CN101936954A - 带有金属基的pcb产品的可靠性检测方法 - Google Patents

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江京
向洪波
孔令文
彭勤卫
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Abstract

本发明实施例公开了一种带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法，包括以下步骤：a、采用超声波扫描设备对所述带有金属基的PCB产品进行穿透模式扫描，如果检测出所述带有金属基的PCB产品有分层起泡现象，则结束检测，否则进入步骤b；b、对所述带有金属基的PCB产品进行模拟回流焊测试、焊台测试、冷热循环测试和恒温恒湿老化测试；c、采用超声波扫描设备对所述带有金属基的PCB产品进行穿透模式扫描。本发明实施例提供的可靠性检测方法中，充分考虑了带有金属基的PCB产品的两种失效模式，并针对这两种失效模式进行试验模拟，最后检测PCB产品的分层、起泡现象，完整地评估了带有金属基的PCB产品的可靠性。

Description

带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法
技术领域
本发明涉及PCB产品检测技术领域，更具体地说，涉及一种带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法。
背景技术
带有金属基的PCB产品，指的是具有与PCB产品通过粘接片压合在一起，起到散热功能的金属块的PCB产品。带有金属基的PCB产品与普通的PCB产品相比，增加了与PCB产品结合的金属基，起到了很好的散热效果。由于粘接片与金属基、PCB产品的热膨胀系数相差较大，在PCB产品的后续加工及实际使用过程中，三者的热匹配性容易导致产品产生分层起泡的问题。
一般的情况下，带有金属基的PCB产品的失效模式主要有以下两种：
1)SMT(表面贴装技术)加工过程中或SMT加工后返修过程中因高温受热而导致分层起泡。
2)带有金属基的PCB产品在实际使用的过程中，由于环境条件比较恶劣，长时间的使用后容易产生分层起泡。
针对上述的两种主要失效模式，现有的带有金属基的PCB产品在检测的过程中采用热应力测试、回流焊测试，上述可靠性的测试过程中，测试方法不完善，并不能完全根据带有金属基的PCB产品的实际失效模式进行完整而系统的可靠性测试，测试结果无法完全评估产品的可靠性，而且上述可靠性测试中只能采用切片分析的方式判断产品是否失效，采用切片分析判定PCB产品失效的方法费时费力，同时无法保证带有金属基的PCB产品的完整性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法，以保证在不破坏样品的前提下，实现对带有金属基的PCB产品的可靠性进行系统完整的检测。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法，包括以下步骤：
a、采用超声波扫描设备对所述带有金属基的PCB产品进行穿透模式扫描，如果检测出所述带有金属基的PCB产品有分层起泡现象，则结束检测，否则进入步骤b；
b、对所述带有金属基的PCB产品进行模拟回流焊测试、焊台测试、冷热循环测试和恒温恒湿老化测试；
c、采用超声波扫描设备对所述带有金属基的PCB产品进行穿透模式扫描。
优选的，上述带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法中，在步骤c之后还包括对所述带有金属基的PCB产品进行反射模式扫描。
优选的，上述带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法中，对所述带有金属基的PCB产品进行模拟回流焊测试过程中，所述带有金属基的PCB产品的表面温度为240℃，回流焊测试5次。
优选的，上述带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法中，对所述带有金属基的PCB产品进行焊台测试的设定温度为240℃，测试时间为5分钟。
优选的，上述带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法中，对所述带有金属基的PCB产品进行恒温恒湿老化测试中，相对湿度85％，温度为85℃，测试时间为168H。
从上述的技术方案可以看出，本发明实施例中提供的带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法中，首先对带有金属基的PCB产品采用超声波扫描设备进行穿透模式扫描，剔除其中失效的带有金属基的PCB产品，然后对余下的带有金属基的PCB产品进行模拟回流焊测试、焊台测试、冷热循环测试和恒温恒湿老化测试，在进行上述测试后最后对测试后的带有金属基的PCB产品进行超声波穿透模式扫描，检测测试后的带有金属基的PCB产品是否失效。本发明实施例提供的可靠性检测方法中，充分考虑了带有金属基的PCB产品的两种失效模式，并针对这两种失效模式进行试验模拟，最后检测PCB产品是否具有分层起泡现象，从而可以系统地评估了带有金属基的PCB产品的可靠性。同时采用本发明中的检测方法时，无需采用切片的方式进行失效检测，保证了样品的完整性，同时避免了切片带来的费时费力的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法的流程图。
具体实施方式
为了更清楚地对本发明实施例所提供的方案进行了解，下面将实施例中的技术术语进行解释如下：
PCB：印制电路板。
金属基：用于PCB散热作用的金属块(钢、铁、铝块)，一般与PCB通过粘接片压合在一起。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法，在不破坏样品的前提下，实现对带有金属基的PCB产品的可靠性完整而系统地测试。
请参考附图1，图1为本发明实施例提供的带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法的流程图。
本发明实施例提供的带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法中，包括以下步骤：
a、采用超声波扫描设备对所述带有金属基的PCB产品进行穿透模式扫描，如果检测出所述带有金属基的PCB产品有分层起泡现象，则结束检测，否则进入步骤b；
本发明主要是对带有金属基的PCB产品的可靠性进行检测，所以在检测开始时先通过超声波扫描设备对样品进行穿透模式扫描，在对带有金属基的PCB产品进行可靠性测试前，步骤a先将样品中已经出现分层起泡的带有金属基的PCB产品剔除，然后将没有出现分层起泡的带有金属基的PCB产品进行后续模拟测试实验。
b、对所述带有金属基的PCB产品进行模拟回流焊测试、焊台测试、冷热循环测试和恒温恒湿老化测试；
步骤b中主要是针对带有金属基的PCB产品的两种主要的失效模式进行模拟测试；
c、采用超声波扫描设备对所述带有金属基的PCB产品进行穿透模式扫描。
步骤c对经过步骤b的测试后，对带有金属基的PCB产品进行穿透式扫描，以检测经过模拟测试后的带有金属基的PCB产品的可靠性。
超声波扫描的原理：超声波在介质中进行传播时，会产生声阻，超声波在穿过介质与介质的交界处时，由于声阻的变化，会导致其反射能量与入射能量比发生变化，从而引起其接受信号的变化，在软件中则用波形和图像可以明显地识别。采用穿透模式扫描，由于超声波在空洞、气泡中不会进行传播，所以如果带有金属基的PCB产品中具有分层气泡，那么超声波信号不会进入产品下方的接收器，接收器也不会产生任何的波形，而此时在软件形成的图像中，具有空洞、起泡的地方产生的图形与正常区域中产生的图形具有很大的区别。
本发明实施例中提供的带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法中，首先对带有金属基的PCB产品采用超声波扫描设备进行超声波穿透模式扫描，然后对符合要求的带有金属基的PCB产品进行模拟回流焊测试、焊台测试、冷热循环测试和恒温恒湿老化测试，在进行上述测试后最后对带有金属基的PCB产品进行超声波扫描，以检测产品是否失效。本发明实施例提供的可靠性检测方法中，充分考虑了带有金属基的PCB产品的两种失效模式，并针对这两种失效模式进行试验模拟，最后检测PCB产品是否具有的分层起泡现象，本发明采用的方法系统完整地评估了带有金属基的PCB产品的可靠性。同时采用本发明中的检测方法时，无需采用切片的方式进行失效分析，保证了样品的完整性，同时避免了切片带来的费时费力的问题。
上述实施例中提供的带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法中，如果需要检测出分层起泡的位置，在步骤c之后还包括对带有金属基的PCB产品进行反射模式扫描。当检测到带有金属基的PCB产品上具有空洞或者气泡时，采用超声波扫描设备对带有金属基的PCB产品进行反射模式扫描，调节超声波扫描设备的探头的焦距，超声波信号从探头发出，并定位到粘接片层，由于带有金属基的PCB产品的具有粘贴片、金属基和PCB三层介质，所以在进行反射模式扫描时，由于介质发生变化，产生的发射波传回探头内，反馈成图像。由于超声波传播需要介质，如果出现空洞或气泡时，反射波将会产生一个较大的波形，反馈在图像上显示为该处的颜色与其它正常区域的颜色不同，根据图像颜色的差别判断空洞或气泡的位置。
上述实施例中提供的带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法中，对带有金属基的PCB产品进行回流焊测试时只要符合回流焊的测试条件即可，优选的方案，PCB产品的表面温度为240℃，进行5次回流焊测试，这样即可保证PCB产品的表面温度不至于过高，同时将实验保证在合理的次数内。
上述实施例中提供的带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法中，对带有金属基的PCB产品进行焊台测试的设定温度为240℃，测试时间为5分钟，当然只要在焊台测试合理的温度范围和测试时间内都在本发明的保护范围之内。
上述实施例中提供的带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法中，对带有金属基的PCB产品进行恒温恒湿老化的测试中，优选的相对湿度85％，温度为85℃，测试时间为168H(小时)。
上述实施例汇总提供的带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法中，在进行冷热循环测试中，可以采用表1中的冷热循环温度，请参考表1，表1为冷热循环温度表：
  步骤   温度(℃)   时间(分钟)
  1   -55，+0/-5   15
  2   25，+10/-5   0
  3   +125，+5/-0   15
  4   25，+10/-5   0
表1
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、采用超声波扫描设备对所述带有金属基的PCB产品进行穿透模式扫描，如果检测出所述带有金属基的PCB产品有分层起泡现象，则结束检测，否则进入步骤b；
b、对所述带有金属基的PCB产品进行模拟回流焊测试、焊台测试、冷热循环测试和恒温恒湿老化测试；
c、采用超声波扫描设备对所述带有金属基的PCB产品进行穿透模式扫描。
2.根据权利要求1所述的带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法中，其特征在于，在步骤c之后还包括对所述带有金属基的PCB产品进行反射模式扫描。
3.根据权利要求1所述的带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法中，其特征在于，对所述带有金属基的PCB产品进行模拟回流焊测试过程中，所述带有金属基的PCB产品的表面温度为240℃，回流焊测试5次。
4.根据权利要求3所述的带有金属基的PCB产品的可靠性检测方法中，其特征在于，对所述带有金属基的PCB产品进行焊台测试的设定温度为240℃，测试时间为5分钟。
5.根据权利要求4所述的带有的金属基的PCB产品的可靠性检测方法中，其特征在于，对所述带有金属基的PCB产品进行恒温恒湿老化测试中，相对湿度85％，温度为85℃，测试时间为168H。
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