CN114252402B - 一种印制电路板阻焊膜变色的分析处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种印制电路板阻焊膜变色的分析处理方法，涉及印制电路板技术领域。通过表面形貌、表面粗糙度及成分分析方法判断失效类型，根据失效类型确定采用何种方法对阻焊膜进行失效复现，通过失效复现确认导致阻焊膜变色的源头，并提出改善阻焊膜变色的方法。本发明能够对印制电路板阻焊膜变色进行快速有效分析，分析准确性高，能够提高企业对印制电路板阻焊膜变色的分析能力及解决阻焊膜变色现象的能力。
Description
技术领域
本发明涉及印制电路板技术领域，具体而言，涉及一种印制电路板阻焊膜变色的分析处理方法。
背景技术
阻焊膜（solder mask or solder resist）是用于在焊接过程中及焊接之后提供介质和机械屏蔽的一种覆膜，它所采用的材料可以分为液体或干膜形式。阻焊膜的主要功能是保护电路，防止PCB板后道工序生产和电装中不良拿取所造成的断路以及各种恶劣环境对PCB板的侵袭等。
阻焊膜变色是阻焊膜在制备和使用过程中常见的形貌变化，它的出现可能会导致印制电路板绝缘性下降、附着力出现异常、电化学迁移等故障。现有技术对阻焊膜变色的分析有很大局限性，无法实现对非表面异物残留所致的阻焊膜变色的分析，另外失效原因不完善和检测准确性低也限制了对非表面异物残留所致的变色原因的分析。因此，对阻焊膜变色进行有效分析是该技术领域亟待解决的难题。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种印制电路板阻焊膜变色的分析处理方法，旨在对印刷电路板阻焊膜进行快速有效地分析，提高分析的准确性。
本发明是这样实现的：
第一方面，本发明提供一种印制电路板阻焊膜变色的分析处理方法，包括：
检测分析：通过表面形貌观察、表面粗糙度分析和成分分析的方式对阻焊膜的变色位置和正常位置进行检测，以测试变色位置相对于正常位置是否存在表面形貌、粗糙度和成分的变化；
失效复现：根据检测结果，对未使用的阻焊膜进行失效复现处理，以使未使用品表现出与失效品相同的失效现象，以确定失效原因；其中，失效复现处理的手段包括溶剂浸泡、高温处理、高湿处理和盐雾处理，高温处理的处理温度为30℃~150℃，高湿处理的处理湿度为10~100%RH的相对湿度；
质量改善：针对失效复现结果综合分析阻焊膜变色原因，并对阻焊膜变色现象进行改善复原或更换阻焊膜；其中，改善复原的方法包括烘烤和清洗。
在可选的实施方式中，在成分分析之前先对阻焊膜变色位置和正常位置进行表面形貌观察，以判断变色位置是否出现异物；
当变色位置出现异物时，进行成分分析，根据成分分析结果进行失效复现和质量改善；
当变色位置没有出现异物时，进行表面粗糙度测试，根据粗糙度检测结果进行成分分析、失效复现和质量改善。
在可选的实施方式中，当变色位置仅出现异物，对变色位置和正常位置进行成分分析，成分分析包括：通过显微红外光谱仪检测变色位置的异物材质，通过X射线能谱仪检测变色位置的异物元素组成及元素价态，通过气相-质谱联用仪检测变色位置异物中可挥发性有机物成分；
根据成分分析结果，当异物为水渍时，采用溶剂浸泡的手段进行失效复现；当异物为松香残留物时，使用溶剂浸泡的手段进行失效复现；当异物为金属盐时，使用高湿处理的方式进行失效复现；
当异物可溶时通过清洗的手段进行改善复原，当异物不可溶时更换阻焊膜、改善加工工艺。
在可选的实施方式中，当变色位置没有出现异物时，进行表面粗糙度测试，以判断变色位置相对于正常位置是否出现粗糙度异常，粗糙度异常是指变色位置相对于正常位置粗糙度相差10nm以上；
根据变色位置是否出现粗糙度异常分别进行成分分析、失效复现和质量改善。
在可选的实施方式中，当变色位置出现粗糙度异常时，对阻焊膜材质和阻焊膜可挥发性有机物成分进行分析，若材质分析出现异常时，分别采用高温处理和高湿处理的方式进行失效复现以确定失效原因，更换阻焊膜并改进固化工艺；若可挥发性有机物成分出现异常时，采用溶剂浸泡的方式进行失效复现，采用烘烤的方式进行改善复原；
其中，对阻焊膜材质进行分析包括：通过显微红外光谱仪检测变色位置和正常位置是否材质相同；通过示差扫描量热仪对比变色位置和正常位置的相变温度，以分析阻焊膜变色位置是否存在未固化、小分子释放的异常现象；通过热重分析仪对比变色位置和正常位置的热分解特征温度和失重质量是否相同，以分析阻焊膜变色位置是否出现了降解及老化交联现象；
对阻焊膜可挥发性有机物成分进行分析是通过气相-质谱联用仪检测变色位置和正常位置中可挥发性有机物成分是否相同。
在可选的实施方式中，当变色位置粗糙度正常时，对阻焊膜材质、阻焊膜可挥发性有机物成分和阻焊膜浅表层污染物进行分析，若材质分析出现异常时，分别采用高温处理和高湿处理的方式进行失效复原以确定失效原因，更换阻焊膜并改善固化工艺；若可挥发性有机物成分出现异常时，采用溶剂浸泡的方式进行失效复现，采用烘烤的方式进行改善复原；若阻焊膜浅表层污染物出现异常时，采用污染物浸泡的方式进行失效复现，并采用清洗的手段进行改善复原；
其中，对阻焊膜材质进行分析包括：通过显微红外光谱仪检测变色位置和正常位置是否材质相同；通过示差扫描量热仪对比变色位置和正常位置的相变温度，以分析阻焊膜变色位置是否存在未固化、小分子释放的异常现象；通过热重分析仪对比变色位置和正常位置的热分解特征温度和失重质量是否相同，以分析阻焊膜变色位置是否出现了降解及老化交联现象；
对阻焊膜可挥发性有机物成分进行分析是通过气相-质谱联用仪检测变色位置和正常位置中可挥发性有机物成分是否相同；
对阻焊膜浅表层污染物进行分析是通过飞行时间二次离子质谱仪对变色位置和正常位置的浅表层离子碎片进行分析，以判断变色位置和正常位置的离子碎片相对含量及类型是否一致。
在可选的实施方式中，溶剂浸泡所采用的浸泡试剂选自助焊剂、清洗剂、水和有机溶剂中的至少一种；
优选地，盐雾处理是采用质量分数为0.1-5%的盐溶液，在30-100℃的条件下进行处理，处理时间为24-96h。
在可选的实施方式中，采用烘烤的方式进行改善复原是在80-250℃的温度下烘烤30-48h；
优选地，采用清洗的方式进行改善复原是采用溶剂进行超声清洗；
优选地，溶剂选自水、酮类、醚类和醇类中的任意一种。
在可选的实施方式中，表面粗糙度分析所采用的仪器为原子力显微镜或三维轮廓仪，原子力显微镜适用于表面粗糙度小于1μm情况的检测，三维轮廓仪适用于表面粗糙度大于等于1μm情况的检测。
本发明具有以下有益效果：通过表面形貌、表面粗糙度及成分分析方法，通过失效复现查找导致阻焊膜变色的源头，可以根据分析结果确定阻焊膜采用何种方法进行复原，或者无法复原时更换阻焊膜，同时提出改善阻焊膜变色的方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提出的印制电路板阻焊膜变色的分析处理方法的流程图；
图2为本发明实施例提出的印制电路板阻焊膜变色的分析处理方法的具体流程图；
图3为本发明实施例1中体视显微镜下观察印制电路板变色阻焊膜的形貌；
图4为本发明实施例1中原子力显微镜测表面粗糙度的形貌；
图5为本发明实施例1中印制电路板变色阻焊膜红外谱图；
图6为本发明实施例1中印制电路板变色阻焊膜示差扫描量热仪测试谱图；
图7本发明实施例1中印制电路板变色阻焊膜热重测试谱图；
图8为本发明实施例1中气相-质谱联用仪谱图；
图9为本发明实施例2中下观察印制电路板变色阻焊膜的形貌；
图10为本发明实施例2中异物与松香的红外谱图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
请参照图1，本发明实施例提供一种印制电路板阻焊膜变色的分析处理方法，包括以下步骤：（1）检测分析：通过表面形貌观察、表面粗糙度分析和成分分析的方式对阻焊膜的变色位置和正常位置进行检测，以测试变色位置相对于正常位置是否存在表面形貌、粗糙度和成分的变化。（2）失效复现：根据检测结果，对未使用的阻焊膜进行失效复现处理，以使未使用品表现出与失效品相同的失效现象，以确定失效原因；其中，失效复现处理的手段包括溶剂浸泡、高温处理、高湿处理和盐雾处理。（3）质量改善：针对失效复现结果综合分析阻焊膜变色原因，并对阻焊膜变色现象进行改善复原或更换阻焊膜；其中，改善复原的方法包括烘烤和清洗。
具体地，表面形貌观察可以通过体视显微镜、金相显微镜、超景深显微镜、扫描电子显微镜等对印制电路板阻焊膜变色位置和正常位置进行表面形貌观察，查看阻焊膜变色位置是否存在异物。
具体地，表面粗糙度分析通过原子力显微镜或三维轮廓仪对印制电路板阻焊膜变色位置和正常位置的粗糙度进行测试，确认印制电路板阻焊膜变色位置的粗糙度是否存在明显变化。其中，原子力显微镜适用于表面粗糙度＜1μm的印制电路板阻焊膜表面；三维轮廓仪适用于表面粗糙度≥1μm的印制电路板阻焊膜表面。
具体地，成分分析可以通过显微红外光谱仪、热重分析仪、示差扫描量热仪、气相-质谱联用仪、飞行时间二次离子质谱仪、X射线能谱仪对印制电路板阻焊膜变色位置的成分进行分析，确认印制电路板阻焊膜变色位置的主成分及可挥发性组分是否存在异常。
更详细地，成分分析的方法和具体原理如下：①利用红外光谱仪对比印制电路板阻焊膜变色位置和正常位置材质谱图中的官能团类型及吸收峰强度，分析印制电路板阻焊膜变色位置和正常位置的材质是否相同。②通过热重分析仪对比印制电路板阻焊膜变色位置和正常位置的热分解特征温度及失重质量，分析印制电路板阻焊膜变色位置是否出现了降解及老化交联的现象，如起始分解温度发生了明显的提前，则表明阻焊膜变色位置发生了降解。③利用示差扫描量热仪对比印制电路板阻焊膜变色位置和正常位置的相变温度，分析印制电路板阻焊膜变色位置是否存在未固化、小分子释放等异常现象，如阻焊膜在升温过程中出现了明显的放热峰，这表明阻焊膜存在未固化的现象。④直接将印制电路板阻焊膜变色位置和正常位置的表层材料取下并放入玻璃瓶中，在150℃~180℃的条件下对阻焊膜变色位置和正常位置的材质烘烤10min~30min，利用气相-质谱联用仪对挥发出的气体进行对比，判断阻焊膜变色位置和正常位置中的可挥发性组分是否一致。⑤通过飞行时间二次离子质谱仪对阻焊膜变色位置和正常位置的浅表层离子碎片进行分析，对比变色位置和正常位置的离子碎片相对含量及类型是否一致。⑥利用X射线能谱仪对阻焊膜变色位置和正常位置表面的元素及价态进行对比分析，确认阻焊膜变色位置的元素及价态是否存在异常。
具体地，故障复现是在相近的失效环境和应力条件下对与失效样品同批次的未使用品进行处理，如溶剂浸泡、高温环境、高湿环境、盐雾环境等，使未使用品可表现出与失效品相同的失效现象。①溶剂浸泡包括在助焊剂、清洗剂、溶剂中进行浸泡，溶剂可以为水、酮类、醚类、醇类等有机溶剂。②高温环境为30℃~150℃的温度，在该温度的条件下进行高温处理。③高湿环境为10%RH~100%RH的相对湿度，在该湿度的条件下进行高湿处理。④盐雾环境是采用质量分数为0.1-5%的盐溶液，在30-100℃的条件下进行处理，处理时间为24-96h。
具体地，质量改善是针对故障复现结果综合分析阻焊膜变色的原因，并对阻焊膜变色现象进行改善，如烘烤、清洗等手段进行复原。①采用烘烤的方式进行改善复原是在80-250℃ 的温度下烘烤30-48h。②采用清洗的方式进行改善复原是采用溶剂进行超声清洗；溶剂选自水、酮类、醚类和醇类中的任意一种。
在实际操作过程中，请参照图2，在成分分析之前先对阻焊膜变色位置和正常位置进行表面形貌观察，以判断变色位置是否出现异物，表面形貌的检测结果分为二种情况：
情况（1）：当变色位置出现异物时，进行成分分析，根据成分分析结果进行失效复现和质量改善。
具体地，当变色位置仅出现异物，对变色位置和正常位置进行成分分析，成分分析包括：通过显微红外光谱仪检测变色位置的异物材质，通过X射线能谱仪检测变色位置的异物元素组成及元素价态，通过气相-质谱联用仪检测变色位置异物中可挥发性有机物成分。
具体地，根据成分分析结果，确定异物的材质，大致分为三种情况：水渍、松香残留物、金属盐。当异物为水渍时，采用溶剂浸泡的手段进行失效复现；当异物为松香残留物时，使用溶剂浸泡的手段进行失效复现；当异物为金属盐时，使用高湿处理的方式进行失效复现。
具体地，当异物可溶时通过清洗的手段进行改善复原，当异物不可溶时更换阻焊膜、改善加工工艺。
情况（3）：当变色位置没有出现异物时，进行表面粗糙度测试，根据粗糙度检测结果进行成分分析、失效复现和质量改善。
当变色位置没有出现异物时，进行表面粗糙度测试，以判断变色位置相对于正常位置是否出现粗糙度异常，粗糙度异常是指变色位置相对于正常位置粗糙度相差10nm以上；根据变色位置是否出现粗糙度异常分别进行成分分析、失效复现和质量改善。
在一些实施例中，当变色位置出现粗糙度异常时，对阻焊膜材质和阻焊膜可挥发性有机物成分进行分析，若材质分析出现异常时，分别采用高温处理和高湿处理的方式进行失效复现以确定失效原因，更换阻焊膜并改进固化工艺；若可挥发性有机物成分出现异常时，采用溶剂浸泡的方式进行失效复现，采用烘烤的方式进行改善复原。具体地，对阻焊膜材质进行分析包括：通过显微红外光谱仪检测变色位置和正常位置是否材质相同；通过示差扫描量热仪对比变色位置和正常位置的相变温度，以分析阻焊膜变色位置是否存在未固化、小分子释放的异常现象；通过热重分析仪对比变色位置和正常位置的热分解特征温度和失重质量是否相同，以分析阻焊膜变色位置是否出现了降解及老化交联现象；对阻焊膜可挥发性有机物成分进行分析是通过气相-质谱联用仪检测变色位置和正常位置中可挥发性有机物成分是否相同。
在另外的实施例中，当变色位置粗糙度正常时，对阻焊膜材质、阻焊膜可挥发性有机物成分和阻焊膜浅表层污染物进行分析，若材质分析出现异常时，分别采用高温处理和高湿处理的方式进行失效复原以确定失效原因，更换阻焊膜并改善固化工艺；若可挥发性有机物成分出现异常时，采用溶剂浸泡的方式进行失效复现，采用烘烤的方式进行改善复原；若阻焊膜浅表层污染物出现异常时，采用污染物浸泡的方式进行失效复现，并采用清洗的手段进行改善复原。具体地，对阻焊膜材质进行分析包括：通过显微红外光谱仪检测变色位置和正常位置是否材质相同；通过示差扫描量热仪对比变色位置和正常位置的相变温度，以分析阻焊膜变色位置是否存在未固化、小分子释放的异常现象；通过热重分析仪对比变色位置和正常位置的热分解特征温度和失重质量是否相同，以分析阻焊膜变色位置是否出现了降解及老化交联现象；对阻焊膜可挥发性有机物成分进行分析是通过气相-质谱联用仪检测变色位置和正常位置中可挥发性有机物成分是否相同；对阻焊膜浅表层污染物进行分析是通过飞行时间二次离子质谱仪对变色位置和正常位置的浅表层离子碎片进行分析，以判断变色位置和正常位置的离子碎片相对含量及类型是否一致。
也就是说，当变色位置粗糙度正常时，通过阻焊膜材质分析、可挥发性有机物成分分析、阻焊膜浅表层污染物分析确定失效复现的手段和质量改善的手段。当阻焊膜变色位置出现材质异常时，则无法修复需要更换阻焊膜，但是根据失效复现确定失效原因，可以指导技术人员改进固化工艺；当变色位置出现可挥发性有机物异常时，可以通过烘烤的方式修复阻焊膜，通过溶剂浸泡的方式明确失效原因后，指导技术人员改进加工工艺；当变色位置出现浅表层污染物异常时，可以通过清洗的方式修复阻焊膜，通过污染物浸泡的方式进行失效复现，确定失效原因，指导技术人员改进加工工艺。
需要补充的是，若阻焊膜材质、可挥发性有机物成分分析、阻焊膜浅表层污染物分析结果出现2个或3个异常时，则需要综合图2中的工艺步骤，如出现阻焊膜材质和可挥发性有机物成分异常，则同时进行图2中的两个路线的操作，确定失效原因，但最终只有更换阻焊膜。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种印制电路板阻焊膜变色的分析方法，包括以下步骤：
（1）利用体视显微镜和扫描电子显微镜对印制电路板阻焊膜变色位置和正常位置进行表面形貌观察，结果如图3所示，阻焊膜变色位置颜色发白，但未见异物。
（2）通过原子力显微镜对印制电路板阻焊膜变色位置和正常位置进行表面粗糙度分析，结果见图4，阻焊膜变色位置表面粗糙度为50.9 nm，阻焊膜正常位置表面粗糙度为39.8 nm。
（3）通过显微红外光谱仪对比印制电路板阻焊膜变色位置和正常位置的材质，结果见图5，印制电路板阻焊膜变色位置和正常位置的主材质均为环氧树脂。
（4）通过示差扫描量热仪对比印制电路板阻焊膜变色位置和正常位置的玻璃化转变温度，结果见图6，阻焊膜变色位置的玻璃化转变温度为22.1℃，正常位置的玻璃化转变温度为19.3℃，阻焊膜变色位置的玻璃化转变温度与正常位置的玻璃化转变温度相近。
（5）通过热重分析仪对比印制电路板阻焊膜变色位置和正常位置的热分解温度，结果见图7，阻焊膜变色位置和正常位置的热分解温度与正常位置的热分解温度相近。
（6）在180℃的条件下对阻焊膜变色位置和正常位置的材质烘烤30min，利用气相-质谱联用仪对挥发出的气体进行对比，结果见图8，在阻焊膜变色位置检测到了高含量的二丙二醇二丁醚，对比后发现此成分来源于印制电路板的清洗剂。
（7）将与失效样品同批次的未使用印制电路板浸泡在二丙二醇二丁醚中，在70℃下浸泡4 h后，未使用印制电路板阻焊膜也出现了发白现象。
（8）对阻焊膜发白的印制电路板放入200℃的高温箱中烘烤2 h，印制电路板阻焊膜发白现象消失，颜色恢复正常。
（9）综合分析后，印制电路板阻焊膜变色的原因是由于清洗剂中的二丙二醇二丁醚侵入了阻焊膜内，使阻焊膜发生了变色，但对印制电路板进行烘烤后，二丙二醇二丁醚在高温下挥发，印制电路板阻焊膜变色现象可消失。
实施例2
本实施例提供一种印制电路板阻焊膜变色的分析方法，包括以下步骤：
（1）利用体视显微镜对印制电路板阻焊膜变色位置和正常位置进行表面形貌观察，结果如图9所示，阻焊膜变色位置颜色发灰，在阻焊膜变色位置可观察到明显的异物。
（2）通过显微红外光谱仪对异物进行分析，结果见图10，结果表明异物的主成分为松香残留物。
（3）将印制电路板阻焊膜浸入松香内浸泡，结果发现印制电路板阻焊膜表面变灰。
（4）由于松香残留物可溶于清洗剂中，通过清洗剂对松香残留物进行清洗，阻焊膜变色现象消失。
综上所述，本发明提供一种印制电路板阻焊膜变色的分析处理方法，通过形貌观察、粗糙度分析、成分分析及失效复现可有效快速的分析出印制电路板阻焊膜变色的失效原因，能够对印制电路板阻焊膜变色进行快速有效分析，分析准确性高；能够提高企业对印制电路板阻焊膜变色的分析能力及解决阻焊膜变色现象的能力。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种印制电路板阻焊膜变色的分析处理方法，其特征在于，包括：
检测分析：通过表面形貌观察、表面粗糙度分析和成分分析的方式对阻焊膜的变色位置和正常位置进行检测，以测试变色位置相对于正常位置是否存在表面形貌、粗糙度和成分的变化；
失效复现：根据检测结果，对未使用的阻焊膜进行失效复现处理，以使未使用品表现出与失效品相同的失效现象，以确定失效原因；其中，所述失效复现处理的手段包括溶剂浸泡、高温处理、高湿处理和盐雾处理，所述高温处理的处理温度为30℃~150℃，所述高湿处理的处理湿度为10~100%RH的相对湿度；
质量改善：针对失效复现结果综合分析阻焊膜变色原因，并对阻焊膜变色现象进行改善复原或更换阻焊膜；其中，改善复原的方法包括烘烤和清洗；
其中，阻焊膜变色是指阻焊膜在制备及使用后，阻焊膜表面的颜色与原本的颜色间出现了色差的现象。
2.根据权利要求1所述的分析处理方法，其特征在于，在所述成分分析之前先对阻焊膜变色位置和正常位置进行表面形貌观察，以判断变色位置是否出现异物；
当变色位置出现异物时，进行成分分析，根据成分分析结果进行失效复现和质量改善；
当变色位置没有出现异物时，进行表面粗糙度测试，根据粗糙度检测结果进行成分分析、失效复现和质量改善。
3.根据权利要求2所述的分析处理方法，其特征在于，当变色位置出现异物时，对变色位置和正常位置进行成分分析，所述成分分析包括：通过显微红外光谱仪检测变色位置的异物材质，通过X射线能谱仪检测变色位置的异物元素组成及元素价态，通过气相-质谱联用仪检测变色位置异物中可挥发性有机物成分；
根据成分分析结果，当异物为水渍时，采用溶剂浸泡的手段进行失效复现；当异物为松香残留物时，使用溶剂浸泡的手段进行失效复现；当异物为金属盐时，使用高湿处理的方式进行失效复现；
当异物可溶时通过清洗的手段进行改善复原，当异物不可溶时更换阻焊膜、改善加工工艺。
4.根据权利要求2所述的分析处理方法，其特征在于，当变色位置没有出现异物时，进行表面粗糙度测试，以判断变色位置相对于正常位置是否出现粗糙度异常，所述粗糙度异常是指变色位置相对于正常位置粗糙度相差10nm以上；
根据变色位置是否出现粗糙度异常分别进行成分分析、失效复现和质量改善。
5.根据权利要求4所述的分析处理方法，其特征在于，当变色位置出现粗糙度异常时，对阻焊膜材质和阻焊膜可挥发性有机物成分进行分析，若材质分析出现异常时，分别采用高温处理和高湿处理的方式进行失效复现以确定失效原因，通过更换阻焊膜并改进固化工艺的方式进行质量改善；若可挥发性有机物成分出现异常时，采用溶剂浸泡的方式进行失效复现，采用烘烤的方式进行改善复原；
其中，对阻焊膜材质进行分析包括：通过显微红外光谱仪检测变色位置和正常位置是否材质相同；通过示差扫描量热仪对比变色位置和正常位置的相变温度，以分析阻焊膜变色位置是否存在未固化、小分子释放的异常现象；通过热重分析仪对比变色位置和正常位置的热分解特征温度和失重质量是否相同，以分析阻焊膜变色位置是否出现了降解及老化交联现象；
对阻焊膜可挥发性有机物成分进行分析是通过气相-质谱联用仪检测变色位置和正常位置中可挥发性有机物成分是否相同。
6.根据权利要求4所述的分析处理方法，其特征在于，当变色位置粗糙度正常时，对阻焊膜材质、阻焊膜可挥发性有机物成分和阻焊膜浅表层污染物进行分析，若材质分析出现异常时，分别采用高温处理和高湿处理的方式进行失效复原以确定失效原因，通过更换阻焊膜并改善固化工艺的方式进行质量改善；若可挥发性有机物成分出现异常时，采用溶剂浸泡的方式进行失效复现，采用烘烤的方式进行改善复原；若阻焊膜浅表层污染物出现异常时，采用污染物浸泡的方式进行失效复现，并采用清洗的手段进行改善复原；
其中，对阻焊膜材质进行分析包括：通过显微红外光谱仪检测变色位置和正常位置是否材质相同；通过示差扫描量热仪对比变色位置和正常位置的相变温度，以分析阻焊膜变色位置是否存在未固化、小分子释放的异常现象；通过热重分析仪对比变色位置和正常位置的热分解特征温度和失重质量是否相同，以分析阻焊膜变色位置是否出现了降解及老化交联现象；
对阻焊膜可挥发性有机物成分进行分析是通过气相-质谱联用仪检测变色位置和正常位置中可挥发性有机物成分是否相同；
对阻焊膜浅表层污染物进行分析是通过飞行时间二次离子质谱仪对变色位置和正常位置的浅表层离子碎片进行分析，以判断变色位置和正常位置的离子碎片相对含量及类型是否一致。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的分析处理方法，其特征在于，所述溶剂浸泡所采用的浸泡试剂选自助焊剂、清洗剂、水和有机溶剂中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的分析处理方法，其特征在于，所述盐雾处理是采用质量分数为0.1-5%的盐溶液，在30-100℃的条件下进行处理，处理时间为24-96h。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的分析处理方法，其特征在于，采用烘烤的方式进行改善复原是在80-250℃的温度下烘烤30-48h。
10.根据权利要求9所述的分析处理方法，其特征在于，采用清洗的方式进行改善复原是采用溶剂进行超声清洗。
11.根据权利要求10所述的分析处理方法，其特征在于，所述溶剂选自水、酮类、醚类和醇类中的任意一种。
12.根据权利要求1-6中任一项所述的分析处理方法，其特征在于，所述表面粗糙度分析所采用的仪器为原子力显微镜或三维轮廓仪，所述原子力显微镜适用于表面粗糙度小于1μm情况的检测，所述三维轮廓仪适用于表面粗糙度大于等于1μm情况的检测。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000013006A (ja) * | 1998-06-19 | 2000-01-14 | Fujitsu Ten Ltd | プリント配線板の防湿方法およびフラックス残渣を残りやすくしたプリント配線板 |
| CN102313744A (zh) * | 2011-03-29 | 2012-01-11 | 上海华碧检测技术有限公司 | 一种pcb板失效分析方法 |
| CN104165971A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-11-26 | 国家电网公司 | 电力联结金具失效分析方法 |
| CN107727663A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-02-23 | 广东金鉴检测科技有限公司 | 一种对led芯片表征进行失效检测的方法 |
| CN110824197A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-02-21 | 广东省新材料研究所 | 一种电致变色器件的性能测试方法 |
| CN113009314A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-22 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） | 一种印制线路板烧板失效的根因分析方法及装置 |
-
2021
- 2021-12-21 CN CN202111570433.7A patent/CN114252402B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000013006A (ja) * | 1998-06-19 | 2000-01-14 | Fujitsu Ten Ltd | プリント配線板の防湿方法およびフラックス残渣を残りやすくしたプリント配線板 |
| CN102313744A (zh) * | 2011-03-29 | 2012-01-11 | 上海华碧检测技术有限公司 | 一种pcb板失效分析方法 |
| CN104165971A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-11-26 | 国家电网公司 | 电力联结金具失效分析方法 |
| CN107727663A (zh) * | 2017-11-17 | 2018-02-23 | 广东金鉴检测科技有限公司 | 一种对led芯片表征进行失效检测的方法 |
| CN110824197A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-02-21 | 广东省新材料研究所 | 一种电致变色器件的性能测试方法 |
| CN113009314A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-22 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） | 一种印制线路板烧板失效的根因分析方法及装置 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| LED灯用印制板阻焊颜色一致性研究;赵宏静等;《印制电路信息》(第1期);23-28 * |
| 引起阻焊膜色差的关键因素分析;曾娟娟;《印制电路信息》(第4期);第9-14页 * |
| 阻焊色差分析改善方法;《印制电路信息》(第8期);69-70 * |
Also Published As
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|---|---|
| CN114252402A (zh) | 2022-03-29 |
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Legal Events
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