在電路測試階段使用無鉛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)上看起來是最具希望的。最近的經(jīng)驗表明這種表面處理對于ICT沒有任何問題。PCB制造商現(xiàn)在提供銀表面處理板，價格與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OEM制造場所

來自O(shè)SP試驗的一組數(shù)據(jù)顯示如下。這個試驗是由一個用戶發(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時，對良率有很大的影響。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。使用的測試設(shè)備是市 場領(lǐng)先者安捷倫3070在電路測試器，在業(yè)界這個設(shè)備被廣泛用作最穩(wěn)定的測試平臺。

研究2—歐洲合同制造商

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

這個試驗被分割成兩個實驗部分。第一個實驗部分是確定改變探針類型以及加到裸銅OSP測試點上的探針作用力的影響。第二個實驗部分關(guān)注于當(dāng)測試點被焊接時的性能。

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

實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對裸露的銅OSP鍍層進(jìn)行探測時，不同的探針類型對良率沒有改善。它平均采用5個夾具激勵來“突破”OSP鍍層。一旦設(shè)備的插腳接觸測試通 過，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。然而實驗發(fā)現(xiàn)若改變測試作用力和探針類型，對PCB測試點/過孔的損壞程度也會發(fā)生重大 改變。這個試驗的結(jié)論是：沒有焊接的測試點在ICT中具有很大的問題。使用更大的作用力或者更鋒利的測試探針只會導(dǎo)致PCB損壞。

第二個實驗是對具有焊接的測試點的OSP板間的比較，這個實驗中還包含了少量純粹的OSP樣品。共試驗了86個板子，其中焊接了77個，9個沒有焊接。

在實驗期間，合同制造商利用了他們的全球ICT設(shè)備專家來對測試夾具進(jìn)行檢測。這個試驗出現(xiàn)了幾個問題，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：即必須一直監(jiān)測未來的和現(xiàn)在的ICT測試夾具質(zhì)量，以確保滿足可接受的標(biāo)準(zhǔn)。

用戶必須面對的另外一個問題是電路板上焊膏的應(yīng)用。它們具有很小的測試對象，一英寸有3萬個，因為需要考慮放置散熱器，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)識到單位成本的節(jié)省。ICT工程師應(yīng)該關(guān)注這種趨勢：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，除非測試焊盤被焊料覆蓋。如果沒有改變工藝流程，可能因為改變夾具探針、夾具的維護(hù)、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(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)點和缺點，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，他們在使用這種表面處理工藝中沒有發(fā)現(xiàn)任何夾具接觸的問題。