• PCB電路板外觀檢測標準,電路板怎么合格驗收?

    日期:2018-05-26 / 人氣: / 來源:www.958150.fun

    PCB電路板是PCBA加工中的基礎電子材料,任何PCBA加工都離不開PCB電路板。電路板怎樣驗收,有哪些具體需注意的驗收標準?這些PCB驗收標準如何考核?

    PCB印制板表面可觀察到各種特性,常見的有下述外部特性和從表面觀察不到的內部特性。這些PCB外觀檢測便是電路板驗收主要參考的標準。

    1. 板材邊緣和表面缺陷
      • 毛刺
      • 缺口
      • 劃痕
      • 凹槽
      • 纖維劃傷
      • 露織物和空洞
      • 外來夾雜物
      • 白斑/微裂紋
      • 分層
      • 粉紅圈
      • 層壓空洞
    2. 鍍覆孔
      • 孔對位不準
      • 外來夾雜物
      • 鍍層或涂覆層的缺陷
    3. 印制接觸片
      • 麻點
      • 針孔
      • 結瘤
      • 露銅
    4. 圖形尺寸
      • 尺寸及厚度
      • 孔徑及圖形精度
      • 導線寬度及間距
      • 重合度
      • 環寬
    5. 印制板的平整度
      • 弓曲
      • 扭曲

    板邊

    沿著板材邊緣可能產生毛刺、缺口或暈圈等缺陷,故有一定接收要求。

    毛刺

    毛刺表現為從表面伸出來的不規則的小塊狀或團狀凸起,是機械加工的后果,例如鉆孔或切割。毛刺可分為金屬毛刺和非金屬毛刺。

    • 理想:板材邊緣平順,無毛邊;
    • 可接收:板邊緣粗糙但不破壞板邊;
    • 拒收:板邊受損嚴重。

    缺口

    • 理想:邊緣光滑,無缺口;
    • 可接收:邊緣粗糙,但無缺損。缺口深度不大于板邊緣與最近導體間距的50%或大于2.5mm,兩者中取較小值;
    • 拒收:不符合標準。

    暈圈

    暈圈是一種由于機加工引起的基材表面上或表面下導電碎裂或分層現象;暈圈通常表現為在孔的周圍或其他機加工的部位呈現泛白區域,或兩者同時存在。

    • 理想:無暈圈;
    • 可接收:暈圈的范圍使從板邊緣與最近導電圖形間未受影響的距離減少不超過50%,或大于2.5mm,兩者中取較小值;
    • 拒收:不符合標準。

    層壓基材

    層壓板缺陷可能是在印制板生產者從基板商接收印制板基材時就已經存在,或是在印制板制造期間才顯露出來。

    織紋顯露、斷裂和纖維斷裂

    • 露織物:指基材的一種表面狀況,即尚未斷裂的織物纖維沒有被樹脂完全覆蓋。導體間除去露織物區域外,余下距離滿足最小導線間距要求,則可接收。
    • 顯布紋:指基材的一種表面狀況,即尚未斷裂的織物纖維雖被樹脂完全覆蓋,但編織紋路明顯。顯布紋屬于可接收狀況,但顯布紋和顯織物某些時候有同樣的外觀,令人難以判定。
    • 露纖維/纖維斷裂:露纖維或纖維斷裂未使導線產生橋接,并未使導線的間距低于最低要求時,可以接收;若導致導線橋接或導線間距低于最小要求時,則應拒收。

    麻點和空洞

    • 理想:無麻點和空洞;
    • 可接收:麻點或空洞不超過0.8mm(0.031in),每面受影響區域小于5%。麻點或空洞未造成導體橋接;
    • 拒收:不符合標準。

    白斑

    白斑表現為基材表面下不連續的白色方塊或“十字”紋,其形成通常與熱應力有關。白斑是一種基材表面下的現象,在新層壓基材上和織物增強層壓板制成的各種板上都時有發生。由于白斑絕對出現在表面下且是在纖維束交叉處發生分離而出現,因此,其出現的位置相對于表面導線毫無意義。IPC-A-600G標準認為除了用戶確定的用于高電壓場合外,白斑對所有產品來說都是可以接收的,但它宜視為工藝警示,提醒制造者工藝已處于失控的邊緣。

    微裂紋

    • 層壓基材內纖維發生分離的一種內部狀況。微裂紋可在纖維交織處或沿纖維絲長度方向出現。微裂紋狀況表現為基材表面下相連的白點或“十字紋”,通常與機械應力有關。
    • 微裂紋使導線間距減少不低于最小導線間距值,微裂紋區域不超過相鄰導電圖形之間距離的50%,板邊的微裂紋未減少板邊與導電圖形的最小距離(若未做規定,則為2.5mm),且熱應力測試后缺陷不再擴大,則2、3級板可接收。
    • 如果微裂紋區域的擴散超過導電圖形間距的50%,但導電圖形無橋接,1級板可以接收(其余條件同2、3級)。

    分層和起泡

    分層:出現在基材內的層之間、基材與導電箔之間或其他任何印制板層內的分離現象。

    起泡:層壓基材任意層之間或者基材與導電箔或保護性涂層之間的局部膨脹和分離的現象。驗收標準見表13-8。IPC-A-600G標準有關規定中,2、3級板接收條件如下:

    • 受缺陷影響的面積不超過板子每面面積的1%。
    • 缺陷沒有將導電圖形間的間距減小到低于規定的最小間距要求。
    • 起泡或分層跨距不大于相鄰導電圖形之間距離的25%。
    • 經過模擬制造條件的熱應力試驗后缺陷不擴大。
    • 與板邊緣距離不小于規定的板邊緣與導電圖形間的最小距離;若未規定時,則大于2.5mm。

    IPC-A-600G標準有關規定中,1級板接收條件如下:

    • 受缺陷影響的面積不能超過板子每面面積的1%。
    • 起泡或分層跨距大于相鄰導線間距的25%,但沒有將導電圖形間的間距減小到低于最小間距要求。
    • 經過模擬制造條件的熱應力試驗后缺陷不擴大。
    • 與板邊緣距離不小于規定的板邊緣與導電圖形間的最小距離;若未規定時,則大于2.5mm。

    外來夾雜物

    外來夾雜物是指夾裹在絕緣材料內的金屬或非金屬微粒。

    外來夾雜物可以在基板原材料、預浸材料(B階段)或已制成的多層印制板中被檢測出來。外來物可能是導體也可能是非導體,這兩種情況均依據其大小及所在部位來確定是否拒收。

    通常板中半透明夾雜物可接收,不透明夾雜物在以下情況下是可接收的:

    • 夾雜物距最近導體的距離不小于0.125mm。
    • 沒有造成相鄰導線間間距低于最小要求值,如果無特殊說明,不得低于0.125mm。
    • 板子的電氣性能未受影響。

    鍍覆孔

    鍍覆孔又稱鍍通孔,國內也常稱作金屬化孔。孔壁鍍層應是平滑而均勻的,鍍層應無粗糙、結瘤、毛刺等現象。

    結瘤/毛刺

    孔壁如有結瘤、毛刺等缺陷,但未使鍍層厚度減小到允許的最低銅厚的要求,并能滿足鍍覆后最小孔徑的要求,則可以接收,否則不合格。

    • 理想:無明顯鍍瘤和毛邊;
    • 可接收:滿足成品最小孔徑要求;
    • 拒收:不能滿足成品最小孔徑要求。

    粉紅圈

    目前尚無足夠證據證明粉紅圈會影響到功能性。粉紅圈之存在可以認為是一種制程警示,考慮的重點是層間結合品質和清潔整孔的流程。實際上,國內外很多客戶驗收多層印制板時,只要發現有稍微嚴重的粉紅圈,都是拒收的。

    鍍層空洞

    鍍層空洞會影響鍍覆孔的孔電阻和負載電流的能力,對鍍銅層和成品板最終涂覆層的要求有所不同。

    影響孔電阻的主要是銅鍍層,所以對銅鍍層的空洞要求比較嚴格。

    • 可接收:任一孔內空洞不多于一個。含空洞的孔數不超過5%。空洞長度不超過孔長的5%。空洞小于圓周的90;任一孔內空洞不多于三個。含空洞的孔數不超過10%。空洞長度不超過孔長的10%。所有空洞小于圓周的90。
    • 拒收:不能滿足標準化要求。

    對于非支撐孔,國內業界也有的稱作非金屬化孔,它是孔內無金屬的安裝孔,它的主要不良現象是暈圈。IPC的標準認為沒有暈圈或板邊分層是最理想的情況。暈圈的滲透或邊緣分層造成該孔邊到最后導線間距的減少不應超過規定的50%。如無規定,則不大于2.5mm。

    印制接觸片

    印制接觸片也稱印制插頭,即俗稱的金手指。

    • 理想:表面光滑、無針孔、麻點和電鍍結瘤,焊料層或阻焊層與接觸片之間沒有露銅和涂層交疊的區域;
    • 可接收:接插關鍵區內(通常指3/5的中段)無底金屬層外露,未出現濺出焊料或鍍層,無結瘤和金屬凸出。麻點、凹陷及凹陷區最大尺寸未超過0.15mm,這種缺陷在每片金手指上不可超過3個,有此缺點的金手指數不可超過總數的30%。露銅/鍍層重疊區不超過1.25mm;

    圖形尺寸

    印制板的尺寸是印制板安裝和使用的主要參數之一,應滿足采購文件規定的尺寸要求,如板的周邊、厚度、切口、開槽、缺口及板邊連接器等。用于檢驗印制板這些特性的設備的精度、可重復性及可再現性宜為所驗證尺寸的公差范圍的10%或更小。

    導線寬度

    印制板導線的寬度和間距是衡量印制板的加工質量和工藝水平的重要尺度,也是原始底片再現情況的一種判定。而原始底片已基本上確定了導電圖形的最小線寬和間距要求,除非違背了這些特性,導線邊緣逼真度不必作為接收或拒收的條件,但這種“邊緣逼真度”卻可作為一種工藝制程的警示,可用于檢查制造過程是否恰當。

    • 可接收:
      1. 導線邊緣粗糙、缺口、針孔及暴露基材的劃傷等缺陷的任何組合使導線寬度的減小不超過最低寬度的20%。缺陷(邊緣粗糙、缺口等)總長度不大于導線長度的10%或超過13mm,兩者中取較小值;
      2. 導線邊緣粗糙、缺口、針孔及劃傷露基材等缺陷的任意組合使導線寬度的減小不超過最低寬度的30%或更小。缺陷(邊緣粗糙、缺口等)總長度不大于導線長度的10%或超過25mm,兩者中取較小值;
    • 拒收:不能滿足標準化要求。

    外層環寬

    外層連接盤的圓環一般稱為焊盤,其環寬是指環繞在孔周圍,從孔的邊緣到連接盤外緣的導體寬度。環寬的大小會影響到焊接質量,對于金屬孔和非支撐孔的環寬要求有所區別。理想的應是位于焊盤的中心,實際上由于圖形成像、鉆孔的定位誤差,可能會有一些偏移,偏移量的大小決定了最小環寬。

    • 可接收條件3級:孔不位于焊盤中心,但環寬大于或等于0.050mm。測量區域內的環寬由于諸如麻點、凹坑、缺口、針孔或斜孔等缺陷的存在,最小外層環寬可以減少20%。
    • 可接收條件2級:破環小于或等于90°。A焊盤與導線的連接區導線寬度的減少不大于工程圖紙或生產底版中標稱的最小導線寬度的20%,允許破環90°。導線連接處應不小于0.050mm或最小線寬,兩者取較小值。C滿足導線之間最小側向間距。
    • 可接收條件1級:破環小于等于180°。B如破環發生在焊盤、導線的連接區,導線寬度的減少不大于生產底版中標稱的最小導線寬度的30%。D不影響外觀、安裝和功能。滿足導線之間最小側向間距要求。

    多層板層間介質層厚度

    多層板層間介質厚度應符合設計文件要求。若無具體規定,則必須不小于0.09mm;層壓板中的空洞在不違反設計規定的最小間距的前提下,2、3級要求板有不大于0.08mm的層壓空洞,在熱應力試驗后,允許在受熱區有空洞或樹脂凹縮;1級板的空洞不大于0.15mm,經熱應力試驗后,允許在受熱區有空洞和樹脂凹縮。如印制板要求在真空環境下工作,則不允許有可觀察到的空洞,因為真空下空洞的氣泡會逸出而破壞印制板的表面或膨脹使基材分層,或破壞鍍覆孔的鍍層。

    凹蝕

    凹蝕或負凹蝕的目的是將樹脂鉆污從內層銅箔與鉆孔界面處清除干凈。有數據認為,“凹蝕”要比“負凹蝕”更為可靠,但也有相反的觀點,這要視采用的電鍍銅銅箔的類型及銅箔的厚度等而定。過度的凹蝕以及過度的負凹蝕都不是目標。這兩種過度凹蝕對鍍通孔的可靠性都會造成負面影響。有很多印制板制造商不管是采用凹蝕還是負凹蝕工藝都很成功。采用哪種特定的凹蝕工藝,取決于各個設計者或用戶,同時也取決于所采用的材料、銅電鍍、銅箔和應用等因素,并規定宜采用的凹蝕工藝。

    凹蝕也叫正凹蝕,用于去掉介質材料。樹脂材料被凹蝕的跡象說明,所有的樹脂鉆污已被完全去除,同時鍍覆孔的銅和內層銅箔之間產生出三維界面的結合。三維連接比一個界面連接更加可靠。但缺點是凹蝕會造成孔壁粗糙,使孔壁產生環形裂紋、殘膠。過度的凹蝕也會導致可能引起內層銅箔破裂的應力。所謂的凹蝕陰影是指鉆孔后的孔壁樹脂在實施凹蝕加工時,緊靠銅箔的樹脂并未完全被清除。這種情況隨處可見,即使在別處已達到可接收的凹蝕情況。

    • 理想:均勻凹蝕到最佳的深度0.013mm;
    • 可接收:凹蝕深度介于0.005mm與0.08mm之間。每個焊盤的一側允許出現凹蝕陰影;
    • 拒收:不不能滿足標準化要求。

    負凹蝕的理論是,為了將內層銅箔凹蝕且清潔,首先要把鉆污全部清除。負凹蝕的優點是不會像凹蝕那樣在內層界面處產生應力集中點,因而負凹蝕可以形成一個非常平滑而均勻的孔壁。平滑的孔壁及負凹蝕對采用高可靠性的長壽命應用的銅鍍層特別有利。負凹蝕的缺點是,如果負凹蝕過度,由于凹處夾留氣泡和污物,可能引起內層分離。

    • 理想:均勻負凹蝕到最佳深度0.0025mm;
    • 可接收:可接收條件3級:負凹蝕深度小于0.013mm;可接收條件1,2級:負凹蝕深度小于0.025mm;
    • 拒收:不不能滿足標準化要求。

    平整度

    印制板的平整度是由產品的兩種特性來確定的,即弓曲和扭曲。弓曲的特點是印制板的四個角處在同一平面上,大致成圓柱形或球面彎曲的狀況;而扭曲是板的變形平行于板的對角線,板的一個角不與其他三個角在同一平面上。圓形或橢圓形的板必須評定最高點的垂直位移。板的弓曲和扭曲可能會受板子設計的影響,因為不同的布線或多層板的層結構都會導致產生不同的應力或應力消除的條件。板的厚度及材料性能是影響板的平整度的其他因素。對于使用表面安裝元件的印制板,弓曲和扭曲應小于等于0.75%。對于所有其他類型板,弓曲和扭曲應小于等于1.50%。

    【格亞信電子】是專業從事電子產品設計、電子方案開發、電子產品PCBA加工的深圳電子方案公司,主要設計電子產品包括工控、汽車、電源、通信、安防、醫療電子產品開發。

    公司核心業務是提供以工控電子、汽車電子、醫療電子、安防電子、消費電子、通訊電子、電源電子等多領域的電子產品設計、方案開發及加工生產的一站式PCBA服務,為滿足不同客戶需求可提供中小批量PCBA加工。

    公司產品涵蓋工業生產設備控制設備電子開發、汽車MCU電子控制系統方案設計、伺服控制板PCBA加工、數控機床主板PCBA加工,智能家居電子研發、3D打印機控制板PCBA加工等領域。業務流程包括電子方案開發設計、PCB生產、元器件采購、SMT貼片加工、樣機制作調試、PCBA中小批量加工生產、后期質保維護一站式PCBA加工服務。

    http://www.958150.fun/

    作者:電子方案開發


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