高頻基板材料試驗方法2022-12-27發布2023- 1 2 3 3 3 4 5 5 9 9 請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。2試與驗證方法。目前國內外針對高頻基板材料的試驗和驗證方法較少，國內較為齊全的標準如GB/T4722-2017與GJB9491-2018只關注覆銅板（CCL材料測試與驗證方法。對比國內外現有標準，本文件改進優化的內容：b)CCL材料級測試針對高頻信號（1GHz~40GHz）增加了介3高頻基板材料試驗方法法，以及在印制板級（以下簡稱PCB）電性能、機械性能、可加工性、工藝適應性和環境可靠性的驗高頻介質基板的介電常數和介質損耗角正切測試特性阻抗characteristicimpe規定形狀電極之間填充電介質獲得的電容量與相同電極之間為真空時的電容量之dielectricdissipati4尺寸穩定性dimensionals4.1試驗條件4.1.1正常試驗的標準大氣條件b）相對濕度：20%~80%；4.1.2仲裁試驗的標準大氣條件b）相對濕度：45%~55%；4.2.1試樣狀態4.2.2取樣方法除另有規定外，高頻基板材料試樣應從距板材邊緣大于20mm的區域切取；PCB試樣根據測試項目4.2.3試樣的蝕刻方法除另有規定外，高頻基板材料試樣的蝕刻及蝕4.3試驗報告測量高頻基板材料的厚度時，應按GB/T4722-2017中5.3規定的方法進行。6.1介電常數、介質損耗角正切值及溫測量高頻基板材料的體積電阻率和表面電阻率時，應按GB/T4722-2017中8.3規定的方法進行。測量高頻基板材料的耐電弧性時，應按GB/T4722-2017中8.6規b）高阻儀：能測量1012Ω或更高電阻的設備；能穩定輸出至少200VDC測試電壓。測試位置為PCB板上3個位置的導體電阻如用測試探針接觸規定的導線或焊盤，然后讀小應為200V，持續至少5s。測量PCB板上3個位置的導體間6耐壓測試儀：能夠提供500VDC每秒的電壓升高速率，至少輸出106.5.4.1接收態試樣按照下述步驟1）~步驟6）進行耐濕熱處理，步驟1）~步驟6）為1個循環，如圖13）然后，試驗箱溫度應在2.5h內降至25+-℃,相對濕度為80%~100%；6）然后，試驗箱的溫度應在2.5h內降至（25±2）℃,相對濕度為80%~100%。2）施加電壓的持續時間：303s，施加電的共同區域之間。層間的介質耐電壓測試，電壓應加在每層導電圖形與每個相鄰層的電氣絕b）介質耐電壓測試結果。試樣為設計有50Ω單端阻抗線或100Ω差分阻抗線圖形的PCB板（被測阻抗值應由供需雙方協商確6.6.4.1預熱d)若采用TDR進行測試，儀器校準按設備商推薦程序進8b）將探頭連接到被測樣品，測量被測樣品的波形，將終點光標放置于被測樣品波形的c）數據處理，對測試區域內所得曲線設置取值范圍（50%~70%或供需雙方協商確定讀取該范b）阻抗測量結果平均值。本方法采用AFR（AutomaticFixtureRemoval，自動夾具去除）法驗證將高頻基b）校準件；試樣為設計有兩種長度的單端傳輸線或差分傳輸線測試圖形的PCB板，典型測試圖形如圖3所示。傳輸線兩端應設計有信號發射連接器焊盤，該焊盤用于與連接器連接。線寬/線距/線長應設定（其中差分阻抗線建議間距為178μm長線與短線的長度差值建議大于50.86.7.4.1預熱測試程序按如下步驟進行：a）將標準連接器安裝在PCB測試板，并使用b）連接電纜和標準連接器，并使用制造供應商提供的的力矩扳手旋緊；b）插入損耗曲線圖。測量高頻基板材料的Z軸膨脹系數時，應按GB/T4727.2熱分解溫度（TdTGA法）測量高頻基板材料的X/Y軸膨脹系數時，應按GB/T4722-2017中6.10規定的方法進行。b）設置測試條件，默認條件為：平均溫度50℃,壓力100psi；d）測量試樣厚度，在試樣正反兩面涂覆導熱膏后進行導熱系數測量高頻基板材料的吸水率時，應按GB/T4722-2017中9.2規定9機械性能9.1銅箔剝離強度9.1.2設備f）可控溫電熱焊錫槽，能保持規定的溫度，允許偏差g）溫度測量儀，可測25mm液面下焊錫溫度，并能夠測量規定的焊錫溫度，允許溫度偏差±h）秒表，或等效計時器，分辨率為0.2s；j）體視顯微鏡，至少能放大10倍。9.1.3試樣b）每一條銅箔剝離條寬度為（3±0.2c）對于很難測試的薄型基板應采用固定裝置或粘在剛性基材上使d）鑒定和仲裁試驗，試驗應在125℃下預烘烤處理（49.1.4試驗步驟9.1.4.1狀態A剝離強度b）用夾具固定試樣，使之不影響施加垂直拉力。準備試驗時，測試條端頭應處于垂直位置，夾具與拉力試驗機之間的金屬連線應該處于自由狀態，垂直拉d）觀察和記錄圖5規定的最小平均負載。測量測試條的實際寬度，同最小負載一起記錄。b）取出試樣并冷卻至室溫。清除試樣上的焊錫、硅油后，用正常或校正后放大10倍的顯微鏡檢查9.1.5結果計算Ps=……………(1)Ps—剝離強度，單位為牛頓每毫米（N/mmLm—最小平均負荷，單位為牛頓（N9.1.6報告9.2尺寸穩定性測量高頻基板材料的尺寸穩定性時，應按GB/T47驗證高頻PCB的弓曲和扭曲性能時，應按GB/T9注：考核不同廠商材料的弓曲和扭曲性能時，應基于本方法適用于驗證將高頻基板材料加工成PCB后表面安裝盤的9.4.2設備b）焊烙鐵，溫度誤差±3℃;e）焊錫：有鉛焊錫（Sn60Pb40或Sn63Pb37型）或無鉛焊錫（SAC305或9.4.3試樣試樣為PCB上尺寸為（0.2~2.5）9.4.4試驗步驟b）用75%的異丙醇和25%的去離子水清洗待測試樣和測試引線；c）將測試引線焊接到所測表面安裝盤上，將烙鐵頭的溫度調節至合適溫度，有鉛焊接要求需確保d）將未焊接的引線頭固定在測試機的夾具上，并保持垂直f）引線斷裂或引線拉脫，不應認為是失效，應將新的引線焊接到新的表面安裝盤9.4.5結果計算b）測量5個表面安裝盤的粘結強度（至少包含兩種尺寸），并記錄最小粘合強度值。9.4.6報告b）表面安裝盤的拉脫力值，N；本方法適用于驗證將高頻基板材料加工成PCB后的印制導線的9.5.2設備b）量具，分辨率0.025mm。9.5.3試樣試驗應在具備適當長度和均勻寬度的直導線上進行，導線長度應不小于50.0mm，寬度為3.2mm。9.5.4試驗步驟b）印制導線一端從基材上至少剝離10mm，用適當的方法把試樣固定好，用夾子將剝離的印制導d）重復9.5.4中a）~c）步驟剝離4條導線，每一條剝離長度應不小于25mm。試驗中剝9.5.5結果計算Ps—剝離強度，單位為牛頓每毫米（N/mm9.5.6報告b）剝離條寬度，mm；本方法適用于驗證將高頻基板材料加工成PCB后的結b）金相顯微鏡，可放大50X~200X。2）鍍覆孔與基材的分離：觀察是否有鍍覆孔孔壁與介質間的分3）鍍覆孔孔壁：觀察孔壁是否有結瘤、孔壁粗糙、鍍層褶皺或增強材料突出等與高a）可控溫電熱焊錫槽，能保持規定的溫度，控溫允許偏c）秒表或其他合適的計時器，最小讀數值應h）放大鏡，可放大4X~10X；i）顯微鏡，放大倍數在100倍~200倍d）試樣從焊料中取出冷卻至室溫，用適當的溶劑清除掉試樣上的助a）烘箱：空氣循環烘箱，能保持溫度（1b）焊錫槽：可控恒溫器的電熱焊錫鍋；d）秒表或其他合適的計時器，最小讀數值應h）助焊劑：RMA型焊劑；i）焊料：焊錫：有鉛焊錫（Sn60Pb40或Sn63Pb37型）、無鉛焊錫（SAC305或SAC30a）截取印制板帶有鍍覆孔區域試樣，使用研磨機打磨試樣邊緣，呈光b）試樣在125℃條件下烘干處理6h，然后將試樣放在干燥器的陶瓷平板上，冷卻至室溫；c）在干燥器中取出試樣后及時涂上RMA型助焊劑，有鉛焊接需求樣品須在232℃±5℃的熔融有鉛融無鉛焊料中保持10s+1/-0s，共3次（或由供需雙方協商確定），d）試驗后把試樣放在絕緣板上冷卻至室溫，顯微鏡觀察試樣表面有無分層、起泡、白斑等c）切片檢查的結果，包括介質層厚度、銅鍍層厚度、芯吸、分本方法適用于驗證將高頻基板材料加工成PCB后的耐模擬a）焊烙鐵，在整個試驗過程中，烙鐵溫度應保持在（232~b）烘箱：空氣循環烘箱，能保持溫度（125±2）℃;c）焊料：無腐蝕性松香的錫鉛合金，并且焊料絲的直徑應不大于1d）研磨機0~800）rpm無級調節；PCB板上截取約5cm×5cm帶鍍覆孔的試樣。c）把導線插入孔中，并用機器或手工方式焊接到連b）切片檢查的結果，包括介質層厚度、銅鍍層厚度、a）烘箱：空氣循環烘箱105~125）℃;試樣為接收態整板PCB，表面應無油污、油脂和其b）調節回流爐的加熱程序，使回流曲線滿足如下條件：升溫到217℃時的斜率:（0-3）℃/s；恒溫260℃±3℃；峰溫以下5℃總時間:10s～30s；必要時，由供需雙方協商確定回流曲線條件；d）回流后觀察試樣表面有無分層、起泡、白斑等，并使用b）外觀檢查的結果；c）切片檢查的結果，包括介質層厚度、銅鍍層厚度、芯吸、分本方法適用于驗證將高頻基板材料加工成PCB后的抗溫度b）微歐計，測量分辨率：100nΩ。121212注1）試樣溫度從室溫到達規定溫度的時間不大于2min；b）試驗前測量電阻；e）試驗后觀察試樣表面有無鍍層裂縫、起泡、白斑等，分別測試第一次和最后一次高溫下的電阻，并式(3)按計算電阻變化率。R1—第一次高溫電阻；a）高低溫交變濕熱試驗箱，溫度范圍（-40~+150）℃,濕度范圍（25~98）%RH，溫度波動小于等于0.5℃,溫度偏差±2.0℃,濕度偏差±3.0%RH75%RH±5.0%RH(≤75%RHb）高阻儀，能測量1012Ω或更高電阻的設備；能穩定輸出至少200VDC測試電壓；b）預處理50±2）℃放置24h；），步驟1.（25±2）℃至（65±2）℃,（90~100）%RH，2.步驟2.（65±2）℃,（90~100）%RH，3h；步驟3.（65±2）℃至（25±2）℃,（80~100）%RH，2.5h；步驟4.（25±2）℃至（65±2）℃,（90~100）%RH，2.5h；步驟5.（65±2）℃,（90~100）%RH，3h；步驟6.（65±2）℃至（25±2）℃,（80~100）%RH，2.5h，循環結束。3）箱中暴露時，所有各測試圖形應施加100V±10V直流4）從箱中取出后，應在室溫下2h內進行最后的測試；5）使用（500+10/-0）V直流電壓進行絕緣電阻注：將試樣放入試驗箱中時，試樣的表面應與試驗箱中風向平行，且試樣不得重疊。d）分別測試3種類型導線（表層、內層及層間，如不具備以上3種類型導線，可由供需雙方協商確b）試驗前后表層、內層及層間絕緣電阻值。12.3導電陽極絲（ConductiveAnodicFilame本方法用于驗證將高頻基板材料加工成PCB后耐CAF生長能力，適用于含玻纖布的基板材料驗證。a）烘箱：空氣循環烘箱，能保持溫度（1b）高低溫交變濕熱試驗箱，溫度范圍（-40~+150）℃,濕度范圍（25~98）%RH，溫度波動小于等于0.5℃,溫度偏差±2.0℃,濕度偏差±3.0%RH75%RH±5.0%RH(≤75%RH3）設備偏置及測試電壓要求：至少包含（-100~300）VDC；>1x1011Ω精度≤±20%。圖形示意圖如圖9所示，常見孔徑/孔中心間距尺寸見表2，具體尺寸和測試圖形設計可由供需雙方協商a）先把試樣在125℃條件下烘干處理6h，然后將試樣放在干燥器的陶瓷平板上，冷卻至室溫；b）從干燥器取出試樣后，使用合適的方法對樣品進行標識，例如劃線器，確保標識c）模擬裝配和返工：CAF試樣應經過有代表性的模擬有鉛/無鉛回流焊（3次~6次，由供需雙方協d）連接線：使用測試線將待測網絡連接，通常采用焊接于試樣焊盤方式連接，在焊接過程e）焊接后的清潔：連接導線后，進行適當的局部清潔和沖洗。連接線連接點之間的絕緣電阻應在f）干燥：在（105±2）℃的干凈烘箱中烘烤樣品板至少3h）溫度/濕度/偏壓（T/H/B）測試箱：將試樣垂直放置在環境試驗箱中(±30分鐘在96小時(±30分鐘）穩定期后，應測量每個測試圖形絕緣電阻；d）檢查可疑的CAF測試故障，如導線脫落、斷開、焊接點而非圖形區漏電等，則該測試樣本不再b）繪制時間-電阻曲線圖。A.1酸性氯化銅蝕刻法A.3.2儀器與材料A.3.3化學藥品氯化銅CuCl2·2H2O9.3%（重量比3N）25%（體積比）b）中和液：10%（重量比）的氫氧化鈉（NaOH）；d）圖形顯影材料：抗蝕刻系列或材料，能形成適合的導電A.3.5