在電路測(cè)試階段使用無鉛PCB表面處理工藝的研究

業(yè)界對(duì)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)上看起來是最具希望的。最近的經(jīng)驗(yàn)表明這種表面處理對(duì)于ICT沒有任何問題。PCB制造商現(xiàn)在提供銀表面處理板，價(jià)格與HASL產(chǎn)品一樣。

用戶研究—從HASL到OSP的轉(zhuǎn)變

研究1—歐洲一個(gè)OEM制造場(chǎng)所

來自O(shè)SP試驗(yàn)的一組數(shù)據(jù)顯示如下。這個(gè)試驗(yàn)是由一個(gè)用戶發(fā)起的，他們發(fā)現(xiàn)在引入OSP PCB表面處理作為他們一條產(chǎn)品線的無鉛替代的試驗(yàn)時(shí)，對(duì)良率有很大的影響。這些是用戶獨(dú)立得到的結(jié)果，并沒有受到安捷倫的任何影響。使用的測(cè)試設(shè)備是市 場(chǎng)領(lǐng)先者安捷倫3070在電路測(cè)試器，在業(yè)界這個(gè)設(shè)備被廣泛用作最穩(wěn)定的測(cè)試平臺(tái)。

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(yàn)驅(qū)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(xiàn)根本原因，并對(duì)OEM提供反饋信息。

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

在第一個(gè)實(shí)驗(yàn)期間，在傳遞到ICT之前將部件存儲(chǔ)在氮中以防止氧化。采用了三種類型的探針，標(biāo)準(zhǔn)的7oz(2N)、7oz10oz(3N)e類探針和螺旋狀探針。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對(duì)裸露的銅OSP鍍層進(jìn)行探測(cè)時(shí)，不同的探針類型對(duì)良率沒有改善。它平均采用5個(gè)夾具激勵(lì)來“突破”OSP鍍層。一旦設(shè)備的插腳接觸測(cè)試通 過，測(cè)試程序余下的部分將正常地進(jìn)行，不要求對(duì)模擬測(cè)試約束改變。然而實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)若改變測(cè)試作用力和探針類型，對(duì)PCB測(cè)試點(diǎn)/過孔的損壞程度也會(huì)發(fā)生重大 改變。這個(gè)試驗(yàn)的結(jié)論是：沒有焊接的測(cè)試點(diǎn)在ICT中具有很大的問題。使用更大的作用力或者更鋒利的測(cè)試探針只會(huì)導(dǎo)致PCB損壞。

第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是對(duì)具有焊接的測(cè)試點(diǎn)的OSP板間的比較，這個(gè)實(shí)驗(yàn)中還包含了少量純粹的OSP樣品。共試驗(yàn)了86個(gè)板子，其中焊接了77個(gè)，9個(gè)沒有焊接。

在實(shí)驗(yàn)期間，合同制造商利用了他們的全球ICT設(shè)備專家來對(duì)測(cè)試夾具進(jìn)行檢測(cè)。這個(gè)試驗(yàn)出現(xiàn)了幾個(gè)問題，即夾具壓力和記錄受到影響，不能滿足用戶的規(guī)格要求。這凸顯了這樣的事實(shí)：即必須一直監(jiān)測(cè)未來的和現(xiàn)在的ICT測(cè)試夾具質(zhì)量，以確保滿足可接受的標(biāo)準(zhǔn)。

用戶必須面對(duì)的另外一個(gè)問題是電路板上焊膏的應(yīng)用。它們具有很小的測(cè)試對(duì)象，一英寸有3萬個(gè)，因?yàn)樾枰紤]放置散熱器，在某些區(qū)域的最大焊接高度限制大于0.11毫米。

本文小結(jié)

看起來某些公司的趨勢(shì)是OSP被認(rèn)為是HASL的自然替代。這種選擇很可能是源于認(rèn)識(shí)到單位成本的節(jié)省。ICT工程師應(yīng)該關(guān)注這種趨勢(shì)：OSP鍍層的PCB 將達(dá)不到像其他的可選擇的無鉛表面處理工藝的性能，除非測(cè)試焊盤被焊料覆蓋。如果沒有改變工藝流程，可能因?yàn)楦淖儕A具探針、夾具的維護(hù)、修改測(cè)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(jié)省。我們看到在OSP選擇上最近的很多相反的情況發(fā)生。對(duì)那些還沒有放棄有鉛HASL工藝的客戶的建議是，需 要考慮所有可行的無鉛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(yàn)中包含到，包括測(cè)試！對(duì)于銀PCB表面處理工藝對(duì)ICT的影響，我們沒有任 何確定性的結(jié)果。我們與使用銀處理工藝的客戶討論過，他們?cè)谑褂眠@種表面處理工藝中沒有發(fā)現(xiàn)任何夾具接觸的問題。