微电子毕业论文-PCB生产质量检测与管理.doc

信息职业技术学院毕业设计论文作者学号系部微电子学院专业电子电路设计与工艺题目生产质量检测与管理指导教师评阅教师完成时间年月日题目生产质量检测与管理摘要在印制电路板生产的整个工序中质量检测对于生产的重要性因为只有时刻追踪产品质量才可以保证最终产品的合格性要达到时刻出现问题解决问题这样才会达到更高的生产要求和产品的最高工艺性本文主要关于印制电路板在整个生产中的质量追踪通过不同的物理检测方法保证产品的质量控制以时刻检测作为产品的保证通过发现问题解决问题的形式保证产品质量通过论文的完成加深对生产质量检测与管理的理解掌握一些专业技术性标准数据锻炼解决实际问题的能力关键字质量检测管理目录引言质量管理的基本理论及重要性质量检测理论质量控制理论质量保证理论质量监督理论物理实验室的基本检测热负荷测试漂锡测试测量和轴膨胀系数机械负荷测试小刀测试十字砍测试铅笔测试簧秤测试其他测试测试背光测试金相切片结论致谢参考文献引言现代质量管理在其生产和发展的历程中吸收和借鉴了现代科学技术应用数学及管理科学等内容其理论日趋完善实践日益丰富已形成了比较完善的理论体系奥地利技术及系统技术公司简称成立于年是现今欧洲与印度最大的印刷电路板生产商在高密度微通互联印刷电路板领域已经跻身世界顶尖行列我们的目标是成为全球最佳的印刷电路板制造商而所谓最佳主要体现在客户的成功在通讯电子便携产品汽车工业以及医学等诸多产业中始终将自己视为客户强有力的合作伙伴为其提供专业的技术支持作为全球知名的企业质量保证是其立根之本因此时刻控制产品质量及对其时刻检测是十分重要只有发现问题才能更好的解决问题我们物理及可靠性实验室属于质量部更是其质量的保证负责生产的检测与控制我们通过实验结果告诉各个部门的工程师以便他们更好的管理好每个部门的生产在此我通过介绍我们整个实验的实验方法以便大家更好的理解我们的工作质量管理的基本理论及重要性质量管理理论主要包括质量检测理论质量控制理论质量保证理论质量监督理论质量检测理论质量检测理论的定义现分述如下检测通过观察与判断适当结合测量实验所进行的符合性评价试验按照程序确定一个或多个特性验证通过提供客观证据对规定要求已得到满足的认定确定通过提供客观证据对规定的预期用途或应用要求已得到满足的认定质量检测的功能体现在如下几个方面鉴别功能质量检测功能的结果要作出符合性的结论以判定产品过程及体系是否符合检测准则的要求把关功能质量检测最重要的功能是把关做到不合格的原材料不投产不合格的零件不转序质量检测的功能是通过质量检测过程所形成的质量检测的过程包括定位测量比较判断处置和改进等六个步骤质量控制理论组织的质量控制基于三个基本原理质量控制就是控制和协调系统质量过程以及系统的输入与输出确定系统质量过程输出的控制标准纠正系统质量过程实际输出与控制标准之间所谓偏差质量控制的类型主要包括目标控制与过程控制反馈控制与前馈控制全面控制与重点控制程序控制追踪控制和自适应控制内部控制与外部控制统计控制技术控制和管理控制质量保证理论质量保证作为质量管理的一部分致力于提供质量要求会得到满足的信任当今世界经济全球化进程的日益深入各国建的经济交流与合作规模不断扩大自然产生了质量保证的国际化标准质量保证的产生和发展主要取决于三个方面科学发展市场需求的变化及经济的全球化质量保证的就是对实物产品的性能符合规定要求的承诺即组织保证向顾客提供合格产品其目的最终还是在于赢得顾客的信任我们实验室所测量的基本数据都是顾客参考的标准还有出货报告等等都是我们对于产品质量的产品与保障质量监督理论激励和监督是管理学中两个基本的推动力监督可以分为事前监督和事后监督事前监督实际上就是控制事后监督是对结果的评价全面实施市场准入制度和建立完善的质量监督体制是为来的发展趋势质量监督理论是指为了确保满足规定的要求对产品过程或体系的状况进行连续的监视和验证并记录进行分析质量监督可以从不同的角度进行分类如表所示表质量监督分类表项目分类监督范围内部监督外部监督监督主体国家监督社会组织监督消费者监督监督时间事前监督事后监督监督方式行政监督技术监督法律监督舆论监督物理实验室基本检测理论与实践的结合才是实事求是的最基本准则我们了解了质量管理的基本理论其实更家的有助于工作的进行物理实验室又称可靠性实验室它要求我们严格遵守客观真实及时有效的方针只有这样我们才能更好的保证产品的质量使顾客满意达到生产利益的最大化物理实验室的主要工作内容显微镜检查和测量切片测量镍厚和金后厚测量物料的玻璃转化温度拉力测试测试铜箔的附着力检查产品的可焊性热循环测试在一定的温度下对产品施加一定应力电压持续数百次检查产品的可靠性由于检测工作就是辅助铜线的生产做金相切片检查铜厚还有出货报告来料检验其中几乎每个试验都用到做金相切片因此金相切片是日常检测中最重要的工作热负荷测试漂锡测试漂锡测试是为了验证能否经受在后续封装返工修复工艺中的极高热应力影响由于电路板在进行表面贴装焊接原器件时要经过高温等环境在进行漂锡测试检查产品在一定温度下是否会产生分层导线断裂等影响产品质量的基本问题测试样品应包括至少个通孔盲孔填盲孔要求样品边缘到需要检验的孔边缘的距离为我们基于以下原因更改为我们使用小型捞机捞下样品此方法产生的机械应力很小即使直接沿着孔中心捞下样品也没有明显的机械应力损伤在的距离下要磨到一排所有孔的中心位置是非常困难的设备和辅助材料包括以下锡炉需要电加热可控温足够尺寸的锡炉可容纳至少的锡温度控制传感器应在表面以下的位置对于新配的锡炉推荐在锡炉中加入一些铜箔或铜球使锡炉中铜离子达到饱和的状态以减少对样品的蚀刻锡炉必须能保持温度在设定温度的以内但是基于以下原因我们使用纯锡我们的制程是无铅制程在漂锡测试中锡的作用是作为热传递的介质不是装配显微镜可使用倍倍倍倍的目镜助焊剂松香助焊剂在漂锡测试中使用助焊剂的主要目的不是帮助焊锡而是作为热传递的媒介秒表取样铣床钳子纵切片制作辅助材料漂锡测试步骤首先让锡炉加热并稳定在设定的温度用取样铣床制作样本用钳子将样品浸入助焊剂然后让多余的助焊剂在垂直方向上流下除掉锡炉表面的残渣根据以下条件将样本漂在锡浴的表面备注不允许把样品浸入锡浴的表面以下并精确地控制时间然后从锡炉上取下样品并冷却至室温至少分钟制作切片并碾磨到通孔盲孔填盲孔的中心位置抛光后超声波清洗切片至分钟微蚀切片使用显微镜进行观察最后检查样品无材料分层情况检查样品无铜层断裂情况检查样品无内层连接分层情况测量测量的应用方法为即动态差动扫描测热法这是基于样本和参照物间温度差的测量测量特性是热流动测量的设备和辅助材料实验室天平斜口钳镊子铝制坩锅套坩锅套压工具测量的参数主要分为三情况具体如下所示对于在到之间的材料使用低程序对于在到之间的材料使用中程序对于在到之间的材料使用高程序测试过程去样品重量为具体测试方法首先将样品在条件下烘烤小时对于有金属覆层的层压板和印制板保留其金属覆层去除其绿油覆层用斜口钳小心地将样品按要求的重量剪下用砂纸将样品边缘打磨平滑并保证无毛刺然后把样品放入坩锅利用压合器将锅底和锅盖压紧用针将坩锅的盖子扎出两个透气孔用小铁棒的头部或尾部将坩锅的盖子压扁平根据材料的规范选择正确的测试程序开始测试最后测试结束根据得到的曲线计算出和轴膨胀系数和轴膨胀系数测试是被用来以测定玻璃转化温度和印刷线路板中介质层轴热膨胀系数的试验同样也是检测材料的质量只有严格控制每个步骤才能更好的保证产品质量和轴膨胀系数测试的设备和辅助材料梅特勒斜口钳砂纸干燥器烘箱螺旋测微器和轴膨胀系数测试的参数主要分为三情况具体如下所示对的材料选择程序对的材料选择程序对测量选择程序和轴膨胀系数测试的样品尺寸为样品厚度为最佳和轴膨胀系数测试具体方法如下所示样品准备首先应该在没有金属涂覆的样品上测试从多层板上取下的样品应该不含有内层金属层如果样品有外层金属涂覆需用砂纸打磨干净用斜口钳小心地将样品剪下大约的大小以将机械应力和热应力减小到最低测试样品的厚度最少为更好更佳如果被测材质的厚度小于那就用样品叠合的方式达到最少的厚度要求即使这样会使测试的错误概率大幅度增加样品的最大厚度不能超过以避免在样品内部发生热度倾斜的可能性用砂纸将样品边缘打磨平滑并保证无毛刺必须小心的打磨以最小化对样品的机械应力和热应力样品应该做如下预处理下烘烤小时然后再干燥器中冷却至室温测试步骤对的位置和长度进行校零将样品放入的载物台然后放下探头和箱体根据材料的规范和测试目的选择正确的测试程序在本测试程序中第一个温度循环是为了去除测试样品内部应力的所以我们在第二个温度循环中做数据测量从的曲线上记录如下四点的温度见图为为为为图和轴膨胀系数测试用命令计算出用命令计算从点到点的前的用命令计算从点到点的后的用命令计算从点到点总的见图图和轴膨胀系数测试对于根据半固化片基材背胶铜箔技术资料和材料规范对于根据客户要求机械负荷测试小刀测试小刀测试中不完全的涂层硬化导致了涂层的移位脱离和或污点油墨是保护电路防止氧化保护电路连接如果在进行涂覆油墨时出现问题同样会对产品质量产生影响就会无法达到它本来的目的因此质量检测控制很重要小刀测试的设备和辅助材料刀显微镜放大小刀测试测试方法用刀沿着导体的边缘划开一条最少长度的口使用显微镜的倍进行观察质量控制检测检查产品涂层最大能在其左右两边有的变色和或移位的规范要求十字砍测试十字砍测试是检查涂层的粘合度油墨在涂覆于板面如果粘合度不够就很容易脱落尤其在高温情况下因此粘合度控制很重要十字砍测试设备和辅助材料带有边的每边为距离的多切口装置刷子放大镜显微镜放大十字砍测试方法格子切口测试被用于全部覆盖铜表面的涂层使用切口设备能得到切口条纹带有边的多切口装置在横纵两边接触到地后得到了个正方形的区域切口必须有规律的按的速度制成切口必须接触到地但不要穿的太深可用放大镜控制切口设备必须应用到其两边的点即边缘的装置以保证规律性完成格子的切口后应用刷子在其切口的区域上来回用轻微的力刷使用放大镜估量格子的切口十字砍测试方法评价格子根据如表所示如果格子的切口介于两张图片的之间格子切口特性值能用附加的纸来表达使用显微镜的倍进行观察表十字砍测试方法评价格子格子切口特性值描述图片切口的边缘是完全的平滑的没有缺口的涂料在交叉点有小的涂料碎片是有缺口的有缺口的区域占总面积的有缺口的涂料沿着切口的边缘和或沿着交叉点有缺口的区域大约占总面积的格子切口特性值描述图片有缺口的涂料沿着切口的边缘部分或全部的脱落和或部分或全部的独立的地方有缺口其有缺口的区域大约占总面积的有缺口的区域超过总面积的弹簧秤测试当剥力测试仪编号发生故障后弹簧秤将被用来作为应急反应行动任何背离此实验的操作即使是短时间的必须经实验室主管的授权剥力测试就是检测铜箔与基材的黏合度防止在进行生产时对质量产生影响分层等弹簧秤测试的设备和辅助材料切断剪床丙烷燃气砂纸尺弹簧秤测试的测试步骤样本条宽度为将样本的两边纵轴放在砂皮纸上磨平将样本用丙烷气体燃烧一端至的树脂挥发并使其冷却几分钟把样本放入弹簧秤内并夹拢从弹簧秤上读出测试值用力拉弹簧秤至在拉力的测试过程中铜箔应保持不损坏的状态否则重复该测试从弹簧秤上读出测试值测量样本宽度根据公式计算剥力铅笔测试铅笔测试方法用来评估绿油表面的硬度和它的磨损抗力这个测试主要检查表面的硬度和它的磨损抗力因为油墨作为电路板最外面的保护层他要接受各种环境的要求顾而质量控制十分必要如果硬度或磨损抗力不够严重影响产品质量铅笔测试设备和辅助材料标准硬度铅笔由软至硬分别为测试板铅笔测试的方法将测试板置于牢固的水平面上由最硬的铅笔开始将铅笔呈度角度牢固的置于绿油上使用一致的向下向前的力推动铅笔在表面划出大约的痕迹继续用下一个软度的铅笔进行测试直至不能进入或刻出痕迹在绿油上记录铅笔测试的硬度值即不能进入或刻出痕迹在绿油上的值其他测试测试测试非破坏的测量或其他表面金属镀层的厚度测试设备和辅助材料测试测试步骤样品板卡应该平整无翘屈选择一个直径大于毫米的适当测试区域将此点对准红外线测试点进行检测根据表面处理的类型选择对应的测试程序见表表测试程序类型表面处理类型测试程序将测试件放在测试平台上测量试样的中心位置一般要求每个面要沿对角线测取三个点两面共六个点取平均值参考规范要求判定是否合格背光测试背光测试的目的是检查通孔的无电镀铜情况背光测试是每次铜线进行生产时必须进行的测试通孔的无电镀铜情况防止镀液中有杂质背光测试设备和辅助材料取样铣床碾磨机显微镜倍背光测试测试方法用取样铣床选取样本然后用碾磨机将一边的通孔磨至中心位置处最后将另一边剪或碾磨至离通孔边缘处用显微镜倍进行背光观察见图图背光测试背光测试测试方法评价标准如图所示其中图中和符合要求至不符合要求图背光测试测试方法评价标准金相切片金相切片是通过制作纵切片和平面切片可以得到极微小区域产品的质量金相切片是整个试验室最基本的测量方法这是技术员最基本的技能整个流程都是要求每个人掌握从切板灌浇到磨切片都要求我们去操作到测量都是最基本的方法金相切片设备和辅助材料取样铣床或冲床金属棒埋入辅助材料粉末和液体压力锅研磨机砂纸和显微镜放大显微镜倍抛光机抛光膏及其液体双面胶纵切片的制作打开取样铣床在指定的位置用取样铣床取样利用金属棒连接样本并利用埋入辅助材料将其放入像皮内按的比例混合粉末和液体并埋入切片将切片放入压力锅内并打开空气压力固化大约固化后将切片从像皮中取出打开研磨机研磨切片的另一面研磨切片面放在研磨机上研磨不断地利用显微镜控制研磨到孔中心关闭研磨机打开抛光机使用抛光膏及其液体抛光其粗糙面使其精美关闭抛光机如果需要我们还须在抛光之后进行微蚀首先用一根浸满微蚀液的棉花棒在切片表面来回擦拭秒钟然后用水冲洗干净为了保证微蚀的质量我们须每个小时配一次微蚀液利用给切片编号并使用显微镜的倍进行观察并根据评价标准测量平面切片的制作用取样冲床得到的样本在预先准备的固化样本上贴上双面胶粘上样本打开研磨机用研磨机研磨到期望的层上关闭研磨机打开抛光机使用抛光膏及其液体抛光其粗糙面使其精美关闭抛光机使用显微镜的倍进行观察从最基本的铜线检测生产到各种测量再到出货报告等等金相切片是最基本的方法我们主要检查盲孔的孔径孔壁铜厚内径凹陷绝缘层厚各层铜厚还有孔的孔壁铜厚等等需要时刻监控的物理数据参量以保证产品的检测控制结论随着工业技术的不断进步印制电路板在电子安装业界中占据越来越重要的地位质量更是每个公司的发展保障我们通过各种古老或者一些先进的仪器设备来更好的控制产品质量作为全球知名的行业的领导者我们更应在质量上让客户满意这也是我们的指导方针同时与我们的客户供应商和能够保持长期的合作伙伴关系通过维护管理体系努力防止污染消除健康和安全危险我们希望通过自己的不懈努力为行业的发展做出我们应有的贡献通过我们每天的工作时刻保持良好的工作态度严格控制产品质量使行业得到更大的发展致谢在论文的完成过程中感谢学院提供的实验条件及奥特斯中国有限公司提供的技术指导和设备支持同时也感谢陈和祥老师的关心与指导参考文献金鸿陈森印制电路技术北京化学工业出版社李勇成全面质量管理印制电路与贴装林云堂企业如何进行过程控制印制电路信息陈兵柴志强扰性印制电路北京科学出版社韩福荣刘源张现代质量管理学北京机械工业出版社