CN103369857B - 玻纤束阳极漏电实验前对测试板的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种玻纤束阳极漏电实验前对测试板的处理方法，包括：步骤S1：对测试板上的测试区进行清洗；步骤S2：在焊接前，先采用垫片覆盖测试板上除两个采样点之外的其他区域；步骤S3：在两个采样点的内孔中分别焊接连接线，从而使两个采样点能够分别与外部测试设备连接；步骤S4：对测试板上的测试区再次进行清洗。该处理方法能有效避免玻纤束阳极漏电实验前测试板产生的非CAF因素，从而避免了因非CAF因素而导致的实验结果出现误判。
Description
技术领域
本发明属于PCB板制作技术领域，具体涉及一种玻纤束阳极漏电实验前对测试板的处理方法。
背景技术
玻纤布是目前PCB行业制作多层覆铜板的主要基材，应用范围广泛，其和树脂一起构成PCB板中非导体的主要部分。玻纤布主要由玻纤束纺织而成，玻纤束由硅砂等原料煅烧成液态后，通过极细小的合金喷嘴拉成极细玻纤，再将几百根玻纤缠绞而制成。
在PCB加工过程中，二阶以上多层板完成钻孔工艺后即进行镀孔，其目的是使孔壁中非导体部分的树脂及玻纤束金属化，以保证形成足够导电及焊接的金属孔壁。在经过钻孔、镀孔步骤后，在相邻通孔的金属孔壁(一般为铜壁)之间不可避免地会出现玻纤束彼此搭接，甚至出现焊接后相邻两导线同时与同一玻纤束连接，或者导线与孔壁经过玻纤纱的接头，或者层与层之间经过玻纤束从而存在导通的可能等问题。在正常环境条件下，上述情况中PCB层间的两点之间尚能维持足够的绝缘(即绝缘电阻的阻值足够高)，而不致影响到线路工作性能，然而一旦出现高温高湿的恶劣环境，而PCB板材品质又不是很好的情况下，且PCB板上的两点间的电压又出现差异(偏压)时，在相邻导体间导体中的铜离子将产生电化学反应，在电场的作用下铜离子由电极析出，通过玻纤束向另一极产生迁移，进而出现轻微的漏电现象，即出现玻纤束阳极漏电(Conductive Anodic Filament，简称CAF)失效现象，简言之，就是在高偏置电压、高湿度、离子污染和迁移通道这些条件具备时，PCB层压板内两个导体之间出现绝缘电阻显著下降直到短路失效的现象。玻纤束阳极漏电失效现象的发生，将使导体间的绝缘性能下降，严重时会引起电路功能失常、电路短路等现象，极大地影响产品的可靠性。
目前，随着PCB向高密度、小型化发展，以及RoHS法令(欧盟限制使用铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯(PBBs)和多溴二苯醚(PBDEs)等6种有毒物质的环保法令)、电子产品向高频传输方向发展等趋势下，使得PCB板孔间距、线间距、板厚越来越小，层数越来越多，这对PCB板的生产工艺、对覆铜板的电气绝缘性能提出了更高的要求，而相邻导体间距离的缩短，也为玻纤束阳极漏电失效提供了有利条件。因此，用户在PCB板的可靠性实验中均要求对其进行玻纤束阳极漏电实验以进行性能测试。
CAF失效现象常发生在测试孔链中的孔与孔之间、孔与导线之间、导线与导线之间。图1所示是对测试板(选定的PCB板)内的玻纤束进行玻纤束阳极漏电实验时，选用的测试孔链中不同测试点的位置示意图。其中图1A为测试孔链中孔与孔之间的测试点，图1B为测试孔链中孔与导线之间的测试点，图1C为测试孔链中导线与导线之间的测试点。实践经验证明，一般在测试孔链中孔与孔之间最容易发生CAF失效现象，所以，在进行玻纤束阳极漏电实验时一般都选择测试孔链中孔与孔间的测试点。
图4示出了测试板1的测试孔链中测试点与采样点的关系，图中的测试点选定为孔与孔之间，即测试孔3与测试孔3之间。从图4中可见，用于玻纤束阳极漏电实验的测试板1中一般均包含有多个测试孔链2(也可能有的仅包含两条测试孔链)，测试点选定为孔与孔之间，设置在测试孔链2一端的采样点4内设有内孔5，多条不同测试孔链的端部通过连接最终形成两个采样点4，以便提供实验前和实验后对选定采样点之间阻值的测量。在玻纤束阳极漏电实验中，在其中一个采样点的内孔5中焊接电源线，以便对测试孔链2中的测试孔3施加一定电压，在另一个采样点的内孔5中焊接数据线，以便利用专用的阻值测量仪器测量两个采样点之间的电阻值。
在进行玻纤束阳极漏电实验之前一般需要对测试板先进行前处理。在现有技术中，测试板进行玻纤束阳极漏电实验的前处理方法包括依次进行的焊接、清洗2个步骤。即先在测试板上焊接玻纤束阳极漏电实验中需要用到的连接线，然后采用有机溶剂对测试板进行清洗。在焊接过程中，一般是先将不同的连接线(包括电源线或数据线)分别放入两个采样点的内孔内，然后采用焊锡将连接线焊接到采样点的内孔中。正如本领域技术人员所知的，金属一旦暴露于空气中就容易发生氧化而生成氧化层，这种氧化层无法用传统溶剂清洗，因此，连接线与采样点的内孔之间要形成一个良好的焊点，需要依赖助焊剂使连接线和采样点的内孔孔壁与焊锡结合从而焊接牢固。这是因为助焊剂中含有化学活性剂，它可以清除连接线与采样点的内孔孔壁的氧化层而使连接线与内孔孔壁完全无氧化层，但是在现有技术中进行焊接时，连接线和焊条不经预处理就在采样点的内孔中直接接触，同时电烙铁上可以蘸取助焊剂以帮助完成焊接。在焊接过程中，往往需要沾取大量的助焊剂来去除连接线与采样点的内孔孔壁上的氧化层，并耗费大量的焊条才能使连接线牢固地焊接到采样点的内孔中。因此，在上述焊接过程中，由于使用了大量的助焊剂，使得助焊剂不仅存留在采样点的内孔中和连接线上，还可能飞溅到采样点之外的其他区域，而对于残留的助焊剂即使是采用清洗效果好的清洗设备也难以将之完全清除干净，而且对于飞溅入非焊接区(测试板上除采样点之外的其他区域，包括测试孔链区域)的焊渣和焊锡等碎屑，都可能成为测试板中非CAF因素而导致实验结果出现误判的干扰因素。
可见，测试孔链的测试点被污染会对玻纤束阳极漏电实验的是否失效的判定结果产生影响，而这些影响并不是真正的产生CAF失效的因素，如果不在玻纤束阳极漏电实验的前处理过程中消除这些污染，就极易在实验结束后因判定过程中出现的非玻纤束阳极漏电因素而造成误判。目前，尚没有一种有效、实用的玻纤束阳极漏电实验的前处理方法，能避免测试板在玻纤束阳极漏电实验前大幅排除非CAF因素(如清洁剂残留等)的产生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种有效、实用的玻纤束阳极漏电实验前对测试板的处理方法，该处理方法能有效避免在玻纤束阳极漏电实验前因测试板上产生的非CAF因素而导致发生实验结果误判的现象。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是该玻纤束阳极漏电实验前对测试板的处理方法，所述测试板上设置有测试区，所述测试区包括有两条或多条测试孔链和两个采样点，所述每条测试孔链中包括有测试孔，所述两个采样点均设有内孔，所述两条或多条测试孔链与所述两个采样点的内孔分别连接，该处理方法包括如下步骤：
步骤S1：对测试板上的测试区进行清洗；
步骤S2：在焊接前，先采用垫片覆盖测试板上除两个采样点之外的其他区域；
步骤S3：在两个采样点的内孔中分别焊接连接线，从而使两个采样点能够分别与外部测试设备连接；
步骤S4：对测试板上的测试区再次进行清洗。
优选的是，在步骤S1中，是对整个测试板进行清洗：首先采用去离子水喷淋测试板的整个板面，然后采用空气压缩枪吹干测试板的整个板面及所有测试孔链中的测试孔。
进一步优选的是，在步骤S1中，所述去离子水以倾斜于测试板板面的方向喷淋在测试板的整个板面上，所述空气压缩枪中吹出的高速气流以垂直于测试板板面的方向吹拂整个测试板板面及所有测试孔链中的测试孔。
优选的是，在步骤S2中，所述垫片采用半固化片，所述半固化片的形状与测试板的形状和尺寸相适配，且所述半固化片上对应采样点的位置开设有与采样点的外形相适的通孔。
优选的是，在步骤S4中，对整个测试板再次进行清洗：将测试板放入装有清洗溶液的超声波清洗机内清洗，然后采用压缩空气枪对测试板的整个板面及所有测试孔链中的测试孔进行干燥。
所述清洗溶液采用超纯水或去离子水，对测试板进行清洗的清洗时间为1-3分钟，对测试板进行干燥的干燥时间为5-10分钟。
优选的是，在步骤S3中，在采样点的内孔中焊接连接线的具体步骤包括：
步骤S31：将助焊剂涂于采样点的内孔孔壁上；
步骤S32：将锡条或焊丝放置在采样点的内孔中，用电烙铁对其进行加热，所述焊条或焊丝经熔融后形成的焊锡填充于采样点的内孔内；
步骤S33：用电烙铁另外熔融少量焊锡，将所述少量焊锡与采样点的内孔中填充的焊锡熔融在一起；
步骤S34：将所述连接线的端部插于采样点的内孔内熔融的焊锡中；
步骤S35：移除电烙铁，即完成焊接。
优选的是，在步骤S31中，将助焊剂涂于采样点的内孔孔壁上的具体步骤是：采用直径小于采样点的内孔孔径且对采样点无伤害的细管状物品蘸取助焊剂，轻涂于采样点的内孔孔壁上。
在步骤S32中，用电烙铁对放置在采样点的内孔中的焊条或焊丝进行加热时，使电烙铁与测试板板面成30-60°的夹角。
在步骤S33中，电烙铁的温度小于或等于300摄氏度。
本发明的有益效果是：该处理方法通过采用清洁无污染的垫片覆盖测试板上的非焊接区，且在连接线焊接过程中较少地采用助焊剂，相比现有技术而言，能有效避免玻纤束阳极漏电实验前测试板产生的非CAF因素，从而避免了因非CAF因素而导致的对实验结果出现的误判，该处理方法有效、实用、且易操作。
附图说明
图1是现有的玻纤束阳极漏电实验中常用测试点的位置示意图；
图2是本发明玻纤束阳极漏电实验前对测试板的处理方法的流程图；
图3是图2的处理方法中步骤S3的具体流程图；
图4是测试板中采样点与测试孔链(内含多个测试孔)的关系示意图。
图中：1-测试板；2-测试孔链；3-测试孔；4-采样点；5-内孔。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
一种玻纤束阳极漏电实验前对测试板的处理方法，所述测试板上设置有测试区，所述测试区包括有两条或多条测试孔链和两个采样点，所述每条测试孔链中包括有测试孔，所述两个采样点均设有内孔，所述两条或多条测试孔链与所述两个采样点的内孔分别连接，该处理方法包括如下步骤：
步骤S1：对测试板上的测试区进行清洗；
步骤S2：在焊接前，先采用垫片覆盖测试板上除两个采样点之外的其他区域；
步骤S3：在两个采样点的内孔中分别焊接连接线，从而使两个采样点能够分别与外部测试设备连接；
步骤S4：对测试板上的测试区再次进行清洗。
实施例1：
如图2所示，本实施例中，该玻纤束阳极漏电实验前对测试板的处理方法包括如下各个步骤。
步骤S1：对测试板上的测试区进行清洗。此清洗步骤为焊接前的清洗。
本实施例中，为了方便操作，是对整个测试板进行清洗。所述清洗步骤具体包括清洗和干燥两个步骤。
对测试板1进行清洗，是为了去除测试板在生产过程中留下的各种残留物、以及手工搬运途中在测试板的测试区表面留下的污染。
在该步骤中，首先使用去离子水喷淋测试板1的整个板面，以去除测试板表面的污染，然后用空气压缩枪吹干测试板的整个板面及所有测试孔链中测试孔3内的水分，并可以除去大颗粒污染物。为获得更好的清洁效果，进行清洗时，将去离子水以倾斜于测试板板面的方向喷淋整个测试板板面；进行干燥时，将空气压缩枪垂直于测试板的板面，使空气压缩枪中吹出的高速气流能以垂直于测试板板面的方向吹拂整个测试板板面及所有测试孔链中的测试孔，以利于较好清除因其他前处理工艺(如回流焊测试等)造成的杂质污染，保持测试板板面和测试孔链中测试孔的清洁。
在该清洗过程中，能有效地去除杂质污染，例如：测试板上的灰尘、回流焊测试过程中造成的杂质等，从而消除了测试板在玻纤束阳极漏电实验前因非CAF因素而导致实验结果出现误判的干扰因素之一。
步骤S2：在焊接前，先采用垫片覆盖测试板上除两个采样点之外的其他区域。当将两个采样点所在的区域称为焊接区时，所述其他区域则可称为非焊接区。
在该步骤中，采用清洁无污染的保护垫片覆盖非焊接区，该保护垫片应具有良好的防渗透性和耐高温性，以便能阻挡焊接过程中可能发生飞溅的助焊剂粘附在测试板的非焊接区上、或避免焊接过程中产生的焊渣和焊锡等碎屑进入非焊接区，以保护测试板不受上述杂质侵害；同时，该保护垫片应足够清洁和足够柔软，以避免划伤测试板。在本实施例中，所述保护垫片采用半固化片，由于半固化片为印制电路板行业中的常用材料，因此选用比较方便。在用半固化片覆盖非焊接区前，先依据测试板的形状以及尺寸大小选择与之相适配的半固化片，并在半固化片上对应采样点4的位置开设有与采样点的外形相适的通孔，以便露出测试板上的采样点(包括内孔5)，而其他区域则被半固化片完全覆盖。
在该步骤中，由于采用了清洁无污染的垫片覆盖非焊接区，因此能有效地避免飞溅的助焊剂、焊渣和焊锡等碎屑进入测试板的非焊接区而造成的污染，从而消除了测试板在玻纤束阳极漏电实验前因非CAF因素而导致实验结果出现误判的干扰因素之一。
步骤S3：在两个采样点的内孔中分别焊接连接线，从而使两个采样点能够分别与外部测试设备连接。
在本实施例子的处理方法中，步骤S3是比较重要的步骤。
在该步骤中，主要是将连接线焊接在两个采样点的内孔5中，所述连接线包括数据线和电源线，其中，所述电源线用于在玻纤束阳极漏电实验中与外部测试设备连接从而对测试板中的测试孔链施加电压，所述数据线用于在玻纤束阳极漏电实验后与外部测试设备连接从而测量测试孔链的阻值。连接线的具体焊接过程如下：
步骤S31：将助焊剂轻涂于采样点4的内孔孔壁上。
优选采用直径小于采样点的内孔孔径且对采样点无伤害的细管状物蘸取少许助焊剂，轻涂于采样点的内孔孔壁上。由于细管状物能较精确地把助焊剂涂覆在采样点的内孔5中，因此沾取比较少的助焊剂就能满足焊接过程中连接线和内孔孔壁上的氧化层清除，避免了大量使用助焊剂以及焊接过程中助焊剂的飞溅，也便于焊接后对残留的助焊剂的清除。
步骤S32：将锡条或焊丝放置在采样点的内孔5中，用电烙铁加热所述锡条或焊丝，所述焊条或焊丝经熔融后形成焊锡，并填充于采样点的内孔5内。
用电烙铁对放置在采样点的内孔中的焊条或焊丝进行加热时，优选使电烙铁与测试板板面成30°-60°的夹角，进一步优选电烙铁与测试板板面成45度角，然后将熔融后的焊锡轻轻填充于采样点的内孔5内，并保证内孔上锡完全。
步骤S33：用电烙铁另外熔融少量焊锡，将所述少量焊锡与采样点的内孔内中填充的焊锡熔融在一起。优选电烙铁的温度不超过300摄氏度，以免对测试板产生伤害；同时应避免电烙铁和内孔有接触，以免损伤测试板上的内孔。
步骤S34：将所述连接线(即数据线或电源线)的端部轻插于采样点的内孔5内熔融的焊锡中。
焊接过程中要保证所有数据线或电源线与采样点的内孔5之间都是导通的，且对于无保护层保护而裸露在外的数据线或电源线的端部，由焊锡对其进行包裹。同时保证采样点的内孔后部无多余线头突出，以避免划伤其他测试板。
在该焊接过程中，对测试板中采样点的内孔的数据线和电源线的焊接采用少量焊锡预填塞的处理方式，使用较少的焊锡就能达到焊接良好的效果，能有效保证焊接的牢固性以及避免焊渣飞溅，从而消除了测试板在玻纤束阳极漏电实验前因非CAF因素而导致实验结果出现误判的干扰因素之一。
步骤S35：移除电烙铁，即完成焊接。
步骤S4：对测试板上的测试区再次进行清洗。
本实施例中，为了方便操作，具体是对整个测试板进行清洗。所述清洗步骤具体包括清洗和干燥两个步骤。
在清洗过程中，将测试板放入清洗溶液为超纯水的超声波清洗机内清洗1-3分钟，然后用空气压缩枪对测试板板面及测试孔链中的测试孔进行干燥直至无水迹残留，干燥过程至少为3分钟。
在该步骤，由于测试板在焊接过程中残留的少量助焊剂、焊锡以及其他细小污染均比较少，因此进行超声波清洗能有效地将之清除，从而消除了测试板在玻纤束阳极漏电实验前因非CAF因素而导致实验结果出现误判的干扰因素之一。相比较现有技术中在完成焊接工艺后就直接进行玻纤束阳极漏电实验而言，本发明处理方法在焊接后对测试板再次进行了清洗，能更有效地排除在玻纤束阳极漏电实验前引入的非CAF因素，避免了实验结果出现的误判。
本实施例中对测试板中的八个采样点，采用步骤S1清洗前测量得到的阻值与采用步骤S4清洗后测量得到的阻值数据如表1所示：
表1
| 测试点 | 步骤S1清洗前的阻值(Ω) | 步骤S4清洗后的阻值(Ω) |
| 1 | 8.05E+10 | 1.61E+11 |
| 2 | 4.53E+10 | 1.91E+11 |
| 3 | 6.13E+10 | 1.63E+11 |
| 4 | 9.56E+10 | 1.47E+11 |
| 5 | 1.02E+11 | 1.29E+11 |
| 6 | 3.72E+10 | 2.16E+11 |
| 7 | 5.61E+10 | 1.57E+11 |
| 8 | 7.00E+10 | 1.46E+11 |
从表1中可知，采用本发明中的步骤S1-步骤S4的前处理方法，采样点阻值数据的变化范围均在10的一次方倍内(可视为阻值基本保持不变)，表明本发明所述玻纤束阳极漏电实验前处理方法能有效地保证测试板中采样点的阻值稳定，避免出现测试板中非CAF因素而导致玻纤束阳极漏电实验结果出现误判的干扰因素。
经上述处理方法处理后的测试板，即可待上机进行玻纤束阳极漏电实验及测试。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中的玻纤束阳极漏电实验前对测试板的处理方法仅包括步骤S3以及步骤S4，而不包括其他步骤。本实施例中采用步骤S3中各分步骤进行焊接以及采用步骤S4进行清洗处理(孔内涂助焊剂-焊接-酒精清洁)，与现有技术中常用的焊接方式以及清洗方式(孔面涂助焊剂-焊接-酒精清洁)相比，对测试板中的四个采样点测量得到的初始阻值和处理后阻值数据如表2所示：
表2
从表2中可知，采用本发明中的步骤S3中的焊接方式以及步骤S4中的清洗方式，能有效地保证测试板中采样点的阻值稳定，避免出现测试板中非CAF因素而导致玻纤束阳极漏电实验结果出现误判的干扰因素。
实施例3：
本实施例与实施例1的区别在于，在步骤S3中在两个采样点的内孔中分别焊接连接线时采用现有技术中常用的焊接方式；在步骤S4中对测试板进行焊接后清洗时采用的清洗溶液采用去离子水。
本实施例中的其他步骤以及操作都与实施例1相同，这里不再赘述。
这里应该理解的是，测试点的形式除了在实施例1-3中所采用的测试孔链中孔与孔(测试孔)间的形式外，还可以是孔与导线之间、导线与导线之间的形式。
本实施例1和实施例2中提供的玻纤束阳极漏电实验前处理方法，能有效避免玻纤束阳极漏电实验前测试板产生非CAF因素，从而避免了因非CAF因素而导致的实验结果出现误判，该处理方法有效、实用、且易操作。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种玻纤束阳极漏电实验前对测试板的处理方法，所述测试板上设置有测试区，所述测试区包括有两条或多条测试孔链和两个采样点，每条所述测试孔链中包括有测试孔，所述两个采样点均设有内孔，所述两条或多条测试孔链与所述两个采样点的内孔分别连接，其特征在于，该处理方法包括如下步骤：
步骤S1：对测试板上的测试区进行清洗；
步骤S2：在焊接前，先采用垫片覆盖测试板上除两个采样点之外的其他区域；
步骤S3：在两个采样点的内孔中分别焊接连接线，从而使两个采样点能够分别与外部测试设备连接，
在所述步骤S3中，在采样点的内孔中焊接连接线的具体步骤包括：
步骤S31：将助焊剂轻涂于采样点的内孔孔壁上；
步骤S32：将锡条或焊丝放置在采样点的内孔中，用电烙铁对其进行加热，所述锡条或焊丝经熔融后形成焊锡轻轻填充于采样点的内孔内，并保证内孔上锡完全；
步骤S33：用电烙铁另外熔融少量焊锡，将所述少量焊锡与采样点的内孔中填充的焊锡熔融在一起，并避免电烙铁和内孔有接触；
步骤S34：将所述连接线的端部插于采样点的内孔内熔融的焊锡中；
步骤S35：移除电烙铁，即完成焊接；
步骤S4：对测试板上的测试区再次进行清洗。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在步骤S1中，是对整个测试板进行清洗：首先采用去离子水喷淋测试板的整个板面，然后采用空气压缩枪吹干测试板的整个板面及所有测试孔链中的测试孔。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，在步骤S1中，所述去离子水以倾斜于测试板板面的方向喷淋在测试板的整个板面上，所述空气压缩枪中吹出的高速气流以垂直于测试板板面的方向吹拂整个测试板板面及所有测试孔链中的测试孔。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在步骤S2中，所述垫片采用半固化片，所述半固化片的形状与测试板的形状和尺寸相适配，且所述半固化片上对应采样点的位置开设有与采样点的外形相适的通孔。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在步骤S4中，是对整个测试板再次进行清洗：将测试板放入装有清洗溶液的超声波清洗机内清洗，然后采用压缩空气枪对测试板的整个板面及所有测试孔链中的测试孔进行干燥。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述清洗溶液采用超纯水或去离子水，对测试板进行清洗的清洗时间为1-3分钟，对测试板进行干燥的干燥时间为5-10分钟。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在步骤S31中，将助焊剂涂于采样点的内孔孔壁上的具体步骤是：采用直径小于采样点的内孔孔径且对采样点无伤害的细管状物品蘸取助焊剂，轻涂于采样点的内孔孔壁上。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在步骤S32中，用电烙铁对放置在采样点的内孔中的锡条或焊丝进行加热时，使电烙铁与测试板板面成30°-60°的夹角。
9.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在步骤S33中，电烙铁的温度小于或等于300摄氏度。
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