IPC-TM-650测试方法手册-得迈斯仪器

IPC-TM-650 测试方法手册

编号：2.6.26

目的：直流热循环测试

生成日期：99.11

1.0 概述：此项测试测量PCB板通孔孔壁和孔和内层连接在热循环下的电阻的变化，应用特定设计的测试COUPON进行相应的测试。

该测试技术通过在特定的科邦的内层和通孔的连接回路上通3分钟的直流电，使被测COUPON测试区的温度升温至设定的温度，该温度略高于生产材料的Tg温度。测试采用直流的通断使测试COUPON从室温达到设定温度，在温度变化下对被测COUPON进行抗疲劳测试，加速潜在问题的发生。

测试通过的循环测试为生产出成品的性能决定。

详细的测试信息请见6.0。

2.0 应用文档

2.1 IPC-TM-650 2.1.1 微切片制作

2.2 IPC-TM-650 2.1.1.2 微切片制作－半自动/自动技术

3.0 测试样件典型的测试COUPON如图一所示。

4.0 仪器或材料

4.1 内层连接应力测试系统（IST）如6.0

4.2 四线2.54mm（0.1inch）公头连接器（参见MOLEX 2241－4042）

4.3 Sn60Pb40或Sn63Pb37焊料

4.4 阻焊剂

4.5 电烙铁

4.6 万用表－可选

4.7 热影仪－可选

5.0 程序

5.1 测试样件准备

5.1.1 在COUPON的第一面左右两端分别在0.040inch孔径中焊接上4个公头连接器，不能出现焊接不良即焊锡需灌满通孔。

5.1.2 由于测试前需进行预处理，故在COUPON安装入IST测试区前需使被测COUPON的温度降低到室温（降温过程大概需要10分钟）。

5.2 IST测试程序

5.2.1 将测试COUPON 安装入IST 设备测试箱内

5.2.3 输入数据文件名和启动预测试循环处理。当预测试循环结束后，IST 测试系统开始对被测COUPON 进行热循环测试。IST 测试过程中将对孔铜和孔壁与内层连接之间的电阻变化进行监控，并且记录各个COUPON 的测试表现资料。同时测试系统提供了相应的下载软件能够绘制出测试过程中各个被测COUPON 电阻的变化曲线。

5.3 微切片的评价——可选 如果需要详细的分析具体位置的孔铜断裂/内层连接断裂则有必要进行切片分析。欧姆表和热影仪可以帮助来确定失效的位置，微切片时样方法参照IPC －TM －650 2.1.1和2.1.1.2。

6.0 注释

6.1 IST 测试系统细节

该设备由PWB Interconnect Solutions Inc.提供。国内总代理商连络数据如下: 得迈斯仪器肢股份有限公司 电话 : 00 886 2 8502 1096

6.2 IST COUPON

COUPON 的设计必须满足受热的一致性，且电器连接的有效性需符合IPC 的要求。COUPON 的电阻设计应满足室温测量值在150m Ω～1.5Ω之间。IST 测试系统的四线制测量系统能独立的有效的监控到科邦的P 、S 两端的电阻变化。

被测试COUPON 可以对板件的质量设计、材料、制程过程和可靠性等进行多方面的监控。 6.3 测试具体步骤 6.3.1 预处理

此过程可在IST 箱体内进行，也可进行相同条件的模拟，但所有的被测COUPON 必须经过预处理才能进行后期的测试。同时每个COUPON 室温时电阻（ambient resistance ），设定温度电阻（target temperature resistance ）、超标电阻（rejection resistance ）和电流会进行实时的检测计算并显示在监视器上。

注：处理将提升COUPON 本身的温度并在预处理的过程中会影响到室温时电阻的计算，一旦发现该电阻出现问题不合理，应采用在IST 设备上的风扇对其进行降温1～2分钟。 6.3.1.1室温时电阻（ambient resistance ）

采用万用表进行测量，并用直流电对科邦进行加热处理 6.3.1.2设定温度电阻（target temperature resistance ）

系统软件具有计算和显示该电阻的功能。有效的应力测试范围在50℃～250℃（122℉～422℉）。计算公司如下：

[])1(tan Re arg rm h T rm T T R ce sis et T -+=α

其中

=T α 估算内层连接的电阻热系数

=rm R 室温时电阻（约25℃） =h T 规定的温度pcb =rm T 室温

6.3.1.3超标电阻（rejection resistance ）

该电阻将被系统进行计算和显示。这个值在电阻上升1％～100％中规定。如果选择10％，即当测试的电阻变化上升10％后将作为拒收标准。 6.3.1.4 电流

系统将选择在室温时的电阻的初始电流和电流资料表，电流资料表为IST 设备的本身的软件库。在预处理时，，应保证3min ±3sec 的初始值的直流电保证测试所需的升温。 6.3.1.5 从预处理的第一个循环开始系统就开始对被测COUPON 进行监控。如果第一个预处理循环在规定的3min ±3sec 内达到设定的电阻，则可以进行下一步的应力测试。如果没有达到，则被测COUPON 将自动进行预处理的下一个循环且系统将自动补偿电流，直至被测电阻达到设定要求可以进行应力测试或在预处理的过程中被测COUPON 就已失效。 6.3.1.6 预处理后将有3分钟左右的时间使COUPON 静置冷却到室温。 6.3.1.8 测试系统将自动记录和保存条件信息和应力测试信息。 6.3.2 应力测试循环

6.3.2.1 应力测试应用原直流电流启动，每个循环3分钟的升温过程和2到3分钟的冷却时间。其中冷却时间有板件的厚度和COUPON 的实际设计来确定。 6.3.2.2 测试中每个COUPON 将一直自动进行测试循环，直到电阻上升超过设定值或事先设定的IST 测试循环已全部完成。

6.3.2.3 被测COUPON 电阻的正向偏差R ?说明失效正在开始，R ?的变化率代表的内层连接的机械应力失效性。

6.3.2.4 当每个COUPON 的R ?达到设定的最大值使，IST 测试停止，同时可以提前对失效问题进行有效的分析。 6.3.3 图形和资料分析

6.3.3.1 每个COUPON 的两条链路都被系统进行实时的监控，且记录测试过程中的每个有效资料，且应用这些资料对每个被测COUPON 的测试结果进行绘图和分析，如图2、3和4为典型的IST 测试结果图。

6.4 此测试方法委员会也了解到相类似的测试方法和原则。委员会也鼓励相似的测试及资料。在有必要的时候，此测试系统的文件将进行修订。