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IPC-TM-650测试方法规范


IPC-TM-650 测试方法规范

编号: 主题:

2.4.1 胶带测试镀层附着力

制定日期:1997 年 8 月 修订版本: D 原创工作组:刚性板测试方法任务组(7-11d)

1.0 范围 本方法使用压敏胶带测定镀层、 标记油墨或油漆以及与连接印制板有关的其 它材料的附着质量。 2.0 适

用文件 商业产品规格型号(CID)A-A-113 3.0 试样 试生产、检验或生产中印制板,每次鉴定应至少进行三次测试。 4.0 器具或材料 4.1 胶带 一卷 3M 600 型宽 1/2 英寸压敏胶带, 或者是除了胶带为透明外, 符合 (CID) A-A-113 规定的 1 型 B 级压敏胶带要求的其他胶带。 5.0 操作程序 5.1 测试 将一块至少长 50 mm(2.0 英寸)的压敏胶带紧紧贴在测试区域的表面上, 排除压敏胶带下的空气。压贴胶带和揭撕胶带之间的时间应少于 1 分钟。与测试 区域大致呈垂直(直角) ,迅速施加拉力,撕起胶带。每次测试均应使用未使用 过的胶带。 5.2 鉴定 目视检查胶带和测试区域,是否有任何部分被撕掉的痕迹。 5.3 报告 报告应说明测试中是否有材料被撕掉的痕迹。 压敏胶带

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6.0 注 6.1 如果镀层突沿断裂(碎屑)并附着在胶带上,这只是突沿断裂的痕迹,而不 能证明附着力不合格。 6.2 如果测试表面有杂质(油、脂等) ,则可能影响测试结果。

注: 本测试方法规范中所适用的材料是 IPC 技术委员会自行而定的, 只是建 议性的,使用与否或适用与否完全自定。IPC 对于这种材料的使用、应用或适用 概不负责。使用人还应完全负责保护自己,避免因侵犯专利权而遭受索赔或承担 责任。本测试方法规范中所提到的设备,仅供使用人参考,并不意味着是 IPC 所 指定的设备。

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2.4.3.2 挠性敷金属介质的弯曲疲劳和延展性测定

制定日期:1991 年 3 月 修订版本: C 原创工作组:不适用 1 范围 本测试方法用于测定敷金属层在给定弯曲半径条件下的弯曲疲劳寿命、 弯曲 疲劳特性和拉伸断裂后的延展变形百分数。 注:当铜箔试样的几何形状和尺寸使得拉伸和断裂测试不适合延展度测定 时,可以使用疲劳测试的方法间接测定铜箔的延展度。 注:测试处理可能改变金属导线原有的机械特性。 2 适用文件 IPC-TM-650 测试方法 2.1.1 显微切片 IPC-TM-650 测试方法 2.4.18 铜箔的抗拉强度和延伸率 IPC-D-330 3 试样 使用足够尺寸的铜箔/介质层压板,切割三块试样,宽 3.2 mm、长至少 50.8 IPC 设计指南

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mm。切割应整齐,没有毛刺和缺口。 4 设备/器具 4.1 Universal 制造公司生产的 FDF 或 2FDF 型延展挠曲测试仪或等同设备 (参见 6.4 和图 1) 。

图 1 疲劳延展弯曲测试仪 (原图见原文第 5-181 页 -- 译者)

4.2 试样切割刀、冲压机或拉伸切割刻纹机。参见 6.4.2。 4.3 测微计,测量精度至 0.0025 mm。 4.4 惠普公司生产的 HP-67 型可编程序计算器或等同产品。 4.5 试样架,203.2 x 12.7 mm,用挠性材料,例如环氧树脂-玻璃漆布、纸等制做。 4.6 显微镜,放大倍率 200X。 5 操作程序 5.1 制备试样 5.1.1 样品应平滑,没有变形(无皱褶) 。 5.1.2 切割宽为 3.2 mm 的试样,检查试样有无缺口、切痕或卷边。有缺陷的试样 一律不予使用。 5.1.3 使用测微计测量试样中心的厚度 t, 精确至 0.0025 mm。 如果试样为单面板, 则还必须测定芯层厚度 tM(参见图 2)。

Conductor Substrate

导线 基材

图 2 芯层厚度图 (原图见原文第 5-182 页 -- 译者)

注:厚度是测定疲劳延展性的关键参数,10%的芯层厚度 tM 误差,就会导致 14%的疲劳延展度 D f 误差。 注:图 2 中的第 2 个结构中,芯层厚度 tM 最好使用按照 PC-TM-650 测试方

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法 2.1.1 中规定的程序制备的显微切片,在金相显微镜以至少 200X 的放大倍率 下用适合的细丝目镜或带标度线目镜测定,作为试样厚度的分数。如果铜箔一面 是粗糙表面,按由谷底至光滑表面进行测量;如果铜箔两面均是粗糙表面,则按 谷底至谷底进行测量。芯层厚度 tM 应每批铜箔测量一次或按批测量,然后再将 这一分数值 tM/t 乘以使用测微计测得的其它试样厚度值 t, 即可求得供所有样品 使用的芯层厚度。 5.1.4 将需测试导线连接起来,接成串联进行监控,在导线的 2 个自由端接上中 继细导线。 5.1.5 用胶带将试样固定在 2 个试样架的端头, 在试样架空着的端头吊挂一块 224 g(8 盎司)的电路重块而构成一个匝环(参见图 1) 。 注:由于弯曲疲劳试验需进行 1000 次以上循环,胶带固定必须牢固,防止由 于周期性的弯曲运动而使试样和试样架之间相对滑动。 5.2 测试程序 5.2.1 将心轴安装到疲劳延展弯曲测试仪上,调节各个支承轮的位置, (用垫片) 使支承轮和心轴之间保持 1.27 mm 间隙。 注: 进行延展性测试时, 试样应在测试进行到 30 至 500 次循环时即疲劳损坏。 因此建议双面层压板使用直径为 19.50 mm 的心轴,单面层压板使用直径为 6.35 mm 的心轴,对于有些试样,就必须使用较大或较小的心轴。心轴直径大,循环 周期寿命长;心轴直径小,循环周期寿命短。 5.2.2 将试样装入心轴之间,将中继导线插入插孔,计数器归零,最后启动疲劳 延展弯曲测试仪。 5.2.3 电连接断开即构成试样疲劳损坏,疲劳延展弯曲测试仪自动停车。 5.2.4 记录计数器显示的疲劳损坏的循环数。 5.3 鉴定 5.3.1 延展度测试 5.3.1.1 迭代法解下式,计算每块试样的延展度: (数学式见原文第 5-182 页 -- 译者)

式中:D f = 疲劳延展度,英寸/英寸(x 100,%) N f = 疲劳损坏的循环数

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S u = 极限抗拉强度,psi E = 弹性模量,psi tM = 芯层厚度,英寸 t = 测微计试样厚度,英寸 p = 心轴曲率半径,英寸,+/-0.005 mm 注:上述公式仅适用于对称横截面的试样测试。要测试非对称单面层压板时, 由于中性轴定位不确定, 这往往造成一些误差。如果 t E substrate

[------ - 1]2 -------------- <=0.1,则误差 D f 即可保持在 20%以 下。 tM E

至于中性轴定位和周期应变的精确测定有关详细资料,可查阅 IPC 设计指 南。 注:按照 IPC-TM-650 测试方法 2.4.18 中规定的要求测定 S u。在测定 S u 的 同时,铜箔延展约 2%之后,通过卸载和重新装载测得重新装载曲线的斜率后测 定 E。 5.3.1.2 测试应报告至少三块试样的平均产品延展度。 5.3.2 疲劳测试 疲劳损坏的循环数即是按相当于所用测试心轴半径(1/2 直径)进行充分反 复弯曲条件下的弯曲疲劳寿命。测试应报告至少三块试样的平均弯曲疲劳寿命。 5.3.3 疲劳特性 使用若干不同直径的心轴测定弯曲疲劳寿命,即可测得试样的疲劳特性。将 应变范围对疲劳寿命的测得结果绘制成曲线图, (Manon-Coffin 曲线图 log △ε= [2tM/(2e + t)]对 log N f) ,即可用内推法和外推法求得其它弯曲半径或者弯曲 疲劳寿命。 6 注 若需近一步技术详情,请参阅如下所示的资料。 6.1 IPC-TP-204 “铜箔和挠性印制线路的延展性和弯曲疲劳测试新方法” ,作

者:W. Engelmaier,出版年份:1978 年 4 月

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6.2 “铜箔和挠性印制线路的疲劳延展性” ,作者:W. Engelmaier,出版:美国 俄勒冈州 Corvallis 市惠普公司第 1883D HP-67/97 用户图书馆计划,出版年份: 1978 6.3 “弯曲疲劳延展性测试仪” ,作者:W. Engelmaier,出版:美国新泽西州

Whippany 市贝尔电话实验室公司第 L520163 号拟稿,出版年份:1978

6.4

测试设备生产厂 6.4.1 和 6.4.2 所列测试设备生产厂是最近介绍给工业界所知的生产厂。我们

欢迎本测试方法的用户推荐本单位所使用设备的生产厂, 以便不断更新设备生产 厂的名单。 6.4.1 弯曲疲劳延展性测试仪, 美国新泽西州 07111 Irvington 市, Grove 大街 1168 号通用制造公司 电话: (201)374-9800 6.4.2 JDC 公司生产的 JDC125-N 型精密试样切割刀。

注: 本测试方法规范中所适用的材料是 IPC 技术委员会自行而定的, 只是建 议性的,使用与否或适用与否完全自定。IPC 对于这种材料的使用、应用或适用 概不负责。使用人还应完全负责保护自己,避免因侵犯专利权而遭受索赔或承担 责任。本测试方法规范中所提到的设备,仅供使用人参考,并不意味着是 IPC 所 指定的设备。

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2.4.9 挠性印制线路材料的抗剥离强度测定

制定日期:1988 年 10 月 修订版本: D 原创工作组:不适用

1.0 范围

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本方法测定敷铜箔挠性介质材料的结合强度。 2.0 适用文件 3.0 试样 如果指定供货商提供合理的统计鉴定证明,冲切试样和蚀刻试样互有差异, 则测量数值较低的试样就是需测试而制备的试样。遇有争议时,仲裁测试应使用 冲切试样为准, 但是试样仍按收货原样、 焊料和老化处理后等同样条件进行制备。 3.1 A 型 – 蚀刻试样 3.1.1 试样上应有图 1 规定的蚀刻导线图形。 注:导线尺寸为宽 3.2 mm x 长 228.6 mm(宽 0.125 x 长 9.0 英寸) 。 无

图1

A 型剥离强度测试图形 -- 译者)

(原图见原文第 5-157 页

3.1.2 试样至少应制备 4 块,其中 2 块取样于机械加工方向,另 2 块取样于沿横 宽方向,用于方法 A、C 和 E 的操作程序的测试。如果指定供货商提供完善的统 计鉴定证明,MD(机械加工方向取样的试样)和 TD(沿横宽方向取样的试样) 测量数值互有差异,则测试数值较低的方向是测试的方向。如果 2 个方向的测量 数值相同,则采用 MD 方向测试。遇有试样在测试中撕裂,则重新制备一块试 样。 3.1.3 如果是敷金属双面层压板,则每一面均应制备试样,分别进行测试。 3.2 B 型 – 冲切试样 3.2.1 试样上应有一条敷金属挠性材料,宽 12.7 mm x 长 228.6 mm(1/2 英寸 x 9 英寸) 。 3.2.2 试样至少应制备 4 块,其中 2 块取样于顺机械加工方向,另 2 块取样于沿 横宽方向,用于方法 B、D 和 F 的操作程序的测试。如果指定供货商提供完善的 统计鉴定证明,MD 和 TD 测量数值互有差异,则测试数值较低的方向是测试的 方向。如果 2 个方向的测量数值相同,则采用 MD 方向测试。 3.2.3 如果是敷金属双面层压板,则每一面均应制备试样,分别进行测试。非测 试面上的铜箔可以保留,以便提供稳定性,防止试样由于自由轮转鼓而隆起。

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4.0 测试设备 4.1 测试机 电动测试机,十字头自动记录式,或同等性能的恒速驱动测试机。 4.2 样品切割刀 Thwing Albert 公司生产的 JDC-50 型样品切割刀或等同产品。 4.3 测试装置 自由轮转鼓(图 2) ,滑板(图 3)或类似装置。仲裁测试用测试装置为 152.4 mm(6.0 英寸)自由轮转鼓。

Testing machine Specimen 6 inch diameter Testing fixture

测试机 试样 直径 6 英寸 测试装置

图 2 自由轮转鼓测试装置图 (原图见原文第 5-156 页 -- 译者)

Conductor Clip for fastening cord Specimen Specimen holder

导线 拴拉绳用环夹 试样 试样夹具

Test bed with machined grooves to permit free movement of Specimen holder 开槽测试台,试样夹具可在槽内自由移动 Clasp Testing machine Yoke Wire Cord Pulley 图3 滑板测试装置图 扣环 测试机 轭架 钢丝 拉绳 滑轮

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(原图见原文第 5-155 页 4.4 焊料槽

-- 译者)

电加热、恒温控制焊料槽,大小足够放得下试样,盛 SN60 焊料不少于 2.25 kg(5 磅) 。 4.5 自动温度循环测试室 (参见 5.5.3。 ) 5.0 操作程序 5.1 方法 A -- 按收货原样-蚀刻试样 5.1.1 使用 3.1.2 中规定的标准工艺,按照图 1 所示制备 A 型蚀刻导线试样。 5.1.2 将试样于 23±2℃ (73.4±3.6? F) 和 50±5%相对湿度条件下放置 24 小时。 如果某特定生产线能提供统计资料,充分证明可以缩短稳定时间,则可缩短稳定 时间。 5.1.3 使用双面胶带、粘合剂和/或机械夹钳,将试样固定在测试装置上。仲裁测 试用固定试样的方法,应使用双面胶带固定。 5.1.4 以 50.8 毫米/分钟(2 英寸/分钟)的速度(十字头速度)揭撕导线。揭撕 负载应在测试机所用标尺 15%至 85%范围的之内,并应连续纪录。受揭撕导线 全长所记录的负载应按 5.7.1 中规定进行评定。 揭撕必须至少达到 57.2 毫米(2-1/4 英寸) ,一开始的 6.4 毫米(1/4 英寸)应予不计。 5.2 方法 B -- 按收货原样-冲切试样 5.2.1 按 3.2.2 中规定, 使用 Thwing Albert 公司生产的样品切割刀切割 B 型试样。 5.2.2 将试样于 23±2℃(73.4±3.6? F)和 50±5%相对湿度条件下放置 24 小时。 如果某特定生产线能提供统计资料,充分证明可以缩短稳定时间,则可缩短稳定 时间。 5.2.3 使用双面胶带、粘合剂和/或机械夹钳,将试样固定在测试装置上。仲裁测 试用固定试样的方法,应使用双面胶带固定。 5.2.4 以 50.8 毫米/分钟(2 英寸/分钟)的速度(十字头速度)揭撕铜箔。揭撕负 载应在测试机所用标尺的 15%至 85%范围之内,并应连续纪录。受揭撕导线全 长所记录的负载应按 5.7.1 中规定进行评定。揭撕必须至少达到 57.2 毫米(2-1/4 英寸) ,一开始的 6.4 毫米(1/4 英寸)应予不计。

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5.3 方法 C – 焊料浸泡-蚀刻试样 5.3.1 使用 3.2.1 中规定的标准工艺,按照图 1 所示制备 A 型蚀刻导线试样。 5.3.2 将试样放入空气循环烘箱,用 135±10℃(275±18? F)温度烘 1 小时。 5.3.3 取出试样,将试样导线面朝下浸入 288±6℃(550±10? F)熔融焊料,在 锡面下持续至少 5 秒钟。浸泡中,从各边搅动试样,然后取出试样,轻拍试样边 缘,使多余焊料流尽。必须采取合适的程序,确保试样上不留焊料。 5.3.4 重复 5.1.2 至 5.1.4 中规定方法 A 所用的各项操作程序。 5.4 方法 D --焊料浸泡-冲切试样 5.4.1 按 3.2.1 中规定, 使用 Thwing Albert 公司生产的样品切割刀切割 B 型试样。 5.4.2 将试样放入空气循环烘箱,在 135±10℃(275±18? F)下烘 1 小时。 5.4.3 取出试样,在试样上涂满阻焊剂 (例如矿脂) ,将试样导线面朝下浸入 288 ±6℃ (550±10? F)熔融焊料,在锡面下持续至少 5 秒钟。浸泡中,从各边搅 动试样, 然后取出试样, 轻拍试样边缘, 使多余焊料流尽。 必须采取合适的程序, 确保试样上不留焊料。 5.4.4 重复 5.2.2 至 5.2.4 中规定方法 B 所用的各项操作程序。 5.5 方法 E – 老化后-蚀刻试样 5.5.1 使用 3.1.1 中规定的标准工艺,按照图 1 所示制备 A 型蚀刻导线试样。 5.5.2 将试样于 23±2℃(73.4±3.6? F)和 50±5%相对湿度条件下放置 24 小时。 如果某特定生产线能提供统计资料,充分证明可以缩短稳定时间,则可缩短稳定 时间。 5.5.3 将试样按下列时间-温度顺序,进行 5 个循环的测试: 150 +5/-0℃(302 +9/-0? F) :1/2 小时; 23±10℃(73.4±18? F) :1/4 小时; -55 –5/+0℃(-67 –9/+0 F) :1/2 小时; 23±10℃(73.4±18? F) :1/4 小时。 5.5.4 重复 5.1.2 至 5.1.4 中规定方法 A 所用的各项操作程序。 5.6 方法 F – 老化后-冲切试样 5.6.1 按 3.2.1 中规定, 使用 Thwing Albert 公司生产的样品切割刀切割 B 型试样。 5.6.2 将试样于 23±2℃(73.4±3.6? F)温度和 50±5%相对湿度条件下放置 24

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小时。如果某生产线的统计资料证明可以缩短调整时间而达到稳定,则稳定时间 可予缩短。 5.6.3 将试样按下列时间-温度顺序,进行 5 个循环的测试: 150 +5/-0℃(302 +9/-0? F) :1/2 小时; 23±10℃(73.4±18? F) :1/4 小时; -55 –5/+0℃(-67 –9/+0 F) :1/2 小时; 23±10℃(73.4±18? F) :1/4 小时。 5.6.4 重复 5.2.2 至 5.2.4 中规定方法 B 所用的各项操作程序。 5.7 鉴定 5.7.1 如果失效模式没有变化,则应将两个试样整个揭撕长度的图表纪录结果进 行平均。如果失效模式有变化,则应使用与测得最低剥离强度数值相关的图表纪 录区计算平均试样剥离强度(参见图 4、5 和 6) 。

Load Average load Peel distance

负载 平均负载 揭撕距离

图 4 单一失效模式图 (原图见原文第 5-154 页 -- 译者)

Load High peel strength failure mode 高剥离强度损坏方式 Low peel strength failure mode 低剥离强度损坏方式 Minimum average load Peel distance 图 5 多种失效模式图 (原图见原文第 5-154 页 -- 译者) 最小平均负载 揭撕距离

Load Average load

负载 平均负载

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Peel distance

揭撕距离

图 6 计算尺失效模式图 (原图见原文第 5-154 页 -- 译者)

5.7.2 测量和记录蚀刻导线或揭撕铜箔的宽度,精确至 0.02 毫米(0.001 英寸) 。 5.7.3 剥离强度计算公式: 剥离强度(磅/英寸宽度) = 5.7.1 中计算的平均负载/导线宽度 6.0 注 6.1 使测试导线弯曲的力,也对测得的剥离强度有影响。这种影响的幅度随导线 厚度的增加而增加。 6.2 为防止受揭撕试样隆起,试样背面可使用适合的支撑材料。仲裁测试用的支 撑材料为 0.25 毫米(10 mil) 玻璃环氧树脂材料。试样制备期间,粘合支撑材 料应在不超过 65.6 –9/+0℃(150-10/+0? F)和 100 psi 压力下固化 1 小时。遇 有不同意见时,应使用支撑材料,防止受揭撕试样隆起。 注:非测试面上的铜箔可以保留,以便提供稳定性,防止试样由于自由轮转 鼓而隆起。 6.3 定义 计算尺失效是指剥离速度大于十字头移动速度的这种剥离损坏 (又称为拉链 式失效) 。

注: 本测试方法规范中所适用的材料是 IPC 技术委员会自行而定的, 只是建 议性的,使用与否或适用与否完全自定。IPC 对于这种材料的使用、应用或适用 概不负责。使用人还应完全负责保护自己,避免因侵犯专利权而遭受索赔或承担 责任。本测试方法规范中所提到的设备,仅供使用人参考,并不意味着是 IPC 所 指定的设备。

编号: 主题:

2.4.13 挠性印制线路材料的耐浮焊性测定

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制定日期:1998 年 5 月 修订版本: F 原创工作组:挠性抗剥离强度测试方法任务组(D-13A)

1.0 范围 本方法制定和规定的程序,用于测定覆铜板和挠性介质材料的耐浮焊性。 2.0 适用文件 J-STD-D04 助焊剂的要求 3.0 试样 3.1 2 块试样,铜箔面尺寸约 50 mm x 50 mm。

3.2 对于双面敷铜板,则每面应分别制备试样进行测试。每块试样的反面或不测 试面上的铜箔应使用标准蚀刻工艺去除。裸介质材料保持原样进行测试。 4.0 设备 4.1 烘箱 循环空气烘箱,可保持均匀温度 135±10℃。 4.2 焊料槽 电加热、恒温控制焊料槽,大小应足够放得下试样,可盛焊料不少于 2.25 千克。 4.3 切割样板和切割刀,用于制备约 50 mm x 50 mm 铜箔敷介质材料试样。 4.4 浮焊测试装置,如图 1 所示。 4.5 Sn60、Sn62 或 Sn63 焊料,符合 J-STD-D04 中规定的要求。 5.0 操作程序 5.1 制备 2 块试样,清洗铜箔,再将试样放入循环空气烘箱,在 135℃±10℃下 烘 1 小时,然后放入室温干燥器。 5.2 从干燥器内取出试样。 5.3 试样进行浮焊之前,用揿钉或其它轻质固定装置,将试样装入浮焊测试装置 (图 1) 。铜箔朝下,将试样浮在熔融焊料表面进行浮焊,焊料温度如表 1 所示, 持续时间 10 秒钟。

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Wooden handle glued to cork Cork or other thermal insulator

木柄粘接到软木上 软木或其它隔热材料 软木上开散热窗 44.5 mm

Window cut in cork , 44.5 mm x 44.5 mm (optional) x 44.5 mm (选购件) 图 1 浮焊测试装置图 (原图见原文第 5-145 页 -- 译者)

表 1 浮焊焊料温度表 方法 A 方法 B 260℃±5℃ 288℃±5℃

5.4 将试样表面进行浮焊,然后取出试样,轻拍试样板边,将多余焊料去除。 5.5 鉴定 彻底清洗试样并用目视检查,有无起泡、分层或皱褶。如果是裸介质材料, 用目视检查,有无起泡、收缩、变形或熔化。 6.0 注 6.1 对于易吸潮的材料,要求进行预处理以去除材料中的水分,因为材料中吸收 的水分,浸入焊料槽而急剧升温,产生挥发而引起分层和起泡。至于吸收水分低 的材料,则无需进行干燥。

注: 本测试方法规范中所适用的材料是 IPC 技术委员会自行而定的, 只是建 议性的,使用与否或适用与否完全自定。IPC 对于这种材料的使用、应用或适用 概不负责。使用人还应完全负责保护自己,避免因侵犯专利权而遭受索赔或承担 责任。本测试方法规范中所提到的设备,仅供使用人参考,并不意味着是 IPC 所 指定的设备。

编号:

2.4.14

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主题:

金属表面的可焊性测定

制定日期:1973 年 4 月 修订版本: 原创工作组:不适用

1.0 范围 本方法测定印制电路板的可焊性,这种印制电路板经涂助焊剂后浸入熔融焊 料进行焊接作业或使用烙铁进行焊接作业。 2.0 适用文件 ASTM-B32 焊料 ASTM-D509 助焊剂 IPC-A-600 印制板的可接受性 3.0 试样 3.1 试样应能反映成品的特征, 其中包括印制线路板上的三条焊盘条和宽 0.64 cm 长 5 cm 导线图形。 3.2 如受测试印制线路板上含有宽 0.64 cm 的电路通路,则这种电路通路即可用 于代替焊盘条。 3.3 试样也可以是生产印制线路板或单块印制线路板上用作电连接的端接区域 和导线通路。 4.0 设备/器具 4.1 电加热、 恒温控制焊料槽, 可盛焊料至少 1 千克, 可装得下需测试的试样 (0.64 cm x 5 cm) 。温度控制器应能使焊料保持 232℃±6℃。 4.2 焊料应符合 ASTM-B32 中规定合金级 60B 的要求, 程序 A、 B 和 D 用的焊料 标称成分为锡 60%和铅 40%,程序 C 用的焊料应符合规定要求。 4.3 助焊剂 助焊剂应符合 ASTM-D509 中规定的要求,为重量比 25%的 WW 级松香和 重量比 75%的 99%异丙醇溶液。 4.4 秒表 4.5 显微镜,用于以 10X 的放大倍率检查试样。

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5.0 操作程序 5.1 测试 5.1.1 将上述试样浸入助焊剂表面下 2.5 cm 至 5 cm 深处 5 秒钟。 5.1.2 从助焊剂中取出试样,垂直风干 1 分钟。然后将试样放低,至试样底边接 触到焊料槽中的熔融焊料。 5.1.3 保持这一位置 1 至 2 秒钟,然后约以 1.3 cm/秒钟的速度将试样浸入焊料, 直到试样被浸没的深度。试样在焊料中保持 2 秒钟,然后再以 1.3 cm/秒钟的速 度将试样取出。 5.1.4 保持直立,让试样上的焊料流尽,待其冷却。 5.2 鉴定 5.2.1 试样经过浸锡,再彻底清洗掉助焊剂后,用放大镜以 10X 的放大倍率检查 试样。 5.2.2 IPC-A-600A 中所列的照片标准可用于鉴定印制线路板和平面金属表面的可 焊性。

注: 本测试方法规范中所适用的材料是 IPC 技术委员会自行而定的, 只是建 议性的,使用与否或适用与否完全自定。IPC 对于这种材料的使用、应用或适用 概不负责。使用人还应完全负责保护自己,避免因侵犯专利权而遭受索赔或承担 责任。本测试方法规范中所提到的设备,仅供使用人参考,并不意味着是 IPC 所 指定的设备。

编号: 主题:

2.5.7 印制线路板的抗电强度测定

制定日期:1997 年 8 月 修订版本: C 原创工作组:刚性板测试方法任务组,7-11d

1.0 范围

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抗电强度测试(又称为高电位、过电位、电压击穿或介质强度测试) ,是指对 印制线路板的 2 个相互绝缘的部分之间或对相互绝缘的部分与大地之间施加高 于额定电压的电压, 用于证明这一印制线路板可在额定电压下安全工作和耐受由 于开关换接、电涌和其它类似现象而造成的瞬时过电位。 虽然这一测试常常称之为电压击穿或介质强度测试,其实这并不是说,这一 测试会造成绝缘击穿或者这一测试用于探测电晕,说得更确切一点,这一测试是 用于测定绝缘材料和/或导线间隔是否足够充分。 2.0 适用文件 3.0 试样 试样每层导电层至少应由 2 条导线构成, 足以让电压施加到 2 层导电层之间 和同一导电层上 2 个相邻导线图形中。 4.0 器具或材料 4.1 高压电源,供给规定的电压,公差±5%(参见注:6.2) 。 4.2 电压测量装置,精度至 5%。如果需要测量漏电流能力时,这一装置也能捡 测漏电流至要求的 5%范围之内。 4.3 软毛刷。 4.4 去离子水或蒸馏水(建议最低电阻率 2 兆欧-厘米) 。 4.5 异丙醇。 4.6 干燥炉。 5.0 操作程序 5.1 试样制备(参见注 6.3) 5.1.1 头等重要的是,在试样上标注实际的、永久性的和无污染的识别标记。 5.1.2 目视检查试样,有无应用操作规范中规定的明显缺陷。如果对于任何试样 的总体质量存在怀疑,则这块试样应予更换,并在换下的试样上注明。 5.1.3 将单股聚四氟乙烯(PTFE)绝缘线(模拟分立元件轴心线)焊接到试样的 各个连接点上。这些线用于将测试图形连接到高压电源上。 5.1.4 用去离子水或蒸馏水将测试导线线端弄湿,再用软毛刷刷擦至少 30 秒钟。 在其余制备试样的过程中,只能用手拿住试样边缘, 拿取试样(参见 6.4) 。 5.1.5 喷洒去离子水或蒸馏水彻底冲洗试样。用手拿住试样,约成 30 ?,从上向 无

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下喷洒去离子水或蒸馏水。 5.1.6 用干净的异丙醇浇湿测试导线线端,摇动试样至少 30 秒钟。再用软毛刷去 除助焊剂残渣。 5.1.7 用新鲜的异丙醇彻底冲洗已清洗过的区域。 5.1.8 将试样放入干燥炉,用 49℃至 60℃(120? F 至 140? F)炉温至少烘干 3 小 时。 5.1.9 让试样冷却至室温(参见 6.5) 。 5.2 测试(参见 6.6) 5.2.1 将测试电压以每秒钟约 100 伏直流的升压速度,尽可能均匀地从零升压至 下列规定的测试条件值之一(参见 6.2) 。如果没有规定测试条件时,则使用条件 A。 条件 A:500 +15/-0 伏直流 条件 B:1000 +25/-0 伏直流 5.2.2 将测试电压升压至规定值,保持 30 +3/-0 秒钟。 5.2.3 测试完成后,将电压慢慢降低,避免电涌。 5.3 评定 检查试样,记录绝缘材料和/或导线间隔不够充分的证据(例如,目视检查 导线图形之间或导线图形与安装硬件之间有否跳火、火花放电或击穿) 。 6.0 注 6.1 建议试样包括“Y”形测试图形(也称之为“E”测试样板)或“梳形图形” 。 生产中印制板也可用做试样。 6.2 性能规范应规定高压测试条件和偏离本测试方法的偏差。如果没有规定测试 条件时,则使用条件 A。 6.3 本测试方法中用于测试的试样是预先制备好的, 并经过水分和绝缘性测试。 6.4 如果有人担心擦洗可能对测试结果有不利的影响,例如试样的导线间距细微 和/或电镀有软金属(锡/铅,金) ,则也可以使用其它方法进行清洗。 6.5 试样焊接和清洗之后,可以涂敷绝缘化合物(保形膜) 。涂敷层和固化应按 涂敷层供应商的规定进行。 6.6 5.2 中规定的测试工艺过程应可用于质量鉴定测试。至于工厂内的质量一致

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性测试,下列修改可予选用: 6.6.1 由客户选定,缩短时间,提高相关测试电压。 6.6.2 由客户选定,施加交流测试电压。 6.6.3 由客户选定,瞬间施加测试电压。

注: 本测试方法规范中所适用的材料是 IPC 技术委员会自行而定的, 只是建 议性的,使用与否或适用与否完全自定。IPC 对于这种材料的使用、应用或适用 概不负责。使用人还应完全负责保护自己,避免因侵犯专利权而遭受索赔或承担 责任。本测试方法规范中所提到的设备,仅供使用人参考,并不意味着是 IPC 所 指定的设备。

编号: 主题:

2.6.3 印制板的耐湿性和绝缘强度测定

制定日期:1997 年 8 月 修订版本 E

原创工作组:刚性板测试方法任务组,7-11d

1.0 范围 本测试方法用于测定印制板试样受到高湿和高温条件处理后, 目视检查绝缘 材料的电绝缘强度性能是否降低。 本测试方法可对涂敷有保形膜的试样 (方法 A) 或对未涂敷有保形膜的试样(方法 B)进行测试。如果未作规定时,则选用方法 A。 2.0 适用文件 MIL-I-46058 电绝缘化合物(涂覆印制电路组件用) IPC-CC-830 印制电路组件用电绝缘化合物的质量鉴定和性能 3.0 试样 3.1 试样应每一导电层至少由 2 条导电线条组成,足以在导电层之间或在同一导 电层上的相邻导线图形之间进行电阻测试。 关于本测试方法建议用的试样图形示 例,参见注 6.1。

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4.0 设备或材料 4.1 洁净测试室,可编制温度范围 25±2℃(77±4? F)至 65±2℃(149±4? F) 和相对湿度 85 至 93%测试环境程序并进行记录。 4.2 电源,能产生直流 100 伏固定偏置电压,公差±10%。 4.3 电阻计,能显示采购文件中规定电压下的高电阻读数。 4.4 焊锡或助焊剂包芯焊锡 助焊剂应可去除而不影响试样性能。 4.5 软毛刷 4.6 去离子水或蒸馏水(建议最小电阻率 2 兆欧-厘米) 。 4.7 异丙醇 4.8 干燥炉,能保持温度 50±5℃(122±9? F)至 125±5℃(248±9? F) 。 4.9 电绝缘化合物(保形膜) ,符合 MIL-I-46058 或 IPC-CC-830 中规定的要求。 4.10 涂敷和固化保形膜需用的设备。 5 操作程序 5.1 试样制备 5.1.1 在试样上标注实际的、永久的和无污染的编号。 5.1.2 目视检查试样,有无适用性能技术指标中规定明显的缺陷。如果有试样不 符合要求,则应更换并在替换件上注明。 5.1.3 焊接单股(减少电线污染助焊剂的机会)绝缘线,这样不致因测试环境而 影响试样上的连接点。绝缘线用于将试样测试图形接到电源上,进行绝缘强度测 试。 5.1.4 用异丙醇清洗引线接线端,并用软毛刷冲刷洗至少 30 秒钟。自此以后,拿 取试样只能用夹住边缘的办法(参见注 6.2) 。 5.1.5 使用未用过的异丙醇,彻底喷淋。拿住试样,约成 30? 角度,从上往下喷 洗。 5.1.6 使用新制去离子水或蒸馏水彻底冲洗已清洗过的区域。 拿住试样, 约成 30? 角度,从上往下喷洗。 5.1.7 将试样放入干燥炉,用 50±5℃(122±9? F)温度,至少干燥三小时(参 见注 6.3) 。

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5.1.8 方法 B 的试样制备现已完成,继续进行 5.2 中规定的各项程序。 5.1.9 方法 A – 涂敷保形膜 继续试样制备 使用与用户生产方法相一致的方法,或按保形膜供应商规定的方法在试样适 合的区域涂敷保形膜。 5.1.10 试样涂敷保形膜后应按保形膜供应商规定的方法进行固化。 5.1.11 试样涂敷保形膜固化后应稳定至环境温度。 5.2 测试 5.2.1 在实验室环境温度下测量初始绝缘强度值。 使用电阻计向 5.2.2 中规定的试 样测试点施加采购文件中规定的电压,测量稳定后读取测得的读数。 5.2.2 试样上的测试点连接时,应使导电层之间或在同一导电层上的相邻导线图 形之间,可交替变换电源的或电阻计的正(+) 、负(-)极性。 5.2.3 将试样成垂直位置放置于测试室内防凝集滴水棚下。按照 5.2.2 中规定,将 直流电压源接到试样测试点上。向各试样施加 100±10 伏直流极性电压。 5.2.4 将试样放置于下列测试条件之一中(参见注 6.4) : (a) 1 级, 温度 35±5℃ (95±9? F) ,相对湿度 85 至 93%,持续 4 天(静态) 。 (b)2 级,温度 50±5℃(122±9? F) ,相对湿度 85 至 93%,持续 7 天(静 态) 。 (c)3 级,20 个循环周期,温度范围 25+5/-2℃(77+9/-4? F)至 65±2℃, 相对湿度 85 至 93%,持续共计 160 小时。 5.2.4.1 温度循环周期 一个完整的温度循环周期(3 级测试条件使用)由下列构成: (a) 测试开始温度 25+5/-2℃ (77+9/-4? F) , 将温度上升至 65±2℃ (149±4? F) ,持续 150±5 分钟。 (b)保持温度 65±2℃(149±4? F) ,持续 180±5 分钟。 (c)从 65±2℃(149±4? F)降温至 25+5/-2℃(77+9/-4? F) ,持续 150±5 分钟。 各次循环周期之间没有延迟时间。20 个循环周期期间始终保持极性电压。相 对湿度由高温降到低温时至少可降 80%。参见图 1 温度循环周期的图示。

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5.3 测量 5.3.1 卸下 100 伏直流极性电压源,然后进行绝缘强度测量。绝缘强度应按 5.2.1 中规定测量。测量的电压极性应与极性电压一致。 5.3.2 最后的绝缘强度测量应在试样从测试室取出之后、实验室环境温度条件下 稳定之后 1 小时和实验室环境温度条件下稳定之前 2 小时分别进行。 任何删除测量值的理由,例如划痕、水凝、导线桥接等等,均应注明。 5.4 鉴定 5.4.1 每一试样均应,视其适用范围,在初始、浸湿和/或干燥条件之后和/或在初 始、浸湿和/或干燥条件期间,评定绝缘强度质量的等级。 5.4.2 试样电测试结束后,接着在实验室环境温度条件下稳定 24 小时之后,检查 有无白斑、起泡、分层或其它质量下降的形式等痕迹。

Temperature(℃)

温度(℃)

图 1 耐湿性和绝缘强度测试曲线图 (原图见原文第 2-13 页。 译者)

3.8 (0.15) typ

3.8 (0.15)典型

Y pattern connection moves to next land on each sequential layer. Y 形图形连接移到下一层上的下一个焊盘上。 Conductor 导线宽度 Spacing 导线间隔

图 2 绝缘强度测试板 E 图(参见表 7-3) (原图见原文第 2-14 页。 译者)

图 3 典型“梳形图形”图(IPC-B-25A) (原图见原文第 2-14 页。 译者)

6.0 注

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6.1 测试图形示例 6.1.1 “Y”性图形 本行业内各种技术规范中有多种“Y”形测试图形(又称为“E”测试板) 。 参见图 2“Y”形测试图形示例。 6.1.2 梳形图形 各种“梳形图形”都可使用本文件中规定的程序正确进行测试。图 3 所示的 梳形图形上的测试点为 1 至 2、2 至 3、3 至 4 和 4 至 5。测试点 1-3-5 连接到电 阻计正(+)端点上,测试点 2-4 连接到电阻计负(-)端点上。 6.1.3 生产板测试 有时需用生产板代替测试图形。如果必须这样做,就必须进行正确判断和选 定相邻导线做测试用的接线盘,因为导线间距和导线布置都能影响到测试结果。 6.2 有文件证明的其它清洗方法也可使用,比如说,有人担心擦洗可能对测试结 果有不利的影响,即试样上的间距极其细微,而且电镀有软金属(锡/铅,金等 等) 。 6.3 如果印制板必须经过储存,然后才进行涂敷保形膜,则印制板必须储存于干 燥无污染的环境中。 6.4 性能技术指标应规定试样的制备方法、测试条件的等级和偏离本测试方法的 任何变化。 6.5 测试室应使用不腐蚀而又不会给测试环境增加离子污染的材料制造。

注: 本测试方法规范中所适用的材料是 IPC 技术委员会自行而定的, 只是建 议性的,使用与否或适用与否完全自定。IPC 对于这种材料的使用、应用或适用 概不负责。使用人还应完全负责保护自己,避免因侵犯专利权而遭受索赔或承担 责任。本测试方法规范中所提到的设备,仅供使用人参考,并不意味着是 IPC 所 指定的设备。

编号: 主题:

2.1.1 手工法显微切片的制备

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制定日期:1998 年 3 月 修订版本:D 原创工作组:后分离任务组(D-33a)

1.0 范围 本操作程序用于制备印制线路产品的金相试样。 完工的显微切片可用于评定 层压片系统和电镀通孔的质量。镀通孔可通过评定铜箔、电镀和/或涂层的特性, 从而确定其是否符合适用的技术规范要求。 同一基本程序还可用于其它领域的安 装和检查。由于许多人都把手工金相试样的制备认为主要是艺术,本方法就是介 绍已受到人们普遍接受的那些技术。本方法无意说得很特别,以致因不同金相学 家而异的变化都成了不能接受得了的。另外,这些技术取得的成功也仍然取决于 各个金相学家本身的技巧熟练程度。 2.0 适用文件 IPC-MS-810 大量制备显微切片的指导原则 ASTM E 3 制备金相试样的标准方法 3.0 试样 从印制电路板或测试样板上切割需用的试样,留有足够的余边,以免损伤要 检验的区域。 建议余边至少应留出 2.54 mm.。 砂轮切割机能够紧靠要检验的区域 切割而不会造成损伤。常用的切割方法有:用宝石匠切割锯、微型带锯、砂轮切 割机锯切,用小型铣床铣切或用锋利空心模冲切 (脆性材料,例如聚酰亚胺和 有些改性环氧树脂,建议不用冲切) 。参见 IPC-MS-810。建议每种试样应最少制 备一块至少含有三个最小直径镀通孔的显微切片。 加工制备原设计各层都没有非 功能性焊盘的多层印制板显微切片时,必须注意选定测试位置,使内层焊盘正好 与选定的电镀通孔相连,从而可顺利进行完整的质量鉴定。 4.0 设备或材料 4.1 试样切割方法(参见 IPC-MS-810,选用适合需要的方法) 4.2 安装模具 4.3 将安装表面整理光滑平整 4.4 脱模剂(任选项)

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4.5 试样支架(任选项) 4.6 金相旋转研磨/抛光系统 4.7 砂带磨光机(任选项) 4.8 金相显微镜,100X 至 200X 放大倍率 4.9 真空泵和真空干燥器(任选项) 4.10 室温固化包封材料(建议最高固化温度为 93°C) 4.11 砂纸(美国 CAMI 粒度 180、240、320、400 和 600 号砂纸。关于美国粒度 与欧洲粒度相互转换关系,参见图 1。 )

U.S.A CAMI Grade . European New “P” Grade

美国 CAMI 粒度等级 欧州新“P”粒度等级

Excerpt from Struers Catalog ration Europeanne des Fabri-cants des Produits Abrasifs (FEPA) and gives the grain sizes in um. The silicon carbide powders of Struers wet-grinding papers are classified to FEPA grades, and specifically to the P-series. 本表摘自欧洲 Struers 砂纸产品目录,粒度单位为微米。Struers 牌碳化硅粉 湿磨砂纸,划分为 FEPA 粒度等级,确切的说,划分为 P 系列粒度等级。 图 1 砂纸粒度等级表(美国 CAMI 粒度等级与欧州新“P”粒度等级对应表) (原表见原文第 8 –3 页 ---译者)

4.12 抛光轮用抛光布:粗呢、少起绒或不起绒织物用于粗抛光或中等抛光,软 呢、纺织布或中等起绒织物用于最后抛光。 4.13 氧化物或硅胶抛光悬浮液(用于最后抛光,0.3 至 0.04 微米) 4.14 金刚石抛光粉(6 至 0.1 微米) 4.15 抛光润滑剂 4.16 试样蚀刻溶液(参见 6.4) 4.17 清洗和涂蚀刻溶液用棉球和棉签 4.18 异丙醇,25%甲醇水溶液,或其它适合的溶剂(用灌封介质和标记系统检查 有无反应)

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4.19 试样打标记系统 4.20 超声波清洗器(任选项) 5.0 操作程序 5.1 试样制备 用 180、240 和 320 号粒度等级的砂纸依次研磨试样,使最后的抛光深度约 1.27 mm。去各边毛刺,然后安装。 5.2 安装金相试样

5.2.1 清洗安装表面,待其干透,在板上和安装环上涂抹脱模剂。 5.2.2 使用适合的溶剂,例如异丙醇或乙醇,彻底清洗试样。当对 “热应力” (浮 焊实验)的样品进行微切片时,彻底清洗试样极为重要,残留的焊剂会造成灌封 材料附着不牢,从而导致试样和灌封介质之间形成空隙,这种空隙使得金相试样 的制备变得十分困难。 5.2.3 使用试样支架、夹子或用双面胶带,将试样站立在安装环中,与基底垂直。 5.2.4 待检测的表面应面对安装面。 5.2.5 仔细将灌封材料从一边倒入安装环中,使电镀通孔灌满。有些封装材料可 能需要稀释,应按生产厂的建议办理,以降低粘度,灌满小直径电镀通孔。建议 应对手进行防护,避免引起皮肤过敏。 5.2.6 试样应保持直立,电镀通孔应灌满灌封材料。 5.2.7 环氧树脂灌封材料可能需要真空排气,以便镀通孔完全灌满。 5.2.8 待试样固化,从安装环中取出固化的试样。固化的试样至少应展现如下质 量特性: * 灌封材料与试样之间没有空隙; * 镀通孔灌满灌封材料; * 灌封材料中没有气泡。 如果固化的试样存在上述缺陷,则正如 5.2.2 所述,试样的制备就会困难重 重。在试样上做永久性的标记,选用的做标记方法在遇到溶剂和润滑剂时, 不会 受到影响。 5.2.9 进行有限的电镀厚度测量时,例如印制电路板插头上的镀金层和镀镍层厚 度,可将电镀板试样放置成 30 度的角度。这样就使镀金层和镀镍层厚度看起来

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是实际厚度的两倍。这一测得的厚度应除以二,才能求得其真正的厚度。关于深 入讨论锥形截面的计算技术,请参阅 6.5 中的资料。 5.3 研磨和抛光 5.3.1 在金相设备上,用 180 号粒度的砂纸,将固化的试样粗磨至电镀通孔壁的 边缘。 注:使用大量水流,防止试样过热和损坏,并清除研磨屑。 5.3.2 使用大量水流,用 240、320、400 和 600 号粒度的砂纸依次精磨试样至电 镀通孔的中心。用 600 号粒度的砂纸最后精磨至电镀通孔轴向中心线结束。抛光 轮研磨时一般使用的速度是 200 至 300 rpm。每次更换不同粒度的砂纸时,将试 样旋转 90 度并研磨 2 至 3 次,花点时间磨去上次研磨留下的擦痕,再用显微镜 检查,擦痕是否磨去。显微切片上的研磨表面应成一单一平面,这点极为重要。 每次更换不同粒度的砂纸时,将试样旋转 90 度的目的,就是为了方便检查。如 果观察到有与上次研磨留下的擦痕成 90 度交叉的擦痕,表明表面不平,显微切 片需要再研磨。如果研磨作业完成时,显微切片表面仍然不平,还不能撤掉全部 研磨作业,也许粗磨时留下的研磨擦痕还没有去除呢。金相切片操作者应该认识 到,粒度越粗(180、240 和 320) ,则造成材料损伤和毛刺的深度也越大。既然 使用 30 微米粒径(400 号粒度)以下砂纸研磨,可使损伤深度急剧减少,则较 好的做法还是用 400 号粒度砂纸,尤其用 600 号粒度砂纸,花长一点时间研磨, 以便最后磨出平整的截面,而不要把时间花在较粗粒度的砂纸上了。 5.3.3 用自来水冲洗试样,再用过滤空气吹干,在各步骤之间最好能用超声波清 洗。 注:各次精磨之间、粗磨抛光之前以及各次抛光之间,我们极力推荐采用超 声波清洗。印制电路板试样,尤其是环氧基材料受热之后,往往会出现空洞,该 空洞会集纳研磨和抛光的残渣,而用简单清洗是不能完全洗净。必须注意的是, 不要用超声波过分清洗而损坏试样表面。超声波清洗即便短至一分钟,也能损坏 抛光表面。 5.3.4 用 6 微米金刚石抛光粉放在粗呢、少起绒或不起绒织物上,将试样粗抛光。 试样粗抛光之后, 用显微镜检查试样, 600 号粒度精磨砂纸留下的擦痕是否消除。 最好用超声波清洗试样。继续用 1 至 3 微米金刚石抛光粉放在粗呢、少起绒或不

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起绒织物上,将试样粗抛光后,用显微镜检查试样,6 微米金刚石抛光粉抛光留 下的擦痕是否消除。最好用超声波清洗试样。通常情况下,在上述抛光步骤过程 中,如果显微切片一直受到正确研磨,只要施加中等压力、抛光数分钟就够了。 粗抛光和中等抛光过程中,抛光轮通常使用的速度是 200 至 300 rmp。最后使用 1 至 0.1 微米金刚石抛光粉、0.05 微米氧化铝或其它氧化物抛光粉、或硅胶抛光 悬浮液精抛光。最后精抛光步骤中,如使用氧化物抛光粉或硅抛光化合物时,只 要施加轻等至中等压力,持续 10 至 20 秒钟。而使用金刚石化合物放在柔软纺织 布上进行最后精抛光则可能要延长至几分钟(参见 5.3.5) 。最后精抛光过程中, 由于显微切片上的滞后增加,抛光轮通常使用的速度降低至 100 至 150 rmp。典 型做法是按先用 6 微米金刚石抛光粉、1 微米金刚石抛光粉、接着用 0.04 硅胶抛 光悬浮液或 0.05 微米氧化铝抛光粉依次抛光。也可以用其它方法进行,如先用 6 微米,接着用 3 微米,再用 0.25 微米金刚石抛光粉也可进行依次抛光。还有人 甚至先用 1.0 和 0.3 微米氧化铝放在不起绒布上,再用 0.05 微米氧化铝放在柔软 中等起绒布上抛光。 这一操作程序能否成功使用, 就看金相操作者的技能如何了, 不过与金刚石化合物的抛光相比,常会造成板边保持不好和起伏效应 (参见 6.5 参考资料 1) 。 5.3.5 警告 使用绒布抛光可造成板边保持不好(磨圆)和组成部分之间起伏不平,因为 这种抛光加剧了不同材料之间的不同磨削率 (即锡铅合金和较软的灌封材料的 磨削速度比基材中的铜和玻璃纤维快) 。起绒越多,这种效果就越明显。用户在 最后的精抛光期间,需要尽量减少抛光时间,多用润滑剂,并施加轻等压力。 5.3.6 用柔和型肥皂温水或溶剂清洗,并吹干。 5.3.7 检验并再抛光,必要时先用 6 微米金刚石抛光粉抛光至: 1) 没有比最后精抛光粉所造成的擦痕大的擦痕。 2) 试样不比灌封材料高或低。 3) 电镀通孔和基材上没有电镀铜的污斑。 4) 按照适用技术规范规定,显微切片的平面正好位于镀通孔的中心线上。 如果研磨深度不够,则需要再研磨和再抛光。 5) 几乎见不到在制备过程中造成的基板玻璃纤维的损坏。

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参见 IPC-MS-810,查看图示有关上述特性的显微照片。如果显微切片已达 到上述要求的特性,则按照 5.4.1 中规定的要求,检验“已按要求抛光”条件下 的多层印制电路板显微切片, 鉴定内层隔离区是否有显示黑线或部分黑线的可疑 区域。这些区域应经金相蚀刻验证。在规定的放大倍率下检验时, “已按要求抛 光”的所有内层隔离区,与经金相蚀刻验证后的内层隔离区相比,可能没有一比 一的相关关系。 5.3.8 用棉签蘸适合的蚀刻溶液(参见 6.4)擦拭试样,典型擦拭时间为 2 至 3 秒钟,必要时可重复浸擦 2 至 3 秒钟,使电镀界面暴露出来。 注意: 用过多蚀刻溶液擦拭, 可使铜箔和电镀铜之间的分界线完全模糊不清, 防碍精确的检测。 5.3.9 用自来水或去离子水冲洗掉试样上的蚀刻溶液。 5.3.10 用溶剂清洗,并吹干。 5.4 鉴定 5.4.1 使用金相显微镜,将放大倍率设定在 100X,调到明视场照明,测量标准和 技术规范要求的性能。除非另有规定外,测试时应用 200X 放大倍率进行鉴定。 5.4.2 测量至少三个镀通孔的电镀铜厚度。用同一试样横截面也能测定整个表面 镀铜厚度。 记录下各次测定的电镀铜厚度和电镀铜质量。 电镀铜厚度不应在结瘤、 空洞或裂缝处测定。 5.4.3 质量的观察可包括:起泡、层压板空洞、裂缝、树脂凹缩、孔壁拉脱、电 镀均匀性、毛刺和结瘤、电镀空洞以及芯吸作用等。另外,多层印制电路板的电 镀质量包括:内层平面粘接到镀通孔上、树脂污斑、玻璃纤维突出以及凹蚀等。 有些电镀状况早在抛光试样进行蚀刻之前,就可观察得到。 6.0 注 6.1 试样在灌封之前,按照 ASTM E 3 制备金相试样的标准方法规定的要求,将 试样电镀一层铜或电镀其它金属,其硬度与试样相似,则就能较好地保护板边, 从而也就能更准确地测量电镀层的厚度。 6.2 为更精确鉴定是否可能有内层分离,建议按照 6.2.1 和 6.2.2 中规定的操作程 序进行。 6.2.1 重新研磨操作程序

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6.2.1.1 试样抛光并用金相显微镜检验后,关断研磨轮上的电源。 6.2.1.2 用大量水和 600 号粒度砂纸,将研磨轮放置成与电镀通孔孔壁平行的固 定位置,轻轻地重新研磨试样。 6 至 8 个来回行程也就够了。这一次操作将会 去除在旋转抛光过程中可能沾弄到内层连接隔离区上的任何铜金属污斑。 6.2.1.3 用水冲洗试样并吹干。按照 5.3.3 至 5.3.7 中规定的操作程序进行重新抛 光,然后用金相显微镜检验,测定是否有内层连接隔离区存在。 6.2.1.4 经“已按要求抛光”条件下的检验(最好拍几张显微照片)后,按照 6.4 中规定的操作程序用柔和的蚀刻溶剂蚀刻试样,然后再检验试样,检查有无内层 连接隔离区以及其它特性。 “已按要求抛光”的所有内层连接分离区可能没有一 比一的相关关系。 6.2.2 机械/化学制备(腐蚀抛光) 另一项有用的技术是在最后精抛光步骤中,同时进行机械/化学抛光。使用 95%硅胶和体积 5%的过氧化氢(30%浓度)混合液放在耐化学的布上抛光,这 就构成了对试样同时进行机械和化学研磨。金相操作者必须小心仔细,才能使机 械研磨和化学腐蚀保持平衡。机械研磨过多,则会使试样产生细小擦痕。化学抛 光过多,则会腐蚀试样。这两种现象都是不能令人满意的。如何才能做到最佳平 衡,还需要进行试验。 6.3 为深入了解已察觉到的内层连接隔离区,将试样放置成水平位置(与原先竖 直平面成垂直)重新研磨、重新抛光,检查试样的半圆周界面。隔离区影响到的 内层厚度还不到 50%时, 这种方法成功率就低 (从垂直显微切片上注意到这一现 象) 。 6.4 下面推荐一种试样用蚀刻溶液: 25 ml 氨水(25-30%) 25 ml - 35 ml 的 3-5%(体积比)过氧化氢 加入 25 ml 水(蒸馏水或反渗透水)稀释,即成溶液,可进行较长时间蚀刻, 在一定的场合使用, 可能令人满意。 使用之前先等 5 分钟。隔几个小时配制一次新鲜的溶液。 6.4.1 还有其它几种已经使用过的、或者可以发展用于铜蚀刻的蚀刻溶液。选用 必须小心仔细,因为电解和化学镀具有敏感的性质,铜箔蚀刻具有的特性以及遇

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有锡铅时可能有的原电池腐蚀效应。参见 65 参考资料 2 和 IPC-MS-810。 6.4.2 研究锡铅焊剂时,有时使用专门设计用于显露锡铅合金的显微结构的蚀刻 剂,是很有帮助的。 (参见 6.5 中参考资料 2。 ) 6.5 其它金相实验室习惯做法的参考资料 1)机械手段的金相抛光,作者:L.E. Samuels,1982 年美国金属协会出版, 书刊号 ISBN: 0-87170-135-9 2) 金相蚀刻, 作者: Gunter Petzow, 1978 年美国金属协会出版, 书刊号 ISBN: 0-87170-002-9 3) 金相学原则和实践, 作者: George F. Vander Voort, 1984 年美国 McGraw-Hill 公司出版,书刊号 ISBN: 0-070669780-8 4)台式金属手册,Howard E. Boyer 和 Timothy L. Gall 编辑,1985 年美国金 属协会出版,书刊号 ISBN: 0-87170-188-X

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