PCB檢測

PCB（Printed Circuit Board，印制電路板）作為電子設備的核心組件，其質量直接影響產品的性能和可靠性。在PCB制造過程中，檢測環節是確保良品率的關鍵步驟。本文將系統梳理PCB檢測的核心項目，涵蓋從原材料到成品的全流程質量控制重點。

一、外觀檢測（Visual Inspection）

外觀檢測是PCB質量控制的基礎環節，通過肉眼或自動化設備對板面缺陷進行篩查：

1. 線路缺陷檢測
   • 短路（Short Circuit）與斷路（Open Circuit）
   • 線路寬度/間距是否符合設計規范（如小線寬≥3mil）
   • 銅箔剝離、毛刺、缺口等異常
2. 焊盤與孔位檢測
   • 焊盤氧化、污染或偏移
   • 鉆孔位置偏差（孔徑公差±0.05mm）
   • 孔壁粗糙度（影響電鍍質量）
3. 表面處理檢測
   • 阻焊層（Solder Mask）覆蓋完整性
   • 字符印刷清晰度（絲印偏移≤0.1mm）
   • 表面涂覆（如OSP、沉金、噴錫）均勻性
4. 自動化光學檢測（AOI）
   • 采用高分辨率相機（5μm精度）掃描比對設計文件
   • AI算法識別漏檢缺陷（如微裂紋、氣泡）

二、電氣性能檢測

驗證PCB的電氣連通性與信號完整性：

1. 通斷測試（Continuity Test）
   • 飛針測試儀（Flying Probe）或針床測試（Bed of Nails）檢測開路/短路
   • 阻抗測試（阻抗控制板需測量±10%誤差）
2. 耐壓測試（Hi-POT Test）
   • 施加500V-1500V高壓，檢測層間絕緣性
   • 漏電流閾值通常≤10mA
3. 信號完整性測試
   • 高頻板需進行TDR（時域反射儀）測試
   • 串擾（Crosstalk）和延時（Skew）分析

三、工藝與結構檢測

1. 焊接工藝檢測
   • 焊點強度測試（推拉力≥5N）
   • BGA焊點X-Ray檢測（空洞率≤25%）
   • 波峰焊/回流焊溫度曲線驗證
2. 層壓結構檢測
   • 層間對準度（多層板偏移≤0.075mm）
   • 分層（Delamination）與起泡（Blister）測試
   • 熱應力測試（288℃浸錫10秒無分層）
3. 微切片分析（Cross-Section）
   • 切片研磨后顯微鏡觀測鍍銅均勻性（孔銅≥25μm）
   • 內層銅厚、介質層厚度測量

四、環境可靠性測試

模擬極端工況驗證PCB長期穩定性：

1. 溫度循環測試
   • -55℃~125℃循環1000次，檢測材料膨脹系數匹配性
2. 濕熱測試
   • 85℃/85%RH環境持續168小時，評估吸濕變形
3. 機械應力測試
   • 振動測試（10-2000Hz隨機振動）
   • 沖擊測試（1500G，6次沖擊）
4. 鹽霧測試
   • 5% NaCl溶液噴霧96小時，檢測鍍層耐腐蝕性

五、材料特性檢測

1. 基材性能分析
   • 玻璃化轉變溫度（Tg值≥140℃）
   • 介電常數（Dk）與損耗因子（Df）測量
2. 鍍層質量檢測
   • 鍍金層厚度（0.05-0.1μm）
   • 錫鉛合金比例（Sn63/Pb37）
3. 化學污染檢測
   • 離子殘留量（Na?≤1.56μg/cm²）
   • 表面有機物污染（通過IPC-TM-650標準）

六、特殊應用檢測（高階要求）

1. 高密度互連（HDI）板檢測
   • 微孔（≤0.1mm）填孔率檢測
   • 任意層互連（ALIVH）對位精度
2. 柔性板（FPC）檢測
   • 彎折壽命測試（MIT標準≥10萬次）
   • PI基材耐高溫性（長期工作溫度≥200℃）
3. 高頻高速板檢測
   • 介電材料Dk/Df隨頻率變化曲線
   • 插入損耗（≤0.5dB/inch@10GHz）

檢測技術發展趨勢

1. AI輔助檢測系統：通過深度學習算法提升缺陷分類準確率（可達99.7%）
2. 3D X-Ray斷層掃描：實現BGA、QFN封裝內部結構的無損檢測
3. 在線實時監測（SPC）：生產過程中同步采集數據預防批量不良

結語

PCB檢測需覆蓋設計驗證、過程控制、成品檢驗全流程。隨著電子產品向高密度、高頻化發展，檢測項目正朝著智能化、高精度方向演進。企業需根據產品等級（消費級/工業級/軍規級）制定差異化的檢測方案，同時結合IPC-A-600、IPC-6012等標準體系，構建完整的質量閉環管理。

（全文約1800字，完整技術細節需參考IPC、JIS等行業標準文件）