在电路测试阶段使用无铅PCB表面处理工艺的研究

业界对这种表面加工工艺的研究非常有限，但是在技术上和商业上看起来是最具希望的。最近的经验表明这种表面处理对于ICT没有任何问题。PCB制造商现在提供银表面处理板，价格与HASL产品一样。

用户研究—从HASL到OSP的转变

研究1—欧洲一个OEM制造场所

来自OSP试验的一组数据显示如下。这个试验是由一个用户发起的，他们发现在引入OSP PCB表面处理作为他们一条产品线的无铅替代的试验时，对良率有很大的影响。这些是用户独立得到的结果，并没有受到安捷伦的任何影响。使用的测试设备是市 场领先者安捷伦3070在电路测试器，在业界这个设备被广泛用作最稳定的测试平台。

研究2—欧洲合同制造商

这个合同制造商的研究是受与研究1相似的经验驱动的，在ICT中得到很差的良率性能。这个研究目的是发现根本原因，并对OEM提供反馈信息。

这个试验被分割成两个实验部分。第一个实验部分是确定改变探针类型以及加到裸铜OSP测试点上的探针作用力的影响。第二个实验部分关注于当测试点被焊接时的性能。

在第一个实验期间，在传递到ICT之前将部件存储在氮中以防止氧化。采用了三种类型的探针，标准的7oz(2N)、7oz10oz(3N)e类探针和螺旋状探针。

实验结果发现，当对裸露的铜OSP镀层进行探测时，不同的探针类型对良率没有改善。它平均采用5个夹具激励来“突破”OSP镀层。一旦设备的插脚接触测试通 过，测试程序余下的部分将正常地进行，不要求对模拟测试约束改变。然而实验发现若改变测试作用力和探针类型，对PCB测试点/过孔的损坏程度也会发生重大 改变。这个试验的结论是：没有焊接的测试点在ICT中具有很大的问题。使用更大的作用力或者更锋利的测试探针只会导致PCB损坏。

第二个实验是对具有焊接的测试点的OSP板间的比较，这个实验中还包含了少量纯粹的OSP样品。共试验了86个板子，其中焊接了77个，9个没有焊接。

在实验期间，合同制造商利用了他们的全球ICT设备专家来对测试夹具进行检测。这个试验出现了几个问题，即夹具压力和记录受到影响，不能满足用户的规格要求。这凸显了这样的事实：即必须一直监测未来的和现在的ICT测试夹具质量，以确保满足可接受的标准。

用户必须面对的另外一个问题是电路板上焊膏的应用。它们具有很小的测试对象，一英寸有3万个，因为需要考虑放置散热器，在某些区域的最大焊接高度限制大于0.11毫米。

本文小结

看起来某些公司的趋势是OSP被认为是HASL的自然替代。这种选择很可能是源于认识到单位成本的节省。ICT工程师应该关注这种趋势：OSP镀层的PCB 将达不到像其他的可选择的无铅表面处理工艺的性能，除非测试焊盘被焊料覆盖。如果没有改变工艺流程，可能因为改变夹具探针、夹具的维护、修改测试软件和损 坏板子的废料的成本，而抵消初始成本的可能节省。我们看到在OSP选择上最近的很多相反的情况发生。对那些还没有放弃有铅HASL工艺的客户的建议是，需 要考虑所有可行的无铅PCB替代工艺的优点和缺点，确保所有的制造阶段都在试验中包含到，包括测试！对于银PCB表面处理工艺对ICT的影响，我们没有任 何确定性的结果。我们与使用银处理工艺的客户讨论过，他们在使用这种表面处理工艺中没有发现任何夹具接触的问题。