專利名稱：一種焊盤與基材結(jié)合力的測試方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及印制電路板技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種焊盤與基材結(jié)合力的測試方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
焊盤是指PCB上的引線孔及周圍的銅箔，元件通過PCB上的引線孔，用焊錫焊接固定在PCB上，印制導線把焊盤連接起來，實現(xiàn)元件在電路中的電氣連接。在生產(chǎn)過程中，需要通過實驗測試銅箔與基材的結(jié)合情況，從而判斷產(chǎn)品是否合格。傳統(tǒng)測試方法是進行銅箔與基材的剝離強度試驗，首先將試樣焊盤一端的銅箔從基材上剝開(一般剝開IOmm以內(nèi))，然后把試樣夾持剝離機的試樣架上，用試樣夾夾住剝開的銅箔，注意夾樣品時銅箔應(yīng)與基材垂直，并把剝開的銅箔整個寬度夾住，啟動剝離機均勻施加拉力，拉力方向與基材平面保持垂直，(一般允許偏差為±5° )，使銅箔以恒定速度進行剝離，記錄剝離規(guī)定長度過程中的最小剝離力以及單位寬度所需的最小的負荷用以表征剝離強度。但是實際生產(chǎn)或使用過程中，在常規(guī)指標剝離強度測試未見異常，且相應(yīng)的材料測試性能也正常的情況下，印制電路及終端插件廠經(jīng)常會出現(xiàn)在受熱測試中線路和焊盤從基材上脫落等問題，藉此，導致了剝離強度指標并不能有效的作為銅箔與基材結(jié)合狀況的評判依據(jù)。原因在于焊盤與基材的剝離強度試驗并不能很好的模擬PCB的工作狀況，PCB的工作狀況為插件過程，而非撕拉過程，故剝離試驗測得的數(shù)據(jù)并非工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)，導致該數(shù)據(jù)及評價結(jié)果與實際應(yīng)用體現(xiàn)不一致。現(xiàn)有技術(shù)中，還存在采用拉力法來測試焊盤與基材結(jié)合力的情況。參見圖1-3所示，拉力法的主要步驟有:①提供一測試板101，測試板101包括基材105，基材105表面鍍有銅層，通過蝕刻、鉆孔工藝形成焊盤104，隨后進行單面上錫，在焊盤104的表面形成錫盤102 ;②使上述的測試板101被夾具103固定，并整體位于拉力機106的正下方拉力機106具有夾持部107，通過夾持部107向下運動夾持錫盤102，然后夾持部107垂直向上運動，直至錫盤102、焊盤104與基材105相剝離，此時所施加的外力即為焊盤104與基材105之間結(jié)合力的臨界值，從而以此評價焊盤與基材結(jié)合狀況。又如，中國專利文獻CN102445412A公開一種“測試通孔內(nèi)鍍層與線路板結(jié)合狀況的方法”，如圖4所示，該方法包括:S01、通過回流焊工藝將連接件與通孔內(nèi)鍍層一端的焊盤相結(jié)合；S02、通過連接件對通孔內(nèi)鍍層施加拉力以進行拉拔測試。采用上述的拉力法測試焊盤與基材之間的結(jié)合力至少存在如下缺陷:1、測試過程不能直接反應(yīng)PCB的實際使用過程，測得的數(shù)據(jù)不能確切的評價實際使用過程中焊盤與基材的結(jié)合情況；2、拉力法需要制作球形錫盤，以便于拉力機的夾持，但是實際生產(chǎn)過程中大多制作環(huán)形錫盤，制作球形錫盤會使成本提高，由此可見，試驗條件與實際工況不相符，導致評價結(jié)果不準確，而且該測試方法無疑增加了生產(chǎn)的成本?？v觀現(xiàn)有技術(shù)中焊盤與基材結(jié)合力的測試方法，均不能有效模擬實際工況，導致測試結(jié)果不能正確的表征焊盤與基材的結(jié)合力狀況，同時還存在操作麻煩和實施成本高的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種焊盤與基材結(jié)合力的測試方法，其可以更準確的評價焊盤與基材的結(jié)合狀況。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種焊盤與基材結(jié)合力的測試方法，其通過模擬實際插件過程對焊盤與基材的結(jié)合強度進行測試，測試結(jié)果與實際應(yīng)用體現(xiàn)的更為吻合。為達上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種焊盤與基材結(jié)合力的測試方法，包括如下步驟:步驟A、提供測試樣品，該樣品包括基材，基材開有通孔，通孔第一端設(shè)置焊盤；步驟B、使焊盤與連接件相結(jié)合；步驟C、由通孔第二端向連接件施以垂直的推力進行推力實驗；步驟D、記錄當焊盤與基材脫離時的推力值。本發(fā)明的測試方法通過垂直推力法測試焊盤與基材的結(jié)合狀況，測試過程完全模擬實際使用過程，相對于傳統(tǒng)的剝離測試或者拉力法測試而言，本發(fā)明測試的結(jié)果能更為準確的評價焊盤與基材的結(jié)合情況。當測得焊盤與基材脫離時的推力值A(chǔ)后，還可進行評價步驟E、由通孔第二端向連接件施以垂直的規(guī)定推力B進行推力實驗；若焊盤與基材脫離，則焊盤與基材結(jié)合狀況不合格；若焊盤與基材未脫離，則焊盤與基材結(jié)合狀況合格，其中，該規(guī)定的推力值B小于所述推力值A(chǔ)。本發(fā)明通過先測試出焊盤與基材相脫離的標準推力值，該標準推力值是通過多次試驗后選取的平均推力值，其作為焊盤與基材的之間的結(jié)合力的極限值，然后通過小于該極限值的規(guī)定推力值進行評價其它焊盤與基材之間的結(jié)合情況，評價結(jié)果更貼近實際應(yīng)用。作為所述測試方法的一種優(yōu)選方案，所述樣品為CCL (覆銅板)或者PCB (印制電路板)。本發(fā)明的測試對象可以為CCL，也可以為PCB，可以在PCB非單元區(qū)域內(nèi)設(shè)計特定的焊盤以便測試。作為所述測試方法的一種優(yōu)選方案，所述焊盤為環(huán)形焊盤。采用環(huán)形焊盤可以使推力直接作用于連接件，與實際使用的插件過程一致。焊盤的結(jié)構(gòu)根據(jù)通孔孔型不同而適應(yīng)性調(diào)整，通孔可為圓形孔、方形孔或者異型孔，相應(yīng)的焊盤的內(nèi)環(huán)具有相匹配的形狀。作為所述測試方法的一種優(yōu)選方案，所述焊盤通過蝕刻工藝成型。通過所述設(shè)計使得測試環(huán)境與實際工況完全一致，測試的結(jié)果與實際使用表現(xiàn)更為吻合。作為所述測試方法的一種優(yōu)選方案，所述焊盤與所述連接件通過回流焊工藝相結(jié)
口 ο回流焊工藝技術(shù)為現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)工藝，其可使焊盤與連接件間形成面接觸，從而使焊盤與連接件形成位置準確、壓力穩(wěn)定的接觸后再將二者結(jié)合在一起。在保證了焊盤與連接件之間的結(jié)合強度后進行推力測試，可以有效避免出現(xiàn)傳統(tǒng)拉力測試方法的連接件(該連接件主要指錫盤)自身被拉斷或連接件與焊盤出現(xiàn)脫離的失效模式。優(yōu)選的，回流焊工藝還可在真空條件下完成焊料的固化，從而避免了在常規(guī)環(huán)境下進行焊料固化易混入氣泡，使連接強度降低的問題，本發(fā)明的回流焊可在真空條件下進行固化，從而焊料中的氣泡少，連接強度高，而且不易氧化。作為所述測試方法的一種優(yōu)選方案，所述連接件采用金屬焊料或合金焊料，并通過回流焊工藝結(jié)合于所述焊盤的表面。作為所述測試方法的一種優(yōu)選方案，所述連接件采用錫鉛焊料或無鉛焊料，并通過回流焊工藝結(jié)合于所述焊盤的表面。優(yōu)選的，連接件包括本體和連接部，連接部由在焊盤上設(shè)置焊料通過回流焊工藝形成，或，連接部由在本體上設(shè)置焊料通過回流焊工藝形成；焊料可以是錫鉛焊料或無鉛焊料。更優(yōu)選的，連接件為在焊盤上設(shè)置焊料并通過回流焊形成的連接部。作為所述測試方法的一種優(yōu)選方案，所述連接件具有連接件第一表面，所述焊盤具有呈相對設(shè)置的焊盤第一表面和焊盤第二表面，所述焊盤第一表面與基材相結(jié)合，所述焊盤第二表面與所述連接件第一表面相結(jié)合，且所述焊盤第二表面完全被所述連接件第一表面覆蓋。優(yōu)選的，連接件第一表面與所述焊盤第二表面的形狀一致，更優(yōu)選的，連接件第一表面與所述焊盤第二表面的形狀均為環(huán)形。作為所述測試方法的一種優(yōu)選方案，所述連接件為錫盤，所述錫盤通過回流焊工藝結(jié)合于所述焊盤的表面。連接件采用錫盤，并通過回流焊工藝結(jié)合于焊盤的表面，再進行推力測試，該過程與實際使用過程完全一致，也使得測試結(jié)果與實際應(yīng)用體現(xiàn)的完全一致。作為所述測試方法的一種優(yōu)選方案，所述步驟B包括:在焊盤表面涂覆助焊劑，進行單面上錫，上錫溫度為220 280±3°C，上錫時間6 15s，再通過回流焊工藝形成錫盤，并與焊盤相結(jié)合。優(yōu)選的，助焊劑可以采用鹽酸為活化的助焊劑，上錫溫度為260±3°C，上錫時間為IOs0一種測試設(shè)備，用于實施所述的焊盤與基材結(jié)合力的測試方法，包括:推力部，可驅(qū)動的由樣品的通孔第二端伸入通孔內(nèi)，并對連接件施以垂直推力；夾持部，用于夾持水平放置的樣品，并使樣品的通孔第二端靠近所述推力部設(shè)置，樣品的通孔第一端、焊盤及連接件遠離所述推力部設(shè)置；推力顯示部，用以實時顯示推力的數(shù)值。優(yōu)選的，該測試設(shè)備還可包括處理系統(tǒng)，處理系統(tǒng)與推力顯示部相連接，將測得的推力記錄、分析后進行顯示。對比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的測試方法有效的利用了現(xiàn)有的PCB加工工藝，完全模擬實際插件過程對焊盤與基材的結(jié)合強度進行測試，在降低了測試成本的前提下，提高了測試結(jié)果的準確性。


圖1為現(xiàn)有的一種測試板裝夾示意圖；圖2為圖1中所示的測試板的剖視示意圖；圖3為圖1中所示的測試板進行測試的使用狀態(tài)圖4為現(xiàn)有技術(shù)中一種測試通孔內(nèi)鍍層與線路板基體結(jié)合狀況的方法流程圖；圖5為本發(fā)明的測試方法流程圖；圖6為本發(fā)明的測試方法在連接件與焊盤結(jié)合形成半封閉結(jié)構(gòu)的剖視示意圖；圖7為本發(fā)明的測試方法在推力部進行推力試驗的狀態(tài)示意圖；圖8為本發(fā)明的測試方法在焊盤與基材分離的狀態(tài)示意圖。圖中:101、測試板;102、錫盤;103、夾具;104、焊盤;105、基材；106、拉力機；107、夾持部;1、基材；2、焊盤；3、錫盤；4、通孔；41、通孔第一端；42、通孔第二端。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖并通過具體實施方式
來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。如圖5-8所示，一種焊盤與基材結(jié)合力的測試方法，包括:步驟S101、測試樣品通過蝕刻、鉆孔工序形成通孔及通孔第一端的焊盤；首先提供測試樣品，測試樣品為CCL或者PCB，該樣品包括基材I和銅箔層，通過鉆孔工序使其具有通孔4，通孔4具有通孔第一端41和通孔第二端42，再通過蝕刻工藝形成單面銅環(huán)結(jié)構(gòu)，單面銅環(huán)結(jié)構(gòu)即為單面焊盤結(jié)構(gòu)；步驟S102、單面上錫，錫盤與焊盤結(jié)合形成半封閉結(jié)構(gòu)；對步驟SlOl的樣品進行單面上錫形成錫盤3，錫盤3與焊盤2結(jié)合從而形成了半封閉結(jié)構(gòu)，即通孔第一端41被錫盤3所封堵；錫盤3可采用回流焊工藝結(jié)合于焊盤表面，以提高錫盤品質(zhì)以及其與焊盤的結(jié)合強度。步驟S103、驅(qū)動推力部，施以垂直于錫盤的推力進行推力試驗；將步驟S102得到的樣品倒置于裝夾臺上，并通過夾持部固定夾持，驅(qū)動推力部由通孔第二端42向通孔第一端41運動，對錫盤施以垂直的推力，觀察焊盤與基材的結(jié)合情況；步驟S104、記錄當焊盤與基材脫離時的推力值；該推力值即為焊盤與基材結(jié)合力的標準值。由于上述測試過程完全模擬了實際插件的過程，故該推力值可以評價實際使用時焊盤與基材的結(jié)合狀況。通過測試出的該推力值，對其它產(chǎn)品的焊盤與基材結(jié)合狀況進行評價，重復上述步驟S103、驅(qū)動推力部，施以垂直于錫盤的規(guī)定推力進行推力試驗，若焊盤與基材脫離，則焊盤與基材結(jié)合狀況不合格；若焊盤與基材未脫離，則焊盤與基材結(jié)合狀況合格，其中，該規(guī)定的推力值小于所述標準值。實施例一:使用S3110單面產(chǎn)品，1.6mm, 2oz銅箔；剝離強度按照IPC標準測試所得；推力測試條件，獨立焊盤，焊盤直徑為2mm,孔徑為0.8mm,采用260°C ±3°C單面浸錫,然后按照推力方法來測試。采用四組已經(jīng)進行完成剝離試驗的PCB板分別進行推力試驗并記錄對應(yīng)的推力值，同時將該四組PCB板分別進行實際使用，記錄實際使用時的焊盤與基材的結(jié)合狀況。表一示出了四組PCB板各自的剝離強度、推力和實際表現(xiàn)。
表一:剝離強度、推力和實際表現(xiàn)對照表
權(quán)利要求
1.一種焊盤與基材結(jié)合力的測試方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟A、提供測試樣品，該樣品包括基材，基材開有通孔，通孔第一端設(shè)置焊盤； 步驟B、使焊盤與連接件相結(jié)合； 步驟C、由通孔第二端向連接件施以垂直的推力進行推力實驗； 步驟D、記錄當焊盤與基材脫離時的推力值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊盤與基材結(jié)合力的測試方法，其特征在于，所述樣品為CCL(覆銅板)或者PCB (印制電路板)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的焊盤與基材結(jié)合力的測試方法，其特征在于，所述焊盤為環(huán)形焊盤。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的焊盤與基材結(jié)合力的測試方法，其特征在于，所述焊盤通過蝕刻工藝成型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項的焊盤與基材結(jié)合力的測試方法，其特征在于，所述焊盤與所述連接件通過回流焊工藝相結(jié)合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的焊盤與基材結(jié)合力的測試方法，其特征在于，所述連接件采用金屬焊料或合金焊料，并通過回流焊工藝結(jié)合于所述焊盤的表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的焊盤與基材結(jié)合力的測試方法，其特征在于，所述連接件采用錫鉛焊料或無鉛焊料，并通過回流焊工藝結(jié)合于所述焊盤的表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的焊盤與基材結(jié)合力的測試方法，其特征在于，所述連接件具有連接件第一表面，所述焊盤具有呈相對設(shè)置的焊盤第一表面和焊盤第二表面，所述焊盤第一表面與基材相結(jié)合，所述焊盤第二表面與所述連接件第一表面相結(jié)合，且所述焊盤第二表面完全被所述連接件第一表面覆蓋。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項所述的焊盤與基材結(jié)合力的測試方法，其特征在于，所述步驟B包括:在焊盤表面涂覆助焊劑，進行單面上錫，上錫溫度為220 280±3°C，上錫時間6 15s，再通過回流焊工藝形成錫盤，并與焊盤相結(jié)合。
10.一種測試設(shè)備，用于實施根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項所述的焊盤與基材結(jié)合力的測試方法，其特征在于，包括: 推力部，可驅(qū)動的由樣品的通孔第二端伸入通孔內(nèi)，并對連接件施以垂直推力； 夾持部，用于夾持水平放置的樣品，并使樣品的通孔第二端靠近所述推力部設(shè)置，樣品的通孔第一端、焊盤及連接件遠離所述推力部設(shè)置； 推力顯示部，用以實時顯示推力的數(shù)值。
全文摘要
本發(fā)明公開一種焊盤與基材結(jié)合力的測試方法，包括如下步驟步驟A.提供CCL/PCB樣品，該樣品具有通孔和通孔第一端的焊盤；步驟B.使焊盤與連接件相結(jié)合；步驟C.由通孔第二端向連接件施以垂直的推力進行推力實驗；步驟D.記錄當焊盤與基材脫離時的推力值，該推力值作為焊盤與基材結(jié)合力的標準值。本發(fā)明的測試方法有效的利用了現(xiàn)有的PCB加工工藝，完全模擬實際插件過程對焊盤與基材的結(jié)合強度進行測試，在降低了測試成本的前提下，提高了測試結(jié)果的準確性。
文檔編號G01N19/04GK103091247SQ201310015400
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者楊濤, 李龍飛, 李雪飛 申請人:廣東生益科技股份有限公司