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iST推出可及早侦测高频PCB焊盘坑裂的声发射测试技术

  为迎接4G/LTE及云端时代来临,电子验证测试产业-iST宜特科技宣布,针对印刷电路板(PCB)的质量,推出声发射测试(Acoustic Emission,简称AE)。此法将可协助云端基地台/服务器的PCB厂商,在板材研发阶段,即可判断选用哪一种铜箔印刷电路板(CCL)材料,最适合其制程环境,以克服焊盘坑裂的缺陷。

  宜特观察发现,焊盘坑裂现象,就是PCB焊盘下方产生裂痕,最常发生于云端服务器、通讯基地台所使用的高频高速PCB上;主要原因有二,其一为,高频高速的材料属性,具有材料黏合强度较弱的缺点。其二为,无铅无卤的要求,使得材料属性偏向脆硬,组装运送过程中,易受外部机械应力,产生焊盘坑裂的缺陷。

  然而,焊盘坑裂的缺陷,无法于组装制程与出货检验时,藉由电性测试与外观检测出来,因为一般PCB材料的内部微裂,是不会产生电性失效,因此大多厂商无法及早发现PCB材料中的裂痕。

  “倘若随着产品而流入市场被使用,尽管短期使用没问题,但此坑裂现象,就像是未爆弹,长期而言将大幅影响产品运作稳定度,产生客退纠纷,特别是具高可靠度严苛要求的云端基地台/服务器装置。”宜特科技国际工程发展处协理李长斌表示。

  为侦测印刷电路板焊盘坑裂,并弥补电性测试之不足,宜特近年来与国际网通大厂、美国IPC(国际电子工业联接协会,Association Connecting Electronics Industries ) 共同开发声发射测试手法(AE)。IPC美国总部也在2013年底将此法发布为IPC 9709标准,宜特将此方式与本月正式导入,以协助客户确认产品质量。

  声发射测试手法,一般用在地震监测或是建筑及航空材料之强度测试;而宜特将此方法转用于PCB检测上。利用板弯试验的同时,藉由AE sensor探测板材受应力后产生微裂时产生的声波,完整探测整个板材平面受应力后裂纹发生的位置,并侦测其能量强度。藉此,检测印刷电路板高频材料,抵抗焊盘坑裂的能力。

  图说:左图为红墨水失效分析结果,右图为横截面失效分析结果。以上样品经由电性测试后,并未发生失效,然而透过AE可侦测出上图之焊盘下的裂纹。并且经由红墨水及横断面失效分析左证,板材中实际上已有裂纹产生。

  过AE声发射测试,将可协助PCB供货商,在选用铜箔印刷电路板(CCL)材料阶段时,透过量化方法,厘清在不同的制程环境下,那一种材料最适合其选用,以克服焊盘坑裂的缺陷。

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