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PCB測試

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PCB電路板成品質(zhì)量檢驗標準

發(fā)布日期:2021-07-28

PCB(印刷電路板)可分為剛性線路板和柔性線路板,前者可分為三種類型:單面線路板,雙面線路板和PCB多層線路板。根據(jù)質(zhì)量等級,PCB可分為三個質(zhì)量等級:1類,2類和3類,其中3類具有最高要求。 


PCB質(zhì)量等級的差異導致復雜性和測試和檢查方法的差異。到目前為止,剛性雙面PCB和多層PCB占電子產(chǎn)品中相對較大的應用,有時在某些情況下應用柔性PCB。因此,本文將重點討論剛性雙面和多層PCB的質(zhì)量檢測問題。在PCB制造之后,必須進行檢查以確定質(zhì)量是否與設計要求兼容??梢哉J為,質(zhì)量檢驗是產(chǎn)品質(zhì)量的重要保證,是后續(xù)程序的順利實施。

PCB質(zhì)量檢測

IPC標準參考文獻


  • lIPC-A-600G PCB之品質(zhì)允收性

  • lIPC-6011 硬板之概述性性能規(guī)范

  • lIPC-6012 硬板之資格認可與性能檢驗規(guī)范

  • lIPC-TM-650 PCB試驗方法手冊

  • lPERFAG 3C  多層板之品質(zhì)規(guī)范(丹麥)

  • IPC-HDBK-001 J-STD-001 修訂版1 的手冊及指南

  • IPC-T-50 電子電路互聯(lián)封裝術(shù)語及定義

  • IPC-CH-65 印制板及組件清潔指南

  • IPC-D-279 表面貼裝印制電路組件可靠性設計指南

  • IPC-D-325 印制板的文件檔案要求

  • IPC-DW-425 分立導線裝連組件的設計與最終產(chǎn)品要求

  • IPC-DW-426 分立導線裝連組件的驗收標準指南

  • IPC-TR-474 分立導線裝連技術(shù)綜述

  • IPC-A-600 印制板的驗收條件

  • IPC-HDBK-610 IPC-A-610 手冊及指南(包括IPC-A-610 B版與C 版對照)

  • IPC/ WHMA-A-620 電纜及線束配件組裝的要求及接受

  • IPC-AI-641 焊點自動檢驗系統(tǒng)用戶指南

  • IPC-AI-642 圖形底片、內(nèi)層和組裝前印制線路板自動檢驗用戶指南

  • IPC-TM-650 測試方法手冊

  • IPC-CM-770 印制板元件貼裝指南

  • IPC-SM-782 表面貼裝焊盤圖形設計標準

  • IPC-CC-830 印制板組件電氣絕緣材料的性能及鑒定

  • IPC-HDBK-830 保形涂覆的設計、選擇及應用指南

  • IPC-SM-840 永久性阻焊膜的性能及鑒定

  • IPC-SM-785 表面貼裝附著的加速可靠性測試指南

  • IPC-2220 (Series) IPC 2220 印制板設計標準系列

  • IPC-7095 BGA的設計及組裝過程的實施

  • IPC-6010 (Series) IPC-6010 印制板鑒定及性能系列

  • IPC-7711A / 7721A 電子組裝件的返工、維修及修改

  • IPC-9701 表面貼裝焊錫附著的性能測試方法及鑒定要求

  • IPC/ EIA J-STD-001 焊接后電子和電氣組件的要求

  • IPC/ EIA J-STD-002 元件引腳、焊端、接線片,端點及導線的可焊性測試

  • IPC/ EIA J-STD-003 印制板可焊性測試方法

  • J-STD-004 焊接用助焊劑要求

  • IPC/ JEDEC J-STD-020 塑料封裝集成電路表面貼裝元器件的濕度/ 回流敏感性分級

  • IPC/ JEDEC J-STD-033 濕度敏感表面貼裝元器件的處理、包裝、運輸及使用標準

  • ANSI / ESD S8.1 ESD 警示標識

  • ANSI / ESD-S-20.20 電子及電氣部件、組件和設備的防護

  • IEC/ TS 61340-5-1 電子元器件的靜電防護 - 通用要求

  • IEC/ TS 61340-5-2 電子元器件的靜電防護 - 用戶指南


另外,PCB檢驗標準主要還有以下幾個方面:


a.每個國家制定的標準;

b.每個國家的軍事標準;

c.工業(yè)標準如SJ/T10309;

d.設備供應商制定的PCB檢驗操作說明;

e.PCB設計圖紙上標注的技術(shù)要求。


PCB電路板質(zhì)量檢驗項目通則


無論哪種類型的PCB,它們都必須經(jīng)過類似的質(zhì)量檢驗方法和項目。根據(jù)檢驗方法,PCB線路板的質(zhì)量檢驗一般包括外觀檢驗、電氣性能檢驗、一般技術(shù)檢驗

PCB質(zhì)量控制

1、PCB線路板外觀檢驗


在尺子,游標卡尺或放大鏡的幫助下進行目檢,目檢的內(nèi)容一般包括:


1)、PCB線路板表面是否光滑、平整,是否有凹凸點或劃傷。通孔有無漏鉆孔、錯鉆孔或四周銅箔被鉆破的現(xiàn)象。

2)、導線圖形的完整性,用照相底片覆蓋在PCB線路板上,測定一下導線寬度、外形是否符合要求。印制線上有無沙眼或斷線,線條邊緣上有無鋸齒狀缺口,不該連接的導線有無短接。

3)、PCB線路板的尺寸是否符合要求。

4)、板厚,表面粗糙度和翹曲是否符合要求、

5)、外觀和裝配尺寸,尤其是與電連接器和導軌兼容的裝配尺寸。

6)、導電圖案的完整性和清晰度以及橋接短路,開路,毛刺或空洞的存在。

7)、印刷跡線或焊盤上的表面質(zhì)量,凹坑,劃痕或針孔的存在。焊盤過孔和其他過孔的位置。應檢查過孔是否錯過或是否有不正確的沖孔,是否通孔直徑是否符合設計要求以及是否有結(jié)節(jié)和空隙。

8)、焊盤質(zhì)量和堅固程度,粗糙度,亮度和凸起缺陷的空隙。

9)、涂層質(zhì)量。鍍層焊劑是否均勻牢固,位置是否正確,焊劑是否均勻,顏色是否符合要求。


2、PCB線路板電氣性能檢驗


1)、連通性檢驗。連通性多層PCB線路板需要進行連通性檢驗。通常用萬用表檢驗PCB線路板電路是否連通。

2)、絕緣性能檢驗。這種測試旨在檢查同一平面或不同平面之間的絕緣電阻,以確保PCB的絕緣性能。


3、PCB線路板一般技術(shù)檢驗


1)、一般技術(shù)檢查包括可焊性和電鍍附著力檢查。對于前者,檢查焊料對導電圖案的潤濕性能。對于后者,可以通過合格的尖端進行檢查,這些尖端首先粘在待檢查的電鍍平面上,然后在均勻按壓后快速拉出。接下來,應觀察電鍍平面以確保是否發(fā)生脫落。此外,可根據(jù)實際情況選擇一些檢查,如銅箔防墜落強度和金屬化防拉強度。


2)、金屬化過孔檢查。金屬化過孔的質(zhì)量對雙面PCB和多層PCB起著極其重要的作用。電氣模塊甚至整個設備發(fā)生的大量故障都在于金屬化過孔的質(zhì)量問題。因此,非常有必要更加注意金屬化過孔的檢查。金屬化檢查包括以下幾個方面:


a。通孔壁的金屬平面應完整,光滑,空洞或結(jié)節(jié)無空隙。

b。電氣性能檢查應根據(jù)焊盤的短路和開路以及通過電鍍平面的金屬化,通孔和引線之間的電阻來進行。環(huán)境試驗后,過孔的電阻變化率不應超過5%至10%。機械強度是指金屬化通孔和墊之間的粘合強度。金相分析測試負責檢查電鍍平面質(zhì)量,電鍍平面的厚度和均勻性,以及電鍍平面和銅箔之間的粘合強度。


金屬化檢查通常結(jié)合視覺檢查和機械檢查。目視檢查是觀察PCB放置在光線下,完整光滑的通孔壁能夠均勻地反射光線。但是,通過包含結(jié)節(jié)或空隙的壁不會那么明亮。對于批量生產(chǎn),檢查應通過飛針測試儀等在線檢測設備進行。


由于多層PCB結(jié)構(gòu)復雜,一旦出現(xiàn)問題在后續(xù)單元模塊組裝測試過程中,很難快速定位故障。因此,檢查其質(zhì)量和可靠性必須非常嚴格。除上述常規(guī)檢驗項目外,其他檢驗項目包括以下參數(shù):導體電阻,金屬化通孔電阻,內(nèi)層短路和開路,各線間絕緣電阻,電鍍平面粘接強度,附著力,防熱沖擊,抗沖擊,機械沖擊,電流強度等。每個指標都必須通過專業(yè)設備和方法的應用獲得。


PCB電路板質(zhì)量檢測細則


1、PCB基材


缺陷類型

2級標準

3級標準

白點 

1、白點沒有玻璃纖維露出且沒有相互連接;

1、白點沒有玻璃纖維露出且沒有相互連接;

2、如果白點擴散平均100ccm2   不超過50點可允收。 

2、如果白點擴散平均100ccm2 不超過50點可允收。 

披鋒 

1、粗糙,有松動非金屬毛刺,但尚未破邊可允收;

2、不得影響外圍尺寸及安裝功能。 

分層起泡 

1、分層/起泡所影響的區(qū)域尚未超過每個板面的1%;

2、分層/起泡區(qū)域其跨距尚未超過導體間距的25%;

3、經(jīng)三次熱沖擊試驗沒有出現(xiàn)擴散現(xiàn)象板邊缺口;

4、分層/起泡到板邊的距離不可小于板邊到最近導體之間距,若未明定者,則不可小于2.5mm。 

板邊缺口

1、板邊粗糙但尚未破邊;

2、板邊有缺口,但尚未超出板邊到最近導體間距,或距最近導體間距尚有2.5mm,二者取較小值。

凹點/凹坑

1、凹點/凹坑≤0.8mm,每面總共受影響的板面積≤5%可允收;

2、凹點/凹坑尚未在導體間形成橋接可允收。

外來夾雜物

1、夾裹在板內(nèi)的顆粒如果為半透明非導體可接受;

2、其它不透明非導體顆粒如能滿足下列條件可接收:顆粒距最近導體的距離   ≥0.125mm?;陌键c/凹坑相鄰導體之間的顆粒,沒有使其間距減少低于30%;異物從任何方向去量長度不超過0.8mm。

3、微粒未影響板的電氣性能。 



2、線路


缺陷類型

2級標準

3級標準

線路刮傷

1、綠油前壓痕、刮傷所造成的缺陷不可超過標準線厚的30%;

1、白1、綠油前壓痕、刮傷所造成的缺陷不可超過標準線厚的20%;

2、長度≤30mm,每SET≤3點;

2、長度≤20mm,每 SET≤2點;

3、不得橫跨3條線路。

3、不得橫跨3條線路。

邊緣粗糙/針孔/缺口/暴露基材的劃傷  

1、單個缺陷或缺陷的任何組合使導線的減少不超過導線標準線寬的20%;

1、 單個缺陷或缺陷的任何組合使導線的減少不超過導線標準線寬的20%;

2、   單個缺陷或缺陷的任何組合總長度不大于導線長度的10%或超過13MM(二者取較小值) 。

2、 單個缺陷或缺陷的任何組合總長度不大于導線長度的10%或超過13MM(二者取較小值) 。


3、孔


缺陷類型

2級標準

3級標準

防焊入孔

開窗之via孔和零件孔均不允收

NPTH孔內(nèi)有銅

如果此孔沒有連接兩層或兩層以上的線路且不影響孔徑,且不超過整個孔壁面積的5%可允收,并且每SET≤2個。 

孔環(huán)不良

1、導通孔允許破環(huán)90度,但線路連接處余環(huán)≥0.05mm,且線路的縮減不可超過其下限寬度的20%;

1、導通孔孔位雖未居中于盤位,但最窄處余環(huán)≥0.05mm,且未造成線路寬度縮減.導通孔破環(huán);

2、零件孔、非沉銅孔不允許破環(huán)。

2、零件孔、非沉銅孔任何方位測量其余環(huán)均須≥0.15mm,且線路的縮減不可超過其下限寬度的20%。


4、防焊綠油


缺陷類型

2級標準

3級標準

附著力不足

1、波峰焊后不掉油允收;

2、試驗前防焊并無自板面浮離之現(xiàn)象;

起泡/分層

1、起泡/分層≤0.25mm,且每個板面只允許2處.防焊跳?。?/p>


2、對隔絕電性間距縮減≤25%可允收.。

防焊刮傷

防焊刮傷未露銅距30cm遠,呈45°目視不明顯且長度小于50mm允收。刮傷露底材(基材、銅、錫)≤0.254mm可允收,且每面≤3點。

防焊上PAD

不允收。(原裝設計或MI注明允許綠油上PAD除外)


塞/蓋孔良

當客戶有指定綠油塞/蓋孔時,塞/蓋孔率須100%(特別在BGA區(qū)域),且塞孔深度≥3/4,噴錫后元件面孔內(nèi)不允許有錫珠,焊接面≤10顆。雙面SMD及BGA區(qū)域兩面均不可有錫珠。


5、噴錫


缺陷類型

2級標準

3級標準

不上錫

單個焊點允收5%的不上錫。

光標點

光滑平整,擦花露銅、破損、脫落情形。

錫高

不能超過錫鉛厚度要求之上限,且必須圓滑,不能出現(xiàn)錫柱或壓傷之錫餅。

焊盤缺口/針孔

沿各表面焊墊邊緣所出現(xiàn)的缺口、凹陷、針孔等缺點,不可超過焊墊長度或?qū)挾鹊?0%。至于落在墊內(nèi)此類缺點,則不可超過長或?qū)挼?0%,且最大不超過0.15m。


6、字符


缺陷類型

2級標準

3級標準

絲印不良

1、各種號碼或字母的線條是斷續(xù)的,但字符尚可識別可允收;

2、字符的空心區(qū)被填滿,但字符仍可識別,且與其它字母或號碼不相混淆;

3、只要字符清楚,油墨可以在字符線條的外側(cè)堆積;

4、元件時鐘符號的輪廓可以部分脫落,但所要求時鐘仍清楚可辯;

5、字符油墨可上非表面安裝之焊盤,但不得滲入到元件安裝孔內(nèi),或造成降低孔環(huán)的最小寬度可允收;

6、字符油墨的顏色、型號、品牌、符合須客戶的要求;

7、凡非元件安裝之鍍通孔或?qū)拙稍试S絲印字符油墨入孔,但客戶有特殊要求者除外;

8、絲印字符油墨不得上板邊金手指或測試點;

9、字符蝕刻殘缺。當表面貼裝焊墊之跨距≥1.25mm時,可允許字符油墨單邊上焊墊≤0.05mm;若焊墊跨距<1.25mm時,則可允許字符油墨單邊上焊墊≤0.025mm。

LOGO不良

UL LOGO   、客戶MARK、P/N等需清晰可辯,不可模糊、斷裂或重影以及不相關(guān)的文字或符號出現(xiàn)。 

漏印/印反

不允收

附著力

波峰焊后不掉油允收


7、OSP


缺陷類型

2級標準

3級標準

OSP不良

1、氧化、露銅、膠漬、覆蓋不良均不允收;

2、OSP單孔破洞個數(shù)≤3個;

2、OSP單孔破洞個數(shù)≤3個OSP皮膜破洞;

3、每個板內(nèi)OSP破洞孔數(shù)不超過5%;

3、每個板內(nèi)OSP破洞孔數(shù)不超過5%;

4、環(huán)狀OSP破洞<1/4孔周長。

4、環(huán)狀OSP破洞<1/4孔周長;



5、破洞的面積≤5%孔壁面積。


8、成型


缺陷類型

2級標準

3級標準

成形不良

1、沖切邊崩缺、銅皮翻卷超過PAD高度不允收;

2、V-CUT、鑼板、啤板傷銅皮、線路、及字符不允收(除非有特別的指定);

3、完工板的切削造成板邊緣向內(nèi)挖空缺口的寬度如果不超過PCB板厚的50%,且沒有表面線路圖形的剝落可允收,(長度沒有限定);

4、外形尺寸、槽口、條孔、方孔、橢圓孔不允許超公差;

5、板面、板邊加工粉末未清洗干凈不允收;

6、板邊發(fā)白、缺損不允收;

7、拼版郵票孔分割不當不允收;

8、V-CUT漏割不允收。


9、板曲


缺陷類型

2級標準

3級標準

板曲/板翹

1、采用表面貼裝的板子, 曲翹度≤0.75%;

2、鋁合金屬的板子,   曲翹度≤0.40%;

3、其它類型的板子, 曲翹度≤1.5%;

4、客戶有特殊要求者,按客戶要求標準。

板曲

1、將板置放在大理石平臺上,檢查是否有翹曲現(xiàn)象,然后根據(jù)板的翹曲情況判定是否是彎曲還是扭曲。(弓曲即板彎成弧狀,但四個角仍在同一平面上,扭曲即平面變形,其中一個角與其它三個角不在同一個平面上);

2、檢查方法:檢驗弓曲:將板放在平臺上,用一針規(guī)測出板子弓曲的最大高度(h),然后用卡尺量出弓曲板邊的邊長(L),板的彎曲度=h/L,然后與標準對照是否合格。

板翹

1、檢驗扭曲:將板在平臺上,用針規(guī)測出板子扭曲的最在高度(h)(如圖二),然后量出板的對角線(量測角的對角線)的長(L),板的扭曲度=h/L,然后與標準對照是否合格;

2、針對該板的計算方法:弓曲:長邊×0.7;扭曲:(對角線)×0.7。

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