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线路板显微相组成分析

检测项目

金相结构分析:

  • 晶粒尺寸测量:平均直径(μm)、尺寸分布范围(参照ASTME112)
  • 相分布评估:金属相比例(%)、非金属相含量(如陶瓷相≤30%)
  • 界面结合检测:结合强度(MPa)、界面厚度(μm)
成分定量分析:
  • 元素含量测定:铜纯度(≥99.9wt%)、杂质元素限值(如铅≤0.1wt%,参照IPCTM-650)
  • 合金组成检验:锡铅比例(63/37±1%)、镍层厚度(2-5μm)
厚度与尺寸检测:
  • 铜层厚度测量:目标值(18-35μm)、偏差允许(±2μm,参照GB/T4956)
  • 介电层厚度分析:标准值(100-200μm)、均匀性要求(CV≤5%)
孔隙率评估:
  • 孔洞密度计算:孔洞数量(个/mm²)、平均孔径(≤10μm)
  • 缺陷分布映射:裂纹长度(≤50μm)、分层面积(≤0.1mm²)
热性能测试:
  • 热膨胀系数测定:CTE值(ppm/°C)、各向异性比(≤1.2,参照ASTME831)
  • 热导率测量:导热率(W/mK)、温度稳定性(-40°C至150°C)
机械性能验证:
  • 硬度测试:维氏硬度(HV0.5≥100)、抗拉强度(≥300MPa)
  • 韧性评估:断裂韧性(KIC≥20MPa·m^0.5)、弹性模量(GPa)
电性能分析:
  • 电阻率测量:体电阻(≤0.02Ω·cm)、表面电阻(MΩ/sq)
  • 介电特性检验:介电常数(3.5-4.5)、损耗角正切(≤0.02)
表面形貌检测:
  • 粗糙度分析:Ra值(≤0.5μm)、峰谷高度(μm,参照ISO4287)
  • 涂层均匀性:厚度变异系数(CV≤3%)、覆盖率(≥98%)
缺陷识别与分类:
  • 微观裂纹检测:最大长度(≤100μm)、密度(个/cm²)
  • 夹杂物评级:尺寸分级(A类≤5μm)、数量限值(≤10个/mm²)
老化与可靠性测试:
  • 热循环评估:循环次数(≥1000次)、失效标准(无分层)
  • 湿气敏感性:吸湿率(≤0.1%)、分层力(N)

检测范围

1.FR-4环氧树脂基板:玻璃纤维增强环氧层压板,检测重点包括树脂含量(40-60%)、纤维分布均匀性及热膨胀匹配性。

2.高Tg材料基板:高玻璃化转变温度聚合物(Tg≥170°C),侧重介电层热稳定性、相界面结合强度及高温下晶粒生长。

3.聚酰亚胺柔性基板:柔性电路板材料,检测重点为弯曲疲劳性能、铜箔附着力和薄膜厚度一致性(10-50μm)。

4.陶瓷基板:氧化铝或氮化铝基材,关注陶瓷相比例(≥90%)、孔隙率(≤1%)及金属化层热匹配性。

5.铜箔材料:电解或压延铜箔,检测重点包括表面粗糙度(Ra≤0.3μm)、纯度(Cu≥99.95wt%)及晶粒尺寸分布。

6.焊料合金:SAC305或锡铅焊料,侧重合金相组成(锡63±0.5%)、界面IMC层厚度(1-3μm)及空洞缺陷。

7.导电胶粘剂:银填充环氧胶,检测重点为导电粒子分布、粘结强度(≥20MPa)及老化后电阻变化。

8.阻焊油墨涂层:光固化聚合物层,关注厚度均匀性(20-40μm)、介电常数稳定性及针孔缺陷密度。

9.金属化通孔:PCB孔壁镀铜,检测重点包括孔铜厚度(15-25μm)、孔壁粗糙度及界面结合完整性。

10.复合基板:混合材料如金属芯板,侧重热导率(≥2W/mK)、层间结合力及相分布均匀性。

检测方法

国际标准:

  • ASTME112-13晶粒度测定方法(采用截线法,最小测量单元1μm)
  • IPCTM-6502.2.5铜箔厚度测试(使用微米级探针,精度±0.5μm)
  • ISO14577-1:2015仪器化压痕测试(加载速率0.05-500mN/s)
  • ISO4287:1997表面粗糙度参数(算术平均偏差Ra测量)
  • ASTME384-17显微硬度测试(载荷范围10-1000gf)
国家标准:
  • GB/T6394-2017金属平均晶粒度测定(等效ASTM但取样密度更高)
  • GB/T4956-2003金属覆盖层厚度测量(与ASTM差异:校准频次更严)
  • GB/T4340.1-2009金属维氏硬度试验(载荷范围5-100kgf,精度±2%)
  • GB/T16535-2008电子陶瓷材料试验(热膨胀系数测试方法)
  • GB/T17394-1998金属覆盖层孔隙率检验(采用电化学法,灵敏度0.1%)
(方法差异说明:国际标准如ASTM强调快速测量,国家标准如GB/T更注重环境适应性,例如GB/T晶粒度测试要求恒温控制而ASTM允许室温波动;IPC标准针对PCB专用,而ISO通用性更强,如粗糙度测量中ISO采用接触式而IPC推荐非接触。)

检测设备

1.扫描电子显微镜:HitachiSU5000型(分辨率1.0nm,放大倍数10-100000x)

2.能谱分析仪:OxfordX-Max80型(元素检测限0.1wt%,能量分辨率129eV)

3.金相显微镜:OlympusBX53型(放大倍数50-1000x,配备微分干涉对比)

4.X射线衍射仪:BrukerD8Advance型(角度范围5-80°,步进精度0.001°)

5.原子力显微镜:BrukerDimensionIcon型(垂直分辨率0.1nm,扫描范围100μm)

6.激光共聚焦显微镜:ZeissLSM800型(光学分辨率200nm,Z轴精度0.1μm)

7.热重分析仪:PerkinElmerSTA8000型(温度范围RT-1000°C,灵敏度0.1μg)

8.差示扫描量热仪:TAInstrumentsQ200型(温度精度±0.1°C,热流灵敏度0.2μW)

9.万能材料试验机:Instron3369型(载荷范围0.01-50kN,位移精度±0.5%)

10.表面轮廓仪:KLATencorP-7型(垂直分辨率0.1nm,扫描长度100mm)

11.显微硬度计:WilsonTukon1202型(载荷范围10-3000gf,压痕测量精度±1μm)

12.热膨胀仪:NetzschDIL402Expedis型(温度范围-150°C至1600°C,膨胀系数精度±0.05ppm/°C)

13.电性能测试系统:KeysightB1500A型(电阻测量范围1μΩ-1GΩ,频率DC-110MHz)

14.环境模拟箱:EspecSH-642型(温度范围-70°C至180°C,湿度控制10-98%RH)

15.图像分析软件:Image-ProPremier9.3型(处理速度100fps,分析精度±0.5%)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

线路板显微相组成分析
其他检测

中析研究所可进行各种检测分析服务,包括不限于:标准试验,非标检测,分析测试,认证设计,产品验收,质量内控,矢量分析,内部控制,司法鉴定等。可出具合法合规、具有公信力的第三方检测报告。