在电路测试阶段使用无铅PCB表面处理工艺的研究

PCA制造商来说，OSP对ICT的影响造成的问题如此之大，导致他们已经完全不用OSP了。其他的制造商开始学习如何遵照下面列出的"OSP规则"。

用于ICT测试夹具和程序的"OSP规则"：

注意最新的行业可测试性建议，例如www.smta.org。-总是加焊膏到测试连接点(测试焊盘或者过孔)上，不对OSP覆盖的裸露的铜层进行探测。如果你不能改变版膜，要准备：

* 对一次通过良率影响很大(FPY)

* 或许需要改变夹具探针以获得更大的作用力，例如从2牛顿到3牛顿

* 可能需要改变夹具探针类型，改变为更尖的类型*

* 可能需要一种"双击"夹具激励方法，或者利用气体力学、机械手*

* 模拟测试程序约束可能需要折衷、开放或者甚至忽略*

*研究表明这些带星号的规则对良率可能具有相对较小的影响，确保可靠测试接触的唯一方法是确保测试焊盘被焊接。

某些制造商看到了OSP产生的直接的成本节省，认为是无铅替代工艺的第一选择。然而，某些公司在考虑到生产中断和延时问题的相关实际成本时，最近态度出现完全转变，正在重新审视它们的策略。

银沉浸

银沉浸是在铜层上0.4到0.8微米的金属层，这个金属层提供测试探针能咬入的"肉"。银沉浸并没有HASL或者OSP那样应用广泛，但是初始的研究表明作 为一种制造工艺它是HASL一种自然的替代。已经有一些ICT可靠性的初步研究，研究表明蚀刻时间(表面粗糙度/光洁度)和表面厚度是可重复性的重要考虑 因素。在ICT阶段银表面处理的夹具接触可靠性还没有问题报告，因此对测试夹具不需调整，但应该需要对探针或者测试软件做出调整。

蚀刻率(etch rate)对ICT测试很重要，因为它决定银表面处理会光亮还是灰暗。在银沉积步骤中，银沉积到铜表面的等高线上，因此如果表面的粗糙度增加，因而面积增加，表现为灰暗表面，而具有最低粗糙度的表面表现为光亮的表面。

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)、7oz&10oz(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剩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