高速印制板用涂-镀层测试方法 标准文本

ICSXX.XXX.XX

CCSXXXX

团体标准

T/CSTMXXXXX—202X

高速印制板用涂／镀层测试方法

Testmethodofcoating/platinglayerforhighspeedprintedboard

202X-XX-XX发布202X-XX-XX实施

中关村材料试验技术联盟发布

T/CSTMXXXXX—2022

前言

本文件参照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》，GB/T20001.4

—2015《标准编写规则第4部分：试验方法标准》给出的规则起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国材料与试验团体标准委员会XXXX领域委员会（CSTM/FCXX）提出。

本文件为首次制定。

本文件由中国材料与试验团体标准委员会XXXX领域委员会（CSTM/FCXX）或技术委员会

（CSTM/FCXX/TCXX）归口。

2

T/CSTMXXXXX—2022

引言

随着5G高频5G通信用通讯技术的日益发展，电子产品信号朝着更高频率和更5G通信用度发展，

在此情况下，传输线上的趋肤效应更明显。原本只起到保焊作用的表面处理层，会因趋肤效应，影响到

信号的传输。在调研国内外标准情况后，本标准在相关测试项目上提出了优化。主要内容包括：（1）厚

度测量上摒弃传统使用荧光测厚仪的方式测量，改用切片方式，结合离子束抛光和SEM测量的方式，

更好的兼容了非金属类的OSP膜表面处理层。（2）粗糙度测量上，摒弃传统接触式触针法的测量方式，

改用光学系统的激光轮廓仪的非接触式测量方式，在测量分辨率上从微米级别提升至纳米级别，更适用

于表面处理层粗糙度的测量。（3）在微波性能验证方面首次提出在同一测试线上测试有无表面处理层情

况下的特性阻抗和插入损耗，以用于验证表面处理层对特性阻抗和插入损耗等微波性能的影响。

3

T/CSTMXXXXX—2022

5G通信用印制板表面处理材料测试方法

重要提示（危险或警告或注意）：使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未

指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的

条件。

1范围

本文件规定了5G通信用印制板表面处理的厚度、粗糙度、可焊性、特性阻抗和插入损耗的测试方

法。

本文件适用于5G通信用印制板表面处理，主要包括：OSP、沉锡、沉银、化学镍金、化学镍钯金、

电镀镍金、喷锡等，其他行业印制板用表面处理可参考使用。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T2036印制电路术语和定义

GB/T29847印制板用铜箔试验方法

GB/T4677印制板测试方法

3术语和定义

3.1

印制板PrintedBoard

印制电路或印制线路成品板的通称。它包括刚性、挠性和刚挠结合的单面、双面和多层印制板等。

[来源：GB/T2036-1994，2.3]

3.2

表面处理SurfaceFinish/FinalFinish

通过化学沉积或电镀方式在印制板铜导线/铜焊盘上增加的一层保护层，典型的印制板表面处理为

OSP、沉锡、沉银、化学镍金、化学镍钯金、电镀镍金、喷锡等。

3.3

有机可焊性保护剂OrganicSolderabilityPreservative

能与铜表面起选择性反应形成均匀薄膜的有机化合物，形成的薄膜可防止印制板长期贮存后铜的氧

化并保持其可焊性。又简称OSP。

4

T/CSTMXXXXX—2022

3.4

沉锡（ImmersionTin）

一种通过化学置换反应，直接将金属锡沉积于印制板铜导线/铜焊盘表面的处理方式。

3.5

沉银(ImmersionSilver)

一种通过化学反应，直接将金属银沉积于印制板铜导线/铜焊盘表面的处理方式。

3.6

轮廓算数平均偏差（arithmeticalmeandeviationoftheprofile,Ra）

在测量长度内，从中心线至粗糙轮廓所有绝对距离的算数平均值。

3.7

可焊性Solderability

金属被熔融焊料润湿的能力。

4一般要求

4.1试验条件

4.1.1正常试验的标准大气条件

除另有规定外，试验应在下列条件下进行：

a)温度：15℃~35℃；

b）相对湿度：25%~75%；

c）大气压力：86kPa~106kPa。

4.1.2仲裁试验的标准大气条件

如果测试参数依赖于温度、湿度与气压，则试验应在下列仲裁试验的标准大气条件下进行：

a)温度：（25±1）℃；

b）相对湿度：45%~55%；

c）大气压力：86kPa~106kPa。

4.2试验报告

除另有规定外，试验报告应至少包括下列内容：

a）试样的基本信息，例如：试样名称、型号规格、制造商、试样数量、送样单位等；

b）试验条件信息，例如：环境条件、测试条件等；

c）试验设备基本信息，例如：设备名称、型号、编号等；

d）人员与日期信息：试验日期、检测人和批准人等；

e）试验结果。

5厚度

5.1目的

5

T/CSTMXXXXX—2022

本方法用于检测表面处理层的厚度。

5.2设备和材料

厚度检测所需设备和材料如下：

a）扫描电子显微镜；

b）低温磁控离子溅射仪：可以在样品表面溅射上一层薄的导电层，导电层可以是碳层、金层或者铂层

等；

c）附录A所需的设备和材料。

5.3程序

除非另有规定外，需要按照如下步骤进行测试：

a）将需要测试的试样从印制板上切割下来；

b）按照附录A进行切片制作；

c）在切片截面上喷溅导电层后，置于SEM测试仓内，经调节图像清晰度后，应在至少3000倍的放大倍

率下测量表面处理层的厚度，视厚度情况可放大至5000倍或更高倍数测量，确保表面处理层清晰可

见并便于测量；

d）每个焊盘上应至少测量左中右三个镀层均匀位置的厚度，并以三个位置的平均值作为单个焊盘最终

测试结果。

6粗糙度

6.1目的

本方法用于检测除喷锡外的表面处理层的表面粗糙度。

6.2设备和材料

粗糙度检测所需设备和材料如下：

a）激光轮廓仪或者等效设备，激光轮廓仪参数需满足如下要求：

1）X/Y方向图像显示分辨率至少为1nm，重复精度（3σ）在50倍物镜测试时至少为40nm；

2）Z向显示分辨率至少为0.5nm，重复精度（σ）在50倍物镜测试时至少为12nm。

b）压缩空气。

6.3程序

除非另有规定外，需要按照如下步骤进行测试：

a）用适当的粗糙度基准Ra标样校准轮廓仪的Ra值；

b）把在基准标样不同部位测量的6个测量值与标样的标准值（非标称值）进行比较，如果平均结果超过

标准值的2%，应重新校准轮廓仪，直至允许偏差达到要求；

c）把试样至于载物台上，试样上应至少包含三个尺寸大于300μm×300μm的焊盘。仲裁试验时，可用清

洁的压缩空气向被测试样表面吹风，以去除松散的碎屑；

d）调节载物台，使样品移至中央；

e）调节粗调旋钮，使样品表面大致清晰可见；

f）逐级转换物镜镜头至50倍，并调节焦点，使图像清晰可见；

g）转至测量模式，选择测量位置开始采集图像信息；

h）采集完成后保存结果，打开分析软件；

6

T/CSTMXXXXX—2022

i）选取基准面，对测量平面进行调平；

j）打开粗糙度测量模块，添加所需测量参数Ra，选取轮廓测量位置，输出测试结果；

k）分别按上述步骤d）~步骤j）测量其他焊盘的粗糙度Ra值，以三个焊盘测量结果的平均值作为最终样

品的测量结果。

7可焊性

7.1目的

本方法用于评估交收态下表面处理层的可焊性。其中浸焊法适用于尺寸0.5mm×0.5mm或等效面积在

0.25mm2以上的焊盘可焊性检测；浮焊法适用于不小于0.3mm孔径大小的通孔可焊性检测。

7.2设备和材料

可焊性检测所需的设备和材料如下：

a）焊料：成分应当为Sn96.5Ag3.0Cu0.5（SAC305），焊料内杂质的控制应符合表1要求；

表1焊料槽杂质含量最大值

杂质杂质最大重量百分比

铜1.000

金0.200

镉0.005

锌0.005

铝0.006

锑0.500

铁0.020

砷0.030

铋0.250

银4.000

镍0.010

铅0.100

b）助焊剂：将重量比为（25±0.5）%的松香和重量比为（0.39±0.01）%的二乙胺盐酸盐溶解于重量比

（74.61±0.5）%的分析纯异丙醇中而制成；

c）异丙醇：分析纯；

d）焊料槽：可以保障焊料温度稳定维持在255℃±5℃范围内；

e）计时器：能精确至0.1s；

f）显微镜：至少可放大10倍；

7.3程序

7.3.1浸焊法

除非另有规定外，需要按照如下步骤进行测试：

a）在印制板上裁剪出不大于50mm×50mm的试样，或是能够反映出印制板常用特性的试样；

b）将试样待焊接部分完全浸入助焊剂5s~10s；

c）从助焊剂中提出试样后，应当垂直放置不超过60s，并使用干净的、无粘附性的吸收材料去除待测试

表面多余的助焊剂；

7

T/CSTMXXXXX—2022

d）使用刮刀去除熔融焊料表面的浮渣和助焊剂残留物，并将涂敷助焊剂后的试样在5min内以25mm/s的

速度浸入熔融焊料中，浸入角度推荐70°~80°，焊料温度应事先控制在（255±5）℃范围内，试样

浸入深度至少为（25±2）mm，试样浸入熔融焊料后应停留（10±0.5）s，根据板的结构，当铜含

量较高时，停留时间可适当调整，此时停留时间的调整应由供需双方商定，但最多不得超过30s，当

试样表面焊盘有阻焊限定焊盘时，在熔融焊料中停留过程可轻微左右滑动；

e）试样在焊料中停留够时间后，以25mm/s的速度提出，并使焊料在空气中冷却凝固，提出角度推荐70°

~80°；

f）冷却后的试样，使用异丙醇清洗干净表面残留的助焊剂；

g）将试样置于显微镜下，以10倍的放大倍数检查焊盘的焊接结果。

7.3.2浮焊法

除非另有规定外，需要按照如下步骤进行测试：

a）在印制板上裁剪出不大于50mm×50mm的试样，试样需含不小于0.3mm孔径大小的通孔，或是能够

反映出印制板常用特性的试样；

b）将试样待焊接部分完全浸入助焊剂5s~10s；

c）从助焊剂中提出试样后，应当垂直放置不超过60s，并使用干净的、无粘附性的吸收材料去除待测试

表面及孔内多余的助焊剂，确保所有孔都没有被助焊剂堵塞；

d）使用刮刀去除熔融焊料表面的浮渣和助焊剂残留物，并将涂敷助焊剂后的试样应在5min内轻轻地滑

到熔融焊料上，并停留焊料表面（10±0.5）s，焊料温度应事先控制在（255±5）℃范围内，当试样

包含较多的内层或含铜量较大时，可适当调整浮焊的停留时间，调整的时间应由供需双方协商确定，

但最长不可超过30s，浮焊过程试样应小心压入焊料中，压入厚度不得超过试样厚度的50%；

e）达到浮焊停留时间后，将试样从焊料中滑出，在空气中保持试样水平不动，直到焊料冷却凝固；

f）冷却后的试样，使用异丙醇清洗干净表面残留的助焊剂；

g）将试样置于显微镜下，以10倍的放大倍数检查通孔的焊接结果。

8特性阻抗

8.1目的

本方法用于验证表面处理层对特性阻抗性能的影响。

8.2设备和材料

本实验所需适用于规定程序的仪器和材料如下：

a）时域反射法（TDR）阻抗分析仪或者同等功能带TDR模块的网络分析仪；

b）酒精：分析纯；

c）盐酸：36%浓度，工业级；

d）高锰酸钾：分析纯；

e）氢氧化钠：分析纯；

f）氨水：分析纯；

g）烘箱：能准确维持在105℃，示值误差不超过5℃。

8.3试样

表面分别设计有50Ω单端阻抗线和100Ω差分阻抗线的印制板，其中差分阻抗线的线间距为7mil，线宽可

根据具体基材Dk/Df以及铜厚进行调整。典型的测试图形见图1的示意图。

8

T/CSTMXXXXX—2022

图1阻抗线示意图

8.4程序

除非另有规定外，需要按照如下步骤进行测试：

a）开启仪器预热30min，使其达到稳定；

b）系统校准与检查，步骤如下：

1）连接测试电缆与网络分析仪，并使用制造供应商提供的的力矩扳手旋紧；

2）设置频率扫描范围；

3）连接网络分析仪和校准件进行电缆校准。

c）去除表面处理层前阻抗测试，步骤如下：

1）试样先在（105±5）℃烘箱中烘烤（2±0.25）h，以去除水汽；

2）试样经烘烤并冷却至室温后，连接单端/差分测试探头，将探头置于空气中测量测试探头的TDR

波形，建立测试区域起点；

3）将探头连接到被测样品，测量被测样品的TDR波形，将终点光标放置于被测样品波形的末端作为

测试区域的终点；

4）数据处理，对测试区域内所得曲线设置取值范围（50%~70%或供需双方协商确定），读取该范

围内的平均值Z1。

d）将阻抗线上的表面处理层去除，其中OSP层和化锡层使用盐酸和酒精溶液去除，化学沉银层使用高

锰酸钾、氢氧化钠和氨水等溶剂配置成溶液去除。两种去除表面处理层的药水溶液具体配比比例由

供需双方协商确定，也可使用其它去除的方法，但需保证阻抗线下的铜层不被药水攻击而改变表面

形貌；

e）去除表面处理层后阻抗测试：

阻抗的测试同步骤c），阻抗平均值记录为Z2。

g）表面处理层对特性阻抗的影响计算：Z=|Z1-Z2|。

9插入损耗

9.1目的

本方法用于验证表面处理层对插入损耗性能的影响。

9.2设备和材料

本实验所需适用于规定程序的仪器和材料如下：

a）四端口网络分析仪，频率至少满足20GHz；

b）标准SMA连接器；

c）校准件；

d）酒精，分析纯；

e）盐酸，36%浓度，工业级；

9

T/CSTMXXXXX—2022

f）高锰酸钾，分析纯；

g）氢氧化钠，分析纯；

h）氨水，分析纯；

i）烘箱，能准确维持在105℃，示值误差不超过5℃。

9.3试样

表面设计有Delta-L法测试传输线，传输线两端设计有过孔、焊盘用于与SMA连接器连接，传输线的短

线长度需≥4inch，传输线的长线的长度需比短线的长度≥4inch。长线和短线各自线间距均为7mil，线宽可根

据具体基材Dk/Df以及铜厚进行调整。典型的测试线示意图见图2。

图2Delta-L插入损耗测试传输线示意图

9.4程序

除非另有规定外，需要按照如下步骤进行测试：

a）试样先在（105±5）℃烘箱中烘烤（2±0.25）h，以去除水汽；

b）开启网络分析仪预热30min，使其达到稳定；

c）系统校准，步骤如下：

1）连接测试电缆与网络分析仪，并使用制造供应商提供的的力矩扳手旋紧；

2）设置频率扫描范围；

3）连接网络分析仪和校准件进行电缆校准。

d）根据设计图形连接专用测试探头或者连接器；

e）设置测试频率范围；

f）在设备操作界面输入测试图形信息和测试条件，包括线长、测试频点（4GHz、8GHz、12.89GHz等）

信息；

g）去除表面处理层前插入损耗Loss1测试，步骤如下：

1）测试长线损耗；

2）测试短线损耗。

h）依据设备制造商提供的软件算法进行去嵌处理，输出相应频点（4GHz、8GHz、12.89GHz等）插入

损耗值Loss1；

i）将损耗测试线上的表面处理层去除，其中OSP层和化锡层使用盐酸和酒精溶液去除，化学沉银层使用

高锰酸钾、氢氧化钠和氨水等溶剂配置成溶液去除。两种去除表面处理层的药水溶液具体配比比例

由供需双方协商确定，也可使用其它去除的方法，但需保证阻抗线下的铜层不被药水攻击而改变表

面形貌；

j）去除表面处理层后插入损耗Loss2测试，步骤如下：

去除表面处理层后，试样先在（105±5）℃烘箱中烘烤（2±0.25）h，以去除水汽，冷却至室温后

按上述步骤b）~步骤h)测试插入损耗；

k）阻焊油墨对插入损耗的影响计算：△Loss=|Loss1-Loss2|（采用相同频点值进行计算）。

10

T/CSTMXXXXX—2022

附录A

（规范性）

显微剖切制作方法

A.1目的

本方法用于对表面处理层进行显微剖切，为后续厚度测量提供制样方法。

A.2设备和材料

本试验所需适用于规定程序的仪器和材料如下：

a）灌封材料，固化温度尽可能低，但不宜高于100℃；

b）80目砂纸至4000目砂纸；

c）抛光布，硬的、低或无绒毛布用于粗略和中间的抛光，软的、编织或中等绒毛布用于最终的抛光；

d）氧化铝或胶体二氧化硅抛光悬浮液（粉），粒径：1μm~0.05μm，细颗粒抛光液（粉）用于最终的抛

光；

e）研磨机，转速0~1200r/min可调；

f）超声波清洗器；

g）取样设备，可以是金刚石切割机、锣机等应力较小的切割设备；

h）离子研磨仪；

i）低温磁控离子溅射仪：靶材需为金或者铂，不可使用碳靶。

A.3样品

样品应为已完成表面处理的印制板成品。

A.4程序

显微剖切的步骤如下：

a）使用取样设备从印制板上截取需要剖切的试样，并在试样上标注清楚需要研磨的截面位置；

b）对于OSP表面处理的样品，截取下来的试样应使用低温磁控离子溅射仪在需要测试的焊盘表面喷溅

一层金/铂层（厚度至少10nm以上），用以区分OSP层和后续的固封环氧层。其他表面处理的样品不

需要喷溅金/铂层；

c）使用灌封材料将试样固封在内部，经过一定的时长（具体时间按灌封材料供应商提供的最佳条件进

行），使灌封材料充分固化变硬；

d）将固封后的试样在研磨机上由粗砂纸到细砂纸逐步研磨至要观察的截面位置；

e）细磨后的切片在抛光布上进行抛光，去除表面的研磨划痕；

f）在超声清洗器中对抛光后的金相切片进行超声清洗，为在显微镜下观察提供洁净的观察截面；

g）将切片截面置于离子研磨仓内，待真空度达到后，开启离子源（氩气）对截面进行离子抛光。离子

抛光参数应根据设备特点进行设定，确保所观察截面表面处理层不存在机械研磨导致的延展。

11

T/CSTMXXXXX—2022

附录B

（资料性）

起草单位和主要起草人

本文件起草单位：工业和信息化部电子第五研究所，XXXX

本文件主要起草人：XXX

12

T/CSTMXXXXX—2022

参考文献

[1]ISOXXXXXXXX

[2]GB/TXXXXXXXXXX

[3]XXXXX

_________________________________

13

T/CSTMXXXXX—2022

目次

前言...............................................................................2

引言...............................................................................3

1范围...............................................................................4

2规范性引用文件.....................................................................4

3术语和定义.........................................................................4

4一般要求...........................................................................5

5厚度...............................................................................5

6粗糙度.............................................................................6

7可焊性.............................................................................7

8特性阻抗...........................................................................8

9插入损耗...........................................................................9

附录A（规范性）显微剖切制作方法..................................................11

附录B（资料性）起草单位和主要起草人..............................................12

1

T/CSTMXXXXX—2022

5G通信用印制板表面处理材料测试方法

重要提示（危险或警告或注意）：使用本文件的人员应有正规实验室工作的实践经验。本文件并未

指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的

条件。

1范围

本文件规定了5G通信用印制板表面处理的厚度、粗糙度、可焊性、特性阻抗和插入损耗的测试方

法。

本文件适用于5G通信用印制板表面处理，主要包括：OSP、沉锡、沉银、化学镍金、化学镍钯金、

电镀镍金、喷锡等，其他行业印制板用表面处理可参考使用。