一種測試pcb焊盤粘接強(qiáng)度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及印制電路板的質(zhì)量檢測技術(shù)，具體是一種測試PCB焊盤粘接強(qiáng)度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]印制電路板(PCB)使用無鹵素基板和無鉛焊料是微電子制造業(yè)發(fā)展的必然方向。在PCB的制造和使用過程中，多次回流焊接及返修工藝，會使得PCB焊盤與基板纖維之間的界面層承受多次的熱應(yīng)力。此外，為適應(yīng)無鉛工藝，PCB設(shè)計也進(jìn)行了相應(yīng)改進(jìn)。這些改變不僅使印制電路板更脆，更容易斷裂，而且還使得PCB焊盤底部的界面層會承受更高的熱應(yīng)力，隨之易產(chǎn)生常見的PCB焊盤坑裂現(xiàn)象。正如學(xué)術(shù)論文[Miao Cai, DongJi Xie, Boyiffu, Investigat1n on PCB Pad Strength, IEEE, ICEPT-HDP 2010，ppl226_1229]中所述，PCB焊盤坑裂是電子產(chǎn)品的主要失效模式之一。2010年12月頒布的PCB焊盤測試標(biāo)準(zhǔn)(IPC-9708)突出介紹了針對焊盤坑裂強(qiáng)度測試的拔針測試(Pin-Pull Test)方法。針對現(xiàn)有方法在耗材、設(shè)備及夾具等方面存在的成本問題，公開號為CN104181103A “一種評價PCB焊盤粘結(jié)強(qiáng)度的拉拔測試方法及裝置”公開了一種新的焊盤強(qiáng)度測試方法，然而，一方面，該方法的部分步驟需要人工干預(yù)測試，測試過程不能較好的被實現(xiàn)自動化控制；另一方面，在測試前，該方法的PCB樣品需要經(jīng)受一次回流焊接工序，使得焊盤受到一次熱沖擊，影響實際焊盤質(zhì)量的估計。可見，面對全自動在線質(zhì)量檢測的需要，目前的方法尚需要改進(jìn)，并得到更簡潔、實用的測試方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種測試PCB焊盤粘接強(qiáng)度的方法。這種方法具有步驟簡潔、可操作性強(qiáng)的優(yōu)點，更有利于實現(xiàn)全自動在線質(zhì)量檢測。
[0004]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:
一種測試PCB焊盤粘接強(qiáng)度的方法，包括如下步驟:
1)選取測試拔針，在測試拔針的一端預(yù)置焊球，并在焊球表面設(shè)置第一助焊劑裹層；
2)選定的目標(biāo)PCB樣品，并在所述PCB樣品焊盤上設(shè)置第二助焊劑裹層；
3)將目標(biāo)PCB樣品固定，測試拔針帶預(yù)置焊球的一端垂直向下，使測試拔針與目標(biāo)PCB樣品焊盤垂直對中；
4)將測試拔針下移，使預(yù)置焊球的第一助焊劑裹層與焊盤上的第二助焊劑裹層相互接觸；
5)加熱測試拔針，使測試拔針的預(yù)置焊球熔化，在預(yù)置焊球熔融時的自重下垂作用下，使測試拔針上預(yù)置焊球與目標(biāo)PCB樣品的焊盤融合，形成新焊點；
6)停止加熱，使新焊點冷卻，完成測試拔針與目標(biāo)PCB焊盤間的焊接；
7)垂直向上拉拔測試拔針，直到目標(biāo)PCB樣品焊盤被完全剝離目標(biāo)PCB樣品為止，觀察目標(biāo)PCB樣品焊盤坑裂失效模式，并記錄最大剝離力和制作拉拔曲線； 8)重復(fù)步驟I)-7)，得到多個目標(biāo)PCB樣品的焊盤坑裂失效模式、最大剝離力及拉拔曲線，通過折算和統(tǒng)計分析，實現(xiàn)評價PCB焊盤的粘結(jié)強(qiáng)度。
[0005]所述的助焊劑裹層是通過粘涂液態(tài)或半固態(tài)助焊劑后形成。
[0006]這種方法與現(xiàn)有拉拔測試方法不同，取消了 PCB焊盤提前的預(yù)置焊點工序，避免了 PCB焊盤受熱沖擊影響；同時，該方法通過提前在焊盤表面及測試拔針的預(yù)置焊球表面生成助焊劑裹層，避免了焊接過程的助焊劑添加工序。這種焊接強(qiáng)度測試方法具有步驟簡潔、可操作性強(qiáng)的優(yōu)點，更有利于實現(xiàn)全自動在線質(zhì)量檢測。
【附圖說明】
[0007]圖1為實施例中測試PCB焊盤粘接強(qiáng)度的方法流程方框示意圖；
圖2為實施例中安裝了測試拔針及PCB樣品后的測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為實施例中測試拔針與PCB焊盤垂直對中的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為實施例中預(yù)置焊球及目標(biāo)PCB焊盤的助焊劑裹層相互接觸的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為實施例中測試拔針與目標(biāo)PCB焊盤焊接后的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為實施例中目標(biāo)PCB焊盤被拉拔并剝離后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖中，1.拔針2.焊球3.PCB樣品4.焊盤5-1.第一助焊劑裹層5-2.第二助焊劑裹層6.測試裝置7.夾頭8.熱源9.樣品座10.新焊點11.坑裂。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和實施例對本
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步闡述，但不是對本發(fā)明的限定。
[0010]實施例:
參照圖1，一種測試PCB焊盤粘接強(qiáng)度的方法，包括如下步驟:
1)選取測試拔針，在測試拔針的一端預(yù)置焊球，并在焊球表面設(shè)置第一助焊劑裹層；
2)選定的目標(biāo)PCB樣品，并在所述PCB樣品焊盤上設(shè)置第二助焊劑裹層；
3)將目標(biāo)PCB樣品固定，測試拔針帶預(yù)置焊球的一端垂直向下，使測試拔針與目標(biāo)PCB樣品焊盤垂直對中；
4)將測試拔針下移，使預(yù)置焊球的第一助焊劑裹層與焊盤上的第二助焊劑裹層相互接觸；
5)加熱測試拔針，使測試拔針的預(yù)置焊球熔化，在預(yù)置焊球熔融時的自重下垂作用下，使測試拔針上預(yù)置焊球與目標(biāo)PCB樣品的焊盤融合，形成新焊點；
6)停止加熱，使新焊點冷卻，完成測試拔針與目標(biāo)PCB焊盤間的焊接；
7)垂直向上拉拔測試拔針，直到目標(biāo)PCB樣品焊盤被完全剝離目標(biāo)PCB樣品為止，觀察目標(biāo)PCB樣品焊盤坑裂失效模式，并記錄最大剝離力和制作拉拔曲線；
8)重復(fù)步驟1)_7)，得到多個目標(biāo)PCB樣品的焊盤坑裂失效模式、最大剝離力及拉拔曲線，通過折算和統(tǒng)計分析，實現(xiàn)評價PCB焊盤的粘結(jié)強(qiáng)度。
[0011]所述的助焊劑裹層是通過粘涂液態(tài)或半固態(tài)助焊劑后形成。
[0012]實現(xiàn)上述方法的裝置，可采用公開號為CN104181103A “一種評價PCB焊盤粘結(jié)強(qiáng)度的拉拔測試方法及裝置”中提供的裝置。
[0013]具體地，采用上述評價PCB焊盤粘結(jié)強(qiáng)度的拉拔測試裝置，結(jié)合本方法的步驟為: 1)選取測試拔針1，本例選用直徑為0.45mm的鍍錫銅針，在測試拔針I(yè)的一端預(yù)置焊球2，并在焊球2上生成第一助焊劑裹層5-1 ;第一助焊劑裹層5-1是通過粘涂液態(tài)或半固態(tài)助焊劑后形成，如圖2所示；
2)選定的目標(biāo)PCB樣品3，本例選用球柵陣列的焊盤陣列，焊盤直徑為0.5mm，并在PCB樣品3的焊盤4上生成第二助焊劑裹層5-2 ;第二助焊劑裹層5-2是通過粘涂液態(tài)或半固態(tài)助焊劑后形成，如圖2所示；
3)將目標(biāo)PCB樣品3固定于測試裝置6的樣品座9內(nèi)，將測試拔針I(yè)裝夾在測試裝置6的夾頭7上，測試拔針I(yè)帶預(yù)置焊球2的一端垂直向下，使測試拔針I(yè)與目標(biāo)PCB樣品3焊盤4垂直對中，如圖3所示；
4)將夾頭7下移，使預(yù)置焊球2第一助焊劑裹層5-1與PCB樣品焊盤4上第二助焊劑裹層5-2相互接觸，如圖4所示；
5)開啟夾頭7上的熱源，使測試拔針I(yè)的預(yù)置焊球2熔化，在預(yù)置焊球2熔融時的自重下垂作用下，使測試拔針上預(yù)置焊球2與目標(biāo)PCB樣品3上的焊盤4融合，形成新焊點，如圖5所示；
6)關(guān)閉夾頭7上的熱源，使新焊點冷卻，完成測試拔針I(yè)與目標(biāo)PCB4上焊盤間4的焊接，如圖5所示；
7)將夾頭7垂直向上拉拔測試拔針I(yè)，直到目標(biāo)PCB樣品3焊盤4被完全剝離目標(biāo)PCB樣品3為止，如圖6所示，觀察目標(biāo)PCB樣品3焊盤坑裂失效模式，并記錄最大剝離力和制作拉拔曲線；
8)重復(fù)步驟1)_7)，得到多個目標(biāo)PCB樣品3的焊盤4坑裂11失效模式、最大剝離力及拉拔曲線，通過折算和統(tǒng)計分析，實現(xiàn)評估PCB焊盤的粘接強(qiáng)度。
【主權(quán)項】
1.一種測試PCB焊盤粘接強(qiáng)度的方法，其特征是，包括如下步驟: 1)選取測試拔針，在測試拔針的一端預(yù)置焊球，并在焊球表面設(shè)置第一助焊劑裹層； 2)選定的目標(biāo)PCB樣品，并在所述PCB樣品焊盤上設(shè)置第二助焊劑裹層； 3)將目標(biāo)PCB樣品固定，測試拔針帶預(yù)置焊球的一端垂直向下，使測試拔針與目標(biāo)PCB樣品焊盤垂直對中； 4)將測試拔針下移，使預(yù)置焊球的第一助焊劑裹層與焊盤上的第二助焊劑裹層相互接觸； 5)加熱測試拔針，使測試拔針的預(yù)置焊球熔化，在預(yù)置焊球熔融時的自重下垂作用下，使測試拔針上預(yù)置焊球與目標(biāo)PCB樣品的焊盤融合，形成新焊點； 6)停止加熱，使新焊點冷卻，完成測試拔針與目標(biāo)PCB焊盤間的焊接； 7)垂直向上拉拔測試拔針，直到目標(biāo)PCB樣品焊盤被完全剝離目標(biāo)PCB樣品為止，觀察目標(biāo)PCB樣品焊盤坑裂失效模式，并記錄最大剝離力和制作拉拔曲線； 8)重復(fù)步驟1)_7)，得到多個目標(biāo)PCB樣品的焊盤坑裂失效模式、最大剝離力及拉拔曲線，通過折算和統(tǒng)計分析，實現(xiàn)評價PCB焊盤的粘結(jié)強(qiáng)度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試PCB焊盤粘接強(qiáng)度的方法，其特征是，所述的助焊劑裹層是通過粘涂液態(tài)或半固態(tài)助焊劑后形成。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測試PCB焊盤粘接強(qiáng)度的方法，包括如下步驟：1)在測試拔針的一端預(yù)置焊球，并在焊球表面設(shè)置第一助焊劑裹層；2)在PCB樣品焊盤上設(shè)置第二助焊劑裹層；3）使測試拔針與目標(biāo)PCB樣品焊盤垂直對中；4）使預(yù)置焊球的第一助焊劑裹層與焊盤上的第二助焊劑裹層相互接觸；5）使測試拔針上預(yù)置焊球與目標(biāo)PCB樣品的焊盤融合，形成新焊點；6）完成測試拔針與目標(biāo)PCB焊盤間的焊接；7）垂直向上拉拔測試拔針，并記錄最大剝離力和制作拉拔曲線；8）重復(fù)步驟1）-7），得到多個目標(biāo)PCB樣品的焊盤坑裂失效模式、最大剝離力及拉拔曲線，實現(xiàn)評價PCB焊盤的粘結(jié)強(qiáng)度。這種方法具有步驟簡潔、可操作性強(qiáng)的優(yōu)點，更有利于實現(xiàn)全自動在線質(zhì)量檢測。
【IPC分類】G01N19/04
【公開號】CN105158154
【申請?zhí)枴緾N201510457952
【發(fā)明人】蔡苗, 李欣鍶, 楊道國, 韓順楓, 李南波, 鄧日陽
【申請人】桂林電子科技大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月30日