PCB各种可靠性

1、Abrasion Resistance耐磨性
在电路板工程中，常指防焊绿漆的耐磨性。其试验方法是以 1 k g 重的软性砂轮，在完成绿漆的IP-B-25样板上旋转磨擦 50 次，其梳型电路区不许磨破见铜，即为绿漆的耐磨性。某些规范也对金手指的耐磨性有所要求。
2、Accuracy 准确度
　　指所制作的成绩与既定目标之间的差距。例如所钻成之孔位，有多少把握能达到其"真位"(True Position)的能力。
　　3、Adhesion 附着力
　　指表层对主体的附着强弱而言，如绿漆在铜面，或镀层与底材间之附着力皆是。
　　4、Aging 老化
　　指经由物理或化学制程而得到的产物，会随着时间的经历而逐渐失去原有的品质。
　　5、Arc Resistance 耐电弧性
　　指在高电压低电流下所产生的电弧，当此电弧在绝缘物料表面经过时，物料本身对电弧抗拒力或忍耐力谓之耐电弧性。其耐力品质的好坏，端视其被攻击而造成碳化物导电之前，所能够抵抗的时间久暂而定。
　　6、Bed-of-Nail Testing 针床测试
　　板子进行断短路(Open/Short)电性试验时，需备有固定接线的针盘(Fixture)，其各探针的安插，需配合板面通孔或测垫的位置，在指定之电压下进行电性测试，故又称为"针床测试"。这种电性测试的正式名称应为 Continuity Test，即 "连通性试验"。
　　7、Beta Ray Backscatter 贝他射线反弹散射
　　是利用同位素原子不安定特性所发出的 β 射线，使透过特定的窗口，打在待测厚的镀层样本上，并利用测仪中具有的盖氏计数管，侦测自窗口反弹散射回来部份的射线，再转成厚度的资料。一般测金层厚度仪，例如 UPA 公司的 Micro-derm 即利用此原理操作。
　　8、Bond strength 结合强度
　　指积层板材中，欲用力将相邻层以反向之方式强行分开时(并非撕开)，每单位面积中所施加的力量(LB/in2)谓之结合强度。
　　9、Breakdown Voltage 崩溃电压
　　造成板子绝缘材料(如基材或绿漆)失效的各种高压中，引发其劣化之最低最起码之电压即为"崩溃电压"或简称"溃电压"。或另指引起气体或蒸气达到离子化的电压。由于"薄板"日渐流行，这种基材的特性也将要求日严。此词亦常称为Dielectric Withstanding Voltage。
　　10、Burn-In 高温加速老化试验
　　完工的电子产品，出货前故意放在高温中，置放一段时间(如 7 天)，并不断测试其功能的劣化情形，是一种加速老化试验，也称为高温寿命试验。
　　11、Chemical Resistance 抗化性
　　广义是指各种物质对化学品的忍耐或抵抗能力。狭义是指电路板基材对于溶剂或湿式制程中的各种化学品，以及对助焊剂等的抵抗性或忍耐性。
　　12、Cleanliness 清洁度
　　是指完工的板子，其所残余离子多寡的情形。由于电路板曾经过多种湿式制程，一旦清洗不足而留下导电质的离子时，将会降低板材的绝缘电阻，造成板面线路潜在的腐蚀危机，甚至在湿气及电压下点引起导体间(包含层与层之间)的电子迁移(Electromigration)问题。因而板子在印绿漆之前必须要彻底清洗及干燥，以达到最良好的清洁度。按美军规 MIL-P-55110E 之要求，板子清洁度以浸渍抽取液(75％异丙醇＋25％纯水)之导电度(Conductivity)表示，必须低于2×10-6 mho，应在2×106 ohm以，才算及格。
　　13、Comb Pattern 梳型电路
　　是一种"多指状"互相交错的密集线路图形，可对板面清洁度及绿漆绝缘性等，进行高电压测试的一种特殊线路图形。
　　14、Corner Crack 通孔断角
　　通孔铜壁与板面孔环之交界转角处，其镀铜层之内应力(Inner Stress)较大，当通孔受到猛烈的热冲击时 (如漂锡)，在 Z 方向的强力膨胀拉扯之下，其孔角。其对策可从镀铜制程的延展性加以改善，或尽量降低板子的厚度，以减少Z 膨胀的效应。
　　15、Crack 裂痕
　　在 PCB 中常指铜箔或镀通孔之孔铜镀层，在遭遇热应力的考验时，常出现各层次的局部或全部断裂，谓之 Crack。其详细定义可见 IPC-RB-276 之图 7。
　　16、Delamination 分层
　　常指多层板的金属层与树脂层之间的分离而言，也指"积层板"之各层玻纤布间的分开。主要原因是彼此之间的附着力不足，又受到后续焊锡强热或外力的考验，而造成彼此的分离。
　　17、Dimensional Stability 尺度安定性
　　指板材受到温度变化、湿度、化学处理、老化(Aging) 或外加压力之影响下，其在长度、宽度、及平坦度上所出现的变化量而言，一般多以百分率表示。当发生板翘时，其 PCB 板面距参考平面(如大理石平台) 之垂直最高点再扣掉板厚，即为其垂直变形量，或直接用测孔径的钢针去测出板子浮起的高度。以此变形量做为分子，再以板子长度或对角线长度当成分母，所得之百分比即为尺度安定性的表征，俗称"尺寸安定性"。本词亦常指多层板制做中其长宽尺寸的收缩情形，尤其在压合后，内层收缩最大，通常经向约万分之四，纬向约万分之三左右。
　　18、Electric Strength（耐）电性强度
　　指绝缘材料在崩溃漏电以前，所能忍受的最高电位梯度(Potential Gradient,即电压、电位差），其数值与材料的厚度及试验方法都有关。此词另有同义字为(1)Dielectric Strength介质强度(2)Dielectric Break Down介质崩溃(3)Dielectric Withstand Voltage介质耐电压等，一般规范中的正式用语则以第三者为多。
　　19、Entrapment 夹杂物
　　指不应有的外物或异物被包藏在绿漆与板面之间，或在一次铜与二次铜之间。前者是由于板面清除不净，或绿漆中混有杂物所造成。后者可能是在一次铜表面所加附的阻剂，发现施工不良而欲"除去"重新处理时，可能因清除未彻底留下残余阻剂，而被二次铜所包覆在内，此情形最常出现于孔壁镀铜层中。另外当镀液不洁时，少许带电固体的粒子也会随电流而镀在阴极上，此种夹杂物最常出现在通孔的孔口，下二图所示即是典型镀铜的 Entrap。
　　20、Fungus Resistance 抗霉性
　　电路板面若有湿气存在时，可能因落尘中的有机物而衍生出霉菌，此等菌类之新陈代谢产物会有酸类出现，将有损板材的绝缘性。故板面的导体电路或所组装的零件等，都要尽量利用绿漆及护形漆(Conformal Clating ,指组装板外所服贴的保护层)予以封闭，以减少短路或漏电的发生。
　　21、Hipot Test 高压电测
　　为 High Potential Test 的缩写，是指采用比在实际使用时更高的直流电压，去进行仿真通电的电性试验，以检查出可能漏失的电流大小。
　　22、Hole pull Strength 孔壁强度
　　指将"整个孔壁"从板子上拉下所需的力量，也就是孔壁与板子所存在的固着强度。其试验法可将一金属线押进孔中并在尾部打弯，经并经填锡牢焊在通孔中。如此经 5次焊锡及 4 次解焊， 然后去将整个通孔壁连同填锡焊点，一并往板面垂直方向用力拉扯，直到松脱所呈现的力量为止。其及格标准为 500 PSI，此种耐力谓之孔壁强度。
　　23、Ion Cleanliness 离子清洁度
　　电路板经过各种湿制程才完成，下游组装也要经过助焊剂的处理，因而使得板面上带有许多离子性的污染物，必须要清洗干净才能保证不致造成腐蚀，而清洗干净的程度如何，须用到异丙醇(75％)与纯水(25％)的混和液去冲洗后，再测其溶液的电阻值或导电度，称为离子清洁度，而由于离子所造成板面的污染，则称为"离子污染"(Ionic Contamination)。
　　24、Ionizable(Ionic)Contamination 离子性污染
　　在电路板制造及下游组装的过程中，某些参与制程的化学品，若为极性化合物而又能溶于水时，则其在板上的残迹，将很可能会因吸潮而溶解成导电性的离子，进而造成板材的漏电构成危害。此类化学品最典型者即为：助焊剂中之活性物质、电镀液或蚀刻液之残余、指印汗水等。皆需彻底洗净以达到规范所要求的清洁度或绝缘度。
　　25、Microsectioning 微切片法
　　是对电路板之板材组织结构，与板材在各制程站的细部品质，以及零件组装情况等，在微观下做进一步深入了解的一种技术，是一种公认的品检方法。在正确拋光与小心微蚀后的切片试样上，于放大 100～400 倍下，各种细部详情均将一览无遗，而多数的问题根源也为之无所遁形。不过微切片正确判读所需的智识，却远超过其制作的技术，几乎是集材料、制程及品管等各种学理与规范于一身的应用。此种微切片法是源自金属材料，及矿冶科技的学问领域。
　　26、Moisture and Insulation Resistance Test 湿气与绝缘电阻试验
　　此试验原来的目的是针对电路板面的防焊绿漆，或组装板的护形漆(Conformal Coating)等所进行的加速老化试验，希望能藉助特殊的梳形线路，自其两端接点处施加外电压(100 VDC 0％)下，试验出此等皮膜"耐电性质"的可靠度如何，以 Class 2品级的板类而言，须在 50℃ ℃ 及 90~98％ RH的环境下，放置7天(168小时)，且每8小时检测一次"绝缘电阻"。此试验现亦广用于板材、助焊剂，甚至锡膏等物料，以了解在恶劣环境中的可靠度到底如何。
　　27、Omega Meter 离子污染检测仪
　　待印绿漆的电路板，或完成装配与清洗的组装板，该整体清洁程度如何？是否仍带有离子污染物？其等情况都需加以了解，以做为清洗工程改善的参考。实际的做法是将待测的板子，浸在异丙醇(占25%)与纯水的混合液中，并使此溶液产生流动以便连续冲刷板面，而溶出任何可能隐藏的离子污染物，并以导电度计测出该测试溶液，是否因污染物不断溶入而使导电度增加，用以判断板子清洁程度。此种连续流动并连续监测溶液导电度的仪器，其商品之一的 Omega Meter 即为此中之佼佼者。此类商品另有Kenco公司的Omega 500型、Alpha Metal 公司的 Omega 600型，及杜邦的 Ionograph Meter 等。
　　28、Peel Strength抗撕强度
　　此词在电路板工业中，多指基板上铜箔的附着强度。其理念是指将基板上1吋宽的铜箔，自板面上垂直撕起，以其所需力量的大小来表达附着力的强弱。通常1 oz铜箔的板子其及格标准是 8 lb/in (1996年1月MIL-P-55110E之附录Spec. Sheet"4D"已将之降低为 4 lb/in)。此术语亦可用以表示各种电镀层的附着力。按中国国家标准(CNS)的正式译名应为"抗撕强度"，其用词可谓望文生义简明清楚，无需再费唇舌解释。然而一般业者却不用此词，反而直接引用日文的"剥离强度"，语意似有主客颠倒之嫌。在长期以讹传讹之下，劣币驱逐良币，正确术语竟不见流传，其是非不明的马虎随便，不免令人为之扼腕。
　　29、Porosity Test疏孔度试验
　　这是对镀金层所进行的试验。电路板金手指上镀金的目的是为了降低"接触电阻"(Contact Resistance)，及防止氧化而保持其良好的接触性能。但却因镀层太薄而无法避免疏孔(Pores)，致使底镀的镍层有机会与空气及水接近。又因黄金本身在化学性质上的高贵，在电化环境中会首先选择做为阴极，迫使底下的镍层扮演阳极的角色，造成底镍的加速腐蚀。其腐蚀的产物将会附着在疏孔附近，而降低了镀金层的优良接触性质，因而在品质规范中，常要求镀金层须通过Porosity Test。这种试验的做法很多，其中一种快速的做法，是取一张沾有镍试剂(Dimethyl-glyoxime)的试纸，将之打湿压在金手指表面，然后另取一条不锈钢片当成阴极压在试纸上，以试纸当成电解槽，将金手指当成阳极。在通入直流电一分钟后，有金层疏孔的底镍层，将被强迫氧化而产生镍盐，当其与"镍试剂"相遇时，将立即出现红色斑点。此试剂对镍浓度的敏感性可达一百六十万分之一，只要金层有疏孔存在，即逃不过这种试验的法力。不过疏孔度品质"允收标准"，却始终不易制订。
　　30、Reliability可靠度，信赖度
　　是一种综合性的名词，表示当产品经过储存或使用一段时间后，对其品质再进行的一种"测量"(Measure)，与新制品在交货时所实时测量的品质有所不同。换句话说，即是当产品在既定的环境中，历经一段既定时间的使用考验后，对其原有的"功能"(Function)是否仍可施展，或施展程度如何的一种测量。就电路板代表性规范 IPC-RB-276 而言，其 Class 3 即为"高可靠度"(简称Hi-Rel)之等级，如心脏调节器、飞航仪器或国防武器系统等电子品，其所用的电路板皆对Reliability相当讲究。
　　31、Rotary Dip Test摆动沾锡试验
　　是一种对电路板试样进行板面"焊锡性"试验的方法，按1992年 4 月所发布ANSI/J-STD-003 之"焊锡性规范"，在其 4.2.2 节及图 4. 的说明中，可知这是一种慢速钟摆式运动的沾锡试验，但在国内业界中极少使用 (详见电路板资料杂志第57期 p.83)。
　　32、Rupture迸裂
　　对物料进行抗拉强度试验(Tensile Strength Test)或延伸率试验(Elongation Test)或展性试验时，其被拉裂的情形称为 Rupture(见电路板信息杂志第73期)
　　33、Surface Insulation Resistance (SIR)表面绝缘电阻
　　指电路板面各种导体之间，其基材表面的绝缘性质(程度)和何，是在特定的温湿环境中，又外加定额的电压下，长时间进行规律"定时性"的绝缘测试，而得到的一种监视制程或物料的"品质数据"。其实际的做法见 IPC-TM-650中2.6.3D的内容叙述。
　　34、Tape Test撕胶带试验
　　电路板上的各种镀层及有机涂装层，可利用一小段透明胶带在其表面上压附，然后瞬间用力的撕起，即可测知该等皮膜之附着力的品质如何。常用之透明胶带有 3M公司的#600及 #691等商品。
　　35、Thermal Cycling热循环，热震荡
当电路板或电路板组装品完成后，为测知其可靠度(Reliability)如何，可放置在高低温循环的设备中，刻意进行剧烈的热胀冷缩，以考验各个导体、零件，与接点的可靠度，是一种加速性环境试验，又称为Thermal Shock"热震荡"试验或"温度循环"试验。按 MIL-P-55110D 对完工 FR-4 材质的电路板，其一个完整周期的 Thermal Cycling试验，应按下述方式进行：室温中15分钟->2分内移入->高温125℃15分->2分内移入->室温15分->2分内移入->-65℃15分->2分内移入->室温15分55110D 规定 FR-4 板子须完成 100 个周期上述的试验后，其铜线路导体会发生劣化情形，从"电阻值"的增加上可以得知。　　
36、Traceability追溯性，可溯性
军用电路板或 IPC-RB-276中所明定高可靠度的 Class 3板类，在制造过程中所用到的各种原物料、设备及检验过程等，其资料皆需详加纪录及保存，以备出品后三年中仍具可查考及可追踪的证据，谓之"追溯性"。
37、Wear Resistance耐磨度，耐磨性
　　此词与 Abrasion Resistance同义，有时也可称为Wearability。
　　38、Weatherability耐候性
指产品本身或表面处理层，在室外不同的环境中，由于各种保护措施之得宜，具有耐久能力减少功能故障的发生，称为耐候性。