PCB厚銅板銅箔附著力測試方法與標準
銅箔附著力作為衡量厚銅板質(zhì)量的關(guān)鍵指標之一,直接關(guān)系到電路板的可靠性和使用壽命。以下是幾種常見的 PCB 厚銅板銅箔附著力測試方法。
一、剝離試驗法
(一)原理
通過剝離試驗機以一定的角度和速度將銅箔從基板上剝離,測量所需的力,從而評估銅箔與基板之間的附著力。
(二)操作步驟
1. 制備試樣:按照標準要求,從厚銅板上裁剪出規(guī)定尺寸的試樣,通常為長條形。
2. 安裝試樣:將試樣固定在剝離試驗機的夾具上,確保銅箔剝離部分與夾具的接觸良好。
3. 設(shè)置參數(shù):根據(jù)相關(guān)標準,設(shè)置剝離角度(一般為 90° 或 180°)、剝離速度(如 100mm/min 或 150mm/min)等參數(shù)。
4. 進行測試:啟動剝離試驗機,記錄剝離過程中所需的力值。
5. 數(shù)據(jù)處理:計算多個試樣的剝離力平均值,并將其轉(zhuǎn)換為單位寬度上的剝離強度(如 N/cm 或 lb/inch),根據(jù) IPC 標準等進行判定。一般而言,對于不同的銅箔厚度,其剝離強度要求有所不同。例如,1OZ 銅箔的剝離強度通常要求≥8lb/inch,0.5OZ 銅箔的剝離強度要求≥6lb/inch。
(三)優(yōu)點與局限性
優(yōu)點:測試結(jié)果直觀、準確,能夠定量地反映銅箔與基板之間的附著力;測試過程可標準化,重復(fù)性較好。
局限性:對試樣的制備和試驗機的操作要求較高;試樣在裁剪和安裝過程中可能會受到損傷,影響測試結(jié)果;測試過程可能會對銅箔和基板造成局部損傷,無法對同一試樣進行多次測試。
二、膠帶測試法
(一)原理
利用膠帶的粘力試圖將銅箔從基板上剝離,通過觀察銅箔是否被剝離或出現(xiàn)異常來判斷其附著力。
(二)操作步驟
1. 清潔表面:用適當?shù)那鍧崉┣鍧嵈郎y區(qū)域,去除油污、灰塵等雜質(zhì)。
2. 粘貼膠帶:將規(guī)定尺寸(如 25mm×25mm)的透明膠帶貼在銅箔表面,用工具輕輕滾壓膠帶,確保其與銅箔充分接觸,排除氣泡。
3. 剝離膠帶:手持膠帶一端,與印制線路板呈 90° 方向快速用力扯掉膠帶。
4. 檢查結(jié)果:觀察銅箔表面是否被剝離或出現(xiàn)起皮、皺紋等現(xiàn)象。若銅箔完好無損,則附著力合格;否則,附著力不合格。
(三)優(yōu)點與局限性
優(yōu)點:操作簡便、快速,無需昂貴的設(shè)備,適合現(xiàn)場初步檢測。
局限性:測試結(jié)果較為主觀,受到膠帶質(zhì)量和操作人員手法的影響較大;無法定量測量附著力的具體數(shù)值,只能進行定性判斷;對微小缺陷的檢測不夠敏感。
三、百格測試法
(一)原理
在銅箔表面制作 100 個小方格,然后通過粘貼和剝離膠帶來觀察方格的脫落情況,以此評估銅箔的附著力。
(二)操作步驟
1. 制作方格:使用專用的劃格刀或劃格器,在銅箔表面均勻地劃出 100 個 1mm×1mm 的小方格,劃格時要確保劃透銅箔,使基板暴露出來。
2. 清潔處理:用干凈的軟毛刷或壓縮空氣清除表面產(chǎn)生的碎屑。
3. 粘貼膠帶:將透明膠帶貼在劃好方格的區(qū)域上,用手指或工具輕輕滾壓膠帶,使其與銅箔表面充分貼合,去除氣泡。
4. 剝離膠帶:將膠帶與印制線路板呈 90° 方向快速剝離。
5. 檢查結(jié)果:用放大鏡觀察方格的脫落情況。如果脫落的小方格數(shù)量不超過規(guī)定數(shù)量(如 5 個),則認為銅箔附著力合格。
(三)優(yōu)點與局限性
優(yōu)點:能夠較為直觀地觀察到銅箔與基板之間的附著力情況;操作相對簡單,對設(shè)備要求不高。
局限性:與膠帶測試法類似,測試結(jié)果受到膠帶質(zhì)量和操作人員主觀判斷的影響;劃格過程可能會對銅箔和基板造成一定程度的損傷;對于附著力較強的情況,膠帶可能無法有效剝離方格,導(dǎo)致測試結(jié)果不準確。
四、拉伸測試法
(一)原理
將焊接有引線的銅箔試樣置于拉力測試設(shè)備上,通過施加拉力來測量銅箔與基板之間的附著力。
(二)操作步驟
1. 制備試樣:在厚銅板上選擇合適的區(qū)域,焊接引線。確保引線與銅箔之間的焊接牢固可靠,以避免在測試過程中因焊接點脫落而影響結(jié)果。
2. 安裝試樣:將焊接好引線的試樣固定在拉力測試設(shè)備的夾具上,調(diào)整夾具位置,使拉力方向與銅箔表面垂直。
3. 設(shè)置參數(shù):根據(jù)設(shè)備要求和相關(guān)標準,設(shè)置拉力測試的速度、量程等參數(shù)。
4. 進行測試:啟動拉力測試設(shè)備,緩慢增加拉力,直至銅箔與基板之間發(fā)生剝離或出現(xiàn)其他失效現(xiàn)象。
5. 數(shù)據(jù)處理:記錄拉力值,結(jié)合試樣的尺寸和焊接引線的參數(shù),計算銅箔的附著力。對比標準要求,判斷試樣是否合格。
(三)優(yōu)點與局限性
優(yōu)點:可以直接測量銅箔與基板之間的附著力,測試結(jié)果較為準確;能夠模擬實際使用過程中銅箔可能受到的拉力作用,對評估電路板的可靠性具有一定的實際意義。
局限性:試樣的制備和焊接引線過程較為復(fù)雜,需要一定的操作技巧和經(jīng)驗;焊接引線可能會對銅箔和基板造成局部應(yīng)力集中,影響測試結(jié)果的準確性;測試設(shè)備和操作成本相對較高。
五、影響銅箔附著力的因素及改進措施
(一)影響因素
1. 基材表面處理:基材表面的清潔度、粗糙度等對銅箔附著力有重要影響。若表面存在油污、灰塵、氧化層等雜質(zhì),會降低銅箔與基材之間的結(jié)合力;適當增加基材表面粗糙度,可以提高附著力。
2. 銅箔質(zhì)量:銅箔的純度、厚度均勻性、表面粗糙度等都會影響其附著力。高純度、厚度均勻、表面粗糙度適中的銅箔與基材結(jié)合力更強。
3. 制造工藝: PCB 制造過程中的鉆孔、電鍍、層壓等工藝參數(shù)對銅箔附著力也有顯著影響。例如,鉆孔時的轉(zhuǎn)速、進給量,電鍍時的電流密度、鍍液成分、溫度等都會影響銅箔與基材之間的結(jié)合情況。
(二)改進措施
1. 優(yōu)化基材表面處理工藝:加強基材表面清潔工序,采用合適的清洗劑和清洗方法,去除表面雜質(zhì);通過化學(xué)蝕刻、機械打磨等方式適當增加基材表面粗糙度,提高銅箔與基材的結(jié)合力。
2. 選用優(yōu)質(zhì)銅箔:選擇高純度、厚度均勻、表面粗糙度適中的銅箔,確保其質(zhì)量符合相關(guān)標準和工藝要求。
3. 控制制造工藝參數(shù):嚴格控制鉆孔、電鍍、層壓等制造工藝參數(shù),確保銅箔與基材之間的良好結(jié)合。例如,在鉆孔過程中,合理調(diào)整轉(zhuǎn)速和進給量,避免基材表面產(chǎn)生微裂紋;在電鍍過程中,精確控制電流密度、鍍液成分和溫度,保證電鍍質(zhì)量。
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