CN108918549B - 线路板及其检测方法、金属化孔的裂纹检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种线路板及其检测方法、金属化孔的裂纹检测方法，金属化孔的裂纹检测方法包括以下步骤：(S1)、获取第一待测板；(S2)、对第一待测板进行老化处理、并形成老化板；(S3)、检测老化板上金属化孔所在位置是否存在裂纹并进行记录，完成检测。线路板的检测方法包括对金属化孔的裂纹检测，且采用金属化孔的裂纹检测方法进行检测。线路板采用该线路板的检测方法检测加工而成。通过老化处理的步骤，使存在裂纹的金属化孔所在位置能够检测到裂纹的存在，记录、并得到金属化孔所在位置是否存在有裂纹的检测结果，避免传统方式无法检测到裂纹导致产品流入客户端的问题，提高产品的品质和良品率。

Description

线路板及其检测方法、金属化孔的裂纹检测方法

技术领域

本发明涉及线路板加工技术领域，特别是涉及一种线路板及其检测方法、金属化孔的裂纹检测方法。

背景技术

随着无铅焊接技术的普及，焊接温度也相应提高，PTH孔具有导通、测试、导热、焊接等功能，是确保线路板实现既定功能、确保线路板正常运行的关键结构。在PCBA(PrintedCircuit Board Assembly)的贴装回流过程中，PCB(Printed Circuit Board)的板面峰值温度在可达245℃-255℃，使得部分金属化孔(也称PTH孔：Plating Through Hole)位置出现裂纹即孔环裂纹。PTH孔环裂纹的存在会带来PTH孔的腐蚀和焊接性能下降等风险。

线路板的品质检测主要采用电测试、高低温冲击测试、回流焊测试和热应力测试等，这些传统的品质检测方法均存在不易发现孔环裂纹的问题。因此，在线路板生产时，厂家若无法对存在裂纹的线路板产品进行拦截，则存在裂纹的线路板流出至客户方后，客户使用时很容易出现性能无法实现、产品质量差等问题，轻则造成客户投诉，严重时还可能引发赔偿纠纷等问题，给企业带来额外的生产压力和经济负担。

而线路板通常由多层板压合而成，线路板上金属化孔在孔金属化的加工过程中通常经过多次电镀或化学镀工艺实现，从而使金属化孔的孔内壁金属层由多种金属介质组成。因此，金属化孔若产生裂纹，可能只在外表的一层存在，也可能在多层存在，存在于不同的层可能会造成不同的质量问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种线路板及其检测方法、金属化孔的裂纹检测方法，金属化孔的裂纹检测方法能够检测出金属化孔所在位置是否存在裂纹，以避免缺陷产品流入客户端；该线路板的检测方法包含该裂纹检测方法，以进一步确保产品是否合格；该线路板采用该检测方法检测加工而成，提高产品的加工品质和良品率。

其技术方案如下：

一方面，提供了一种金属化孔的裂纹检测方法，包括以下步骤：

(S1)、获取第一待测板；

(S2)、对第一待测板进行老化处理、并形成老化板；

(S3)、检测老化板上金属化孔所在位置是否存在裂纹并进行记录，完成检测；

步骤(S3)中，检测老化板上金属化孔所在位置是否存在裂纹包括如下步骤：(S31)、检测老化板的当前外侧板层上金属化孔所在位置是否存在裂纹，若存在裂纹，则记录存在裂纹的所在层，并执行步骤(S32)，否则，完成检测；(S32)、去除当前外侧板层、并得到老化板的下一层板层；(S33)、执行步骤(S31)。

上述金属化孔的裂纹检测方法，通过老化处理的步骤，使存在裂纹的金属化孔所在位置能够检测到裂纹的存在，记录、并得到金属化孔所在位置是否存在有裂纹的检测结果，避免传统方式无法检测到裂纹导致产品流入客户端的问题，提高产品的品质和良品率；通过层层剥离及每层均检测是否存在裂纹的步骤，不仅检测得到金属化孔所在位置是否存在裂纹，而且还能够得到在哪些板层存在裂纹，以得到更为详细的裂纹信息。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，第一待测板为根据预设的时间区间从流水线上获取的线路板成品。

在其中一个实施例中，步骤(S31)中，还包括：若存在裂纹，对存在裂纹的金属化孔所在位置进行标记。

在其中一个实施例中，步骤(S31)中，还包括：将已记录的所有存在裂纹的所在层与预设要求进行比对，以判定是否影响第一待测板的性能。

在其中一个实施例中，步骤(S32)中，去除当前外侧板层还包括：(S321)、将老化板置于剥金药水、并保持预设时间；(S322)、取出老化板、并得到已去除当前外侧板层的老化板。

在其中一个实施例中，步骤(S2)中，老化处理包括无铅回流处理、波峰焊处理、高温处理或热应力处理中的至少一种。

在其中一个实施例中，步骤(S3)中，采用金相显微镜或电子显微镜或机器视觉设备检测老化板上金属化孔所在位置是否存在裂纹。

在其中一个实施例中，步骤(S3)之后，还包括：(S41)、获取第二待测板；(S42)、对第二待测板的金属化孔所在位置进行切片取样，并检测第二待测板的金属化孔所在位置的各个金属层是否存在裂纹、并完成第二待测板的检测；(S43)、将第二待测板的检测结果与第一待测板的检测结果进行比对。

另一方面，还提供了一种线路板的检测方法，包括对金属化孔的裂纹检测，对金属化孔的裂纹检测方法采用如上述任一个技术方案所述的金属化孔的裂纹检测方法。

上述线路板的检测方法，采用该金属化孔的裂纹检测方法，进一步确保产品达标，提高产品的良品率。

另外，还提供了一种线路板，线路板采用如上述技术方案所述的线路板的检测方法进行检测加工而成。

上述线路板，由于检测时还检测了金属化孔所在位置是否存在裂纹，进一步保证了线路板的金属化孔导通性能完好，从而提高了加工品质和良品率。

附图说明

图1为金属化孔的裂纹检测方法流程图；

图2为保护层的裂纹结构示意图；

图3为镍层的裂纹结构示意图；

图4为线路层的裂纹结构示意图；

图5为金属化孔所在位置的截面图。

100、金属化孔，210、保护层，220、镍层，230、线路层，240、基材层，300、孔环裂纹。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：

需要说明的是，文中所称元件与另一个元件“固定”时，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是与另一个元件“连接”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示的实施例，提供了一种金属化孔100的裂纹检测方法，包括以下步骤：

(S1)、获取第一待测板；

(S2)、对第一待测板进行老化处理、并形成老化板；

(S3)、检测老化板上金属化孔100所在位置是否存在裂纹并进行记录，完成检测。

通过老化处理的步骤，使存在裂纹的金属化孔100所在位置能够检测到裂纹的存在，记录、并得到金属化孔100所在位置是否存在有裂纹的检测结果，避免传统方式无法检测到裂纹导致产品流入客户端的问题，提高产品的品质和良品率。

金属化孔100用于线路板上电子器件的导通，对线路板的功能实现起着重要的作用，金属化孔100在使用过程中可能会存在裂纹的情况，而该裂纹可能是生产时已经存在的，而采用传统的出厂检测方式无法检测出，因此，需根据具体的使用环境模拟使用过程，以使线路板可能存在的裂纹检测出，以判定线路板是否合格。老化过程即是根据不同线路板的使用环境或使用要求进行的模拟，以使裂纹能够在后续过程被检测到，避免存在裂纹的线路板流入客户端。

需要说明的是，第一待测板由已生产完成的出厂产品中抽检得到，第一待测板可以是一个，也可以是一批。

进一步地，第一待测板还可以是根据预设的时间区间内从流水线上获取的线路板成品。通过对流水线上不同时刻的产品进行检测，以确保整个流水线的产品质量得到更好检测。

进一步地，步骤(S3)中，检测老化板上金属化孔100所在位置是否存在裂纹包括如下步骤：(S31)、检测老化板的当前外侧板层上金属化孔100所在位置是否存在裂纹，若存在裂纹，则记录存在裂纹的所在层，并执行步骤(S32)，否则，完成检测；(S32)、去除当前外侧板层、并得到老化板的下一层板层；(S33)、执行步骤(S31)。通过层层剥离及每层均检测是否存在裂纹的步骤，不仅检测得到金属化孔100所在位置是否存在裂纹，而且还能够得到在哪些板层存在裂纹，以得到更为详细的裂纹信息。

由于金属化孔100存在于不同的板层，而不同板层对金属化孔100的导通性能影响不同。如检测后虽然发现有存在裂纹的金属化孔100，但对金属化孔100的导通性能并不影响，这时，根据产品的不同需求，产品仍能正常使用。因此，需进一步检测裂纹存在于哪些板层，并记录这些板层以确认是否真正对金属化孔100的导通性能产生影响。

同时，由于能够准确确认裂纹存在于哪些板层，从而能够为后续的不良率分析及工艺改进提供分析依据，以提高后续的产品合格率。

进一步地，步骤(S31)中，还包括：若存在裂纹，对存在裂纹的金属化孔100所在位置进行标记。

由于存在裂纹的金属化孔100不止一个，在去除一个板层后，若直接寻找，则可能寻找本身就没有裂纹的金属化孔100，若对金属化孔100所在位置进行标记，当去除一个板层后，在检测下一板层时可直接查找标记的位置，进而迅速找到之前检测的金属化孔100，进而检测下一板层是否存在裂纹。提高了检测效率，降低生产成本。

进一步地，步骤(S31)中，还包括：将已记录的所有存在裂纹的所在层与预设要求进行比对，以判定是否影响第一待测板的性能。

由于不同的板层对金属化孔100的导通性影响不同，有些板层虽然存在裂纹，但对金属化孔100的导通性能并不产生影响，因此，在满足功能需求的情况下，根据良品要求也可以认为是合格产品，因此，将存在裂纹的所在层位置与预设的要求进行比对，以判断裂纹的存在是否会影响歹意待测板的实际性能，降低生产成本。

进一步地，步骤(S32)中，去除当前外侧板层还包括：(S321)、将老化板置于剥金药水、并保持预设时间；(S322)、取出老化板、并得到已去除当前外侧板层的老化板。剥金药水通过腐蚀的方式剥除板层，操作简单，并实现后续对裂纹存在于哪个板层的定位。

进一步地，步骤(S2)中，老化处理包括无铅回流处理、波峰焊处理、高温处理或热应力处理中的至少一种。

老化处理包括但不限于以上方式，在满足需求的情况下，还可以采用基于产品使用环境要求的其他老化处理方式进行老化处理。

进一步地，步骤(S3)中，采用金相显微镜或电子显微镜或机器视觉设备检测老化板上金属化孔100所在位置是否存在裂纹。

由于金属化孔100所在位置的裂纹非常小，根据需要通常使金属化孔100所在位置放大100倍或100倍以上才能看到。如采用金相显微镜、扫描电子显微镜、放大镜等。

金相显微镜和电子显微镜需要人眼进行观察得到结果，而采用机器视觉的方式可直接通过设备自动化处理和分析数据、并得到最终的检测结果，更为方便快捷，提高检测效率。

进一步地，步骤(S3)之后，还包括：(S41)、获取第二待测板；(S42)、对第二待测板的金属化孔100所在位置进行切片取样，并检测第二待测板的金属化孔100所在位置的各个金属层是否存在裂纹、并完成第二待测板的检测；(S43)、将第二待测板的检测结果与第一待测板的检测结果进行比对。

对第二待测板进行切片取样包括：取样、灌胶、研磨、抛光和微蚀等过程，第二待测板的切片取样检测是为了验证第一待测板的检测是否准确，以通过另一种检测方式确认该批产品是否存在裂纹的问题，以进一步保证裂纹检测结果的准确性，避免误判。

另外，化学镍金(ENIG：Electroless Nickel/Immersion Gold)处理是线路板表面处理时常用的一种工艺。经过化学镍金处理的线路板通常包括基材层240、线路层230(即铜层)、镍层220及外侧的保护层210等，外侧保护层210也通常称金层，如图5所示的截面图，裂纹由于存在于金属化孔100的孔环位置，因此也称孔环裂纹300。第二待测板的各个金属层即指外侧保护层210、镍层220和线路层230(即铜层)。

如图2所示，为保护层210所在层的孔环裂纹300情况，该裂纹呈条状结构；

如图3所示，为镍层220所在层的孔环裂纹300情况，该裂纹呈环状结构；

如图4所示，为线路层230所在层的孔环裂纹300情况，该裂纹呈条状结构。

需要说明的是，裂纹通常出现在线路层230的外层线路层230及外层线路层230以外的板层，这是由于在多层线路板中，由于基材的设置，通过裂纹只会在外侧出现而内部不会出现，当然，根据需要，也可以对内层的线路层230及其他板层进行检测，前述的板层即指这里的基材层240、线路层230、镍层220和保护层210等。

检测时，首先进行老化处理，之后在金相显微镜下观察外层的保护层210是否存在裂纹，若存在，则记录保护层210存在裂纹，并采用剥金药水去除保护层210、并露出镍层220；接着，再次放入金相显微镜下观察镍层220是否存在裂纹，若存在，则记录镍层220存在裂纹，继续采用剥金药水去除镍层220、并露出线路层230，再次放入金相显微镜下观察线路层230是否存在裂纹，如此逐层确认并记录，直至板层没有裂纹为止。

该检测方式操作简单，且相比传统的电测试、回流焊测试、温度冲击测试、热应力测试等方法更为有效、更为简单，不仅能够确认存在裂纹的金属化孔100的所在位置，还能够确认裂纹存在于哪些板层，以进一步确认裂纹是否会影响线路板的性能。

如：对第一待测板进行两次无铅回流焊老化处理后，检测后发现金属化孔100的孔口位置出现裂纹，经过进一步检测后发现裂纹出现在镍层220和保护层210/金层，由于镍层220和保护层210/金层并不影响金属化孔100的导通性能，因此，该裂纹并不影响第一待测板的产品性能，该产品能够正常使用，该批次若只抽查到该产品，则表明该批产品可以正常出厂使用，若该批次还存在其他待测板，则需要进一步检测综合判定；

又如：对第一待测板进行三次热应力的老化处理后，检测后发现金属化孔100的孔口位置出现裂纹，经过进一步检测后发现裂纹出现在基材层240、铜层、镍层220和保护层210/金层，由于铜层即线路层230会影响到金属化孔100的导通性能，因此，该批产品存在不良品，需进一步检测或分析是否较多不良品，以便进一步分析生产流程是否存在问题并进一步改进，以解决该问题的产生，避免下批产品出现问题。

还提供了一种线路板的检测方法，包括对金属化孔100的裂纹检测，对金属化孔100的裂纹检测方法采用如上述任一个实施例所述的金属化孔100的裂纹检测方法。采用该金属化孔100的裂纹检测方法，进一步确保产品达标，提高产品的良品率。

另外，还提供了一种线路板，线路板采用如上述实施例所述的线路板的检测方法进行检测加工而成。由于检测时还检测了金属化孔100所在位置是否存在裂纹，进一步保证了线路板的金属化孔100导通性能完好，从而提高了加工品质和良品率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种金属化孔的裂纹检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(S1)、获取第一待测板；

(S2)、对所述第一待测板进行老化处理、并形成老化板；

(S3)、检测所述老化板上金属化孔所在位置是否存在裂纹并进行记录，完成检测；

所述步骤(S3)中，检测所述老化板上金属化孔所在位置是否存在裂纹包括如下步骤：

(S31)、检测所述老化板的当前外侧板层上所述金属化孔所在位置是否存在裂纹，若存在所述裂纹，则记录存在所述裂纹的所在层，并执行步骤(S32)，否则，完成检测；

(S32)、去除当前所述外侧板层、并得到所述老化板的下一层板层；

(S33)、执行所述步骤(S31)。

2.根据权利要求1所述的金属化孔的裂纹检测方法，其特征在于，所述第一待测板为根据预设的时间区间从流水线上获取的线路板成品。

3.根据权利要求1所述的金属化孔的裂纹检测方法，其特征在于，所述步骤(S31)中，还包括：若存在所述裂纹，对存在所述裂纹的所述金属化孔所在位置进行标记。

4.根据权利要求1所述的金属化孔的裂纹检测方法，其特征在于，所述步骤(S31)中，还包括：将已记录的所有存在所述裂纹的所在层与预设要求进行比对，以判定是否影响所述第一待测板的性能。

5.根据权利要求1所述的金属化孔的裂纹检测方法，其特征在于，所述步骤(S32)中，去除当前所述外侧板层还包括：

(S321)、将所述老化板置于剥金药水、并保持预设时间；

(S322)、取出所述老化板、并得到已去除当前所述外侧板层的所述老化板。

6.根据权利要求1-5任一项所述的金属化孔的裂纹检测方法，其特征在于，所述步骤(S2)中，老化处理包括无铅回流处理、波峰焊处理、高温处理或热应力处理中的至少一种。

7.根据权利要求1-5任一项所述的金属化孔的裂纹检测方法，其特征在于，所述步骤(S3)中，采用金相显微镜或电子显微镜或机器视觉设备检测所述老化板上金属化孔所在位置是否存在裂纹。

8.根据权利要求1-5任一项所述的金属化孔的裂纹检测方法，其特征在于，所述步骤(S3)之后，还包括：

(S41)、获取第二待测板；

(S42)、对所述第二待测板的金属化孔所在位置进行切片取样，并检测所述第二待测板的金属化孔所在位置的各个金属层是否存在裂纹、并完成所述第二待测板的检测；

(S43)、将所述第二待测板的检测结果与所述第一待测板的检测结果进行比对。

9.一种线路板的检测方法，其特征在于，包括对金属化孔的裂纹检测，对所述金属化孔的裂纹检测方法采用如权利要求1-8任一项所述的金属化孔的裂纹检测方法。

10.一种线路板，其特征在于，所述线路板采用如权利要求9所述的线路板的检测方法进行检测加工而成。

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