Testmethodofcoating/platingforthehighspeedpri2023-04-07發(fā)布2023- 1 2 3 4 4 4 4 5 5 6 8 9 2請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。3效應更為明顯，相關線路或導體表面的涂/鍍層就會直接影響信號傳輸質量。本文件在規(guī)定對比國內外現(xiàn)有標準情況，本文件改進優(yōu)化的a）在厚度測量方面，傳統(tǒng)的方法是使用ASTMB568-201b）在粗糙度測量方面，傳統(tǒng)的方法是使用GB/T29847-2013接觸式輪廓儀的測量米級別，更適用于表面涂/鍍層這類低粗糙4高速印制板用涂/鍍層測試方法題。使用者有責任采取適當?shù)陌踩徒】荡胧?，并保證本文件規(guī)定了高速印制板用涂/鍍層的測試方法，包括厚度、粗糙度、可焊性、特性阻抗和插入損下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。T/CSTM00908高速印制板用阻焊油墨試驗方法T/CSTM00908界定的以及下列術語和定義適用本文件。高速印制板highspeedprintedboard存在單根信號傳輸導線的傳輸速率在3.25Gbps以上的印制板。[來源：T/CSTM00908—2022，3.1]通過化學沉積或電鍍方式在印制板銅導線、銅焊盤、孔表面上增加的一層保護層，典型的印制板涂/鍍層為OSP、沉錫、沉銀、化學鎳金、化學鎳鈀金、電鍍鎳金等。4.1環(huán)境條件4.1.1常規(guī)試驗環(huán)境條件除另有規(guī)定外，試驗應在下列條件下進行：b）相對濕度：25%~75%；c）大氣壓力：86kPa~106kPa。4.1.2仲裁試驗環(huán)境條件如果測試參數(shù)依賴于溫度、濕度與氣壓，則試驗應在下列仲裁試驗的標準大氣條件下進行：a)溫度：23℃~27℃;b）相對濕度：45%~55%；c）大氣壓力：86kPa~106kPa。4.2試驗報告除另有規(guī)定外，試驗報告應至少包括下列內容：a）試樣的基本信息：試樣名稱、型號規(guī)格、制造商、試樣數(shù)量、送樣單位等；b）試驗條件信息：環(huán)境條件、測試條件、依據(jù)文件等；c）試驗設備基本信息：設備名稱、型號、編號等；d）人員與日期信息：試驗日期、檢測人和批準人等；e）試驗結果。用于測試表面涂/鍍層的厚度。5.2設備和材料厚度測試所需設備和材料如下：a）掃描電子顯微鏡（SEMb）低溫磁控離子濺射儀：用于在樣品表面濺射上一層薄的導電層（碳層、金層或者鉑層等c）附錄A所需的設備和材料。5.3程序除非另有規(guī)定外，需要按照如下試驗程序進行：a）將需要測試的指定位置從印制板上進行切??；b）按照附錄A進行切片制作；c）采用低溫磁控離子濺射儀在切片截面上噴濺導電層后，置于SEM測試倉內，一般至少3000倍的放大倍率下測量表面涂/鍍層的厚度，視厚度情況可放大更高倍數(shù)測量，確保表面涂/鍍層清晰可見并便于d）指定位置上應至少測量左中右三個涂/鍍層均勻連續(xù)位置的厚度，并以三個位置的平均值作為單個指定位置最終測試結果。5.4試驗報告除4.2的規(guī)定外，試驗報告還應包括指定位置左中右三個位置的涂/鍍層厚度值及其平均值。6用于測試表面涂/鍍層（除噴錫外）的粗糙度。粗糙度測試所需設備和材料如下：a）激光輪廓儀或者等效設備，激光輪廓儀參數(shù)需滿足如下要求：1）X/Y方向圖像顯示分辨率至少為1nm，重復精度（3σ)在50倍物鏡測試時至少為40nm；2）Z向顯示分辨率至少為0.5nm，重復精度(σ)在50倍物鏡測試時至少為12nm。b）壓縮空氣。除非另有規(guī)定外，需要按照如下試驗程序進行：a）用適當?shù)拇植诙然鶞蔙a標樣校準輪廓儀的Ra值。把在基準標樣6個不同部位測量的測量值與標樣的標準值（非標稱值）進行比較，如果平均結果超過標準值的±2%，應重新校準輪廓儀；b）把試樣置于載物臺上，試樣上應至少包含三個尺寸大于300μm×300μm的焊盤。仲裁試驗時，應用清潔的壓縮空氣吹掃被測試樣表面，以去除松散的碎屑；c）調節(jié)載物臺，使待測位置移至中央，逐級轉換物鏡鏡頭至50倍，并調節(jié)焦點，使圖像清晰可見；d）轉至測量模式，選擇測量位置開始采集圖像信息并保存圖像信息；e）選取基準面，對測量平面進行調平；f）選取輪廓測量位置，輸出測試結果Ra；g）分別按上述步驟c）~步驟f）測量其他焊盤的粗糙度Ra值，以三個焊盤測量結果的平均值作為最終樣品的測量結果。除4.2的規(guī)定外，試驗報告還應包括三個焊盤的Ra值及其平均值。用于測試接收態(tài)下表面涂/鍍層的可焊性。其中浸焊法適用于尺寸0.5mm×0.5mm或等效面積在0.25mm2以上的焊盤可焊性測試；浮焊法適用于孔徑不小于0.3mm的通孔可焊性測試?？珊感詼y試所需的設備和材料如下：a）助焊劑：將重量比為（25±0.5）%的松香和重量比為（0.39±0.01）%的二乙胺鹽酸鹽溶解于重量比（74.61±0.5）%的分析純異丙醇中而制成；b）焊料：成分應當為Sn96.5Ag3.0Cu0.5（SAC305），焊料內雜質的控制應符合表1要求；c）異丙醇：分析純；d）焊料槽：可以保障焊料溫度穩(wěn)定維持在255℃±5℃范圍內；e）計時器：能精確至0.1s；f）顯微鏡：至少可放大10倍。表1焊料槽雜質含量最大值銅金鎘鋅鋁銻鐵砷鉍銀鎳鉛除非另有規(guī)定外，需要按照如下試驗程序進行：a）在印制板上裁剪出不大于50mm×50mm的試樣，或是能夠反映出印制板常用特性的試樣；b）將試樣待焊接部分完全浸入助焊劑5s~10s；c）從助焊劑中提出試樣后，應當垂直放置不超過60s，并使用干凈的、無粘附性的吸收材料去除待測試表面多余的助焊劑；d）使用刮刀去除熔融焊料表面的浮渣和助焊劑殘留物，并將涂敷助焊劑后的試樣在5min內以25mm/s的速度浸入熔融焊料中，浸入角度推薦70°~80°,焊料溫度應事先控制在（255±5）℃范圍內，試樣浸入深度至少為（25±2）mm，試樣浸入熔融焊料后應停留（5±0.5）s，根據(jù)試樣的結構，必要時可適當調整停留時間，此時停留時間的調整應由供需雙方商定，但最多不得超過30s，當試樣表面焊盤有阻焊限定焊盤時，在熔融焊料中停留過程可輕微左右滑動；e）試樣在焊料中停留夠時間后，以25mm/s的速度提出，并使焊料在空氣中冷卻凝固，提出角度推薦70°~80°;f）冷卻后的試樣，使用異丙醇清洗干凈表面殘留的助焊劑；g）將試樣置于顯微鏡下，以10倍的放大倍數(shù)檢查各焊盤潤濕的面積百分比、不潤濕的面積百分比、以及退潤濕面積百分比等。除非另有規(guī)定外，需要按照如下試驗程序進行：a）在印制板上裁剪出不大于50mm×50mm的試樣，試樣需含不小于0.3mm孔徑大小的通孔，或是能夠反映出印制板常用特性的試樣；b）將試樣待焊接部分完全浸入助焊劑5s~10s；c）從助焊劑中提出試樣后，應當垂直放置不超過60s，并使用干凈的、無粘附性的吸收材料去除待測試表面及孔內多余的助焊劑，確保所有孔都沒有被助焊劑堵塞；8d）使用刮刀去除熔融焊料表面的浮渣和助焊劑殘留物，并將涂敷助焊劑后的試樣應在5min內輕輕地滑到熔融焊料上，并停留焊料表面（5±0.5）s，焊料溫度應事先控制在（255±5）℃范圍內，當試樣包含較多的內層或含銅量較大時，可適當調整浮焊的停留時間，調整的時間應由供需雙方協(xié)商確定，但最長不可超過30s，浮焊過程試樣應小心壓入焊料中，壓入厚度不得超過試樣厚度的50%；e）達到浮焊停留時間后，將試樣從焊料中滑出，在空氣中保持試樣水平不動，直到焊料冷卻凝固；f）冷卻后的試樣，使用異丙醇清洗干凈表面殘留的助焊劑；g）將試樣置于顯微鏡下，以10倍的放大倍數(shù)檢查通孔孔內爬錫是否已潤濕到表面焊盤，必要時進行顯微剖切測量爬錫高度。7.4試驗報告除4.2的規(guī)定外，試驗報告還應包括焊接溫度、焊接時長、浸焊法各焊盤潤濕/不潤濕/退潤濕情況、浮焊法各通孔爬錫情況等內容。用于測試OSP、沉錫、沉銀表面涂/鍍層對特性阻抗性能的影響。特性阻抗測試所需設備和材料如下a）時域反射計（TDR）阻抗分析儀或者同等功能帶TDR模塊的網絡分析儀；b）酒精：分析純；c）鹽酸：36wt.%，工業(yè)級；d）褪銀藥水：10g分析純NaOH固體和15g分析純KMnO4分別加入1L容量瓶中，加500ml去離子水攪拌均勻，再加入25ml氨水（25%）溶液，繼續(xù)攪拌均勻，最后加去離子水定容至1L，并攪拌均勻；e）烘箱：能準確維持在105℃,示值誤差不超過5℃。表面分別設計有50Ω單端阻抗線和100Ω差分阻抗線的印制板，線寬/線距可根據(jù)具體應用需求進行設計。典型的測試圖形示意圖見圖1。除非另有規(guī)定外，需要按照如下試驗程序進行：a）開啟儀器預熱30min，使其達到穩(wěn)定；b）系統(tǒng)校準與檢查，步驟如下：1）連接測試電纜與網絡分析儀，并使用制造供應商提供的力矩扳手旋緊；92）設置頻率掃描范圍；3）連接網絡分析儀和校準件進行電纜校準。c）去除表面涂/鍍層前阻抗測試，步驟如下：1）試樣先在（105±5）℃烘箱中烘烤（2±0.25）h，以去除水汽；2）試樣經烘烤并冷卻至室溫后，連接單端/差分測試探頭，將探頭置于空氣中測量測試探頭的TDR波形，建立測試區(qū)域起點；3）將探頭連接到被測樣品，測量被測樣品的TDR波形，將終點光標放置于被測樣品波形的末端作為測試區(qū)域的終點；4）數(shù)據(jù)處理，對測試區(qū)域內所得曲線設置取值范圍（50%~70%或供需雙方協(xié)商確定），讀取該范圍內的平均值Z1。d）將阻抗線上的表面涂/鍍層去除。OSP層和沉錫層使用鹽酸和酒精溶液去除，鹽酸和酒精的配比為5%：95%（V/V），沉銀層使用褪銀藥水去除。OSP層、沉錫層和沉銀層也可使用其它去除的方法，但需保證阻抗線的銅層不被藥水攻擊而改變表面形貌；e）去除表面涂/鍍層后阻抗測試：阻抗的測試同步驟c），阻抗平均值記錄為Z2。f）表面涂/鍍層對特性阻抗的影響計算：Z=|Z1-Z2|。除4.2的規(guī)定外，試驗報告還應包括去除表面涂/鍍層前后的阻抗值及兩者的差值。9插入損耗用于測試OSP、沉錫、沉銀表面涂/鍍層對插入損耗性能的影響。9.2設備和材料插入損耗檢測所需設備和材料如下：a）四端口網絡分析儀，頻率至少滿足20GHz；b）校準件；c）酒精，分析純；d）鹽酸，36wt.%，工業(yè)級；e）褪銀藥水：10g分析純NaOH固體和15g分析純KMnO4分別加入1L容量瓶中，加500ml去離子水攪拌均勻，再加入25ml氨水（25%）溶液，繼續(xù)攪拌均勻，最后加去離子水定容至1L，并攪拌均勻；f）烘箱，能準確維持在105℃,示值誤差不超過5℃。表面設計有Delta-L法測試傳輸線，傳輸線兩端設計有過孔、焊盤用于與SMA連接器連接，傳輸線的短線長度需≥102mm（4inch），傳輸線的長線的長度需比短線的長度≥102mm（4inch）。線寬/線距可根據(jù)具體應用需求進行設計。典型的測試線示意圖見圖2。圖2Delta-L插入損耗測試傳輸線示意圖9.4程序除非另有規(guī)定外，需要按照如下試驗程序進行：a）試樣先在（105±5）℃烘箱中烘烤（2±0.25）h，以去除水汽；b）開啟網絡分析儀預熱30min，使其達到穩(wěn)定；c）系統(tǒng)校準，步驟如下：1）連接測試電纜與網絡分析儀，并使用設備制造商提供的力矩扳手旋緊；2）設置頻率掃描范圍；3）連接網絡分析儀和校準件進行電纜校準。d）根據(jù)設計圖形連接專用測試探頭或者連接器；e）設置測試頻率范圍；f）在設備操作界面輸入測試圖形信息和測試條件，包括線長、測試頻點（4GHz、8GHz、12.89GHz等）信息；g）去除表面涂/鍍層前插入損耗Loss1測試，步驟如下：1）測試長線損耗；2）測試短線損耗。h）依據(jù)設備制造商提供的軟件算法進行去嵌處理，輸出相應頻點（4GHz、8GHz、12.89GHz等）插入損耗值Loss1；i）將插損線上的表面涂/鍍層去除。OSP層和沉錫層使用鹽酸和酒精溶液去除，鹽酸和酒精的配比為5%：95%（V/V），沉銀層使用褪銀藥水去除。OSP層、沉錫層和沉銀層也可使用其它去除的方法，但需保證插損線的銅層不被藥水攻擊而改變表面形貌；j）去除表面涂/鍍層后插入損耗Loss2測試，步驟如下：k）去除表面涂/鍍層后，試樣先在（105±5）℃烘箱中烘烤（2±0.25）h，以去除水汽，冷卻至室溫后按上述步驟b）~步驟h)測試插入損耗；l）表面涂/鍍層對插入損耗的影響計算：△Loss=|Loss1-Loss2|（采用相同頻點值進行計算）。9.5試驗報告除4.2的規(guī)定外，試驗報告還應包括去除表面涂/鍍層前后的插入損耗值及兩者的差值、測試頻點。用于對表面涂/鍍層進行顯微剖切，為后續(xù)厚度測量提供制樣方法。顯微剖切所需設備和材料如下：a）灌封材料，固化溫度盡可能低，但不宜高于100℃;b）80目砂紙至4000目砂紙；c）拋光布，硬的、低或無絨毛布用于粗略和中間的拋光，軟的、編織或中等絨毛布用于最終的拋光；d）氧化鋁或膠體二氧化硅拋光懸浮液（粉），粒徑：1μm~0.05μm，細顆粒拋光液（粉）用于最終的拋光；e）研磨機，轉速0~1200r/