。
待温度升至288±5℃时，将试样涂上松香，用夹子夹住试样渗入锡槽中，深度约19mm±mm，时刻10S。
将样本冷却至室温后洗净,在百倍镜下观看其外观;
5评判：
不得有分层、爆板（孔）、白斑、绿油剥离、树脂软化、烧焦、织纹显露等缺点。
八.可焊性
1原理：
将试样浸入锡槽，通过孔润湿程度检测可焊性。
2目的:
实验板件的可焊性。
参考文件:
IPC-TM-6503仪器：
恒温锡炉。
4内容：
试样预备：
取1块待测板件，用冲床冲出50mm×50mm的试样，置于烘箱，在105±5℃条件下烘1+1/-0H，自然冷却至室温。
实验步骤：
将锡槽温度设定于245℃，打开电源。
待温度升至245℃±5℃后，将试样涂上松香，用夹子夹住试样，仿照波峰焊让试样与锡槽表面接触，深度约2mm，时刻4S。
锡料改换时刻：
1次/2周。
5评判:
金属化孔只许有10%的孔半浸润，不得有不浸润或吹汽。
九、高电阻（绝缘电阻）的测试方式
1原理：
应用高阻仪检测板件电阻。
2目的：
查验阻焊剂的印制质量，验证板件绝缘性知足要求。
参考文件：
IPC-TM-650（）
3仪器：
高阻仪。
4内容：
试样预备：
实验板件为生产工艺加工的印制板或多层板在层压前的单片板。
试样应清洁、无指纹、尘埃等任何沾污，并在正常实验大气条件下放置24小时以上。
实验条件：
温度：
20±5℃；相对湿度：
<75%；气压：
86-106Kpa。
实验电压：
导线间距小于1mm，10V，100V；
导线间距大于1mm，250V，500V，1000V。
选择超高阻测试仪，其操作步骤如下：
a.按“power”键；
栏调至×108；
调至导线间距所对应的电压；
d.插入探针。
（别离插到两导线两头，保证不短路）；
e.按“CHARGE”键，等待8秒开始测试；
评判：
常态下绝缘电阻应大于×1011Ω。
温湿处置后应不降低一个数量级。
十、离子污染测试
1原理：
利用板件浸入标准溶液后其表面离子溶解在溶液中，引发溶液电阻转变来计算板表面离子含量。
2目的：
检查线路板的污染程度，保证绝缘电阻等知足电气要求。
参考文件：
IPC-TM-650仪器：
离子污染测试仪，型号：
Alpha公司600R
4内容：
试样预备：
取一待测板件。
选用600R型测试仪操作步骤：
打开稳压器电源
按“POWER”键，按“CIEAN/FILL”键，待测试室溶液上升至整室的3/4体积时，按“CIEAN/FILL”键，待溶液停止波动时，用比重计测试溶液的比重
按“TEST”键
按“YES”键
输入测试液的比重（注意：
输入格式EXMPLE提示输入，输错可按“ERASE”键，使光标依至错误处，然后从头输入）
按“ENTER”键
输入温度（用华氏温度输入）
按“ENTER”键。
显示溶液含量为75%±3可进行测试，不然需调整测试溶液，太低须加入异丙醇，太高须加入蒸馏水直至符合要求。
按“ENTER”键
按“NO”键
按“1”键
按“ENTER”键
按“YES”键
按“NO”键
输入用户编码（一样可按生产编号输入）
按“ENTER”键
按“NO”键
按“NO”键
输入样本的长度（单位英寸）
按“ENTER”键
输入样本的长度（单位英寸）
按“ENTER”键
按“ENTER”键
按“CLEAN/FILL”或“DRAIN”键调剂测试室溶液的高度，使溶液恰好没过样本
按“ENTER”键
输入溶液的体积（以ml为单位）
按“ENTER”键
把样本放入测试液，并加上盖子
按“TEST”键，待测试完成后
移出样品，盖回盖子
按“ENTER”键
按“CLEAN/FILL”键
按“ENTER”键
显现“CIEANCOMPLETERESETCIEANBUTTONPRESSENTERKEY”字样时
按“CIEAN”键
按“ENTER”键
按“NO”键
按“DRATN”键
待溶液全数流回底座水池时，再按“DRAIN”键
按“POWER”键
清洁仪器及周围环境
评判：
离子浓度≤NaCl/inch2
十一、孔壁铜厚
1原理：
通过检测孔壁电阻测出孔壁铜厚。
2目的：
查验镀铜厚度。
3仪器：
孔电阻测试仪CMI-700型。
4方式:
铜厚测厚仪（CMI-700）操作指示
功能：
适用于板件表面铜厚和金属化孔铜镀层厚度的测量。
原理：
采纳微电阻法，通过电阻测量结果转换为铜层厚度。
本机械设两块功能模块：
BMX模块、EMX模块及MRX模块，MRX模块即为微电阻模块，共配备三种探头，别离为表面探头、TRP探头和ETP探头。
其中，表面探头用于测量表面铜厚，TRP探头和ETP探头用于测量孔壁铜厚。
操作指引：
开机：
打开电源开关，按“bypass”，进入系统选项，按MRX键进入MRX模块界面。
测量
依照需要测试的项目，从校准文档目录当选择需要测试的探头，如SRP-一、TRP、ETP。
选“测量”，按回车，选择校准文档，按回车进入测量界面。
选“自动、手动、扫描或持续模式，按回车确认。
选显示模式：
图表或数据，按回车确认。
将探头放在待测样品上并按紧探头，按“GO”进行测量，松开探头。
成立校准文档，要测量数据，必需依照不同条件成立校准文档。
关于表面探头（SRP-1）→“new”进入文档设置选项→输入文档编号→输入文档名称→输入文档标示→选“单位”→选精准到小数点几位→选每一个读数的测量次数→选每一个标准的测量次数→选数据高限→选数据低限→选最多贮存数据→选统计组大小→选是不是清屏→选数据加减补偿→选数据乘法补偿
所有选择后，系统会提示校准标准块。
将探头掏出并放在标准块上，按紧后按GO。
当显示“输入厚度”后，松开探头并输入标准块的厚度数据。
重复以上操作测第二块标准块，校准完成。
关于TRP探头：
→按“new”进入文档设置选项→输入文档编号→输入文档名称→输入文档标示→选“单位”→选精准到小数点几位→选每一个读数的测量次数→选每一个标准的测量次数→选数据高限→选数据低限→选孔模式：
固定尺寸或自动尺寸→选板件厚度→选孔大小：
输入孔径大小（相关于固定尺寸模式）→选孔径范围：
微孔或标准孔→选最多贮存数据→选统计组大小→选是不是清屏→选数据加减补偿→选数据乘法补偿→选是不是多层板
所有选择后，校准文档完成。
关于ETP：
→按“new”进入文档设置选项→输入文档编号→输入文档名称→输入文档标示→选“单位”→选精准到小数点几位→选每一个读数的测量次数→选每一个标准的测量次数→选数据高限→选数据低限→选板件厚度→选铜箔厚度→选是不是蚀刻→选最多贮存数据→选统计组大小→选是不是清屏→选数据加减补偿→选数据乘法补偿
所有选择后，校准文档完成。
十二、金、镍厚度测试
1原理：
利用X光测厚仪检测板件金、镍厚度。
2目的：
操纵沉金、镍厚度。
3仪器：
CMI公司X光测厚仪。
4内容：
试样预备：
取一待测板件。
测试步骤
开机：
先打开打印机和显示器电源，再打开X光机和主机电源。
输入操作密码。
等待升流至中下角“GO”显示为绿色。
按“波谱校准”
将银标准样放在校准器光标上，先对准Cu-Ag标准片，聚焦按GO健测量，测量终止后再对准Ag标准片，按GO键测量。
测量终止后如显示“波谱校准成功”方可继续下一步操作。
按“测量”，选应用档案中所需测试程序，[如：
Au-Ni-Cu]。
测量。
注意事项：
先测金镍标准片，检查测量值与标准值的误差是不是超过5%，如5%之内，那么可测试生产板，如超过5%那么通过QE工程师从头校正。
测板，将所测区域放在校准器光标上，聚焦按GO测量。
为保证测试精度，每次测量都要先对焦，而且被测量面积应大于1X2mm。
完成测量后，关机顺序与开机相反。
十三、阻抗测试
1原理：
利用阻抗测试机进行检测。
2目的：
查验板件的阻抗性能。
3仪器：
POLAR公司CITS500S型阻抗测试机
参考文件：
IPC-TM-650（）
4内容：
试样预备：
取一待测板件。
实验步骤：
按下测试机的测试开关
双击桌面上的“CITS500S”快捷方式图标，进入测试软件。
插上与被测阻抗值相符的测试笔，差动阻抗需用差动测试笔。
戴上防静电环套，调出标准块测试程序，进行测试，假设测试不合格那么由QE工程师检查、校正。
测试合格后，选择“file”中“New”，或打开现有文件并进行“编辑”，输入或修改测试的参数，如“Impedance”、“Tolerance”等。
测试生产板。
打印测试结果。
十四、切片制作及分析
1原理：
利用树脂加热熔融后再固化。
2目的：
用于显微镜观看及照相。
参考文件：
A.客户技术标准或标准
IPC-A-600
3仪器：
热压固化仪、磨片机。
4内容:
试样预备：
取一待测板件，用切割机掏出样品。
实验步骤：
切片制作:
A．热压法：
用切割机掏出样品→用夹子夹好样品→称出12克树脂粉→把样品放入固化仪中→把树脂粉倒入固化仪→按“▼”键式样品降到样品室底部→旋紧上盖→
选择相对应的程序→待程序执行完毕→打开上盖→按“▲”键使样品升起，掏出样品→切片打磨，由粗到细，直到要观看的地址→用微蚀剂微蚀30秒左右→显微镜观看照相。
B．常规灌胶法：
样品预备
从PCB板上或测试样板上移取要求的测试样品，相邻的样品移取区间的间隙须不小2毫米。
每一个测试样品的切片里须至少有3个最小孔径的镀通孔。
将样品用240#粗砂纸研磨至离最后抛光大约1毫米以内的位置，除去板边披锋，并用水或异丙醇或乙醇清洗样品。
将样品制作成样本
B．垂直切片用胶纸固定或用样片夹夹住放于模具上。
B．平行切片：
将样片平行放置于底，然后注胶。
B．角度切片：
将样片用样片夹夹住与底面成必然角度（如30°或45°），并记下此角度值。
B．样品观看表面需面向固模表面。
B．试剂预备：
取适量压克力粉，加入硬化剂，搅拌均匀，比例根据不同原材配制，一样为2:
1（压克力粉：
硬化剂）。
B．从固定模的一边警惕地注入压克力胶，确保通孔内注满胶体。
如果必要，使用真空泵以让孔内注满胶体。
B．让样品培育一段时刻，并从环形模具上取下硬化的样品。
样品的最低质量表现为：
-样品与压克力胶之间没有间隙
-镀通孔内允满胶体
-切片内无气泡
B．4研磨和抛光
B．在240#砂纸上粗磨，研磨程度不得超过镀通孔孔壁边沿。
B．按顺序用400#、600#、800#和1200#砂纸及大量的水流幼磨样品至镀通孔的中心，最后时期用1200#砂纸研磨切片时，研磨方向应顺着通孔的轴向中心线。
幼磨时期砂轮的转速为300转/分钟。
持续研磨时，每换一次不同规格的砂纸，须将样品旋转90°，研磨时刻相应增为上一次研磨时刻的2~3倍，以移去上步骤研磨产生的擦花。
B．4．3使用软布和抛光粉抛光样品。
抛光之后，用显微镜检查样品以证实去除所有擦花。
B．用中性温和的皂液或溶液冲洗样品，并风干。
B．检查样品，如有必要，须从微米氧化铝抛光开始重新抛光，直到：
B．擦花大小不比最终抛光产生的擦花大。
B．通孔的电镀铜或基材上无污迹/氧化。
B．样品的高低设与造模料一致。
B．微切片的水平面应与孔中心线在同一平面上，测量孔径应在标称值±10%的范围内。
如果研磨深度不够，那么须进行另外的重磨和抛光。
B．用微蚀液蚀样品30秒钟，如有必要可再蚀30秒，以显示电镀层分界面。
或参考客户的要求不对样品进行微蚀。
微蚀药水制作法：
浓氨水25ML+纯水25ml+30%双氧水3滴，封锁5分钟后才可使用。
B．用自来水或DI水冲洗样品以去除微蚀剂。
B．用溶液冲洗并风干。
如客户无专门要求一样作垂直切片。
激光盲孔切片在制作前应测量其实际孔径或开窗尺寸，以保证后续研磨时能正确地达到半孔。
NIKON金相显微镜
明视野观看
1按变压器开关接通电源
2放样品
3将要用的物镜放入光路
4调剂适合的亮度（旋至2/3处）
5观看（可选择利用目镜放大器）
照相
接通照相机电源→用鼠标双击“Axiovision”图标进入Axiovision程序
按工具栏中摄影机图标→调焦、调曝光量至图象最清楚→选择与物镜相匹配的比例尺→单击照相机图标→关闭摄影机→选取工具栏中的测量工具、进行测量
记录结果或打印结果→关闭照相机电源→旋转光路转换杆→调剂显微镜物镜亮度至最小→关闭电源
金相切片测量方式
周密地测量内层和外层的铜厚、孔壁厚、介电层厚度、绿油厚度、层间对准度、钻孔粗糙度、电镀凸瘤、孔内无铜、内层分离、钉头或其他不良现象的分析，如爆板、内层污染、孔内无铜等。
测量方式和相应的评估标准
孔壁铜厚测定法
将孔壁两边各分成六等份（及）进行测量（如图1）。
（附图1）
选取适当倍数放大镜（通经常使用200倍）调焦到图象最清楚为准,拍照图片扣读取数据。
计算此六点平均值。
孔壁铜厚任何一点按客户要求验收。
在测量厚度的同时，要对样片孔壁及镀层进行观看，参考IPC-A-600标准不能超标的有：
孔内无铜、铜层分离、胶渣、钉头、粗糙度、孔角位变形、凸瘤、角位裂纹、内层铜裂纹、正凹蚀/负凹蚀过度等缺点。
孔壁粗糙度（参见图2）
在放大镜下目视选取孔壁粗糙度大的那一边孔壁。
将孔壁粗糙度最大的孔壁进行拍照，读出其该点孔壁粗糙度。
评估标准
钻孔粗糙度≤30um
阻焊膜线面、线角厚度测量方式
位置
A
B
C
um
10
80以下
7以上
标准:
如客户有特殊要求,按客户标准判定。
钉头测量
A:
钉头宽度；B:
内层铜厚；
评估标准：
钉头须不超过内层铜箔厚度的50％[即（A-B）/B≤]
正凹蚀，负凹蚀测量
评估标准:
正凹蚀P≤76um负凹蚀N≤
灯心（芯吸效应）的测量方式
评估标准：
灯心效应（芯吸作用）及/或径向裂痕从镀覆孔边缘进入孔绝缘填充材料的距离Max（a,b,c），不该超过75um[]
层间对准度
从所预备的切片当选出误差最大的两个PAD,测量每一个PAD的长度,并定出其中心线。
所测两个PAD中心线的误差（R）即为层间对准度值。
标准：
R≤mil
激光微导孔：
结构应符合以下图的要求：
注：
1.A=标称孔径±20%
2.mm≤A≤mm
3.B≥Ax20%
4.a≤mm
5.α≤90°
十五、尺寸稳固性
1原理：
利用二维机检测板件的尺寸稳固性；
2目的：
检测覆铜板的尺寸稳固性；
参考文件:
IPC-TM-6503仪器：
二维机、烘箱、冲切机；
4内容：
试样预备：
将覆铜板冲切成27cm×29cm大小样品。
实验步骤：
a切一块样板12×11英寸（11"边为纬向,12"边为经向）,按以下图一所示,在四个圆点处作在十字形处钻四个直径毫米的孔。
b用二维机测4个孔的坐标，记为W11、W21、F11、F21。
c用直径为12mm的红胶纸，双面封孔蚀去铜箔（蚀板温度≤50℃）。
d把样本垂直悬挂105℃±5℃的烘箱内，烘板4小时±10分钟（板距离≥1/2英寸）。
e拿到温度为21±2℃、湿度为≤20%的恒温恒湿箱里停放1H
mins，从恒温恒湿箱里拿出,5分钟内完成孔坐标测试,_记为W12、W22,F12、F22。
f再将样本放入150℃±5℃烘箱中2小时±5分钟,（垂直悬挂且间距≥1/2英寸）。
g重复步骤e,记下读数W13、W23,F13、F23。
计算（IPC-4101W22-W21W13-W11W23-W21
Warp（经向）＝────
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