HDI板可靠性的测试与监控1218.doc

HDI板可靠性的测试与监控 上海美维电子 方军良 摘要 1 1. HDI板可靠性的背景以及来源 1 2. HDI板的可靠性 2 2.1 HDI板的机械性能可靠性 2 2.2 HDI板的电气性能可靠性 3 2.2.1 HDI板的导通可靠性 3 2.2.1.1 HDI板通孔、埋孔、盲孔的导通可靠性 3 2.2.1.2 微盲孔的可靠性 4 2.2.2 HDI板的绝缘可靠性 5 3. 可靠性的测试方法 6 3.1 与可靠性有关的环境影响 6 4. HDI板可靠性的监控方法 8 4.1 正常产品直接监控 8 4.2 板边测试互连板 8 4.3 单独测试图形板 9 5. 结束语 9 摘要 HDI产品的图形微细化、孔的微小化、板的厚度更加薄型化已成为发展的趋势。这也给保证每块板的品质可靠性提出了更重要的课题。HDI板的可靠性试验、故障解析，以及对克服故障而采取的对策，都是十分重要的工作。与普通多层PCB板相比，HDI产增加了微盲孔，从而引入了新的潜在可靠性失效。本文讨论了HDI板的可靠性、测试方法以及对可靠性能监控方法。 1. HDI板可靠性的背景以及来源 从电子整机产品的角度讲，装配有各种电子部件的PCB，在整机产品的运行中，起到至关重要的作用。电子产品要求在长时期内能提供稳定可靠的动作。特别关系到人的生命安全的电子产品。像航天航空用电子产品、汽车用电子产品等，它们在使用过程中是不允许有故障发生的。因而特别规定了严厉的可靠性要求。而当前随着功能的日益复杂化和小型化，这些产品所应用的多层PCB板正逐步向HDI板转化，而HDI板的图形细微化，孔的微小化，板的厚度更加薄型化，图形尺寸的高精度化都给保证每块板的品质可靠性提出了更重要的课题。 导致PCB可靠性问题的缺陷多为内在缺陷所引起的，而发现PCB的内在缺陷要比发现它的外部缺陷更为困难。这些内在缺陷可能在整机产品使用一定的时间后才明显地表现出来，但是多层PCB板的内在缺陷无法通过制造厂在出货之前利用常规的检测手段检验出来，而且对出厂的PCB产品，也是不可能作逐一的全面的特性检查。因此一方面，就制造工艺而言，不让这些潜在的缺陷在工艺加工过程中发生，是保证产品可靠性工作中的很重要的环节；另一方面多层PCB板的可靠性试验、故障解析、对克服故障而采取的对策，以及建立完善的多层PCB板可靠性监控体系，也都是十分重要的工作。本文就HDI板的特点，谈谈HDI板的可靠性以及控制的特点。 2. HDI板的可靠性 HDI板的可靠性与普通多层PCB的可靠性所包含的项目大致相同，亦主要包括机械性能与电气性能两大方面。 2.1 HDI板的机械性能可靠性 无论对于HDI板或普通多层PCB板，机械性能可靠性主要包括以下一些项目： PCB的耐热性能，包括在热应力下树脂的收缩与分层。 导体与基材的粘结强度。包括线路的剥离强度，焊盘的抗拉脱强度，电镀通孔的抗拉脱强度等。 其他如弯曲强度，层间粘结强度，镀层粘结性等。 以上所列举的机械性能可靠性项目中，HDI板有别于普通多层板的主要有耐热性能。 在此项目上的差别主要是由于HDI板与普通多层板之间的厚度差别引起的，表1为相同材料与图形，不同板厚的PCB耐热性能的比较，试验结果证明，板厚对于PCB的耐热性能有的影响（虽然其根本原因还无法定论）。因此HDI板三大特点之一的“薄”，使其面临耐热性能的更大挑战。 表1 不同板厚的PCB耐热性能影响 板厚 材料 编号. 浸锡后结果 1 2 3 4 5 6 0.4mm PP 1 分层 - - - - - 2 分层 - - - - - RCC 1 分层 - - - - - 2 分层 - - - - - 0.8mm PP 1 分层 - - - - - 2 分层 - - - - - RCC 1 OK OK OK OK OK OK 2 分层 - - - - - 1.4mm PP 1 OK OK 分层 - - - 2 OK OK OK 分层 - - RCC 1 OK OK OK OK OK OK 2 OK OK OK OK OK OK 备注：层结构：1+4+1；测试方法：C96/40/90,260℃ 浸锡。 另外，由于具有轻、薄、密特性的HDI板很大一部分主要应用在便携型电子产品上，因此有关机械方面的可靠性问题显得更为突出。在PCB的可靠性试验内容上，应用这类电子产品中的PCB还可能需要进行震动试验，跌落冲击试验等。 2.2 HDI板的电气性能可靠性 HDI板的电气性能可靠性主要表现在导通与绝缘两大方面。HDI板的电气可靠性与普通多层PCB板的可靠性的差异主要来源于二者的设计差别。表2是普通多层PCB与HDI板之间的设计差异： 表2 通多层PCB与HDI板之间的设计差异 项目