CN102445466B - 确定电路板耐热性的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种确定电路板耐热性的方法和设备，涉及电路板制作领域，解决了由于线路板尺寸太小，线路板内部受热发生形变而导致的裂缝也比较小，对于电路板外形的改变是非常细微的，使得靠肉眼来在显微镜下观察电路板上是否发生异常的准确性很低的问题。本发明实施例提供的技术方案，包括在电路板的每个电路单元上，选取和/或设置至少一条贯穿所述电路单元的所有层的导线；测量所述导线的原电阻值；在所述电路板经过热处理后，测量所述导线的热处理后的电阻值；根据所述原电阻值和所述热处理后的电阻值，确定所述电路板的耐热性。本发明实施例提供的确定电路板耐热性的方法和设备，能够应用于电路板制作完成后，对电路板耐热行的确定。

Description

确定电路板耐热性的方法和设备

技术领域

本发明涉及电路板制作领域，尤其涉及一种确定电路板耐热性的方法和设备。

背景技术

现有技术中，随着半导体和电子行业的发展，电路板的尺寸越来越偏向于微型化，电路板以套板形式制作，如图1(a)所示，所述套板11上设有若干电路单元12，所述电路单元12为微型印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)，各个电路单元12之间的电路互不导通。在实际生产的时候，各个电路单元都是同时生产出来的，如图1(b)所示，所述电路单元12包括导线121和填充在导线121间的绝缘层122，所述导线121由金属线路1211和金属化孔1212组成。

电路板制作完成后，需要对电路板进行耐热应力的测试。所述热应力是指温度改变时，物体由于外在约束以及内部各部分之间的相互约束而使其不能完全自由胀缩而产生的应力。常规的热应力测试方法(IPC-TM6502.6.8)是将电路板样品放入锡炉中漂锡，然后在显微镜下观察是否有爆板，分层等情况。在正常情况下，如果不存在氧化物或者污染物，金属线路与金属化孔之间的结合力完全可以承受高温冲击产生的热应力。但是如果在金属线路与金属化孔之间的结合处存在氧化物或者污染物，受到高温带来的应力作用，结合处就会产生裂纹。

在实现本发明的过程中，发明人发现，随着电路板的尺寸越来越偏向于微型化，在耐热应力的测试中，即使电路板发生了分层，由于导线之间产生的裂缝微小，大的十几微米，小的几百纳米，因而电路板外形的改变是非常细微的，使得靠肉眼来在显微镜下观察电路板上是否发生异常的准确性很低。

发明内容

本发明实施例提供确定电路板耐热性的方法和设备，用以解决由于线路板尺寸太小，线路板内部受热发生形变而导致的裂缝也比较小，对于电路板外形的改变是非常细微的，使得靠肉眼来在显微镜下观察电路板上是否发生异常的准确性很低的问题。

为达到上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：

一种确定电路板耐热性的方法，包括：在电路板的每个电路单元上，选取和/或设置至少一条贯穿所述电路单元的所有层的导线；测量所述导线的原电阻值；在所述电路板经过热处理后，测量所述导线的热处理后的电阻值；根据所述原电阻值和所述热处理后的电阻值，确定所述电路板的耐热性。

一种确定电路板耐热性的设备，包括：

执行单元，用于在电路板的每个电路单元上，选取和/或设置至少一条贯穿所述电路单元的所有层的导线；

测量单元，用于：测量所述执行单元选取和/或设置的导线的原电阻值；和在所述电路板经过热处理后测量所述执行单元选取和/或设置的导线的热处理后的电阻值；

确定单元，用于根据所述原电阻值和所述热处理后的电阻值确定所述电路板的耐热性。

本发明实施例提供的确定电路板耐热性的方法和设备，根据所述原电阻值和所述热处理后的电阻值确定所述电路板的耐热性，如若电路板的耐热性不够好，电路板中导线会发生裂纹，使得电路的电阻值发生变化，从而得出电路板发生异常的结论。这能够解决替代现有技术中由于导线之间产生的裂缝微小、对于电路板外形的改变非常细微而使得靠肉眼来在显微镜下观察电路板上是否发生异常的准确性很低的问题。

附图说明

图1(a)为现有技术中电路板的结构示意图；

图1(b)为图1所示电路板中电路单元的剖视图；

图2为本发明实施例提供的测试电路板耐热应力的方法的流程图；

图3为本发明又一实施例提供的测试电路板耐热应力的方法的流程图；

图4为图3所示测试电路板耐热应力的方法图中步骤204的流程图；

图5为本发明实施例提供的测试电路板耐热应力的设备结构示意图一；

图6为本发明实施例提供的测试电路板耐热应力的设备结构示意图二。

具体实施方式

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。

为了解决由于线路板尺寸太小，线路板内部受热发生形变而导致的裂缝也比较小，对于电路板外形的改变是非常细微的，使得靠肉眼来在显微镜下观察电路板上是否发生异常的准确性很低的问题，本发明实施例提供一种确定电路板耐热性的方法和设备。

如图2所示，本发明实施例提供的确定电路板耐热性的方法，包括：

步骤201，在电路板的每个电路单元上选取和/或设置至少一条贯穿所述电路单元的所有层的导线。

在本发明各个实施例中，可以在电路板的每个电路单元上选取一条贯穿所述电路单元的所有层的导线，也可以在电路板的每个电路单元上设置一条贯穿所述电路单元的所有层的导线，所述导线可以设置在每个电路单元的边缘处；或者在电路板的每个电路单元上选取一条贯穿所述电路单元的所有层的导线，并设置一条贯穿所述电路单元的所有层的导线；又或者，在电路板的每个电路单元上选取多条(大于1条)贯穿所述电路单元的所有层的导线。操作者可以根据需求进行选择。

步骤202，测量所述导线的原电阻值。

步骤203，在所述电路板经过热处理后，测量所述导线的热处理后的电阻值。

步骤204，根据所述原电阻值和所述热处理后的电阻值，确定所述电路板的耐热性。

本发明实施例提供的确定电路板耐热性的方法，根据所述原电阻值和所述热处理后的电阻值，确定所述电路板的耐热性，如若电路板的耐热性不够好，电路板中导线会发生裂纹，使得电路的电阻值发生变化，从而能够得出电路板发生异常的结论。这能够解决现有技术中由于导线之间产生的裂缝微小、对于电路板外形的改变非常细微而使得靠肉眼来在显微镜下观察电路板上是否发生异常的准确性很低的问题。

为了使本领域技术人员能够更清楚地理解本发明实施例提供的技术方案，下面通过具体的实施例对本发明实施例提供的测试电路板耐热应力的方法进行详细说明。

如图3所示，本发明又一实施例提供的确定电路板耐热性的方法，包括：

步骤301，在电路板的每个电路单元上选取和/或设置至少一条贯穿所述电路单元的所有层的导线。

在本发明各个实施例中，所述导线可以是所述电路单元上必须存在的用于实现电路功能的一条或多条导线(选取导线)，该导线的两端均设有焊盘。但是，由于所述电路单元为微型PCB，所述焊盘比较小，在测试时可能会因为偏位影响到测试结果的输出。

因此，在另一实施例中，所述导线还可以是在所述电路单元中预先设置的一条或多条专门用于测试的导线(设置导线)，并对该导线进行测量。

步骤302，测量所述导线的原电阻值。

在本发明各个实施例中，所述测试所述导线的原电阻值可以通过四探针测试法测试所述导线的阻值。所述四探针测试法使用至少四个探针，其中两个探针与电流表连接，另外两个探针与电压表连接，所述其中两个探针置于所述元器件的两端测量所述元器件的电流，所述另外两个探针置于所述元器件的两端测量所述元器件的电压，根据所述电流和电压得到所述元器件的电阻值。这种测量方式使得元器件电阻值的测量比较精确。

所述通过四探针测试测试所述导线的阻值，可以通过但不限于下述方式实现：

(一)通过测试架和电阻测试仪测试所述导线的阻值。

所述测试架是包含探针的模具，将所述电阻测试仪连接到所述探针的两端。具体测试时，将待测试的电路板放入模具中，使用探针接触待测试电路板中的电路单元的导线两端的焊盘进行导线阻值的测试。

一般在测试大量电路板时使用测试架，可以减少测试的时间。在测试少量电路板时，直接通过电阻测试仪即可。

(二)通过飞针测试机测试所述导线的阻值。

所述飞针测试机是检查PCB电性功能的仪器(电阻测试)之一，所述电路单元为微型PCB。飞针测试机使用四到八个独立控制的探针，移动到测试中的元件。所述探针接触与待测试元器件对应的焊盘和通路孔，从而测试元器件的电阻。测试探针通过多路传输系统连接到驱动器(信号发生器、电源供应等)和传感器(数字万用表、频率计数器等)来测试元器件。当一个元器件正在测试的时候，电路单元上的其它元器件通过探针器在电气上屏蔽以防止读数干扰。

在本发明各个实施例中，所述元器件可为前述选取导线或设置导线。通过飞针测试法测量所述电路的电阻值可以提高测量电阻值的精确度。

值得说明的是，当条件不足时，也可以使用以四探针法为原理的电阻测试仪来代替飞针测试机。

步骤303，在所述电路板经过热处理后，测量所述导线热处理后的电阻值。

在本发明各个实施例中，所述热处理可以通过将所述电路板放入回流炉来实现，所述回流炉可以模拟电路板在下一步进入安装至使用该电路板的客户端时的温度条件。

值得说明的是，所述测量所述导线热处理后的电阻与所述测量导线的原电阻值的具体实现方式相同，此处不再赘述。

步骤304，根据所述原电阻值和所述热处理后的电阻值，确定所述电路板的耐热性。

具体的，如图4所示，所述步骤304包括步骤401和402：

步骤401，根据所述原电阻值和所述热处理后的电阻值计算电阻变化率。

所述电阻变化率是所述原电阻值和所述热处理后的电阻值之间的差值与所述原电阻值的百分比，如公式(1)所示，其中P为所述电阻变化率，R为所述原电阻值，R’为所述热处理后的电阻值。

P＝【(R’-R)/R】*100％    (1)

步骤402，当所述电阻变化率大于预设的阈值时，确定与所述导线对应的电路单元的耐热性潜在地不合格。

若所述电阻变化率大于预设的阈值说明所述电路板在该电路单元处可能出现了电路板分层的情况。由于电路板断层导致导线横截面积会减小，因此导线的电阻会变大，进而使得电流降低，信号减弱，如完全裂开则会出现开路的情况。

在步骤304之后，可执行以下步骤：

步骤305，当确定所述导线对应的电路单元的耐热性潜在地不合格时，根据第一质量条件确定所述电路单元的耐热性不合格。

在本发明各个实施例中，所述第一质量条件要求较为严格。根据第一质量条件，如果确定电路单元的耐热性潜在地不合格，则可直接判定电路板不合格。这样，通过第一质量条件要求的所述电路板的质量等级例如为优等品，否则以优等品的标准而言视为不合格。

步骤306，当确定所述导线对应的电路单元的耐热性潜在地不合格时，根据第二质量条件对与所述超出阈值的电阻变化率对应的导线进行核实，其中，根据由需要核实的所述导线制成的微切片进一步核实所述电路单元的耐热性是否不合格。

在本发明各个实施例中，所述第二质量条件比前述第一质量条件要求略微宽松。根据第二质量条件，如果确定电路单元的耐热性潜在地不合格，在驳回直接判定电路板不合格，而是可进行核实：如果核实结果显示其合格，则可以认为其合格；否则才会判定电路板不合格。这样，通过所述第二质量条件要求的电路板的质量等级例如为良等品。

在实践中，可根据质量控制的严格程度设置第一或第二质量条件或者其它不同的质量条件。

在本发明各个实施例中可以使用扫描式电子显微镜和电子能谱测试仪，分析产生裂缝的区域以寻找异常产生的原因。

优选地，所述导线包括被设置为贯穿所述电路单元的所有层的导线，所述被设置为贯穿所述电路单元的所有层的导线优选地设置在所述电路单元的边缘位置。

优选地，在所述至少一条导线是多条导线时，所述方法还包括：

如果所述多条导线的电阻变化率均小于所述阈值，则确定与所述导线对应的电路单元的耐热性合格；或如果所述多条导线的电阻变化率均大于所述阈值，则确定与所述导线对应的电路单元的耐热性不合格；或如果所述多条导线中的至少一条的电阻变化率大于所述阈值，则确定与所述导线对应的电路单元的耐热性潜在地不合格；或如果所述多条导线中的至少一条的电阻变化率大于所述阈值，则将所述多条导线的平均电阻变化率与大于所述阈值的辅助阈值进行比较：如果所述平均电阻变化率小于所述辅助阈值，则确定与所述导线对应的电路单元的耐热性合格，否则确定与所述导线对应的电路单元的耐热性潜在地不合格。

在本发明各个实施例中，所述辅助阈值大于所述阈值。所述阈值设置较为严格，而较大的辅助阈值则设置得较为宽松。通常，实测导线电阻变化率小于所述阈值的电路板质量更佳；而实测导线电阻变化率大于所述阈值但小于所述辅助阈值的电路板质量稍差，但仍有可能为质量合格品。当然，优选地，还可通过前述的核实方式进行核实。

在实践中，可根据质量控制的严格程度设置所述阈值和/或一个或多个辅助阈值，以利于检测产品质量和分级。

优选地，在所述至少一条导线包括至少一条选取导线和至少一条设置导线时，所述方法还包括：

如果所述至少一条导线的电阻变化率均小于所述阈值，则确定与所述导线对应的电路单元的耐热性合格；或如果所述至少一条导线的电阻变化率均大于所述阈值，则确定与所述导线对应的电路单元的耐热性不合格；或如果所述至少一条选取导线中的至少一条的电阻变化率大于所述阈值且所述至少一条设置导线中的至少一条的电阻变化率小于所述阈值，则确定与所述导线对应的电路单元的耐热性潜在地不合格；或如果所述至少一条设置导线中的至少一条的电阻变化率大于所述阈值且所述至少一条选取导线中的至少一条的电阻变化率小于所述阈值，则确定与所述导线对应的电路单元的耐热性潜在地不合格。

本发明实施例提供的确定电路板耐热性的方法，根据所述原电阻值和所述热处理后的电阻值，确定所述电路板的耐热性，如若电路板的耐热性不够好，电路板中导线会发生裂纹，使得电路的电阻值发生变化，从而得出电路板发生异常的结论。这能够解决替代现有技术中由于导线之间产生的裂缝微小、对于电路板外形的改变非常细微而使得靠肉眼来在显微镜下观察电路板上是否发生异常的准确性很低的问题。

如图5所示，本发明实施例提供的一种确定电路板耐热性的设备，包括：

执行单元501，用于在电路板的每个电路单元上，选取和/或设置至少一条贯穿所述电路单元的所有层的导线；

测量单元502，用于：测量所述执行单元选取和/或设置的导线的原电阻值；和在所述电路板经过热处理后测量所述执行单元选取和/或设置的导线的热处理后的电阻值；

确定单元503，用于根据所述原电阻值和所述热处理后的电阻值确定所述电路板的耐热性。

在本发明各个实施例中，所述确定单元可用于：根据所述原电阻值和所述热处理后的电阻值计算电阻变化率；在所述电阻变化率大于预设的阈值时，确定与所述导线对应的电路单元的耐热性潜在地不合格。

在本发明各个实施例中，所述确定单元还可用于：

当确定所述导线对应的电路单元的耐热性潜在地不合格时，根据第一质量条件确定所述电路单元的耐热性不合格；或者

当确定所述导线对应的电路单元的耐热性潜在地不合格时，根据第二质量条件对与所述超出阈值的电阻变化率对应的导线进行核实；

如图6所示，优选地，所述设备可进一步包括：核实单元601，用于根据由需要核实的所述导线制成的微切片进一步核实所述电路单元的耐热性是否不合格。

本发明实施例提供的确定电路板耐热性的设备，根据所述原电阻值和所述热处理后的电阻值，确定所述电路板的耐热性，如若电路板的耐热性不够好，电路板中导线会发生裂纹，使得电路的电阻值发生变化，从而得出电路板发生异常的结论。这能够解决替代现有技术中由于导线之间产生的裂缝微小、对于电路板外形的改变非常细微而使得靠肉眼来在显微镜下观察电路板上是否发生异常的准确性很低的问题。

本发明各实施例提供的确定电路板耐热性的方法和设备，能够应用于电路板制作完成后，对电路板耐热性的确定。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟或光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种确定电路板耐热性的方法，其特征在于，包括：

在电路板的每个电路单元上，选取和/或设置至少一条贯穿所述电路单元的所有层的导线；

测量所述导线的原电阻值；

在所述电路板经过热处理后，测量所述导线的热处理后的电阻值；

根据所述原电阻值和所述热处理后的电阻值，确定所述电路板的耐热性；

所述根据所述原电阻值和所述热处理后的电阻值，确定所述电路板的耐热性，包括：

根据所述原电阻值和所述热处理后的电阻值计算电阻变化率；

当所述电阻变化率大于预设的阈值时，确定与所述导线对应的电路单元的耐热性潜在地不合格。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测量所述导线的原电阻值，包括：

通过四探针测试法测量所述导线的原电阻值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

当确定所述导线对应的电路单元的耐热性潜在地不合格时，根据第一质量条件确定所述电路单元的耐热性不合格；或者

当确定所述导线对应的电路单元的耐热性潜在地不合格时，根据第二质量条件对与超出阈值的电阻变化率对应的导线进行核实，其中，根据由需要核实的所述导线制成的微切片进一步核实所述电路单元的耐热性是否不合格。

4.根据前述权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，

所述导线包括被设置为贯穿所述电路单元的所有层的导线，所述被设置为贯穿所述电路单元的所有层的导线设置在所述电路单元的边缘位置。

5.根据前述权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一条导线是多条导线，所述方法还包括：

如果所述多条导线的电阻变化率均小于所述阈值，则确定与所述导线对应的电路单元的耐热性合格；或

如果所述多条导线的电阻变化率均大于所述阈值，则确定与所述导线对应的电路单元的耐热性不合格；或

如果所述多条导线中的至少一条的电阻变化率大于所述阈值，则确定与所述导线对应的电路单元的耐热性潜在地不合格；或

如果所述多条导线中的至少一条的电阻变化率大于所述阈值，则将所述多条导线的平均电阻变化率与大于所述阈值的辅助阈值进行比较：如果所述平均电阻变化率小于所述辅助阈值，则确定与所述导线对应的电路单元的耐热性合格，否则确定与所述导线对应的电路单元的耐热性潜在地不合格。

6.根据前述权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一条导线包括至少一条选取导线和至少一条设置导线，所述方法还包括：

如果所述至少一条导线的电阻变化率均小于所述阈值，则确定与所述导线对应的电路单元的耐热性合格；或

如果所述至少一条导线的电阻变化率均大于所述阈值，则确定与所述导线对应的电路单元的耐热性不合格；或

如果所述至少一条选取导线中的至少一条的电阻变化率大于所述阈值且所述至少一条设置导线中的至少一条的电阻变化率小于所述阈值，则确定与所述导线对应的电路单元的耐热性潜在地不合格；或

如果所述至少一条设置导线中的至少一条的电阻变化率大于所述阈值且所述至少一条选取导线中的至少一条的电阻变化率小于所述阈值，则确定与所述导线对应的电路单元的耐热性潜在地不合格。

7.一种确定电路板耐热性的设备，其特征在于，包括：

执行单元，用于在电路板的每个电路单元上，选取和/或设置至少一条贯穿所述电路单元的所有层的导线；

测量单元，用于：测量所述执行单元选取和/或设置的导线的原电阻值；和在所述电路板经过热处理后测量所述执行单元选取和/或设置的导线的热处理后的电阻值；

确定单元，用于根据所述原电阻值和所述热处理后的电阻值确定所述电路板的耐热性；

所述确定单元具体用于：

根据所述原电阻值和所述热处理后的电阻值计算电阻变化率；

在所述电阻变化率大于预设的阈值时，确定与所述导线对应的电路单元的耐热性潜在地不合格。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，

所述确定单元用于：

当确定所述导线对应的电路单元的耐热性潜在地不合格时，根据第一质量条件确定所述电路单元的耐热性不合格；或者

当确定所述导线对应的电路单元的耐热性潜在地不合格时，根据第二质量条件对与超出阈值的电阻变化率对应的导线进行核实；

所述设备进一步包括：核实单元，用于根据由需要核实的所述导线制成的微切片进一步核实所述电路单元的耐热性是否不合格。

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