CN105158154A - 一种测试pcb焊盘粘接强度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测试PCB焊盘粘接强度的方法，包括如下步骤：1)在测试拔针的一端预置焊球，并在焊球表面设置第一助焊剂裹层；2)在PCB样品焊盘上设置第二助焊剂裹层；3）使测试拔针与目标PCB样品焊盘垂直对中；4）使预置焊球的第一助焊剂裹层与焊盘上的第二助焊剂裹层相互接触；5）使测试拔针上预置焊球与目标PCB样品的焊盘融合，形成新焊点；6）完成测试拔针与目标PCB焊盘间的焊接；7）垂直向上拉拔测试拔针，并记录最大剥离力和制作拉拔曲线；8）重复步骤1）-7），得到多个目标PCB样品的焊盘坑裂失效模式、最大剥离力及拉拔曲线，实现评价PCB焊盘的粘结强度。这种方法具有步骤简洁、可操作性强的优点，更有利于实现全自动在线质量检测。

Description

一种测试PCB焊盘粘接强度的方法

技术领域

本发明涉及印制电路板的质量检测技术，具体是一种测试PCB焊盘粘接强度的方法。

背景技术

印制电路板（PCB）使用无卤素基板和无铅焊料是微电子制造业发展的必然方向。在PCB的制造和使用过程中，多次回流焊接及返修工艺，会使得PCB焊盘与基板纤维之间的界面层承受多次的热应力。此外，为适应无铅工艺，PCB设计也进行了相应改进。这些改变不仅使印制电路板更脆，更容易断裂，而且还使得PCB焊盘底部的界面层会承受更高的热应力，随之易产生常见的PCB焊盘坑裂现象。正如学术论文[MiaoCai,DongJiXie,BoyiWu,InvestigationonPCBPadStrength,IEEE,ICEPT-HDP2010,pp1226-1229]中所述，PCB焊盘坑裂是电子产品的主要失效模式之一。2010年12月颁布的PCB焊盘测试标准（IPC-9708）突出介绍了针对焊盘坑裂强度测试的拔针测试(Pin-PullTest)方法。针对现有方法在耗材、设备及夹具等方面存在的成本问题，公开号为CN104181103A“一种评价PCB焊盘粘结强度的拉拔测试方法及装置”公开了一种新的焊盘强度测试方法，然而，一方面，该方法的部分步骤需要人工干预测试，测试过程不能较好的被实现自动化控制；另一方面，在测试前，该方法的PCB样品需要经受一次回流焊接工序，使得焊盘受到一次热冲击，影响实际焊盘质量的估计。可见，面对全自动在线质量检测的需要，目前的方法尚需要改进，并得到更简洁、实用的测试方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种测试PCB焊盘粘接强度的方法。这种方法具有步骤简洁、可操作性强的优点，更有利于实现全自动在线质量检测。

实现本发明目的的技术方案是：

一种测试PCB焊盘粘接强度的方法，包括如下步骤:

1)选取测试拔针，在测试拔针的一端预置焊球，并在焊球表面设置第一助焊剂裹层；

2)选定的目标PCB样品，并在所述PCB样品焊盘上设置第二助焊剂裹层；

3）将目标PCB样品固定，测试拔针带预置焊球的一端垂直向下，使测试拔针与目标PCB样品焊盘垂直对中；

4）将测试拔针下移，使预置焊球的第一助焊剂裹层与焊盘上的第二助焊剂裹层相互接触；

5）加热测试拔针，使测试拔针的预置焊球熔化，在预置焊球熔融时的自重下垂作用下，使测试拔针上预置焊球与目标PCB样品的焊盘融合，形成新焊点；

6）停止加热，使新焊点冷却，完成测试拔针与目标PCB焊盘间的焊接；

7）垂直向上拉拔测试拔针，直到目标PCB样品焊盘被完全剥离目标PCB样品为止，观察目标PCB样品焊盘坑裂失效模式，并记录最大剥离力和制作拉拔曲线；

8）重复步骤1）-7），得到多个目标PCB样品的焊盘坑裂失效模式、最大剥离力及拉拔曲线，通过折算和统计分析，实现评价PCB焊盘的粘结强度。

所述的助焊剂裹层是通过粘涂液态或半固态助焊剂后形成。

这种方法与现有拉拔测试方法不同，取消了PCB焊盘提前的预置焊点工序，避免了PCB焊盘受热冲击影响；同时，该方法通过提前在焊盘表面及测试拔针的预置焊球表面生成助焊剂裹层，避免了焊接过程的助焊剂添加工序。这种焊接强度测试方法具有步骤简洁、可操作性强的优点，更有利于实现全自动在线质量检测。

附图说明

图1为实施例中测试PCB焊盘粘接强度的方法流程方框示意图；

图2为实施例中安装了测试拔针及PCB样品后的测试装置的结构示意图；

图3为实施例中测试拔针与PCB焊盘垂直对中的结构示意图；

图4为实施例中预置焊球及目标PCB焊盘的助焊剂裹层相互接触的结构示意图；

图5为实施例中测试拔针与目标PCB焊盘焊接后的结构示意图；

图6为实施例中目标PCB焊盘被拉拔并剥离后的结构示意图。

图中，1.拔针2.焊球3.PCB样品4.焊盘5-1.第一助焊剂裹层5-2.第二助焊剂裹层6.测试装置7.夹头8.热源9.样品座10.新焊点11.坑裂。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步阐述，但不是对本发明的限定。

实施例：

参照图1，一种测试PCB焊盘粘接强度的方法，包括如下步骤：

1)选取测试拔针，在测试拔针的一端预置焊球，并在焊球表面设置第一助焊剂裹层；

2)选定的目标PCB样品，并在所述PCB样品焊盘上设置第二助焊剂裹层；

3）将目标PCB样品固定，测试拔针带预置焊球的一端垂直向下，使测试拔针与目标PCB样品焊盘垂直对中；

4）将测试拔针下移，使预置焊球的第一助焊剂裹层与焊盘上的第二助焊剂裹层相互接触；

5）加热测试拔针，使测试拔针的预置焊球熔化，在预置焊球熔融时的自重下垂作用下，使测试拔针上预置焊球与目标PCB样品的焊盘融合，形成新焊点；

6）停止加热，使新焊点冷却，完成测试拔针与目标PCB焊盘间的焊接；

7）垂直向上拉拔测试拔针，直到目标PCB样品焊盘被完全剥离目标PCB样品为止，观察目标PCB样品焊盘坑裂失效模式，并记录最大剥离力和制作拉拔曲线；

8）重复步骤1）-7），得到多个目标PCB样品的焊盘坑裂失效模式、最大剥离力及拉拔曲线，通过折算和统计分析，实现评价PCB焊盘的粘结强度。

所述的助焊剂裹层是通过粘涂液态或半固态助焊剂后形成。

实现上述方法的装置，可采用公开号为CN104181103A“一种评价PCB焊盘粘结强度的拉拔测试方法及装置”中提供的装置。

具体地，采用上述评价PCB焊盘粘结强度的拉拔测试装置，结合本方法的步骤为：

1)选取测试拔针1，本例选用直径为0.45mm的镀锡铜针，在测试拔针1的一端预置焊球2，并在焊球2上生成第一助焊剂裹层5-1；第一助焊剂裹层5-1是通过粘涂液态或半固态助焊剂后形成，如图2所示；

2)选定的目标PCB样品3，本例选用球栅阵列的焊盘阵列，焊盘直径为0.5mm，并在PCB样品3的焊盘4上生成第二助焊剂裹层5-2；第二助焊剂裹层5-2是通过粘涂液态或半固态助焊剂后形成，如图2所示；

3)将目标PCB样品3固定于测试装置6的样品座9内，将测试拔针1装夹在测试装置6的夹头7上，测试拔针1带预置焊球2的一端垂直向下，使测试拔针1与目标PCB样品3焊盘4垂直对中，如图3所示；

4）将夹头7下移，使预置焊球2第一助焊剂裹层5-1与PCB样品焊盘4上第二助焊剂裹层5-2相互接触，如图4所示；

5)开启夹头7上的热源，使测试拔针1的预置焊球2熔化，在预置焊球2熔融时的自重下垂作用下，使测试拔针上预置焊球2与目标PCB样品3上的焊盘4融合，形成新焊点，如图5所示；

6）关闭夹头7上的热源，使新焊点冷却，完成测试拔针1与目标PCB4上焊盘间4的焊接，如图5所示；

7)将夹头7垂直向上拉拔测试拔针1，直到目标PCB样品3焊盘4被完全剥离目标PCB样品3为止，如图6所示，观察目标PCB样品3焊盘坑裂失效模式，并记录最大剥离力和制作拉拔曲线；

8)重复步骤1）-7），得到多个目标PCB样品3的焊盘4坑裂11失效模式、最大剥离力及拉拔曲线，通过折算和统计分析，实现评估PCB焊盘的粘接强度。

Claims (2)

1.一种测试PCB焊盘粘接强度的方法，其特征是，包括如下步骤：

1)选取测试拔针，在测试拔针的一端预置焊球，并在焊球表面设置第一助焊剂裹层；

2)选定的目标PCB样品，并在所述PCB样品焊盘上设置第二助焊剂裹层；

3）将目标PCB样品固定，测试拔针带预置焊球的一端垂直向下，使测试拔针与目标PCB样品焊盘垂直对中；

4）将测试拔针下移，使预置焊球的第一助焊剂裹层与焊盘上的第二助焊剂裹层相互接触；

5）加热测试拔针，使测试拔针的预置焊球熔化，在预置焊球熔融时的自重下垂作用下，使测试拔针上预置焊球与目标PCB样品的焊盘融合，形成新焊点；

6）停止加热，使新焊点冷却，完成测试拔针与目标PCB焊盘间的焊接；

7）垂直向上拉拔测试拔针，直到目标PCB样品焊盘被完全剥离目标PCB样品为止，观察目标PCB样品焊盘坑裂失效模式，并记录最大剥离力和制作拉拔曲线；

8）重复步骤1）-7），得到多个目标PCB样品的焊盘坑裂失效模式、最大剥离力及拉拔曲线，通过折算和统计分析，实现评价PCB焊盘的粘结强度。

2.根据权利要求1所述的一种测试PCB焊盘粘接强度的方法，其特征是，所述的助焊剂裹层是通过粘涂液态或半固态助焊剂后形成。