覆铜板剥离强度测试热应力后还要测吗?

发布时间:

2023-08-31 00:00

覆铜板剥离强度只测常温就够了吗?热应力后还要测吗?室温合格不代表经受焊接高温后仍然可靠。本文讲清热应力后为什么还要测、热应力试验怎么做、热应力后剥离强度怎么测、判定标准和注意事项。

31、覆铜板剥离强度测试热应力后还要测吗?

01 热应力后为什么还要测

要测。室温剥离强度只反映常温常态下的结合力,而覆铜板在PCB制造中必须经历焊接热冲击(回流焊约245—260℃、无铅波峰焊约260℃以上)。常温剥离强度合格不代表热应力后合格:有些板材常温结合力尚可,但树脂耐热性不足、Tg低、固化不完全或存在内应力,经高温热冲击后界面结合力会显著下降,甚至分层起泡。热应力后剥离强度反映铜箔与基材经受高温后的结合力保持情况,是IPC-4101、GB/T 4722等产品标准的重要考核项。对于高Tg板材、无铅焊接(温度更高)、高多层板、高频高速板尤其重要。

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02 热应力试验怎么做

热应力试验(Thermal Stress)俗称"爆板测试""浮焊试验",将试样漂浮在熔融焊锡锅中模拟焊接热冲击,依据IPC-TM-650 2.4.13.1、GB/T 4722。条件为:焊锡温度有铅工艺260℃、无铅工艺288℃(主流);每次浮焊10秒;通常2—3次,每次间隔冷却至室温;试验前一般105—125℃烘烤1—2小时去除水分。热应力后先做外观检查,看是否分层、起泡、白斑、铜箔脱落,外观合格再测剥离强度。

03 热应力后剥离强度怎么测

试样先经热应力处理(288℃/10秒,2—3次),冷却至室温后在23±2℃、50±5%RH标准环境下状态调节;按常规方法制备3mm宽剥离试样;90°剥离角度,50mm/min速度匀速剥离,计算剥离强度(N/mm);与热应力前(A态)同批次、同方向试样对比,计算保持率:保持率=热应力后剥离强度/热应力前剥离强度×100%。

04 判定标准和意义

外观判定:热应力后不得分层、起泡、出现白斑、铜箔脱落,这是首要判定项,一旦分层起泡直接判不合格,无需再测剥离强度。

强度判定:产品标准通常规定热应力后剥离强度最小值,或要求保持率不低于规定比例,IPC-4101对不同等级板材有相应要求。热应力后强度小幅下降属正常(树脂受热变化、内应力释放),但大幅下降或低于标准下限说明耐热性不足。测试意义在于评估板材经受焊接热冲击后的结合力保持能力、筛选易分层起泡的板材、对比不同供应商批次可靠性、为无铅工艺和高多层板选材提供依据。

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05 注意事项

热应力处理条件严格控制(焊锡温度、时间、次数),温度偏差直接影响结果;试验前按标准烘烤除湿,残留水分会导致假性分层;浮焊时试样水平漂浮、按标准规定铜箔面朝向,保证受热均匀;热应力后先外观检查,分层起泡直接判不合格;外观合格再制样测强度,制样避免二次损伤;热应力前后用同批次、同方向试样对比以保证可比性;报告注明热应力条件(温度、时间、次数)、外观结果、热应力前后剥离强度及保持率。

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热应力前后剥离强度对比需要高精度力值测量和稳定的速度控制。广州鲲鹏仪器有限公司生产的BOYI 2025电子万能试验机,试验力示值误差≤±0.3%(传感器容量1/1至1/100范围),可敏锐分辨热应力前后的小幅强度变化;横梁速度精度为显示值的±0.1%以内,速度范围0.001—1000mm/min无级设定,稳定覆盖50mm/min剥离速度;位移显示分辨率达0.01µm,数据采集频率达1kHz(2025型)至5kHz(2025A型),精细记录剥离力曲线。配套90°剥离夹具,配合Smartest软件自动计算剥离强度并对比热应力前后保持率,为覆铜板耐热可靠性评估提供可靠数据。

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结语

覆铜板剥离强度热应力后必须测:室温强度只反映常态结合力,热应力后强度才反映经受焊接高温冲击后的结合力保持能力。热应力按288℃/10秒、2—3次浮焊进行,先外观检查(分层起泡直接判不合格),外观合格再按3mm宽、90°、50mm/min测剥离强度,并与热应力前对比计算保持率。热应力后小幅下降属正常,大幅下降或低于标准下限说明耐热性不足。测试时严格控制热应力条件、烘烤除湿、同批次同方向对比,报告注明热应力条件、外观结果、前后强度及保持率。

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