CN110398680A - 一种pcb可靠性测试方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种PCB可靠性测试方法，包括以下步骤：制作测试图形样品；将样品分为第一测试区及第二测试区；对第一测试区输入第一设定电压，在第一设定时间内当第一输出电流小于第一标准电流时，样品的绝缘性有效；在第二设定时间内对第二测试区输入变量电压使得第二测试区恒定输出第一恒定电流；对第二测试区输入变量电流使得第二测试区恒定输出第一恒定电压；在第三设定时间内当变量电流大于或等于第二标准电流时，样品的孔的接续性有效。本申请的有益效果是：在第一测试区进行绝缘性耐电压测试，当绝缘性满足要求时再对第二测试区进行焦耳测试，当焦耳测试满足要求时PCB板可靠性满足要求。
Description
技术领域
本公开涉及PCB可靠性测试技术领域，具体涉及一种PCB可靠性测试方法。
背景技术
PCB又称印制电路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的载体。随着服务器等大型电路器件的性能逐渐提高，其内部PCB的加工工艺日益复杂，其技术水平、质量要求也面临着严峻挑战。因此，对于PCB的设计、生产、加工及组装过程均需要严格的工艺及原材料控制，并进行PCB可靠性的前期测试，避免类似漏电、开路、焊接不良、爆板分层之类的失效事故，对提高产品质量、改进生产工艺具有重要意义。
发明内容
本申请的目的是针对以上问题，提供一种PCB可靠性测试方法。
第一方面，本申请提供一种PCB可靠性测试方法，包括以下步骤：
制作测试图形样品；将所述样品划分为第一测试区及第二测试区；对所述第一测试区进行耐电压测试：设定输入所述第一测试区的第一设定电压的数值；设定所述第一测试区输出的第一标准电流数值；在第一设定时间内，对所述第一测试区电路输入所述第一设定电压；获取所述第一测试区电路输出的第一输出电流；将所述第一输出电流与所述第一标准电流进行比较：当第一输出电流大于或等于第一标准电流时，样品的绝缘性失效；当第一输出电流小于第一标准电流时，样品的绝缘性有效；当所述样品的绝缘性有效时，对所述第二测试区进行焦耳测试：设定所述第二测试区输出的第一恒定电流；在第二设定时间内对所述第二测试区输入变量电压使得电路输出的电流为恒定的所述第一恒定电流；设定所述第二测试区输出的第一恒定电压；设定所述第二测试区输入的第二标准电流数值；在第三设定时间内对所述第二测试区输入变量电流使得电路输出的电压为恒定的所述第一恒定电压；获取所述第二测试区输入的所述变量电流；将所述变量电流与所述第二标准电流进行比较：当变量电流小于第二标准电流时，样品的激光孔与焊盘的连接性失效；当变量电流大于或等于第二标准电流时，样品的激光孔与焊盘的连接性有效。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述制作测试图形样品，具体包括：在基板上按照线宽范围为28um-32um，线间距范围为28um-32um，层间距最少为30um以及孔间距最小为170um的方式制作所述样品。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述设定所述第一测试区输出的第一标准电流数值，具体包括：设定所述第一标准电流为0.1mA。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述在第一设定时间内，对所述第一测试区电路输入所述第一设定电压，具体包括：设定所述第一设定时间范围为25s-35s，设定所述第一设定电压范围为495V-505V。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述当所述样品的绝缘性有效时，对所述第二测试区进行焦耳测试之前，还包括：对所述第二测试区在第四设定时间内进行第一设定温度的加热。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述在第二设定时间内对所述第二测试区输入变量电压使得电路输出的电流为恒定的所述第一恒定电流，具体包括：设定所述第二设定时间范围为6s-10s，设定所述第一恒定电流为 2.5A。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述设定所述第二测试区输入的第二标准电流数值，具体包括：设定所述第二标准电流为2.4A。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述在第三设定时间内对所述第二测试区输入变量电流使得电路输出的电压为恒定的所述第一恒定电压，具体包括：设定所述第三设定时间范围为1s-8s，设定所述第一恒定电压为 6V。
根据本申请实施例提供的技术方案，所述对所述第二测试区在第四设定时间内进行第一设定温度的加热，具体包括：设定所述第四设定时间范围为8s-12s，设定所述第一设定温度范围为90℃-150℃。
本发明的有益效果：本申请提供一种PCB可靠性测试方法，包括以下步骤：制作测试图形样品；将所述样品划分为第一测试区及第二测试区；对所述第一测试区进行耐电压测试：设定输入所述第一测试区的第一设定电压的数值；设定所述第一测试区输出的第一标准电流数值；在第一设定时间内，对所述第一测试区电路输入所述第一设定电压；获取所述第一测试区电路输出的第一输出电流；将所述第一输出电流与所述第一标准电流进行比较：当第一输出电流大于或等于第一标准电流时，样品的绝缘性失效；当第一输出电流小于第一标准电流时，样品的绝缘性有效；当所述样品的绝缘性有效时，对所述第二测试区进行焦耳测试：设定所述第二测试区输出的第一恒定电流；在第二设定时间内对所述第二测试区输入变量电压使得电路输出的电流为恒定的所述第一恒定电流；设定所述第二测试区输出的第一恒定电压；设定所述第二测试区输入的第二标准电流数值；在第三设定时间内对所述第二测试区输入变量电流使得电路输出的电压为恒定的所述第一恒定电压；获取所述第二测试区输入的所述变量电流；将所述变量电流与所述第二标准电流进行比较：当变量电流小于第二标准电流时，样品的激光孔与焊盘的连接性失效；当变量电流大于或等于第二标准电流时，样品的激光孔与焊盘的连接性有效。
在第一测试区上进行耐电压测试：即持续输入第一设定电压，当第一测试区的绝缘线路间或者层间在持续高压作用下发生绝缘性异常时会发生被破坏击穿的情况，在此情况下第一输出电流数值会上升，当第一输出电流大于或等于第一标准电流时即判定为样品的绝缘性失效，反之样品的绝缘性满足要求有效。在样品的第一测试区的绝缘性有效时，在样品上的第二测试区进行焦耳测试：对第二测试区分别进行恒流输出以及恒压输出工作，加热后如果激光孔与焊盘结合强度不足时，两者的接触电阻逐渐变大，在进行恒流输出时，由于电阻变大为了保证输出电流数值不变则输入的变量电压数值逐渐变大，当进行恒压输出时，如果接触电阻继续变大，为保证输出的电压不变则需要输入的变量电流逐渐减小，当输入的变量电流小于第二标准电流时即判定为样品的激光孔与样品上焊盘的连接性失效不满足要求，反之满足要求。
附图说明
图1为本申请第一种实施例的流程示意图；
图2为本申请第一种实施例中测试图形样品制作时的图样规则示意图；
图3为本申请第一种实施例中电路绝缘性测试
图4为本申请第一种实施例中电路绝缘性测试中测试结构示意图；
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本申请进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本申请的保护范围有任何的限制作用。
如图1所示为本申请的第一种实施例，包括以下步骤：
S100、制作测试图形样品。
在本实施例中，如图2所示，PCB为多层电路板，在基板上按照每层电路上的单条线路宽度为30um，每层电路上的线路与线路之间的距离为 30um，每层电路与每层电路之间的层间距为30um以及每层电路上的孔与孔之间的间距为170um的方式制作所述样品。在本实施例中，孔设置为激光孔。
在其他实施例中，基板上线宽还可以为28um、32um或者为28um-32um 范围内的任意值；线间距还可以为28um、32um或者为28um-32um范围内的任意值；层间距可以为31um、32um或者为大于或等于30um的任意值；孔间距可以为171um、173um或者为大于或等于170um的任意值。
S200、将样品划分为第一测试区及第二测试区。
S300、对第一测试区进行耐电压测试。
S310、设定输入第一测试区的第一设定电压的数值。
在本实施例中，所述第一设定电压为500V高压，在其他实施例中，第一设定电压还可以为495V、505V或者为495V-505V范围内的任意值。
S320、设定第一测试区输出的第一标准电流数值。
在本实施例中，由于第一测试区的电路是已知设定，因此第一测试区的电阻相当于是已知可以算出的，在输入第一设定电压时其电路的输出电流是可以计算出来的，据此设置第一标准电流。在本实施例中，所述第一标准电流为0.1mA。
S330、在第一设定时间内，对第一测试区电路输入第一设定电压。
在本实施例中，所述第一设定时间为30s，在其他实施例中，第一设定时间还可以为25s、35s或者为25s-35s范围内的任意值。
S340、获取第一测试区电路输出的第一输出电流。
S350、将第一输出电流与第一标准电流进行比较：当第一输出电流大于或等于第一标准电流时，执行步骤S351；当第一输出电流小于第一标准电流时，执行步骤S352。
在本实施例中，对第一测试区输入500V、0.003mA的电压及电流，如果基板同一层电路中线与线之间、孔与孔之间或者不同电路层之间存在异物、空洞或者Via错位等情况时就会使得线与线之间、孔与孔之间或者层与层之间绝缘电阻变小从而出现第一输出电流相比于0.003mA的输入电流变大的情况。
在本实施例中，PCB为多层电路板，对样品进行绝缘性耐电压测试是逐层分别进行线与线之间、孔与孔之间以及不同电路层之间的绝缘性耐电压测试，如图3所示。
在图3中，进行线间测试时，左右方向的一对方形点为同一层上的一对测试点，因此图中由上至下方向，第一对方形点为第一层电路上线路之间绝缘性的测试点，第二对方形点为第二层电路上线路之间绝缘性的测试点，同理向下依次为第三层电路上的线路的测试点等依此类推。如果第一对方形点输入500V、0.003mA的电压及电流时，当第一输出电流大于或等于0.1mA时，执行S351，当第一输出电流小于0.1mA时，执行S352。
同理图3中孔间的示意图中，左右水平方向的一对方形点为同一层的一对测试点，由上至下方向第一对方形点为第一层孔间绝缘性测试点，第二对方形点为第二层孔间绝缘性测试点。
在图3中，不同电路层之间的层间测试线路只有一对测试点，一对测试点连通所有层，高电压绝缘性测试时即连通所有层的一对测试点，通过第一输出电流的数值即可判断不同电路层之间是否存在绝缘性问题。
S351、样品的绝缘性失效。
当样品的绝缘性失效时，即判断为PCB可靠性不满足要求，无需进行进一步的其他可靠性测试。如图4所示，本实施例中，电路板上同一层的绝缘的线路间或者不同电路层之间存在异物、空洞或Via错位等异常情况时，在电路持续施加的高压下绝缘的线路或电路层之间异常位置的绝缘性将遭到破坏击穿，因此绝缘性被破坏。
S352、样品的绝缘性有效。
继续执行步骤S400。如图4所示。
S400、对第二测试区进行焦耳测试。
S410、设定第二测试区输出的第一恒定电流。
本实施例中，第一恒定电流为2.5A。
S420、在第二设定时间内对第二测试区输入变量电压使得电路输出的电流为恒定的第一恒定电流。
在本实施例中，第二设定时间为8s，在其他实施例中，第二设定时间还可以为6s、10s或者为6s-10s范围内的任意值；
在进行本步骤之前，优选地还包括对样品的第二测试区进行预加热的过程：对第二测试区在第四设定时间内进行第一设定温度的加热。
在本优选实施例中，第一设定温度为100℃，在其他优选实施例中，第一温度还可以为90℃、120℃、150℃或者为90℃-150℃范围内的任意值；第四设定时间为10s，在其他优选实施例中，第四设定时间还可以为8s、12s 或者为8s-12s范围内的任意值。
进行本优选实施例的目的是：在对第二测试区进行恒定电流输出测试前，先对第二测试区进行加热，第二测试区样品的线路和激光孔都有覆铜，基板本身为树脂材质，在受热情况下铜与树脂的受热膨胀系数不同，基板受热时内部产生内应力而发生膨胀使得激光孔更加易于与焊盘发生断裂等结合不牢的情况，因此激光孔与焊盘的连接性问题在接下来的测试中更加容易显现。
在本实施例中，第二测试区以第一恒定电流恒定输出时，如果在受热情况下激光孔与焊盘结合的牢固度不高，则两者的接触电阻会逐渐增大，由于电阻增大为了保证输出电流数值不变则根据欧姆定律输入变量电压的数值也逐渐增大。
S430、设定第二测试区输出的第一恒定电压。
在本实施例中，所述第一恒定电压为6V。
S440、设定第二测试区输入的第二标准电流数值。
本实施例中，所述第二标准电流为2.4A。
S450、在第三设定时间内对第二测试区输入变量电流使得电路输出的电压为恒定的第一恒定电压。
在本实施例中，第三设定时间为8s，在其他实施例中，第三设定时间还可以为6s、10s或者为6s-10s范围内的任意值。
S460、获取第二测试区输入的变量电流。
S470、将变量电流与第二标准电流进行比较：当变量电流小于第二标准电流时，执行步骤S471；当变量电流大于或等于第二标准电流时，执行步骤S472。
S471、样品的激光孔与焊盘的连接性失效。
第二测试区以第一恒定电压恒定输出时，如果在受热情况下激光孔与焊盘结合的牢固度不高情况下，接触电阻已经增大，根据欧姆定律在输出电压不变情况下输入变量电流的数值应该逐渐减小。
当输入的变量电流小于第二标准电流，所述激光孔与焊盘之间的接触电阻逐渐变大直至开路，也即样品的激光孔与焊盘结合牢固度不高，不满足要求。
S472、样品的激光孔与焊盘的连接性有效。
也即样品的可靠性满足要求。
在本实施例中，PCB为多层电路板，对样品进行焦耳测试是相邻层电路板之间分别进行焦耳测试，相邻层电路板之间根据实际激光孔位置分别设计测试电路形成第二测试区。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将申请的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本申请的保护范围。
Claims (9)
1.一种PCB可靠性测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
制作测试图形样品；
将所述样品划分为第一测试区及第二测试区；
对所述第一测试区进行耐电压测试：
设定输入所述第一测试区的第一设定电压的数值；
设定所述第一测试区输出的第一标准电流数值；
在第一设定时间内，对所述第一测试区电路输入所述第一设定电压；
获取所述第一测试区电路输出的第一输出电流；
将所述第一输出电流与所述第一标准电流进行比较：当第一输出电流大于或等于第一标准电流时，样品的绝缘性失效；当第一输出电流小于第一标准电流时，样品的绝缘性有效；
当所述样品的绝缘性有效时，对所述第二测试区进行焦耳测试：
设定所述第二测试区输出的第一恒定电流；
在第二设定时间内对所述第二测试区输入变量电压使得电路输出的电流为恒定的所述第一恒定电流；
设定所述第二测试区输出的第一恒定电压；
设定所述第二测试区输入的第二标准电流数值；
在第三设定时间内对所述第二测试区输入变量电流使得电路输出的电压为恒定的所述第一恒定电压；
获取所述第二测试区输入的所述变量电流；
将所述变量电流与所述第二标准电流进行比较：当变量电流小于第二标准电流时，样品的激光孔与焊盘的连接性失效；当变量电流大于或等于第二标准电流时，样品的激光孔与焊盘的连接性有效。
2.根据权利要求1所述的PCB可靠性测试方法，其特征在于，所述制作测试图形样品，具体包括：
在基板上按照线宽范围为28um-32um，线间距范围为28um-32um，层间距最少为30um以及孔间距最小为170um的方式制作所述样品。
3.根据权利要求1所述的PCB可靠性测试方法，其特征在于，所述设定所述第一测试区输出的第一标准电流数值，具体包括：
设定所述第一标准电流为0.1mA。
4.根据权利要求1所述的PCB可靠性测试方法，其特征在于，所述在第一设定时间内，对所述第一测试区电路输入所述第一设定电压，具体包括：
设定所述第一设定时间范围为25s-35s，设定所述第一设定电压范围为495V-505V。
5.根据权利要求1所述的PCB可靠性测试方法，其特征在于，所述当所述样品的绝缘性有效时，对所述第二测试区进行焦耳测试之前，还包括：
对所述第二测试区在第四设定时间内进行第一设定温度的加热。
6.根据权利要求1所述的PCB可靠性测试方法，其特征在于，所述在第二设定时间内对所述第二测试区输入变量电压使得电路输出的电流为恒定的所述第一恒定电流，具体包括：
设定所述第二设定时间范围为6s-10s，设定所述第一恒定电流为2.5A。
7.根据权利要求1所述的PCB可靠性测试方法，其特征在于，所述设定所述第二测试区输入的第二标准电流数值，具体包括：
设定所述第二标准电流为2.4A。
8.根据权利要求1所述的PCB可靠性测试方法，其特征在于，所述在第三设定时间内对所述第二测试区输入变量电流使得电路输出的电压为恒定的所述第一恒定电压，具体包括：
设定所述第三设定时间范围为1s-8s，设定所述第一恒定电压为6V。
9.根据权利要求5所述的PCB可靠性测试方法，其特征在于，所述对所述第二测试区在第四设定时间内进行第一设定温度的加热，具体包括：
设定所述第四设定时间范围为8s-12s，设定所述第一设定温度范围为90℃-150℃。
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