【概述】

中国材料与试验团体(Chinese Standards for Testing and Materials) （简称 CSTM）标准委员会在2023年04月发布了团体标准TCSTM 00991-2023《高速印制板用涂／镀层测试方法》，并于2023年07月07日正式实施。本文是针对标准内容进行解读。

【标准制定背景】

表面涂/镀层是印制板满足后期组件板卡具有良好焊接效果的重要保证。随着5G甚至6G通信的快速发展，电子产品信号朝着更高频率和更高速度发展，电流在导体中传输时趋肤效应更明显，原本只起到保焊作用的表面涂镀层，会因趋肤效应，影响到信号的传输速度。基于此，对会产生信号传输影响的表面粗糙度、厚度等表面涂/镀层的性能指标进行表征显得尤为重要，同时在验证表面涂/镀层对特性阻抗、插入损耗等影响信号传输性能的需求也较为迫切。有必要针对高速通信用印制板上表面涂/镀层建立一套与信号完整性相关的测试及验证方法。

【目的、意义/重要性】

国内外针对表面涂镀层的测试标准均集中在可焊性测试上，且测试方法较健全，但是对于影响到信号完整性的特性，如表面粗糙度、厚度等，相关的测试较为欠缺。在对表面涂镀层的粗糙度上，国内外标准几乎是一片空白。另外在验证表面涂镀层对阻抗、插入损耗的影响上，目前国内外也未见相应标准，也是处于一片空白的状态。因此本标准的建立主要是弥补该空白，为通信行业印制板用表面涂镀层的相关测试和验证提供依据。标准在充分研究、消化和充分吸收GB/T 29847-2013等标准的基础上，结合高速印制板实际特点，以及前期通过研究摸索和验证的方法，同时考虑各项试验方法标准的“科学性”、“前瞻性”、“适用性”、实施检测的可行性，研究制订了《高速印制板涂镀层测试方法》团体标准，该标准填补高速印制板领域中影响信号完整性的表面涂镀层特性相关测试和验证方法的空白，为高速印制板用表面涂镀层的性能测试和验证提供基础依据，促进行业的发展。

【标准介绍】

标准规定了高速印制板用涂/镀层的测试方法，包括厚度、粗糙度、可焊性、特性阻抗和插入损耗等测试方法。适用于高度印制板用涂/镀层，主要包括有机可焊性保护层、沉锡、化学镍金、化学镍钯金、电镀镍金等，其他行业印制板用表面涂/镀层可参考使用。标准中阻焊膜厚度选用切片+离子研磨+SEM观察的方式进行测试，借助SEM的高精度测量功能，可以准确表征任何区域、任意测试点的表面涂镀层厚度；可焊性规定了焊料的选择应为SAC305，焊接温度为255℃±5℃，助焊剂的配制使用（0.39±0.01）%的二乙胺盐酸盐的配制方法；粗糙度选用激光轮廓仪的非接触式测量方法，其测试分辨率在X/Y方向可达到1nm，重复精度（3σ）在50倍物镜测试时为40nm；在Z向可达到0.5nm，重复精度（σ）在50倍物镜测试时为12nm，其他项目相关指标均具有较强的针对性和可操作性。

【标准特点】

国内外在表面涂镀层的厚度测试上，常用的是ASTM B568-2014标准（X射线荧光测厚仪方式），该方法对于金属层的表面处理，如化锡、化银等较为有效，但是对于非金属材料的OSP表面处理，却不适用。在粗糙度测试上，国内标准GB/T 29847-2013主要是针对铜箔的粗糙度而开发的标准。相比于国内外相关标准，本标准主要进行了如下几方面的创新：

a）在厚度测量方面，传统的方法是使用ASTM B568-2014荧光测厚仪的测量方法，但该方法无法兼顾测量非金属类的OSP膜表面涂层，本标准改为使用显微剖切+离子束抛光+SEM测量的方法，更好地兼容了非金属类的OSP膜表面涂层的测试需求。

b）在粗糙度测量方面，传统的方法是使用GB/T 29847-2013接触式轮廓仪的测量方法，其分辨率为毫米级，本标准改用基于激光轮廓仪的光学非接触式测量方式，在测量分辨率上从微米级别提升至纳米级别，更适用于表面涂/镀层这类低粗糙度的测量。

c）在信号完整性验证方面，首次提出在同一测试传输线上分别测试有涂/镀层和去除涂/镀层情况下的特性阻抗或插入损耗，两次结果差值用于评估表面涂/镀层对特性阻抗或插入损耗等信号传输性能的影响；

d）在可焊性测试方面，首次界定了涂/镀层可焊性测试适用的焊盘大小、孔径大小，弥补行业中对印制板涂/镀层可焊性测试方法的不足。

相关标准的对比结果见表1。

表1 标准对比表

【标准应用】

标准自正式实施以来，受行业内相关企业关注。标准的主要参编单位将本标准应用到相关产品的质量控制、检验检测中，提高了产品生产过程中产品检测的效率，提升了产品的可靠性。此外作为主要起草单位，充分利用国家新材料测试评价平台-电子材料行业中心对该标准进行了推广和应用。

【标准制定单位构成】

标准起草单位：工业和信息化部电子第五研究所、中兴通讯股份有限公司、广州广合科技股份有限公司、博敏电子股份有限公司、深南电路股份有限公司、深圳市松柏实业发展有限公司。