CN110146804A - 一种pcb动态导通可靠性测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种PCB动态导通可靠性测试方法，当PCB的连接回路在温度的变化下产生应力，导线长度不变，出现导线截面积急剧减小时（出现裂纹），长度/截面积的值会出现急剧变大的情况，体现在：实测电阻/同温度下电阻率的急剧变大，当此值超出平均值10%时，认为这个时候产生了裂隙，找到对应的温度值，就可以知道是什么温度区间造成了裂隙。

Description

一种PCB动态导通可靠性测试方法
技术领域
本发明涉及PCB测试技术领域，尤其涉及一种PCB动态导通可靠性测试方法。
背景技术
印制电路板（Printed Circuit Board，简称“PCB”），又称印制线路板或印刷线路板。其主要功能是使各种电子元器组件通过电路进行连接，起到导通和传输的作用，是电子产品的关键电子互连件。
几乎每种电子设备都离不开印制电路板，因为其提供各种电子元器件固定装配的机械支撑、实现其间的布线和电气连接或电绝缘、提供所要求的电气特性等，其制造品质直接影响电子产品的稳定性和使用寿命，并且影响系统产品整体竞争力，有“电子产品之母”之称。
PCB的生产过程非常复杂，一块PCB的诞生需要经历钻孔，沉铜，电镀，蚀刻…等等诸多工序，每一道工序中，或因设备参数问题，或因外部环境问题，或因人员操作问题，或因工艺配方问题，这诸多可能存在的因素掺杂在一起，可能会导致PCB成品出现品质隐患。
在电子产品的生产过程中，需要在PCB板材上贴装和焊接各式各样的电子元器件，所以PCB需要经历热风回焊炉或波峰焊等高温生产制程。
在此类高温制程中，PCB板材的热膨胀可能会导致内层线路的连接出现问题，此类问题会影响PCB电路信号传输的完整性，也可能存在电子产品功能失效的潜在风险。
通常此类问题在PCB板材风险中等级较高，影响范围较广，会导致PCB板生产工厂的巨额经济赔偿损失。
目前PCB板模拟测试试验大多使用如IR测试，热油测试，冷热冲击等测试，上述测试方法均是经过加热或者冷却前后，在相同的温度下比较导通电阻，而在恢复到相同温度下后导通线路间的裂隙也有可能恢复到连通状态，这种方法也就不能找出具体的产生裂隙的温度，甚至实际产生了裂隙而不能被发现。
因此需要设一种PCB动态导通可靠性测试，能弥补以上测试方法的不足，可以找出具体裂隙产生的温度区间。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种PCB动态导通可靠性测试方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案,一种PCB动态导通可靠性测试方法，其特征在于，具体包括以下步骤。
S1、准备量测：测试回路的两端用耐热电线连接四线微阻仪，把测试板放入烤箱中，对测试回路的两端进行阻值量测，后面的升温和量测过程不对烤箱、测试板、测试仪和连接线做任何移动。
S2、升温测试：对烤箱进行升温，最高温度一般不超过PCB耐受的最高温度，升温过程中动态记录烤箱的温度和对应的四线微阻仪显示的阻值。
S3、降温测试：关闭烤箱加热进行降温，动态记录烤箱的温度和对应的阻值。
S4、建立温度与电阻率的对应关系，温度与电阻率呈线性关系，PCB的导线是铜，而铜在不同温度下的电阻率通过查表可以得出基本的对应关系，也可通过实际测量一段已知长度和截面积的均匀导线，温度与电阻率对应关系如下：
电阻率=0.0165+温度℃*6.8*10-5 电阻率单位：欧姆*平方毫米/米
不同的含铜量电阻率不同，不同的导体材料电阻率也不同，以上对应关系依据铜含量和导体材料会有所变化。
S5、测量数据分析
电阻=电阻率*导线长度/导线截面积 单位：Ω
电阻/电阻率=导线长度/导线截面积 单位：米/平方毫米
当在温度的变化下产生应力，导线长度不变，出现导线截面积急剧减小时（出现裂纹），长度/截面积的值会出现急剧变大的情况，体现在：实测电阻/标准电阻率的急剧变大，实际测量出的温度和电阻值建立一个表格如下：
上表中，当长度/截面积的值出现超出平均值10%时，认为这个时候产生了裂隙，找到对应的温度值，就可以知道是什么温度区间造成了裂隙。
在不同的温度下，材料的膨胀率不一样，产生了不同的力，在多个合力的作用下，结合力弱的部分就会被撕裂或者完全分离，此时则表现为PCB重大信赖度不良，如孔底分离，渐薄型孔破，界面型孔破，通孔ICD，盲孔ICD等。
本发明提供的一种PCB动态导通可靠性测试方法，与现有技术相比：本发明通过5个步骤的测试，即可将PCB产品中诸如：孔底分离，盲孔破孔，通孔破孔，镭射击穿，孔底残胶，异物破孔，通孔ICD，盲孔折镀，通孔折镀，电镀孔破等问题侦测出来。
本发明在测试的过程中，不会对良好的PCB产品造成损坏，经检测合格的产品不会影响产品出货，为非破环性测试；
本发明的测试所耗时间较短，时效性好，能快速反馈缺陷问题所在，以便于能及时调整及改善生产工艺，避免不必要的报废损失。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种PCB动态导通可靠性测试方法，具体包括以下步骤：
S1、准备量测：选择含有过孔的测试回路，两端用耐热电线（耐热300℃）连接四线微阻仪，最外端焊接DRIVE+和DRIVE-，与最外端靠近位置焊接SENSOR+和SENSOR-，DRIVE+与SENSOR+在同一端，DRIVE-与SENSOR-在另一端，微阻仪量程设为20mΩ，测量速度为慢速测试，把测试板放入最高耐受温度为200℃的烤箱中，对测试回路的两端进行阻值量测，后面的升温、降温和量测过程不对烤箱、测试板、测试仪和连接线做任何移动。
S2、升温测试：在常温下测量值变化幅度小于5%时，对烤箱进行升温，最高温度设定为155℃，升温速率低于10℃/min，以让测试板的温度与烤箱的显示的温度误差不超过5℃，每隔5-10℃记录一次烤箱的温度和对应的阻值。
S3、降温测试：未做降温测试。
S4、温度与电阻率呈线性关系，PCB的导线是铜，而铜在不同温度下的电阻率通过查表可以得出基本的对应关系如下：
电阻率=0.0165+温度℃*6.8*10-5 电阻率单位：欧姆*平方毫米/米
电阻=电阻率*导线长度/导线截面积
S5、测量数据分析
电阻/电阻率=长度/截面积
当在温度的变化下产生应力，导线长度不变，出现导线截面积急剧减小时（出现裂纹），长度/截面积的值会出现急剧变大的情况，体现在：实测电阻/标准电阻率的急剧变大，
实际测量出的温度和电阻值建立一个表格如下：
上表中，长度/截面积与平均值对比的波动幅度小于5%，一般当长度/截面积的值出现超出平均值10%时，认为这个时候产生了裂隙，所以可以认为此次测量的回路导通可靠性良好，在33-155℃范围内没有产生裂隙。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种PCB动态导通可靠性测试方法，，其特征在于采用以下步骤实现：
S1、准备量测；
S2、升温测试；
S3、降温测试；
S4、建立温度与电阻率的对应关系；
S5、测量数据分析。
2.根据权利要求1所述的测试方法步骤S1，其特征在于:测试回路的两端用耐热电线连接四线微阻仪，把测试板放入烤箱中，对测试回路的两端进行阻值量测，后面的升温和量测过程不对烤箱、测试板、测试仪和连接线做任何移动。
3.根据权利要求1所述的测试方法步骤S2，其特征在于对烤箱进行升温，最高温度一般不超过PCB耐受的最高温度，升温过程中动态记录烤箱的温度和对应的四线微阻仪显示的阻值。
4.根据权利要求1所述的测试法步骤S3，其特征在于关闭烤箱加热进行降温，动态记录烤箱的温度和对应的阻值。
5.根据权利要求1所述的测试方法步骤S4，其特征在于建立温度与电阻率的对应关系，温度与电阻率呈线性关系，PCB的导线是铜，而铜在不同温度下的电阻率通过查表可以得出基本的对应关系，也可通过实际测量一段已知长度和截面积的均匀导线，温度与电阻率对应关系如下：
电阻率=0.0165+温度℃*6.8*10-5 电阻率单位：欧姆*平方毫米/米
不同的含铜量电阻率不同，不同的导体材料电阻率也不同，以上对应关系依据铜含量和导体材料会有所变化。
6.根据权利要求1所述的测试方法步骤S5，其特征在于对测量数据进行分析：
电阻=电阻率*导线长度/导线截面积 单位：欧姆
电阻/电阻率=导线长度/导线截面积 单位：米/平方毫米
当在温度的变化下产生应力，导线长度不变，出现导线截面积急剧减小时（出现裂纹），长度/截面积的值会出现急剧变大的情况，体现在：实测电阻/标准电阻率的急剧变大，实际测量出的温度和电阻值建立一个表格，当长度/截面积的值出现超出平均值10%时，认为这个时候产生了裂隙，找到对应的温度值，就可以知道是什么温度区间造成了裂隙。
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