PCB物性实验SOPPCB物性实验SOP全面.docx

1、PCB物性实验SOPPCB物性实验SOP全面SHPC物性试验版本号:A镇江华印电路板有限公司 发 布职务姓名签署日期编者制造工程部技术员李峥嵘审核制造工程部负责人工艺工程部负责人生产部门负责人品质部门负责人批准总经理赵晶凯生效期版本简述制定者20201121A首次编制、发行李峥嵘修订对照表标题页码1目的2范围3参考文件4术语和定义5职责6流程图7程序8记录9附件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法。2.0适用范围2.1适用于上海华印电路板厂的物理性能测试。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

2、核测试结果。3.3理化室主管检测方法的审批。4.0内容- 4.1 手册目录及测试方法(附于下页)5.0 文件优先级当发生予盾时,则按如下优先顺序:A客户技术规范或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)6.0记录及表格 6.1按半成品、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.P42、阻焊剂硬度.P43、孔抗拉脱强度.P54、抗剥离强度.P65、耐电流.P76、耐电压.P87、热应力冲击.P98、可焊性.P99、绝缘电阻.P1010、离子污染.P1111、孔壁铜厚度.P1412、金、镍厚度.P1613、阻抗.P1714、切片制作及分

3、析.P1715、尺寸稳定性.P2416、翘曲度.P2617、电迁移.P2718、高低温热冲击.P2719、高低温油冲击.P2820、回流焊 .P2921、湿润平衡仪 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:试验阻焊剂(绿油)与基板的结合程度。参考文件:IPC-TM-650 (2.4.28.1)3 仪器:胶纸:3M公司600# 1/2inch tape ,或其他客户认可胶纸。4 方法:4.1 试样准备:取1块待测板件。4.2 试验步骤:热应力冲击(288 10S 1C)清洁板面在板面1X1inch的面积上划宽度为1mm的#字形小方格,如下图所

4、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 评价:观察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1H6H 铅笔与绿油的摩擦测试阻焊剂的硬度。2 目的:试验绿油的硬度及耐摩擦能力参考文件:IPC-TM-650(2.4.27.2)3 仪器:1H6H 铅笔(要求用专用铅笔或中华牌铅笔代替)4 方法:4.1 试样准备:取1块待测板件。4.2 试验步骤: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评价: 2H 。三、镀通孔抗拉脱强度 1 原理:将铜线焊接在

5、孔壁铜层上,以拉力测试仪测试铜层的拉脱强度。 2 目的:试验铜层与孔壁的结合强度。参考文件:IPC-TM-650 (2.4.21) 3 仪器:拉力测试仪。 4 方法: 4.1 试样准备:取1待测板件。 4.2 试验步骤4.2.1将电烙铁温度加热至232260。4.2.2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。4.2.4在拉力强度仪上测其拉力L(拉速为2寸/分)。4.2.5 记录实验结果。 4.2.6计算孔(PTH如图)阴影部分面积。4.2.7计算孔抗剥强度(拉力

6、/孔壁面积),单位为N/mm 4L (D2 d2)D = 钻孔孔径d = 完成孔径L = 拉力 5 评价:抗剥强度(拉力/孔壁面积)5.0N/mm2四、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:试验线路与基材的结合强度。参考文件:IPC-TM-650 (2.4.8) 条件A 3 仪器: 拉力测试仪 4 方法: 4.1 试样准备:取1块待测板件。4.2 试验步骤:4.2.1 选择样板上3.18mm(0.125inch)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 将板适当地放在仪器上,通过变换“ PEEL”、“RE

7、LEASE”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2.0 in/minute的速度将导线拉起至少25.4mm,记录拉力表稳定时读数。4.2.4 记录最小拉力。 4.2.6 将仪器归于“OFF”档,关闭拉力表电源。 4.2.7取出样板 4.2.8 计算线路抗剥强度(拉力/线宽),单位为N/mmLMN/mm = WSLM=最小拉力, WS=线宽5 评价:抗剥强度(拉力/线宽)1.2N/mm 附:高Tg板料结合力测试方法: 样本置于2885的锡炉漂锡10+1/-0 seconds。冷却后重复4.2.14.2.7的测试步骤。

8、 评估:高Tg板料热应力后线路剥离强要求: 1.大于0.8N/mm(板厚0.5mm)2.大于1.05 N/mm(板厚0.5mm)五、耐电流 1 原理:通入设定电流,试验板件在规定时间内是否开路。 2 目的:试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(2.5.3) 4 内容 4.1 试样准备:取1块待测板件。 4.2 试验步骤:4.2.1 开电源开关。4.2.2 按住“limit”键不放,调节“Current”键使电流显示10A 。4.2.3 将两电笔接触于孔两边,按“output” 键,过1分钟后完成测试。4.2.4 关电源。5 评价:10A 60s 无开路

9、。六、耐高压 1 原理:给板件加上设定电压,试验板件在规定时间内是否无火花、无击穿。 2 目的:试验板件的耐电压性能。参考文件:IPC-TM-650(2.5.7) 3 仪器:耐压测试仪。 4 内容: 4.1 试样准备:取一块待测板件。 4.2 试验步骤:4.2.1 开机按“POWER”。4.2.2 将“TEST VOLTAG”键设定在“DC 2.5 KV”档 。4.2.3 将“CURRENT ”档漏电保护设定为0.5mA 。4.2.4 将“TIME”档时间设定为30S 。4.2.5 在两探针开路的情况下,按“START”,调节“VOCTAG”键,间距5mil(0.125mm) 设定测试电压“1

10、.00 KV”。间距5mil(0.125mm) 设定测试电压“0.5KV”。4.2.6将两探针分别接于待测两线路两端,注意防止短路。4.2.7 按“START”进行测试。4.2.8 测试结束后会自动显示显示“PASS”或“FAIL”,确定测试结果。 5 评价: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,在规定时间内看是否分层。 2 目的:试验板件耐热冲击能力。参考文件: IPC-TM-650(2.6.8)条件A 3 仪器:恒温锡炉。 4 方法:4.1 试样准备: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6

11、H后在干燥器内自然冷却至室温。4.2试验步骤:4.2.1将锡槽温度设定于288,打开电源。4.2.2待温度升至2885时,将试样涂上松香,用夹子夹住试样渗入锡槽中,深度约19 mm 6.4 mm ,时间10S 。4.2.3将样本冷却至室温后洗净,在百倍镜下观察其外观;5 评价:不得有分层、爆板(孔)、白斑、绿油剥离、树脂软化、烧焦、织纹显露等缺陷。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: 试验板件的可焊性。参考文件:IPC-TM-650 2.4.14.1/ANSI/J-STD-003 3 仪器:恒温锡炉。 4 内容:4.1试样准备:取1块待测板件,用冲床冲出

12、50mm 50mm的试样,置于烘箱,在 1055条件下烘1+1/-0 H ,自然冷却至室温。4.2 试验步骤:4.2.1将锡槽温度设定于245,打开电源。4.2.2待温度升至2455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2 mm ,时间4S 。4.2.3锡料更换时间:1次/2周 。5 评价: 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)的测试方法 1 原理:应用高阻仪检测板件电阻。 2 目的:检验阻焊剂的印制质量,验证板件绝缘性满足要求。 参考文件:IPC-TM-650(2.5.11) 3 仪器:高阻仪。 4 内容: 4.1 试

13、样准备:试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、灰尘等任何沾污,并在正常试验大气条件下放置24小时以上。4.2试验条件: 温度:2020 5 ；相对湿度: 75% ；气压:86-106Kpa 。4.3 试验电压: 导线间距小于1 mm ,10V,100V ； 导线间距大于 1mm ,250V ,500V,1000V。 4.4 选择超高阻测试仪,其操作步骤如下: a.按“power”键； b.RANGE栏调至108； c.VOLTAGE调至导线间距所对应的电压； d.插入探针。(分别插到两导线两端,保证不短路)； e.按“CHARGE”键,等待8秒开始测试；5

14、.0评价:常态下绝缘电阻应大于1.01011。温湿处理后应不降低一个数量级。一十、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,引起溶液电阻变化来计算板表面离子含量。2 目的:检查线路板的污染程度,保证绝缘电阻等满足电气要求。参考文件:IPC-TM-650 (2.3.25)3 仪器:离子污染测试仪,型号:Alpha公司600R4 内容:4.1 试样准备:取一待测板件。4.2 选用600R型测试仪操作步骤:4.2.1打开稳压器电源4.2.2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

15、停止波动时,用比重计测试溶液的比重4.2.3按“TEST”键4.2.4按“YES”键4.2.5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,然后重新输入)4.2.6 按“ENTER”键 4.2.7输入温度 (用华氏温度输入)4.2.8按“ENTER”键。显示溶液含量为75%3可进行测试,否则需调整测试溶液,太低须加入异丙醇,太高须加入蒸馏水直至符合要求。4.2.9按“ENTER”键4.2.10按“NO”键 4.2.11按“1”键 4.2.12按“ENTER”键4.2.13按“YES”键4.2.14按“NO”键4.2.15输入用户编码 (一

16、般可按生产编号输入)4.2.16按“ENTER”键4.2.17按“NO”键 4.2.18按“NO”键4.2.19输入样本的长度(单位英寸)4.2.2020ENTER”键4.2.21输入样本的长度(单位英寸)4.2.22按“ENTER”键4.2.23按“ENTER”键4.2.24按 “CLEAN/FILL”或“DRAIN”键调节测试室溶液的高度,使溶液刚好没过样本4.2.25按“ENTER”键4.2.26输入溶液的体积(以ml 为单位)4.2.27按“ENTER”键4.2.28把样本放入测试液,并加上盖子4.2.29按“TEST”键,待测试完成后4.2.30移出样品,盖回盖子4.2.31按“EN

17、TER”键4.2.32按“CLEAN/FILL”键4.2.33按“ENTER”键4.2.34出现“CIEAN COMPLETE RESET CIEAN BUTTON PRESS ENTER KEY”字样时4.2.35按“CIEAN”键4.2.36按“ENTER”键4.2.37按“NO”键4.2.38按“DRATN”键 4.2.39待溶液全部流回底座水池时,再按“DRAIN”键 4.2.40按“POWER”键 4.2.41清洁仪器及周围环境5.0 评价:离子浓度1.0ug 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:检验镀铜厚度。3 仪器:孔电阻测试仪CM

18、I-700型。4 方法: 铜厚测厚仪(CMI-700)操作指示4.1功能:适用于板件表面铜厚以及金属化孔铜镀层厚度的测量。4.2原理:采用微电阻法,通过电阻测量结果转换为铜层厚度。本机器设两块功能模块: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,分别为表面探头、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。4.3操作指引:4.3.1开机:打开电源开关,按“by pass”,进入系统选项,按MRX键进入MRX模块界面。4.3.2测量4.3.2.1根据需要测试的项目,从校准文档目录中选择需要测试的探头,如SRP-1

19、、TRP、ETP。4.3.2.2选“测量”,按回车,选择校准文档,按回车进入测量界面。4.3.2.3选“自动、手动、扫描或连续模式,按回车确认。4.3.2.4选显示模式:图表或数据,按回车确认。4.3.2.5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。4.3.3建立校准文档,要测量数据,必须根据不同条件建立校准文档。4.3.3.1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” 选精确到小数点几位选每个读数的测量次数选每个标准的测量次数选数据高限选数据低限选最多储存数据选统计组大小选是否清屏选数据加减补偿选数据乘法补偿4.3.

20、3.2所有选择后,系统会提示校准标准块。将探头取出并放在标准块上,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。4.3.3.3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” 选精确到小数点几位选每个读数的测量次数选每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(相对于固定尺寸模式)选孔径范围:微孔或标准孔选最多储存数据选统计组大小选是否清屏选数据加减补偿选数据乘法补偿选是否多层板4.3.3.4所有选择后,校准文档完成。4.3.3.5关于ET

21、P: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” 选精确到小数点几位选每个读数的测量次数选每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否蚀刻选最多储存数据选统计组大小选是否清屏选数据加减补偿选数据乘法补偿4.3.3.6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:控制沉金、镍厚度。 3 仪器:CMI公司X光测厚仪。 4 内容: 4.1 试样准备:取一待测板件。 4.2 测试步骤4.2.1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。4.2.2输入操作密码。4.2.3等待升流至中下角

22、“GO”显示为绿色。4.2.4按“波谱校准”4.2.5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,测量结束后再对准Ag标准片,按GO键测量。测量结束后如显示“波谱校准成功”方可继续下一步操作。4.2.6按“测量”,选应用档案中所需测试程序,如:Au-Ni-Cu(0.3mm) 。4.2.7测量。 4.2.8注意事项:先测金镍标准片,检查测量值与标准值的偏差是否超过5%,如5%以内,则可测试生产板,如超过5%则通过QE工程师重新校正。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,并且被测量面积应大于1X2mm。完成测量后,关机次序与

23、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:检验板件的阻抗性能。 3 仪器:POLAR公司CITS500S型阻抗测试机 参考文件:IPC-TM-650(2.5.5.7) 4 内容: 4.1 试样准备:取一待测板件。 4.2 试验步骤:4.2.1按下测试机的测试开关4.2.2双击桌面上的“CITS500S”快捷方式图标,进入测试软件。4.2.3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。4.2.4戴上防静电环套,调出标准块测试程序,进行测试,若测试不合格则由QE工程师检查、校正。4.2.5测试合格后,选择“file”中“New”,或打开现有文件并进行“编辑”

24、,输入或修改测试的参数,如“Impedance”、“Tolerance”等。4.2.6测试生产板。4.2.7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:用于显微镜观察及照相。参考文件:A.客户技术规范或标准B.IPC-TM-650/IPC-A-600 3 仪器:热压固化仪、磨片机。 4 内容: 4.1 试样准备:取一待测板件,用切割机取出样品。 4.2 试验步骤: 4.2.1 切片制作:A热压法: 用切割机取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

25、“”键使样品升起,取出样品切片打磨,由粗到细,直到要观察的地方用微蚀剂微蚀30秒左右显微镜观察照相。B常规灌胶法:样品准备B.1 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。每个测试样品的切片里须至少有3个最小孔径的镀通孔。B.2 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。B.3 将样品制作成样本B3.1 垂直切片用胶纸固定或用样片夹夹住放于模具上。B3.2 平行切片:将样片平行放置于底,然后注胶。B3.3 角度切片:将样片用样片夹夹住与底面成一定角度(如30或45),并记下此角度值。B3.4

26、 样品观察表面需面向固模表面。B3.5 试剂准备: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,一般为2:1(压克力粉:硬化剂)。B3.6 从固定模的一边小心地注入压克力胶,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。B3.7 让样品培养一段时间,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B4 研磨和抛光B4.1 在240#砂纸上粗磨,研磨程度不得超过镀通孔孔壁边沿。B4.2 按顺序用400#、600#、800#和12020砂纸及大量的水流幼磨样品至镀通孔的中心,最后阶段用12020砂纸研磨切片时

27、,研磨方向应顺着通孔的轴向中心线。幼磨阶段砂轮的转速为300转/分钟。连续研磨时,每换一次不同规格的砂纸,须将样品旋转90,研磨时间相应增为上一次研磨时间的23倍,以移去上步骤研磨产生的擦花。B43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。B4.5 用中性温和的皂液或溶液冲洗样品,并风干。B4.6 检查样品,如有必要,须从0.05微米氧化铝抛光开始重新抛光,直到:B4.6.1 擦花大小不比最终抛光产生的擦花大。B4.6.2 通孔的电镀铜或基材上无污迹/氧化。B4.6.3 样品的高低设与造模料一致。B4.6.4 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

28、称值10%的范围内。如果研磨深度不够,则须进行另外的重磨和抛光。B4.7 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,封闭5分钟后才可使用。B4.8 用自来水或DI水冲洗样品以去除微蚀剂。B4.9 用溶液冲洗并风干。如客户无特别要求一般作垂直切片。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。4.2.2 NIKON金相显微镜4.2.2.1 明视野观察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 调节合适的亮度(旋至2/3处)5 观察(可选择使用目镜放大器)4.2.2.2 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、调暴光量至图象最清晰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节显微镜物镜亮度至最小关闭电源4.3 金相切片测量方法精密