在電路測試階段使用無(wú)鉛PCB表面處理工藝的研究

業(yè)界對這種表面加工工藝的研究非常有限，但是在技術(shù)上和商業(yè)上看起來(lái)是最具希望的。最近的經(jīng)驗表明這種表面處理對于ICT沒(méi)有任何問(wèn)題。PCB制造商現在提供銀表面處理板，價(jià)格與HASL產(chǎn)品一樣。

用戶(hù)研究—從HASL到OSP的轉變

研究1—歐洲一個(gè)OEM制造場(chǎng)所

來(lái)自OSP試驗的一組數據顯示如下。這個(gè)試驗是由一個(gè)用戶(hù)發(fā)起的，他們發(fā)現在引入OSP PCB表面處理作為他們一條產(chǎn)品線(xiàn)的無(wú)鉛替代的試驗時(shí)，對良率有很大的影響。這些是用戶(hù)獨立得到的結果，并沒(méi)有受到安捷倫的任何影響。使用的測試設備是市 場(chǎng)領(lǐng)先者安捷倫3070在電路測試器，在業(yè)界這個(gè)設備被廣泛用作最穩定的測試平臺。

研究2—歐洲合同制造商

這個(gè)合同制造商的研究是受與研究1相似的經(jīng)驗驅動(dòng)的，在ICT中得到很差的良率性能。這個(gè)研究目的是發(fā)現根本原因，并對OEM提供反饋信息。

這個(gè)試驗被分割成兩個(gè)實(shí)驗部分。第一個(gè)實(shí)驗部分是確定改變探針類(lèi)型以及加到裸銅OSP測試點(diǎn)上的探針作用力的影響。第二個(gè)實(shí)驗部分關(guān)注于當測試點(diǎn)被焊接時(shí)的性能。

在第一個(gè)實(shí)驗期間，在傳遞到ICT之前將部件存儲在氮中以防止氧化。采用了三種類(lèi)型的探針，標準的7oz(2N)、7oz10oz(3N)e類(lèi)探針和螺旋狀探針。

實(shí)驗結果發(fā)現，當對裸露的銅OSP鍍層進(jìn)行探測時(shí)，不同的探針類(lèi)型對良率沒(méi)有改善。它平均采用5個(gè)夾具激勵來(lái)“突破”OSP鍍層。一旦設備的插腳接觸測試通 過(guò)，測試程序余下的部分將正常地進(jìn)行，不要求對模擬測試約束改變。然而實(shí)驗發(fā)現若改變測試作用力和探針類(lèi)型，對PCB測試點(diǎn)/過(guò)孔的損壞程度也會(huì )發(fā)生重大 改變。這個(gè)試驗的結論是：沒(méi)有焊接的測試點(diǎn)在ICT中具有很大的問(wèn)題。使用更大的作用力或者更鋒利的測試探針只會(huì )導致PCB損壞。

第二個(gè)實(shí)驗是對具有焊接的測試點(diǎn)的OSP板間的比較，這個(gè)實(shí)驗中還包含了少量純粹的OSP樣品。共試驗了86個(gè)板子，其中焊接了77個(gè)，9個(gè)沒(méi)有焊接。

在實(shí)驗期間，合同制造商利用了他們的全球ICT設備專(zhuān)家來(lái)對測試夾具進(jìn)行檢測。這個(gè)試驗出現了幾個(gè)問(wèn)題，即夾具壓力和記錄受到影響，不能滿(mǎn)足用戶(hù)的規格要求。這凸顯了這樣的事實(shí)：即必須一直監測未來(lái)的和現在的ICT測試夾具質(zhì)量，以確保滿(mǎn)足可接受的標準。

用戶(hù)必須面對的另外一個(gè)問(wèn)題是電路板上焊膏的應用。它們具有很小的測試對象，一英寸有3萬(wàn)個(gè)，因為需要考慮放置散熱器，在某些區域的最大焊接高度限制大于0.11毫米。

本文小結

看起來(lái)某些公司的趨勢是OSP被認為是HASL的自然替代。這種選擇很可能是源于認識到單位成本的節省。ICT工程師應該關(guān)注這種趨勢：OSP鍍層的PCB 將達不到像其他的可選擇的無(wú)鉛表面處理工藝的性能，除非測試焊盤(pán)被焊料覆蓋。如果沒(méi)有改變工藝流程，可能因為改變夾具探針、夾具的維護、修改測試軟件和損 壞板子的廢料的成本，而抵消初始成本的可能節省。我們看到在OSP選擇上最近的很多相反的情況發(fā)生。對那些還沒(méi)有放棄有鉛HASL工藝的客戶(hù)的建議是，需 要考慮所有可行的無(wú)鉛PCB替代工藝的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，確保所有的制造階段都在試驗中包含到，包括測試！對于銀PCB表面處理工藝對ICT的影響，我們沒(méi)有任 何確定性的結果。我們與使用銀處理工藝的客戶(hù)討論過(guò)，他們在使用這種表面處理工藝中沒(méi)有發(fā)現任何夾具接觸的問(wèn)題。