电子产品测试方法入门

试想这种情形：你的品质保证(QA, quality assurance)经理打电话给你：“我们有一个问题，需要你来这里马上处理。”
　　当你到达现场，QA经理给你看刚从生产线上来的一块电路板，上面长有一些“白色的浮渣”。这是什么？如果有，多少白色浮渣应该允许？现存的白色浮渣应该怎样测量？
　　为了回答这些问题，你需要一个方法对研究中的白色浮渣进行测量。这个方法应该帮助你找出证据和有多少白渣存在。
开始测量方法(TM, test method)
　　什么是测量方法？对过程控制、品质保证和失效分析很重要的，测试方法是概括用于获得有关测试主体，如板、元件、焊锡与助焊剂，数据的方法的详细程序。这些方法应该以这样一种方式写下，以便它们容易跟随和可以再现。一个测试方法(TM)应该是可重复的，以便在各种时间从不同测试所产生的结果可以相互比较。一个跟随困难和/或不够详细的测试方法可能引起问题。例如，如果一个测试方法是写给已装配的电路板的清洁度测试的，通过测量浸出溶液(extract solution)的导电率，但没有规定进行浸出的温度，这样可能得到错误的结果。
　　也许开头例子中的白色浮渣是一个清洁度的问题。为了找出原因，你在内部测试一块板，并送出一块同样的板给一个独立实验室测试。两个设施都进行一项清洁度测试，通过在酒精/水溶液中浸出板和测量导电率，以氯化钠(NaCl)当量的形式报告结果。
　　不幸的是，两个设施跟随的测试方法没有规定浸出的温度。你的实验室在30°C进行测试，得到1.4μg/cm2的氯化钠当量；独立实验室在40°C进行测试，得到2.0μg/cm2的氯化钠当量。因为你的标准(测试标准)对这个测试定义1.56μg/cm2的氯化钠当量的污染水平为失效，所以从你的实验室出来的板标记为通过，而从独立实验室出来的板标记为失效，即使它们应该给出同样的结果！现在，双方度必须重复测试，每个都以相同的浸出温度来进行测试。
　　如果测试方法正确地写下，所有测试参数都定义，包括进行浸出时的温度，那么这个问题可以避免。本例是重点说明突出的问题。遗漏，或不好好定义较细小的事项也可能给未来的使用者带来问题。
　　测试方法不应该与标准(失效标准)混淆。反过来也一样。测试方法与标准应该具有协同的关系。标准可以引出一个测试方法，有时甚至可能讨论测试方法的一些细节。理想地，测试方法不应该定义一个标准，以便它可由一个更大的用户群使用。如果一个公司制造的产品用于要求性能很关键的场合，如生命支持器具，而另一家公司生产的产品用于“一次性”的电子设备，每个公司可能有不同的接收标准。如果哪家公司的测试方法含有接收标准，那么另一家公司使用这些标准时就有问题。当测试方法不含有标准时，每个实验室都可应用自己一套接收标准，使用相同的测试方法。当接收标准与测试方法分开时，测试方法的可应用性增加了。如果接收标准被包括在一套出版的测试方法内，而不是分开的，实验室可产生其自己的测试方法，每一个都有些不同，并包含其自己的接收标准。这种情况会限制公司之间、测试实验室与顾客之间的有关产品品质的通信数量与清晰度。

为什么需要测试方法？
　　测试方法的需要有许多理由。一个主要的应用是过程控制(process control)和品质保证。对过程控制有一个测试方法，可保证对监测过程所收集的数据每一次都是以相同的方法产生的。另外，有一个测试方法可允许相同的测试在许多不同的地方进行，保证从每个设施得出的数据都是可以与其它设施所产生的数据比较的。那么各种测试设施可说同一种语言。这个方面同样是重要的，当测试方法的应用是用来区分或给予资格供应商。供应商可以参照一个众所周知的测试方法，在描述其产品的数据表上报告结果。然后一个潜在的客户可以对来自其它供应商的材料进行的相同测试，比较在材料数据表中记录的每个数据的结果。
　　也许在开头例子中的白色浮渣是与助焊剂有关的。因此，现在你不得不决定今后使用谁的助焊剂。助焊剂必须具有低于3%的固体含量。你以前的供应商和你的公司已经同意使用IPC标准TM-650 2.3.34来决定固体含量。你接触两个新的供应商，A和B，要求他们同样的信息，使用相同的测试方法。供应商A报告其助焊剂含有2.6%的固体，供应商B 报告3.9%的固体含量。因为这两个供应商进行与原来供应商相同的测试方法，所以三个值可以相互比较。在这个信息的基础上，你的公司开始对使用哪个助焊剂供应商作出有知识的选择。

测试方法如何应用？
　　测试方法是标准与接收准则的应用与监测的重要工具。这些标准和测试准则用于各种情况。正如所讨论的，这些标准，和与之一起使用的测试方法，可用来给予资格新的材料供应商。另一个重要的应用是在过程控制之中。再一次，提供接收标准，相应的测试方法用来监测被测试来跟踪过程的参数。只要测试方法是以持续的方式应用，从测试产生的数据可用来监测过程。在这个例子，和一个与标准和接收准则有关的测试方法的任何其它应用中，测试方法和标准必须设计成相互适应。如果发布一个标准或者一个特殊的接收准则，那么跟随这个与标准对应的特殊测试方法是重要的。如果给出一个标准，为该标准产生数据的测试方法改变了，那么标准是无效的。
　　回到开头的例子，你已经最终跟踪这个问题到你正在使用的助焊剂中的一个污染。现在，你需要决定就表面绝缘电阻率而言，是否新的助焊剂将满足你的规格。你决定一个标准，在85%HR/85°C条件下在七天之后大于4.00 x 109Ω。这个标准是使用一个0.4mm的线和0.5mm的间隔的测试梳状电路来决定的。当测试新的助焊剂时，得到3.00 x 109Ω的表面绝缘电阻值。当测试更仔细地考查时，使用了0.5mm的线和0.4mm的间距的板，它使试验无效。试验又使用正确的测试板和前面通过的助焊剂进行。
　　使用已经发布的标准和测试方法如其所写一样是明智的。虽然个别公司应该设计其自己的测试方法，但他们也应该开发与这些试验方法相应的标准。事实上，当开发新产品和工艺时，开发内部标准和测试方法来帮助认定这些新产品和工艺的合格性是有益的。

结论
　　测试方法是电子材料制造的一个重要方面。已经发布的方法和相应标准的可用性允许更好的过程控制(process control)和品质保证(quality assurance)。另外，这些测试方法在失效分析和新产品与材料的研究开发中是有用的工具。测试方法的广泛的使用性允许在电子材料制造行业更好的信息沟通。