pcb前沿技術(shù)論文
pcb前沿技術(shù)論文
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pcb前沿技術(shù)論文篇一
摘 要：本自動(dòng)應(yīng)急燈電路由光控?zé)綦娐?、電子開關(guān)電路和延時(shí)照明電路組成。在白天或晚上有燈光時(shí)，燈EL不亮，此時(shí)整機(jī)的耗電極低。當(dāng)夜晚光線由強(qiáng)逐漸變?nèi)鯐r(shí)，EL仍不會(huì)點(diǎn)亮。若晚上關(guān)燈或停電時(shí)，光線突然變得很弱。IV內(nèi)部的電子開關(guān)接通，EL通電點(diǎn)亮。若將S接通，該應(yīng)急燈可用于停電時(shí)的連續(xù)照明。
關(guān)鍵詞：應(yīng)急燈，LED燈，PCB設(shè)計(jì)
第一章 軟件介紹
Altium Designer 是原Protel軟件開發(fā)商Altium公司推出的一體化的電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)，主要運(yùn)行在Windows XP操作系統(tǒng)。這套軟件通過把原理圖設(shè)計(jì)、電路仿真、PCB繪制編輯、拓?fù)溥壿嬜詣?dòng)布線、信號(hào)完整性分析和設(shè)計(jì)輸出等技術(shù)的完美融合，為設(shè)計(jì)者提供了全新的設(shè)計(jì)解決方案，使設(shè)計(jì)者可以輕松進(jìn)行設(shè)計(jì)，熟練使用這一軟件必將使電路設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率大大提高。Altium Designer 除了全面繼承包括Protel 99SE、Protel DXP在內(nèi)的先前一系列版本的功能和優(yōu)點(diǎn)外，還增加了許多改進(jìn)和很多高端功能。該平臺(tái)拓寬了板級(jí)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)界面，全面集成了FPGA設(shè)計(jì)功能和SOPC設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能，從而允許工程設(shè)計(jì)人員能將系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的FPGA與PCB設(shè)計(jì)及嵌入式設(shè)計(jì)集成在一起。 由于Altium Designer 在繼承先前Protel軟件功能的基礎(chǔ)上，綜合了FPGA設(shè)計(jì)和嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)功能，Altium Designer 對(duì)計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)需求比先前的版本要高一些。
第二章 設(shè)計(jì)過程
通過對(duì)軟件的學(xué)習(xí)與了解，從畫原理圖開始到封裝到布線再到制板，整個(gè)過程讓我體會(huì)最多的是封裝這一步驟，由于元器件種類繁多，軟件自帶的封裝庫(kù)有限。就拿我的應(yīng)急燈設(shè)計(jì)而言，其中的電子集成開關(guān)TWH8778在封裝庫(kù)中是找不到，而且連封裝圖都看不到，經(jīng)過折磨，在庫(kù)里找到了一個(gè)三腳的開關(guān)，然后按照規(guī)格把三腳的改成5腳的集成開關(guān)，才把原理圖導(dǎo)入PCB中。在此之前，畫連接線時(shí)也遇到了一個(gè)特別需要注意的，就是器件間不能直接連接在一起，需要用導(dǎo)線連接，導(dǎo)線間連接也不能直接放在連接點(diǎn)上，不然很容易出現(xiàn)導(dǎo)到PCB中線丟失。在布線過程中以緊密有序?yàn)樵瓌t會(huì)使圖看起來(lái)更清楚美觀。
制板時(shí)需注意的就是轉(zhuǎn)印和腐蝕，腐蝕時(shí)時(shí)間要注意，不然很容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)印后的線被腐蝕掉。
第三章 PCB板介紹
1.單層板介紹
1.1電路原理圖及電路分析
這里介紹一個(gè)簡(jiǎn)單、實(shí)用的應(yīng)急燈的制作。它可以在停電時(shí)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)切換供電。正常供電時(shí)，自動(dòng)對(duì)后備蓄電池充電，并有充電保護(hù)功能。其電路見圖1。下面介紹其工作原理。
在白天或晚上有燈光時(shí)，光敏二極管VLS受光照射而呈低阻狀態(tài)，VT截止，IC內(nèi)部的電子開關(guān)因⑤腳電壓為0V而處于開關(guān)短路狀態(tài)，EL不亮。此時(shí)整機(jī)的耗電極低。當(dāng)夜晚光線由強(qiáng)逐漸變?nèi)鯐r(shí)，VLS的內(nèi)阻也開始緩慢的增大，VT由截止轉(zhuǎn)入導(dǎo)通狀態(tài)，R2上的電壓也逐漸增大，但由于C1的隔直流作用，此緩慢變化的電壓仍不能使IC的⑤腳電壓高于1.6V，故EL仍不會(huì)點(diǎn)亮。
若晚上關(guān)燈或停電時(shí)，光線突然變得很弱。則VLS呈高阻狀態(tài)，VT迅速飽和導(dǎo)通，在R2上產(chǎn)生較大的電壓降。由于C1上電壓不能突變，故在IC的⑤腳上產(chǎn)生一個(gè)大于1.6V的觸發(fā)電壓，使IV內(nèi)部的電子開關(guān)接通，EL通電點(diǎn)亮。與此同時(shí)，+4.8V電壓通過R3，VD1和IC對(duì)C2充電，以保證即使VT截止，IC的⑤腳仍會(huì)有1.6V以上的電壓，IC內(nèi)部的電子開關(guān)仍維持接通狀態(tài)，EL仍維持點(diǎn)亮。
隨著C2的充電，IC的⑤腳電壓逐漸降低，當(dāng)該電壓低于1.6V時(shí)，IC內(nèi)部的電子開關(guān)關(guān)斷，EL熄滅，C2通過R5、EL、R4和VD2放電，為下次工作做準(zhǔn)備。 若將S接通，該應(yīng)急燈可用于停電時(shí)的連續(xù)照明。 1.2元器件選擇及調(diào)試
IC選用TWH8778型電子開關(guān)集成電路，VT選用9015或8550型硅PNP晶體管，VLS選用2DC系列的光敏二極管，VD1和VD2均選用1N4007或1N4148型整流二極管。C1和C2選用耐壓10V以上鋁電解電容，R1~R4選用普通1/8或1/4W金屬膜電阻器，R5選用1W的金屬膜電阻器，EL選用3.8V、0.3A的手電筒用小電珠，S選用小型撥動(dòng)式開關(guān)，GB用電池供電。全部電路按圖安裝完畢后即可正常工作，無(wú)需調(diào)試。 1.3 TWH8778電子開關(guān)集成電路介紹
TWH8778的主要特點(diǎn):1：輸出電流大，24V時(shí)為1.0A;2：電源輸入級(jí)設(shè)有完善的自動(dòng)
過電壓保護(hù)電路;3：具有輸出限流電路;4：開關(guān)壓降小，約0.5V/1A;5：電路控制端可百接與TTL、CMOS電路連接;6：具有熱保護(hù)功能;7：靜態(tài)功耗小，當(dāng)負(fù)載斷開時(shí)僅5OμA;勸有效工作頻率達(dá)15kHZ。TWH8778的簡(jiǎn)單工作原理是:當(dāng)EN腳(控制端)為數(shù)字高電平時(shí)(≥1.6V，<(6V)，輸大端 IN至輸出端OUT即接通，反之即斷開。 測(cè)試WH8778的好壞可用萬(wàn)用表電阻檔Rx1O0檔，當(dāng)紅表筆接4腳(GND)，黑表筆分別接其他各腳的阻值為:1腳無(wú)元窮大、2腳無(wú)窮大(3腳與2腳是連通的)、5腳14kΩ;當(dāng)黑表筆接4腳(GND)，紅表筆分別接其他各腳的阻值為:1腳3kΩ、2腳(3腳)無(wú)窮大、5腳12kΩ。 1.4 PCB圖 見附錄
2 雙層板介紹
2.1 電路原理圖及電路分析
紅外一體化接收頭作用：紅外一體化接收頭接收遙控按鍵
第四章 總結(jié)
經(jīng)過一個(gè)月左右的努力，在老師和同學(xué)的指導(dǎo)幫助下，我第一次親自動(dòng)手做完了這個(gè)很有實(shí)踐意義的題目，平時(shí)看別人制作的電子作品聽他們講很簡(jiǎn)單，真正自己操作了才知道，原來(lái)很多東西不是聽的那么容易，很多細(xì)節(jié)很多步驟都是很關(guān)鍵的，今后一定要多實(shí)踐，多親自動(dòng)手。我終于完成了此次論文設(shè)計(jì)，在這次的論文寫作中，我真的學(xué)到了很多，在此謝謝幫助我的老師同學(xué)們。
PCB生產(chǎn)質(zhì)量檢測(cè)與管理篇二
題目：PCB生產(chǎn)質(zhì)量檢測(cè)與管理
摘要：在印制電路板生產(chǎn)的整個(gè)工序中，質(zhì)量檢測(cè)對(duì)于生產(chǎn)的重要性。因?yàn)橹挥袝r(shí)刻追蹤產(chǎn)品質(zhì)量才可以保證最終產(chǎn)品的合格性，要達(dá)到時(shí)刻出現(xiàn)問題解決問題，這樣才會(huì)達(dá)到更高的生產(chǎn)要求和產(chǎn)品的最高工藝性。本文主要關(guān)于印制電路板在整個(gè)生產(chǎn)中的質(zhì)量追蹤，通過不同的物理檢測(cè)方法保證產(chǎn)品的質(zhì)量控制，以時(shí)刻檢測(cè)作為產(chǎn)品的保證，通過發(fā)現(xiàn)問題解決問題的形式保證產(chǎn)品質(zhì)量。通過論文的完成，加深對(duì)PCB生產(chǎn)質(zhì)量檢測(cè)與管理的理解，掌握一些專業(yè)技術(shù)性標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，鍛煉解決實(shí)際問題的能力。
關(guān)鍵字：質(zhì)量 檢測(cè) 管理
Title：PCB production quality testing and management
Abstract：In the printed circuit board production in the entire process, the importance of quality control for production. Because only moments to track product quality, can guarantee the final product eligibility, To achieve always a problem to solve the problem, so that will achieve higher production requirements and products of the highest technology. This paper is mainly on the printed circuit board production, the quality of the entire track, through different physical detection methods to ensure product quality control to time test as a product guarantee for finding problems and solving problems in the form of guaranteed product quality. Through the completion of papers to enhance production quality of the PCB testing and management to understand and grasp some of the professional technical standards for data, exercise to solve practical problems.
Keywords：quality testing management
目 錄
1 引言
2 質(zhì)量管理的基本理論及重要性
2.1 質(zhì)量檢測(cè)理論
2.2 質(zhì)量控制理論
2.3 質(zhì)量保證理論
2.4 質(zhì)量監(jiān)督理論
3 物理實(shí)驗(yàn)室的基本檢測(cè)
3.1 熱負(fù)荷測(cè)試
3.1.1 漂錫測(cè)試
3.1.2 TG測(cè)量 (DSC)
3.1.3 Tg和Z軸膨脹系數(shù)(TMA)
3.2 機(jī)械負(fù)荷測(cè)試
2.2.1 小刀測(cè)試
2.2.2 十字砍測(cè)試
2.2.3 鉛筆測(cè)試
2.2.4 簧秤測(cè)試
3.3 其他測(cè)試
3.3.1 X-Ray測(cè)試
3.3.2 背光測(cè)試
3.4 金相切片
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
1 引言
現(xiàn)代質(zhì)量管理在其生產(chǎn)和發(fā)展的歷程中，吸收和借鑒了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、應(yīng)用數(shù)學(xué)及管理科學(xué)等內(nèi)容，其理論日趨完善，實(shí)踐日益豐富，已形成了比較完善的理論體系。
奧地利技術(shù)及系統(tǒng)技術(shù)公司(簡(jiǎn)稱AT&S)成立于1987年，是現(xiàn)今歐洲與印度最大的印刷電路板生產(chǎn)商，在高密度微通互聯(lián)印刷電路板領(lǐng)域(HDI)，AT&S已經(jīng)躋身世界頂尖行列，我們的目標(biāo)是成為全球最佳的印刷電路板制造商，而所謂最佳主要體現(xiàn)在客戶的成功。在通訊/電子便攜產(chǎn)品、汽車、工業(yè)以及醫(yī)學(xué)等諸多產(chǎn)業(yè)中，AT&S始終將自己視為客戶強(qiáng)有力的合作伙伴，為其提供專業(yè)的技術(shù)支持。作為全球知名的企業(yè)，質(zhì)量保證是其立根之本，因此時(shí)刻控制產(chǎn)品質(zhì)量及對(duì)其時(shí)刻檢測(cè)是十分重要。只有發(fā)現(xiàn)問題，才能更好的解決問題。我們物理及可靠性實(shí)驗(yàn)室屬于質(zhì)量部，更是其質(zhì)量的保證，負(fù)責(zé)生產(chǎn)的檢測(cè)與控制。我們通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果告訴各個(gè)部門的工程師以便他們更好的管理好每個(gè)部門的生產(chǎn)。在此我通過介紹我們整個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法以便大家更好的理解我們的工作。 2 質(zhì)量管理的基本理論及重要性
質(zhì)量管理理論主要包括：質(zhì)量檢測(cè)理論，質(zhì)量控制理論，質(zhì)量保證理論，質(zhì)量監(jiān)督理論。
2.1 質(zhì)量檢測(cè)理論
質(zhì)量檢測(cè)理論的定義，現(xiàn)分述如下：
(1)檢測(cè)：通過觀察與判斷，適當(dāng)結(jié)合測(cè)量、實(shí)驗(yàn)所進(jìn)行的符合性評(píng)價(jià)。
(2)試驗(yàn)：按照程序確定一個(gè)或多個(gè)特性。
(3)驗(yàn)證：通過提供客觀證據(jù)，對(duì)規(guī)定要求已得到滿足的認(rèn)定。
(4)確定：通過提供客觀證據(jù)，對(duì)規(guī)定的預(yù)期用途或應(yīng)用要求已得到滿足的認(rèn)定。
質(zhì)量檢測(cè)的功能體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：
(1)鑒別功能。質(zhì)量檢測(cè)功能的結(jié)果要作出符合性的結(jié)論，以判定產(chǎn)品過程及體系是否符合檢測(cè)準(zhǔn)則的要求。
(2)“把關(guān)”功能。質(zhì)量檢測(cè)最重要的功能是把關(guān)，做到不合格的原材料不
投產(chǎn)，不合格的零件不轉(zhuǎn)序。
質(zhì)量檢測(cè)的功能是通過質(zhì)量檢測(cè)過程所形成的。質(zhì)量檢測(cè)的過程包括：定位、測(cè)量、比較、判斷、處置和改進(jìn)等六個(gè)步驟。
2.2 質(zhì)量控制理論
組織的質(zhì)量控制基于三個(gè)基本原理：質(zhì)量控制就是控制和協(xié)調(diào)系統(tǒng)質(zhì)量過程以及系統(tǒng)的輸入與輸出;確定系統(tǒng)質(zhì)量過程輸出的控制標(biāo)準(zhǔn)：糾正系統(tǒng)質(zhì)量過程實(shí)際輸出與控制標(biāo)準(zhǔn)之間所謂偏差。
質(zhì)量控制的類型主要包括目標(biāo)控制與過程控制，反饋控制與前饋控制，全面控制與重點(diǎn)控制，程序控制、追蹤控制和自適應(yīng)控制，內(nèi)部控制與外部控制，統(tǒng)計(jì)控制、技術(shù)控制和管理控制。
2.3 質(zhì)量保證理論
質(zhì)量保證作為質(zhì)量管理的一部分，致力于提供質(zhì)量要求會(huì)得到滿足的信任。當(dāng)今世界，經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的日益深入，各國(guó)建的經(jīng)濟(jì)交流與合作規(guī)模不斷擴(kuò)大，自然產(chǎn)生了質(zhì)量保證的國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)。質(zhì)量保證的產(chǎn)生和發(fā)展主要取決于三個(gè)方面：科學(xué)發(fā)展，市場(chǎng)需求的變化及經(jīng)濟(jì)的全球化。
質(zhì)量保證的就是對(duì)實(shí)物產(chǎn)品的性能符合規(guī)定要求的承諾，即組織保證向顧客提供“合格產(chǎn)品”。其目的最終還是在于贏得顧客的信任。我們實(shí)驗(yàn)室所測(cè)量的基本數(shù)據(jù)都是顧客參考的標(biāo)準(zhǔn)。還有出貨報(bào)告等等都是我們對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的產(chǎn)品與保障。
2.4 質(zhì)量監(jiān)督理論
激勵(lì)和監(jiān)督是管理學(xué)中兩個(gè)基本的推動(dòng)力。監(jiān)督可以分為事前監(jiān)督和事后監(jiān)督。事前監(jiān)督實(shí)際上就是控制，事后監(jiān)督是對(duì)結(jié)果的評(píng)價(jià)。全面實(shí)施市場(chǎng)準(zhǔn)入制度和建立完善的質(zhì)量監(jiān)督體制是為來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
質(zhì)量監(jiān)督理論是指為了確保滿足規(guī)定的要求，對(duì)產(chǎn)品、過程或體系的狀況進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)視和驗(yàn)證，并記錄進(jìn)行分析。質(zhì)量監(jiān)督可以從不同的角度進(jìn)行分類，
物理實(shí)驗(yàn)室基本檢測(cè)
理論與實(shí)踐的結(jié)合才是實(shí)事求是的最基本準(zhǔn)則。我們了解了質(zhì)量管理的基本理論，其實(shí)更家的有助于工作的進(jìn)行。物理實(shí)驗(yàn)室又稱可靠性實(shí)驗(yàn)室。它要求我們嚴(yán)格遵守客觀，真實(shí)，及時(shí)，有效的方針。只有這樣我們才能更好的保證產(chǎn)品的質(zhì)量。使顧客滿意，達(dá)到生產(chǎn)利益的最大化。
物理實(shí)驗(yàn)室的主要工作內(nèi)容：顯微鏡，檢查和測(cè)量切片;X-RAY，測(cè)量鎳厚和金后厚;DSC/TMA，測(cè)量物料的玻璃轉(zhuǎn)化溫度;拉力測(cè)試，測(cè)試銅箔的附著力;MUST II，檢查產(chǎn)品的可焊性;熱循環(huán)測(cè)試，在一定的溫度下，對(duì)產(chǎn)品施加一定應(yīng)力電壓，持續(xù)數(shù)百次檢查產(chǎn)品的可靠性。
由于檢測(cè)工作就是輔助銅線的生產(chǎn)，做金相切片，檢查銅厚，還有出貨報(bào)告，來(lái)料檢驗(yàn)。其中幾乎每個(gè)試驗(yàn)都用到做金相切片，因此，金相切片是日常檢測(cè)中最重要的工作。
3.1 熱負(fù)荷測(cè)試
3.1.1 漂錫測(cè)試
漂錫測(cè)試是為了驗(yàn)證PCB能否經(jīng)受在后續(xù)封裝，返工，修復(fù)工藝中的極高熱應(yīng)力影響。由于電路板在進(jìn)行表面貼裝，焊接原器件時(shí)要經(jīng)過高溫等環(huán)境，在進(jìn)行漂錫測(cè)試檢查產(chǎn)品在一定溫度下是否會(huì)產(chǎn)生分層，導(dǎo)線斷裂等影響產(chǎn)品質(zhì)量的基本問題。
測(cè)試樣品應(yīng)包括至少3個(gè)通孔/盲孔/填盲孔。要求樣品邊緣到需要檢驗(yàn)的孔邊緣的距離為2.54mm。我們基于以下原因更改為1mm：我們使用小型撈機(jī)撈下樣品，此方法產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力很小。即使直接沿著孔中心撈下樣品，也沒有明顯的機(jī)械應(yīng)力損傷。在2.54mm的距離下，要磨到一排所有孔的中心位置是非常困難的。
設(shè)備和輔助材料包括以下：
(1)錫爐。需要電加熱，可控溫，足夠尺寸的錫爐，可容納至少0.9kg的錫。溫度控制傳感器應(yīng)在表面以下(19±6.4)mm的位置。對(duì)于新配的錫爐，推薦在錫爐中加入一些銅箔或銅球使錫爐中銅離子達(dá)到飽和的狀態(tài)以減少對(duì)樣品的蝕刻。
錫爐必須能保持溫度在設(shè)定溫度的±5℃以內(nèi)。但是基于以下原因，我們使用純錫：我們的制程是無(wú)鉛制程。在漂錫測(cè)試中，錫的作用是作為熱傳遞的介質(zhì)，不是裝配。
(2)顯微鏡?？墒褂?0倍、100倍、200倍、500倍的目鏡。
(3)助焊劑。松香助焊劑Alpha100(在漂錫測(cè)試中，使用助焊劑的主要目的不是幫助焊錫，而是作為熱傳遞的媒介)。
(4)秒表。
(5)取樣銑床。
(6)鉗子。
(7)縱切片制作輔助材料。
漂錫測(cè)試步驟：首先，讓錫爐加熱并穩(wěn)定在設(shè)定的溫度。用取樣銑床制作樣本。用鉗子將樣品浸入助焊劑，然后讓多余的助焊劑在垂直方向上流下。除掉錫爐表面的殘?jiān)?。根?jù)以下條件將樣本漂在錫浴的表面。備注：不允許把樣品浸入錫浴的表面以下，并精確地控制時(shí)間(T=2885℃, t=10-0/+1s)。然后，從錫爐上取下樣品并冷卻至室溫(至少2分鐘)。制作切片并碾磨到通孔/盲孔/填盲孔的中心位置。拋光后，超聲波清洗切片2至3分鐘。微蝕切片。使用顯微鏡進(jìn)行觀察。最后，檢查樣品無(wú)材料分層情況;檢查樣品無(wú)銅層斷裂情況;檢查樣品無(wú)內(nèi)層連接分層情況。
3.1.2 TG測(cè)量 (DSC)
TG測(cè)量的應(yīng)用方法為DSC, 即動(dòng)態(tài)差動(dòng)掃描測(cè)熱法, 這是基于樣本和參照物間溫度差的測(cè)量. 測(cè)量特性是熱流動(dòng)。
TG測(cè)量的設(shè)備和輔助材料：DSC 821e from Mettler Toledo，實(shí)驗(yàn)室天平，斜口鉗，鑷子，鋁制坩鍋套，坩鍋套壓工具。
TG測(cè)量的參數(shù)主要分為三情況，具體如下所示。
(1)對(duì)于Tg在130℃到140℃之間的材料，使用低Tg程序“AT&S 170”：
50 170℃ 20℃/min
170 170℃ 15.0min
170 50℃ -20℃/min
50 170℃ 20℃/min
(2)對(duì)于Tg在141℃ 到159℃之間的材料，使用中Tg程序“AT&S 190”: 50 190℃ 20℃/min
190 190℃ 15.0min
190 50℃ -20℃/min
50 190℃ 20℃/min
(3)對(duì)于Tg在160℃ 到190℃之間的材料，使用高Tg程序“AT&S 220”: 50 220℃ 20℃/min
220 220℃ 15.0min
220 50℃ -20℃/min
50 220℃ 20℃/min
測(cè)試過程去樣品重量為15-25 mg;具體測(cè)試方法:首先，將樣品在105℃條件下烘烤2小時(shí)。對(duì)于有金屬覆層的層壓板和印制板，保留其金屬覆層，去除其綠油覆層。用斜口鉗小心地將樣品按要求的重量剪下。用砂紙將樣品邊緣打磨平滑并保證無(wú)毛刺。然后，把樣品放入坩鍋利用壓合器將鍋底和鍋蓋壓緊。用針將坩鍋的蓋子扎出兩個(gè)透氣孔。用小鐵棒的頭部或尾部將坩鍋的蓋子壓扁平。根據(jù)材料的規(guī)范選擇正確的測(cè)試程序，開始測(cè)試，最后，測(cè)試結(jié)束根據(jù)得到的曲線計(jì)算出Tg。
3.1.3 Tg和Z軸膨脹系數(shù)(TMA)
Tg和Z軸膨脹系數(shù)測(cè)試是被用來(lái)以TMA測(cè)定玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)和印刷線路板中介質(zhì)層Z軸熱膨脹系數(shù)的。試驗(yàn)同樣也是檢測(cè)材料的質(zhì)量，只有嚴(yán)格控制每個(gè)步驟才能更好的保證產(chǎn)品質(zhì)量。
Tg和Z軸膨脹系數(shù)測(cè)試的設(shè)備和輔助材料:梅特勒TMA/SDTA840，斜口鉗，砂紙，干燥器，烘箱，螺旋測(cè)微器。
Tg和Z軸膨脹系數(shù)測(cè)試的參數(shù)主要分為三情況，具體如下所示。
(1)對(duì)Tg < 160℃的材料，選擇程序“AT&S 190”;
2)對(duì)Tg >= 160℃的材料，選擇程序“AT&S 220”;
(3)對(duì)CTE 測(cè)量, 選擇程序 “AT&S-CTE”。
Tg和Z軸膨脹系數(shù)測(cè)試的樣品尺寸為6.35×6.35mm，樣品厚度為0.5-2.36mm (1.6mm最佳)。
Tg和Z軸膨脹系數(shù)測(cè)試具體方法如下所示。
(1)樣品準(zhǔn)備：首先應(yīng)該在沒有金屬涂覆的樣品上測(cè)試。從多層板上取下的樣品應(yīng)該不含有內(nèi)層金屬層。如果樣品有外層金屬涂覆，需用砂紙打磨干凈。用斜口鉗小心地將樣品剪下大約6.35mm*6.35mm的大小以將機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力減小到最低。測(cè)試樣品的厚度最少為0.51mm，0.76mm更好，1.6mm更佳。 如果被測(cè)材質(zhì)的厚度小于0.51mm，那就用樣品疊合的方式達(dá)到最少0.51mm的厚度要求，即使這樣會(huì)使測(cè)試的錯(cuò)誤概率大幅度增加。樣品的最大厚度不能超過
2.36mm[0.093 in]以避免在樣品內(nèi)部發(fā)生熱度傾斜的可能性。用砂紙將樣品邊緣打磨平滑并保證無(wú)毛刺，必須小心的打磨以最小化對(duì)樣品的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力。樣品應(yīng)該做如下預(yù)處理：105±2℃下烘烤2±0.25小時(shí)，然后再干燥器中冷卻至室溫。
(2)測(cè)試步驟:對(duì)TMA的位置和長(zhǎng)度進(jìn)行校零。將樣品放入TMA的載物臺(tái)，然后放下探頭和箱體。根據(jù)材料的規(guī)范和測(cè)試目的選擇正確的測(cè)試程序。
在本測(cè)試程序中，第一個(gè)溫度循環(huán)是為了去除測(cè)試樣品內(nèi)部應(yīng)力的，所以我們?cè)诘诙€(gè)溫度循環(huán)中做數(shù)據(jù)測(cè)量。從TMA的曲線上記錄如下四點(diǎn)的溫度(見圖
2)：A為30℃、B為Tg-5℃、C為Tg+5℃、D為250℃。
用“TMA→Glass Transition”命令計(jì)算出Tg。
用“TMA→Expans.Mean”命令計(jì)算從A點(diǎn)到B點(diǎn)的Tg前的CTE。
用“TMA→Expans.Mean”命令計(jì)算從C點(diǎn)到D點(diǎn)的Tg后的CTE。
用“TMA→Expans.Mean”命令計(jì)算從A點(diǎn)到D點(diǎn)總的CTE。
對(duì)于Tg, 根據(jù)半固化片，基材，背膠銅箔技術(shù)資料和材料規(guī)范。對(duì)于CTE, 根據(jù)客戶要求。
3.2 機(jī)械負(fù)荷測(cè)試
3.2.1 小刀測(cè)試
小刀測(cè)試中不完全的涂層硬化導(dǎo)致了涂層的移位-脫離和/或污點(diǎn)。油墨是保護(hù)電路，防止氧化，保護(hù)電路連接。如果在進(jìn)行涂覆油墨時(shí)出現(xiàn)問題，同樣會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響，就會(huì)無(wú)法達(dá)到它本來(lái)的目的。因此質(zhì)量檢測(cè)控制很重要。
小刀測(cè)試的設(shè)備和輔助材料:TU 刀，顯微鏡(6.4-40放大)。
小刀測(cè)試測(cè)試方法:用TU 刀沿著導(dǎo)體的邊緣劃開一條最少25.4 mm長(zhǎng)度的口，使用顯微鏡的×16倍進(jìn)行觀察，質(zhì)量控制檢測(cè)，檢查產(chǎn)品涂層最大能在其左右兩邊有0.5 mm的變色和/或移位的規(guī)范要求。
3.2.2 十字砍測(cè)試
十字砍測(cè)試是檢查涂層的粘合度。油墨在涂覆于板面，如果粘合度不夠，就很容易脫落，尤其在高溫情況下，因此粘合度控制很重要。
十字砍測(cè)試設(shè)備和輔助材料:帶有6邊的每邊為1 mm距離的多切口裝置 刷子，放大鏡，顯微鏡 (6.4-40放大)。
十字砍測(cè)試方法:格子切口測(cè)試被用于全部覆蓋銅表面的涂層。 使用切口設(shè)備能得到切口條紋, 帶有6邊的多切口裝置在橫縱兩邊接觸到地后, 得到了25個(gè)正方形的區(qū)域，切口必須有規(guī)律的按2-5 cm/sec的速度制成，切口必須接觸到地, 但不要穿的太深, 可用放大鏡控制，切口設(shè)備必須應(yīng)用到其兩邊的點(diǎn), 即邊緣的裝置, 以保證規(guī)律性，完成格子的切口后, 應(yīng)用刷子在其切口的區(qū)域上來(lái)回用輕微的力刷，使用放大鏡估量格子的切口。
十字砍測(cè)試方法評(píng)價(jià)格子根據(jù)如表2所示。 (如果格子的切口介于兩張圖片的之間, 格子切口特性值能用附加的紙來(lái)表達(dá),使用顯微鏡的×16倍進(jìn)行觀察)。
3.2.3 彈簧秤測(cè)試
當(dāng)剝力測(cè)試儀 (AT&S 編號(hào) 881022) 發(fā)生故障后, 彈簧秤將被用來(lái)作為應(yīng)急反應(yīng)行動(dòng), 任何背離此實(shí)驗(yàn)的操作, 即使是短時(shí)間的, 必須經(jīng)實(shí)驗(yàn)室主管的授權(quán)。剝力測(cè)試就是檢測(cè)銅箔與基材的黏合度，防止在進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)對(duì)質(zhì)量產(chǎn)生影響，分層等
彈簧秤測(cè)試的設(shè)備和輔助材料:切斷剪床，丙烷燃?xì)?，砂紙，尺?/p>
彈簧秤測(cè)試的測(cè)試步驟:樣本條寬度為25.4×100mm，將樣本的兩邊縱軸放在砂皮紙上磨平，將樣本用丙烷氣體燃燒一端至2cm的樹脂揮發(fā)并使其冷卻幾分鐘，把樣本放入彈簧秤內(nèi)并夾攏，從彈簧秤上讀出測(cè)試值F1，用力拉彈簧秤3至4cm, 在拉力的測(cè)試過程中, 銅箔應(yīng)保持不損壞的狀態(tài), 否則重復(fù)該測(cè)試。從彈簧秤上讀出測(cè)試值F2，測(cè)量樣本寬度W，根據(jù)公式計(jì)算剝力F。
3.2.4 鉛筆測(cè)試
鉛筆測(cè)試方法用來(lái)評(píng)估綠油表面的硬度和它的磨損抗力。這個(gè)測(cè)試主要檢查表面的硬度和它的磨損抗力，因?yàn)橛湍鳛殡娐钒遄钔饷娴谋Ｗo(hù)層，他要接受各種環(huán)境的要求。顧而質(zhì)量控制十分必要，如果硬度或磨損抗力不夠，嚴(yán)重、影響產(chǎn)品質(zhì)量。
鉛筆測(cè)試設(shè)備和輔助材料:標(biāo)準(zhǔn)硬度鉛筆 (由軟至硬，分別為4B, 3B、2B、
B、B、H、2H、3H、4H、5H、6H)，測(cè)試板。
鉛筆測(cè)試的方法:將測(cè)試板置于牢固的水平面上，由最硬的鉛筆開始, 將鉛筆呈45度角度牢固的置于綠油上，使用一致的向下, 向前的力, 推動(dòng)鉛筆在表面劃出大約6.4mm的痕跡，繼續(xù)用下一個(gè)軟度的鉛筆進(jìn)行測(cè)試, 直至不能進(jìn)入或刻出痕跡在綠油上，記錄鉛筆測(cè)試的硬度值 (即不能進(jìn)入或刻出痕跡在綠油上的值)。
3.3 其他測(cè)試
3.3.1 X-Ray測(cè)試
X-Ray測(cè)試非破壞的測(cè)量Au、Ni、Pd、Ag或其他表面金屬鍍層的厚度。 X-Ray測(cè)試設(shè)備和輔助材料:Fischer X-Ray XDVM-W，F(xiàn)ischer X-Ray XDVM-P X-Ray測(cè)試測(cè)試步驟：樣品板/卡應(yīng)該平整, 無(wú)翹屈。選擇一個(gè)直徑大于0.30毫米的適當(dāng)測(cè)試區(qū)域，將此點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)紅外線測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)表面處理的類型選擇對(duì)應(yīng)的測(cè)試程序.
將測(cè)試件放在測(cè)試平臺(tái)上, 測(cè)量試樣的中心位置.一般要求每個(gè)面要沿對(duì)角線測(cè)取三個(gè)點(diǎn)，兩面共六個(gè)點(diǎn)，取平均值，參考規(guī)范要求，判定是否合格。
3.3.2 背光測(cè)試
背光測(cè)試的目的是檢查通孔的無(wú)電鍍銅情況。背光測(cè)試是每次銅線進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)必須進(jìn)行的測(cè)試，通孔的無(wú)電鍍銅情況，防止鍍液中有雜質(zhì)。
背光測(cè)試設(shè)備和輔助材料:取樣銑床，碾磨機(jī)，顯微鏡(50-500倍)。
背光測(cè)試測(cè)試方法:用取樣銑床選取樣本，然后用碾磨機(jī)將一邊的通孔磨至中心位置處，最后將另一邊剪或碾磨至離通孔邊緣1-1.5 mm處，用顯微鏡50倍進(jìn)行背光觀察.
3.4 金相切片
金相切片是通過制作縱切片和平面切片可以得到極微小區(qū)域產(chǎn)品的質(zhì)量。金相切片是整個(gè)試驗(yàn)室最基本的測(cè)量方法。這是技術(shù)員最基本的技能，整個(gè)流程都是要求每個(gè)人掌握，從切板，灌澆，到磨切片都要求我們?nèi)ゲ僮?，到測(cè)量，都是最基本的方法。
金相切片設(shè)備和輔助材料:取樣銑床或沖床 ，金屬棒，埋入輔助材料，Technovit 4004粉末和液體，壓力鍋，研磨機(jī)，砂紙60, 180和1200，顯微鏡 (6.4-40放大)，顯微鏡 (50-500 倍)，拋光機(jī)，拋光膏及其液體，雙面膠。
(1)縱切片的制作
打開取樣銑床，在指定的位置用取樣銑床取樣，利用金屬棒連接樣本并利用埋入輔助材料將其放入像皮內(nèi)，按1：2的比例混合Technovit粉末和液體并埋入切片，將切片放入壓力鍋內(nèi)并打開空氣壓力，固化大約10min。
固化后將切片從像皮中取出，打開研磨機(jī)，研磨切片的另一面。研磨切片面。放在研磨機(jī)上研磨，不斷地利用顯微鏡控制，研磨到孔中心。關(guān)閉研磨機(jī)，打開拋光機(jī)，使用拋光膏及其液體拋光其粗糙面使其精美。關(guān)閉拋光機(jī)。
如果需要，我們還須在拋光之后進(jìn)行微蝕。首先，用一根浸滿微蝕液的棉花棒在切片表面來(lái)回擦拭3-4秒鐘，然后用水沖洗干凈。為了保證微蝕的質(zhì)量，我們須每4個(gè)小時(shí)配一次微蝕液。
利用LIMS給切片編號(hào)，并使用顯微鏡的50-500倍進(jìn)行觀察并根據(jù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量。
(2)平面切片的制作
用取樣沖床得到25×25 mm的樣本，在預(yù)先準(zhǔn)備的固化樣本上貼上雙面膠，粘上樣本，打開研磨機(jī)，用研磨機(jī)研磨到期望的層上，關(guān)閉研磨機(jī)，打開拋光機(jī)使用拋光膏及其液體拋光其粗糙面使其精美。關(guān)閉拋光機(jī)。使用顯微鏡的6.4-40倍進(jìn)行觀察。
從最基本的銅線檢測(cè)生產(chǎn)到各種測(cè)量，再到出貨報(bào)告等等。金相切片是最基本的方法。我們主要檢查盲孔的孔徑，孔壁銅厚，內(nèi)徑，Total Relieve,CU Relieve，凹陷，絕緣層厚，各層銅厚，還有PTH孔的孔壁銅厚等等需要時(shí)刻監(jiān)控的物理數(shù)據(jù)參量，以保證產(chǎn)品的檢測(cè)控制。
結(jié) 論
隨著工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，印制電路板PCB在電子安裝業(yè)界中占據(jù)越來(lái)越重要的地位。質(zhì)量更是每個(gè)公司的發(fā)展保障。我們通過各種古老或者一些先進(jìn)的儀器設(shè)備來(lái)更好的控制產(chǎn)品質(zhì)量。作為全球知名的PCB行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，我們更應(yīng)在質(zhì)量上讓客戶滿意，這也是我們的指導(dǎo)方針。同時(shí)與我們的客戶/供應(yīng)商和能夠保持長(zhǎng)期的合作伙伴關(guān)系，通過維護(hù)管理體系，努力防止污染，消除健康和安全危險(xiǎn)。
我們希望通過自己的不懈努力，為PCB行業(yè)的發(fā)展做出我們應(yīng)有的貢獻(xiàn)。通過我們每天的工作，時(shí)刻保持良好的工作態(tài)度，嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量，使PCB行業(yè)得到更大的發(fā)展。
致 謝
在論文的完成過程中，感謝學(xué)院提供的實(shí)驗(yàn)條件及奧特斯(中國(guó))有限公司提供的技術(shù)指導(dǎo)和設(shè)備支持，同時(shí)也感謝陳和祥老師的關(guān)心與指導(dǎo)。
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