电路板缺陷测试方法与流程

1.本发明涉及电路板分析技术领域，特别是涉及一种电路板缺陷测试方法。


背景技术：

2.5g通信作为新一代移动通信技术发展的主要方向，具有全频谱接入、高频段乃至毫米波传输、高频谱效率三大基础性能要求。在近几年的通信发展中，其基站遍布世界各地，使用环境从赤道范围的高温高湿到极北地区的严寒地带，严酷的环境对器件及原材料也提出了更高的性能和升级的需求。
3.在基站使用的各类器件原材料中，印制电路板起着承接器件、传输电源信号、支撑电路等重要作用。毫无疑问印制电路板需要能够在多种复杂的环境下均保持良好的性能以及长久的寿命。因此，在印制电路板出厂时，通常需要对印制电路板的性能进行评估。如果在使用前期评估不当，有可能会造成后期基站使用过程中出现故障。更严重的话，还会导致印制电路板的寿命减短、直接报废。
4.对于印制电路板的可靠性的评估方法有很多种。例如，对电路板的环境适应性方面的评估包括高温、高湿、高加速等寿命试验，对电路板的热性能方面的评估包括膨胀系数、玻璃化转变温度、导热等试验，对电路板基材的耐电性能方面的评估包括导电阳极丝等。然而上述评估方法主要涉及的都是对于电路板的性能参数的模拟测试，而不是对于电路板基材、孔铜及孔铜与基材结合的牢固程度等电路板本身的结构方面的测试。
5.公开号为cn102854199a的专利公开了一种使用红墨水染色测试电路板上球栅阵列(bga)焊点的方法，该方法采用红墨水浸没球栅阵列焊点，如果原先焊点存在开裂，那么红墨水就会扩散到裂缝中，而后去除多余的红墨水。由于焊点在受到机械应力分离时会优先于开裂处分离，因此将焊点拔开之后，如果焊点的分离面上残留有红色颜料，就说明焊点原本存在开裂、焊点焊接质量不好。这种测试方法虽然能够用于检测电路板上焊点的焊接质量，但是它在检测的过程中需要通过起拔的方式拆分原本的样品才能进行后续的观察，因此只能应用于如焊点等易于分离的部件。


技术实现要素：

6.基于此，有必要提供一种应用范围更广的电路板缺陷测试方法。
7.根据本发明的一个实施例，一种电路板缺陷测试方法，其包括如下步骤：
8.将电路板上待测试的部位浸于荧光渗透溶液中，所述荧光渗透溶液包括荧光渗透剂和有机溶剂，所述荧光渗透剂和所述有机溶剂的质量比为1:(20～30)；
9.将所述电路板与所述荧光渗透溶液共同置于真空腔室中，对所述真空腔室进行抽真空处理；
10.取出所述电路板并去除所述电路板上残留的所述荧光渗透溶液，将所述电路板进行切片处理以暴露观察截面，检测所述观察截面的荧光效果。
11.在其中一个实施例中，所述有机溶剂选自醇类有机溶剂。
12.在其中一个实施例中，所述荧光渗透剂和所述有机溶剂的质量比为1:(20～25)。
13.在其中一个实施例中，抽真空处理的过程中，使所述真空腔室的真空度降低至-0.1mpa以下并保持3min以上的时长。
14.在其中一个实施例中，抽真空处理的过程中，在使所述真空腔室的真空度降低至-0.1mpa以下并保持3min以上的时长之后，还包括再重复进行抽气处理两次以上的步骤；每次所述抽气处理之前先使所述真空腔室回复至常压，再抽气至所述真空腔室的气压在-0.1mpa以下并保持3min以上的步骤。
15.在其中一个实施例中，采用紫外光照射所述观察截面，以检测所述观察截面的荧光效果。
16.在其中一个实施例中，在紫外光的照射下，通过显微镜观测所述观察截面，以检测所述观察截面的荧光效果。
17.在其中一个实施例中，在将所述电路板进行切片处理之前，还包括对电路板进行取样以获取待测试样品并采用高分子材料固封所述待测试样品的步骤。
18.在其中一个实施例中，在将所述电路板进行切片处理之后，还包括研磨所述电路板的观察截面的步骤。
19.在其中一个实施例中，去除所述电路板上残留的所述荧光渗透溶液的步骤包括：将所述电路板从所述荧光渗透溶液中取出置于烘箱中进行烘烤。
20.在该电路板缺陷测试方法中，将电路板上待测试的部位浸于荧光渗透溶液中，并同时对真空腔室进行抽真空处理。当电路板基材存在分裂、离子迁移通道、孔铜破损、孔壁结合不良等缺陷时，在抽真空的过程中，荧光渗透溶液就会逐渐渗透进入缺陷处。在去除残留溶液的过程中，在缺陷内部的荧光剂并不会被一并去除。因此最终如果能够检查到观察截面上具有荧光效果，则可以判定电路板上具有缺陷。
21.相比起传统的红墨水染色测试方法，该缺陷测试方法不仅仅局限于对于焊点是否开裂的测试，还能够用于测试电路板上的各种结构缺陷。其中所用的荧光渗透溶液不仅仅能够渗入焊点的开裂处，还能够通过离子扩散通道及孔壁缺陷、孔壁结合不良等缺陷渗透，因此能够更为全面地反映出电路板的结构性能。并且，红墨水染色测试方法必须要起拔拆分样品才能观察电路板上焊点的焊接质量，费时费力。而该缺陷测试方法则仅需要截取少量电路板样品制作切片即可进行观测，所需检验仪器简单、成本低廉且时效快。
附图说明
22.图1为实施例1获得的观察截面的局部光学示意图；
23.图2为实施例1获得的观察截面的局部光学示意图。
具体实施方式
24.为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。文中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
25.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具
体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本文所使用的“多”包括两个和多于两个的项目。本文所使用的“某数以上”应当理解为某数及大于某数的范围。
26.根据本发明的一个实施例，一种电路板缺陷测试方法，其包括如下步骤：将电路板上待测试的部位浸于荧光渗透溶液中，荧光渗透溶液包括荧光渗透剂和有机溶剂，荧光渗透剂和有机溶剂的质量比为1:(20～30)；将电路板与荧光渗透溶液共同置于真空腔室中，对真空腔室进行抽真空处理；取出电路板并去除电路板上残留的荧光渗透溶液，将电路板进行切片处理以暴露观察截面，检测观察截面的荧光效果。
27.在该电路板缺陷测试方法中，将电路板上待测试的部位浸于特定配比的荧光渗透溶液中，并同时对真空腔室进行抽真空处理。当电路板基材存在分裂、离子迁移通道、孔铜破损、孔壁结合不良等缺陷时，在抽真空的过程中，荧光渗透溶液就会逐渐渗透进入缺陷处。在去除残留溶液的过程中，在缺陷内部的荧光剂并不会被一并去除。因此最终如果能够检查到观察截面上具有荧光效果，则可以判定电路板上具有缺陷。
28.相比起传统的红墨水染色测试方法，该缺陷测试方法不仅仅局限于对于焊点是否开裂的测试，还能够用于测试电路板上的各种结构缺陷。其中所用的荧光渗透溶液不仅仅能够渗入焊点的开裂处，还能够通过离子扩散通道及孔壁缺陷、孔壁结合不良等缺陷渗透，因此能够更为全面地反映出电路板的结构性能。并且，红墨水染色测试方法必须要起拔拆分样品才能观察电路板上焊点的焊接质量，费时费力。而该缺陷测试方法则仅需要截取少量电路板样品制作切片即可进行观测，所需检验仪器简单、成本低廉且时效快。
29.其中，荧光渗透剂是用于金属材料表面探伤的荧光渗透剂，可以自行配制或从市场上购买得到。在现有技术中，市售的荧光渗透剂多用于金属材料表面例如铸件表面的探伤，并检测金属材料表面是否存在缺陷。发明人为了解决测试电路板缺陷的问题，想到了将该荧光渗透剂应用于电路板的探伤。但是电路板的性质与传统的金属材料不同，直接将荧光渗透剂涂抹于电路板表面，或是将电路板浸入荧光渗透剂中均不能够使荧光材料留存于电路板内部的缺陷中，由此也导致传统的荧光渗透剂并不能够应用于电路板缺陷的检测。
30.为了解决上述问题，本发明的发明人进行了大量尝试，最终发现采用特定配比的荧光渗透溶液、同时在真空腔室中将电路板浸于荧光渗透溶液中，能够使得荧光渗透溶液的荧光材料进入并残留于电路板的例如离子通道、孔铜破损及孔壁结合不良等缺陷处，以便于后续的观测。
31.其中，真空腔室指的是可以用于营造真空环境的腔室，例如密封的容器。对密封的容器内部进行抽气处理，即可使密封的容器内部形成真空或接近真空的环境。
32.其中，电路板上待测试的部位，指的是在后续制样时需要做切片处理的部位。
33.荧光渗透溶液包括荧光渗透剂和有机溶剂，荧光渗透剂和有机溶剂的质量比为1:(20～30)。在其中一个具体示例中，有机溶剂可以选自醇类溶剂，例如乙醇和异丙醇中的一种或多种。可选地，荧光渗透剂与醇类溶剂的质量比为1:(20～25)。采用荧光渗透剂的质量比在该范围内的荧光渗透溶液，能够在保证荧光材料进入电路板缺陷内部的同时，在电路板中留存足够的用于观测的荧光材料，以便于后续的检测过程。
34.在其中一个具体示例中，抽真空处理的过程中，使真空腔室的真空度降低至-0.1mpa以下并保持3min以上的时长，能够尽可能提高荧光材料扩散入电路板的缺陷内部的
速率，便于后续的观测。
35.进一步地，在其中一个具体示例中，抽真空处理的过程中，在使真空腔室的真空度降低至-0.1mpa以下并保持3min以上的时长之后，还包括再重复进行抽气处理两次以上的步骤；每次抽气处理之前先使真空腔室回复至常压，再抽气至真空腔室的气压在-0.1mpa以下并保持3min以上的步骤。通过多次抽真空，能够使荧光渗透溶液更为充分地渗入电路板的缺陷中，提高最终检查时所观测到的荧光强度。
36.在其中一个具体示例中，采用紫外光照射观察截面，以检测观察截面的荧光效果。荧光材料在受到紫外光照射时能够发射荧光，采用紫外光照射观察截面，能够使得荧光材料发射的荧光相对于电路板的其他部件更为清晰。
37.可以理解，由于电路板内部的微缺陷很小，即使存在荧光现象也难以用肉眼直接察觉，因此通常需要借助于放大设备进行观测。在其中一个具体示例中，在紫外光的照射下，通过显微镜观测观察截面，以检测观察截面的荧光效果。可以理解，此处所使用的显微镜可以是光学显微镜。
38.在其中一个具体示例中，在对待测试样品进行切片处理之前，还包括将待测试样品采用高分子材料进行固封的步骤。采用高分子材料对待测试样品进行固封，主要是便于后续的研磨处理过程、及最终的制样观测步骤。其中采用的高分子材料可以选择环氧树脂，环氧树脂在紫外光照射下基本不会显影，不容易对观察截面的测试产生干扰。
39.在其中一个具体示例中，在将待测试样品进行切片处理之后，还包括研磨待测试样品的观察截面的步骤。其中，可以采用例如砂纸等研磨待测试样品的观察截面，以使得观察截面更为清晰。
40.在其中一个具体示例中，去除电路板上残留的荧光渗透溶液的步骤包括：将电路板从荧光渗透溶液中取出置于烘箱中进行烘烤。其中，在烘烤过程中，烘箱的温度设置得能够蒸发荧光渗透溶液、或使得荧光渗透溶液快速挥发即可。例如，可以设置烘箱温度为105℃～125℃。
41.上述发明的电路板缺陷测试方法可以按照包括如下步骤s1～s5的具体实施方式实现。
42.步骤s1，将电路板上待测试的部位浸于荧光渗透溶液中。
43.其中，具体地，荧光渗透溶液包括荧光渗透剂和有机溶剂。荧光渗透剂和有机溶剂的质量比可以为1:(20～30)。在该实施例中，荧光渗透剂和有机溶剂的质量比为1:20。
44.步骤s2，将电路板与荧光渗透溶液共同置于真空腔室中，并对真空腔室进行抽真空处理。
45.其中，抽真空处理的过程中，使真空腔室的真空度降低至-0.1mpa以下并保持3min以上的时长。在本实施例中，在使真空腔室的真空度降低至-0.1mpa以下并保持3min以上的时长之后，还包括使真空腔室回复至常压之后，再次抽真空两次以上的步骤，在每次抽真空的过程中，均使真空腔室的真空度降低至-0.1mpa以下并保持3min以上的时长。
46.步骤s3，去除电路板上残留的荧光渗透溶液。
47.其中，去除残留的荧光渗透溶液的方式是烘干。具体地，将电路板从荧光渗透溶液中取出，并放置于烘箱中进行烘烤。烘箱的温度可以设置为60℃～100℃。烘烤时长为30min～120min。
48.步骤s4，将电路板进行切片处理以暴露观察截面。
49.其中，在将电路板进行切片处理之前，还包括对电路板进行取样以获取待测试样品并采用环氧树脂固封待测试样品的步骤。在灌胶之后可以对待测试样品进行切片处理，以暴露观察截面。为了避免切片处理时对观察截面可能产生的影响，还可以在切片处理之后研磨观察截面。
50.步骤s5，检测观察截面的荧光效果。
51.其中，采用紫外光照射观察截面，以检测观察截面的荧光效果。进一步地，在紫外光的照射下，通过显微镜观测观察截面，以检测观察截面的荧光效果。
52.如果电路板基材存在分层、离子迁移通道、孔铜破损、孔壁结合不良时，在抽真空的过程中，按照上述配比的荧光渗透溶液就会渗透过去，残留的荧光渗透剂在紫外灯的照射下会呈现荧光效果。又由于观察截面是切片后产生的，如果观察截面上呈现荧光效果，那么可以判定电路板基材存在结构上的缺陷。同时，根据荧光位置的不同，还可以区分具体存在哪种缺陷。例如，若在观察截面中间存在荧光，则可以认为电路板存在离子迁移通道；若在观察截面的边缘存在荧光，则可以认为电路板的孔铜结合不良。
53.为了更易于理解及实现本发明，以下还提供了如下较易实施的、更为具体详细的实施例及对比例作为参考。通过下述具体实施例和对比例的描述及性能结果，本发明的各实施例及其优点也将显而易见。
54.如无特殊说明，以下各实施例所用的原材料皆可从市场上常规购得。
55.以下各实施例和对比例所采用的电路板均存在缺陷。
56.实施例1
57.将电路板上待测试的部位浸于荧光渗透溶液中，荧光渗透溶液包括荧光渗透剂和有机溶剂，荧光渗透剂和有机溶剂的质量比为1:20。荧光渗透溶液选用新美达cy-3800的荧光渗透液，其他的荧光渗透液也可以起到类似作用。
58.将电路板与荧光渗透溶液共同置于真空腔室中，先对真空腔室抽真空至真空度降低至-0.1mpa以下，保持3min后使真空腔室回复至常压，再重复该抽真空并回复常压的步骤两次。
59.将电路板从荧光渗透溶液中取出并置于烘箱中，烘箱的温度为80℃，烘烤时长为1h，使电路板上无残留的荧光渗透溶液。
60.对电路板进行取样以获取待测试样品，采用环氧树脂固封待测试样品随后对待测试样品进行切片处理，以暴露所需要观察的观察截面，在切片之后进行研磨至观察截面。
61.在紫外光的照射下，通过显微镜观测观察截面是否存在荧光，并进行记录。
62.实施例2
63.将电路板上待测试的部位浸于荧光渗透溶液中，荧光渗透溶液包括荧光渗透剂和有机溶剂，荧光渗透剂和有机溶剂的质量比为1:20。
64.将电路板与荧光渗透溶液共同置于真空腔室中，先对真空腔室抽真空至真空度降低至-0.1mpa以下，保持10min。
65.将电路板从荧光渗透溶液中取出并置于烘箱中，烘箱的温度为80℃，烘烤时长为1h，使电路板上无残留的荧光渗透溶液。
66.对电路板进行取样以获取待测试样品，采用环氧树脂固封待测试样品随后对待测
试样品进行切片处理，以暴露所需要观察的观察截面，在切片之后进行研磨至观察截面。
67.在紫外光的照射下，通过显微镜观测观察截面是否存在荧光，并进行记录。
68.实施例3
69.将电路板上待测试的部位浸于荧光渗透溶液中，荧光渗透溶液包括荧光渗透剂和有机溶剂，荧光渗透剂和有机溶剂的质量比为1:30。
70.将电路板与荧光渗透溶液共同置于真空腔室中，先对真空腔室抽真空至真空度降低至-0.1mpa以下，保持10min。
71.将电路板从荧光渗透溶液中取出并置于烘箱中，烘箱的温度为80℃，烘烤时长为1h，使电路板上无残留的荧光渗透溶液。
72.对电路板进行取样以获取待测试样品，采用环氧树脂固封待测试样品随后对待测试样品进行切片处理，以暴露所需要观察的观察截面，在切片之后进行研磨至观察截面。
73.在紫外光的照射下，通过显微镜观测观察截面是否存在荧光，并进行记录。
74.对比例1
75.将电路板上待测试的部位浸于荧光渗透溶液中，荧光渗透溶液包括荧光渗透剂和有机溶剂，荧光渗透剂和有机溶剂的质量比为1:10。
76.将电路板与荧光渗透溶液共同置于真空腔室中，先对真空腔室抽真空至真空度降低至-0.1mpa以下，保持3min后使真空腔室回复至常压，再重复该抽真空并回复常压的步骤两次。
77.将电路板从荧光渗透溶液中取出并置于烘箱中，烘箱的温度为80℃，烘烤时长为1h，使电路板上无残留的荧光渗透溶液。
78.对电路板进行取样以获取待测试样品，采用环氧树脂固封待测试样品随后对待测试样品进行切片处理，以暴露所需要观察的观察截面，在切片之后进行研磨至观察截面。
79.在紫外光的照射下，通过显微镜观测观察截面是否存在荧光，并进行记录。
80.对比例2
81.将电路板上待测试的部位浸于荧光渗透溶液中，荧光渗透溶液包括荧光渗透剂和有机溶剂，荧光渗透剂和有机溶剂的质量比为1:40。
82.将电路板与荧光渗透溶液共同置于真空腔室中，先对真空腔室抽真空至真空度降低至-0.1mpa以下，保持3min后使真空腔室回复至常压，再重复该抽真空并回复常压的步骤两次。
83.将电路板从荧光渗透溶液中取出并置于烘箱中，烘箱的温度为80℃，烘烤时长为1h，使电路板上无残留的荧光渗透溶液。
84.对电路板进行取样以获取待测试样品，采用环氧树脂固封待测试样品随后对待测试样品进行切片处理，以暴露所需要观察的观察截面，在切片之后进行研磨至观察截面。
85.在紫外光的照射下，通过显微镜观测观察截面是否存在荧光，并进行记录。
86.对比例3
87.将电路板上待测试的部位浸于荧光渗透溶液中浸泡10min，荧光渗透溶液包括荧光渗透剂和有机溶剂，荧光渗透剂和有机溶剂的质量比为1:20。
88.将电路板从荧光渗透溶液中取出并置于烘箱中，烘箱的温度为80℃，烘烤时长为1h，使电路板上无残留的荧光渗透溶液。
89.对电路板进行取样以获取待测试样品，采用环氧树脂固封待测试样品随后对待测试样品进行切片处理，以暴露所需要观察的观察截面，在切片之后进行研磨至观察截面。
90.在紫外光的照射下，通过显微镜观测观察截面是否存在荧光，并进行记录。
91.图1和图2均示出了实施例1获得的观察截面的局部光学示意图，图1和图2分别为观察截面的不同部位的示意图。其中，通过图1可以看出孔壁处存在荧光，说明存在孔壁结合不良的问题；观察截面中间的电路板上也存在部分荧光，说明存在离子扩散通道。通过图2可以看出玻纤处也存在荧光，说明存在玻纤分层的问题。
92.上述实施例1～实施例3及对比例1～对比例2的显微镜观测结果可见于表1。
93.表1
[0094] 观测结果实施例1观察到观察截面的中间和边缘均存在荧光实施例2观察到观察截面的中间和边缘均存在荧光、但强度较实施例1低实施例3观察到观察截面的中间和边缘均存在荧光、但强度较实施例1低对比例1未观察到荧光对比例2未观察到荧光对比例3未观察到荧光
[0095]
通过上述表1可知，实施例1～实施例3的电路板缺陷测试方法能够用于测试电路板的缺陷，观察截面的中间和边缘均存在荧光效果，说明荧光渗透溶液中的荧光渗透剂能够渗入电路板中的缺陷。实施例2～3的荧光强度低于实施例1，说明较为优选的配比为荧光渗透剂和有机溶剂的质量比为1:20。对比例1和对比例2的观察截面均无法观察到荧光效果，说明在将采用荧光渗透的方法对电路板的结构缺陷进行测试时，不仅仅需要荧光渗透剂和有机溶剂的质量比为1:(20～30)，还需要将电路板与荧光渗透溶液共同置于真空腔室中，否则均无法促使荧光渗透剂进入电路板的缺陷中。
[0096]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0097]
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。