PCB可靠性介绍课件.ppt

1、精益求精 追求卓越 目錄目錄一、可靠性的歷史一、可靠性的歷史 1.1可靠性的起源 1.2可靠性的發展 1.3可靠性的定義二、二、PCB對電子產品可靠性的影響對電子產品可靠性的影響三、插件板成品可靠性測試三、插件板成品可靠性測試四、四、PCB成品成品/半成品可靠性測試半成品可靠性測試五、提高可靠性五、提高可靠性一一.可靠性的歷史可靠性的歷史1.1可靠性起源 例一：在第二次世界大戰中，美國運到遠東的武器中，60的飛機不能使用，電子設備有50%在庫存中就發生了故障，轟炸機的電子設備壽命僅有20h，海軍用的電子設備70是有故障的。而大部份故障都是在軍用機器的心臟部分-電子設備。例二：美國1957年發射

2、的”先鋒號”衛星中，由於一個價值2美元的元器件出現故障，造成了直接價值220萬美元的損失。例三：1986年1月28日美國”挑戰者號”航天飛機起飛76秒後爆炸，7名航天員喪生，直接經濟損失達12億美元，這次事故的直接原因是因為一個密封圈沒有密封而引起的。千裡之堤，潰於蟻穴”，成千上萬工程技術人員的勞動成果，幾千萬甚至上億元的資金和成本就因為工作中的一點疏漏，一個小小元器件、零部件的失效或一根導線的失效而毀於一旦。因此隨著經驗和教訓的積累，在發達國家不斷提高對產品可靠性的重視程度。1950s發達國家可靠性興起和形成年代，主要用在軍方1960s可靠性工程全面發展的階段，對武器系統形成了一套可靠性設計

3、、試驗和管理標準1970s可靠性工程和理論步入成熟的階段，建立集中統一的可靠性管理機構1980s可靠性向著更深更廣的方向發展，產品在設計和測試都進行可靠性評估1.2可靠性發展1.2.1國外可靠性發展1.2可靠性發展 1.2.2 中國可靠性發展 我國的可靠性工作起步較晚，20世紀70年代才開始在電子工業和航空工業中初步形成可靠性形究體系，並將其應用於軍工產品。其化工業可靠性工作起步更晚，差距更大，與先進國家相比落後20-30年，雖然國家已制訂可靠性標準，但尚未引起所有 企業的足夠重視。為什麼人們寧願多花錢買進口汽車、進口 設備呢？究其原因就在於國產的產品可靠性差。例如：發達國家生產的康明斯柴油機

4、，大修期為12000h，而我國柴油機不過1000h，有的甚至幾十小時，幾百小時就出現故障。我國生產的電梯，平均使用壽命為3年左右，而國外的電梯平均壽命在10年以上，是我們的約3倍倍。因此要想在競爭中立於不敗之地，就要狠抓產品質量，特別是產品可靠性。沒有可靠性就沒有質量，企業就無法在激烈的競爭中生存與發展。请问：请问：什么才是什么才是可靠可靠性？性？可靠性就是消費者對產品滿意的程度或對企業信賴的程度。1.3可靠性的定義在工業界對可靠性的定義是：在給定的條件給定的條件下和規定時間內規定時間內，元器件、設備或者系統元器件、設備或者系統完成規定功能規定功能的概率。“給定的條件”就是使用和維護條件、環境

5、條件等，它包括所有物理、化學及人一機工程學的因素。主要有：a)使用和維護條件，如動力、負載條件，使用方法，使用頻率，操作人同的技術水平，維修方法等；b)環境條件：如氣候環境，生物和化學環境，機械環境，電磁環境，c)貯存條件：包括運輸、保管條件等。“規定的時間”是通過合同來決定的，短的如導彈那樣隻有幾分鐘，長的也有如光纜之類達幾十年之久。規定的時間一般是指對象正常發揮功能的時間（工作期限）。如電腦保質期是三年，電視的保質期是五年等。時間度量可以用一般時間來表示，也可以用工作次數、重復次數、距離等來表示。規定時間的長短隨產品種類、使用目的和費用允許條件的不同而不同。壽命是可靠性的基本概念，對不可修

6、復的產品而言指失效前的工作時間，對可修復的產品而言指相鄰兩故障間的工作時間。“完成規定的功能”是制造設備或者系統的目的。當不能完成功能時，就稱其為“故障”。故障的內容也不是單一的，主要有以下幾種：a)不能工作 b)工作不穩定 c)功能退化等等 “零件、器件、設備或系統”是可靠性問題的主要對象。設備是由若幹器件裝配而成的。再將若幹個設備組裝起來，就成為系統。廣義地說，系統一般也包括有關的人員。系統是由某些彼此相互協調工作的零件、部件、子系統組成，以完成某一特定功能的綜合體。可靠性具有定量性，數字化。所謂可靠性，並不是平常所說的那種可靠或不可靠，它不用“非常可靠：或”相當可靠“之類的方式來表達，而

7、是要求用概率來作定量的、客觀的表示。2.1我司生產的我司生產的PCB板按用途分類板按用途分類:70%5%5%20%M/BNetWork/Telecom Server/Work StationVGA CARD 從上圖來看，我司生產的PCB板主要是主機板與VGA卡板，這兩種類型的PCB板均用在電腦這一電子產品中，而電腦的產品性能在哪裡？而電腦的產品性能在哪裡？2.2 電腦的產品性能：電腦的產品性能：1.保質期限3-5年，沒有出現任何異常。2.工作環境：溫度：-10-40 濕度：5-100 RH3.電腦的處理速度4.電腦移動與搬運5.停機時間在1年左右，開機無異常為了達到這些產品性能，為了達到這些產

8、品性能，PCB板需板需要控制的可靠性在哪裡？要控制的可靠性在哪裡？三、插件板成品可靠性測試項目三、插件板成品可靠性測試項目三、三、插件板成品可靠性測試項目插件板成品可靠性測試項目1.4.1 阻抗值變化太大，將使傳輸的信號反射並受其它電磁幹擾，使信號失真。PCB板在對插件的影響四、四、PCB成品成品/半成品可靠性測試半成品可靠性測試4.1PCB成品可靠性測試製程區製程區域域製程/產品管制製程/產品管制項目項目判定標準判定標準 測試條件 測試條件使用設備使用設備成品補線無脫落或分離電阻變化201.檢測板應於檢測前做清洗處理及烘烤150+/-5度4H2.錫爐溫度:288+/-5度3.將檢測板補線處浸

9、錫10+1/-0sec3次,待完畢後以清水除去助焊劑4.用歐姆表測試錫爐歐姆表成品離子污染度3.0ug/in21,測試用試劑:75+/-3%异丙醇2.程序：a)設定檢測板面積b)輸入批號/料號Zero-lon200成品油墨厚度獨立線路0.4-1.0mil獨立線路、研磨、測量研磨机CY303 金相顯微鏡OLYMPUS /油墨測厚儀成品孔銅依客戶按板厚選檔測試CMI 700/切片成品面銅厚度依客戶按銅面積選檔測試CMI 700/切片成品線寬線距依客戶百倍鏡測量100倍鏡製程區製程區域域製程/產品管制製程/產品管制項目項目判定標準判定標準 測試條件 測試條件使用設備使用設備成品熱應力試驗無爆板和爆孔

10、1.檢測板應於檢測前做清洗處理及烘烤150+/-5度4H2.錫爐溫度:288+/-5度3.將檢測板浸錫10+1/-0sec3次,待完畢後以清水除去助焊劑1.錫爐2.助焊劑成品熱油試驗無白點,起泡,分層1.檢測板應於檢測前做清洗處理及烘烤135+/-15度1H2.錫爐溫度:260+/-5度3.將檢測板浸入油中20+1/-0sec,待完畢後以清水除去油漬油爐成品有鉛焊錫性試驗無吃錫不良,吃錫飽滿度95%以上.1.檢測板應於檢測前做清洗處理及烘烤120+/-5度1H2.錫爐溫度:245+/-5 度 時間3-5sec3.將檢測板做漂錫試驗,待完畢後以清水除去助焊劑1.錫爐2.助焊劑製程區製程區域域製程

11、/產品管制製程/產品管制項目項目判定標準判定標準 測試條件 測試條件使用設備使用設備成品無鉛焊錫性無吃錫不良,吃錫飽滿度95%以上.1.錫爐溫度:260+/-5 度 時間3-5sec2.將檢測板做漂錫試驗,待完畢後以清水除去助焊劑1.無鉛錫爐2.無鉛助焊劑成品温度循环測試(熱沖擊)无爆板、白点或起泡现象1-55+0/-5(15min)225+10/-5(2min)3+125+5/-0(15min)425+10/-5(2min)5循恆溫恆濕箱熱沖擊机成品濕熱絕緣測試108温度：505濕 度：8593%RH：168 hr恆溫衡濕箱絕緣電阻測試机成品Tg測試依所使用的物料20/min升溫Tg測試儀（

12、外協）成品模擬重工錫圈無損坏或浮起 重焊5次孔電烙鐵、錫線、銅絲成品高壓絕緣測試無擊穿DC500V0.5A30sec耐高壓測試儀4.2 PCB半成品可靠性控制項目半成品可靠性控制項目製程區域製程區域製程/產品管制製程/產品管制項目項目管制規格管制規格 測試條件 測試條件使用設備使用設備棕 化離子污染度6.4ug/in21,測試用試劑:75+/-3%异丙醇2.程序：a)設定檢測板面積b)輸入批號/料號Zero-lon200壓合PP厚度依客戶研磨、測量研磨机CY303金相顯微鏡OLYMPUS壓合鑽靶靶孔距依工單二次元測試二次元壓合板厚依客戶測量距板邊1inch的位置板厚測量機壓合PP厚度均勻性10

13、%一個Open取上、中、下三層的板，每pnl打切片取九個點(max-min)/(max+min)*100%研磨机CY302金相顯微鏡OLYMPUS鑽孔孔壁粗糙度1.0mil研磨、測量研磨机CY303金相顯微鏡OLYMPUS鑽孔 鑽孔位置精度CPK1.33鑽孔所鑽實際位置與Cam值之間的差值AOI製程區域製程區域製程/產品管制製程/產品管制項目項目管制規格管制規格 測試條件 測試條件使用設備使用設備黑孔前處理水破試驗15秒試驗板過磨刷浸入水中取出呈90度滴水秒表黑孔電阻200歐將測試棒接触黑孔板兩面銅測試歐姆表黑孔上孔率孔徑0.3MM低電流區2.5個孔高電流區3.5個孔孔徑0.7MM低電流區3.

14、5個孔高電流區4.5個孔樣板過黑孔全流程再過電鍍前處理流程將樣板放進哈氏槽電流1A鍍銅10分鐘哈氏槽PTH背光度8級研磨、測量研磨机CY304 金相顯微鏡OLYMPUS電鍍孔銅依客戶按板厚選檔測試CMI 700/切片電鍍面銅厚度依客戶按銅面積選檔測試CMI 700/切片電鍍鍍銅均勻性10%每個缸鍍一個飛巴，每個飛巴取左、中、右各1pnl，每個pnl上切片取九個點，讀取孔銅與面銅值（max-min）/(max+min)*100%研磨机CY303 金相顯微鏡OLYMPUS製程區域製程區域製程/產品管制製程/產品管制項目項目管制規格管制規格 測試條件 測試條件使用設備使用設備電鍍深鍍能力1：1.2每

15、個缸鍍一個飛巴，每個飛巴取左、中、右各2pnl，每個pnl上切片取九個點，孔銅與面銅比研磨机CY304 金相顯微鏡OLYMPUS電鍍熱應力無孔破與孔壁分離1.錫爐溫度:288+/-5度2.將檢測板浸錫10+1/-0sec3次錫爐干膜前處理水破試驗15秒試驗板過磨刷浸入水中取出呈90度滴水秒表干膜顯影氯化銅試驗無光亮已顯影板過酸洗和微蝕放入5的氯化銅溶液觀察銅面是否全部氧化N/A干膜顯影附著力測試干膜無脫落將顯影後的板用3M膠帶貼在板面線路上，呈45。角斜拉，確認有無掉膜，松動。3M膠帶干膜蝕刻線寬線距依客戶百倍鏡測量200倍鏡干膜蝕刻孔拉力2000IBIN2拉杆速度50MMMIN拉力測試儀（H

16、T-8172)製程區域製程區域製程/產品管制製程/產品管制項目項目管制規格管制規格 測試條件 測試條件使用設備使用設備干膜蝕刻線拉力7IBIN拉杆速度50MMMIN拉力測試儀（HT-8172)干膜蝕刻阻抗依客戶測試POLAR阻抗測試儀干膜蝕刻蝕刻均勻性10%取一片光板，過蝕刻後打切片分析蝕刻掉銅的厚度（max-min）/(max+min)*100%研磨机CY304 金相顯微鏡OLYMPUS蝕刻蝕刻因子2.0取一片線路板，過蝕刻後切片取九點（下線寬-上線寬）/銅厚之間的比值研磨机CY305 金相顯微鏡OLYMPUS中檢補線無脫落或分離電阻變化201.檢測板應於檢測前做清洗處理及烘烤150+/-5

17、度4H2.錫爐溫度:288+/-53.將檢測板補線處浸錫10+1/-0sec3次,待完畢後以清水除去助焊劑4.用歐姆表測試補線處電阻和正常線路電阻錫爐歐姆表製程區域製程區域製程/產品管制製程/產品管制項目項目管制規格管制規格 測試條件 測試條件使用設備使用設備防焊前處理水破試驗15秒試驗板過磨刷浸入水中取出呈90度滴水秒表防焊印刷厚度獨立線路0.4-1.0mil 獨立線路、研磨、測量研磨机CY303 金相顯微鏡OLYMPUS /油墨測厚儀防焊顯影氯化銅試驗無光亮已顯影板過酸洗和微蝕放入5的氯化銅溶液觀察銅面是否全部氧化N/A防焊後烤硬度6H45度刮板面6H鉛筆防焊後烤溶解性油墨不被刮起浸1分三氯甲烷防焊後烤耐酸鹼性油墨無脫落或分層浸30分氫氧化鈉10硫酸10五、提高可靠性五、提高可靠性5.1不良品板可靠性評估 5.1.1 修補可靠性評估 5.1.2 重工板可靠性評估