
做PCB的朋友对"孔铜"两个字都不陌生。一块多层板,层与层之间的电气连接全靠金属化孔里的那层镀铜撑着,孔铜厚度不够,板子装上整机用一段时间就可能出现孔壁断裂、时通时断的问题,返修起来比报废还麻烦。镀铜车间想把孔铜控制好,就得有一台能快速测孔壁镀铜厚度的仪器。今天要聊的这款,是日立分析仪器(原英国牛津仪器)的CMI511手持式孔壁铜厚度测量仪,专门干这个活。
CMI511是一款手持、电池供电的孔铜测厚仪,测量原理是电涡流,遵守ASTM E376标准的相关规定。它的探头伸进孔里贴着孔壁测,测的是PCB孔内镀铜的厚度。整机重量255克(9盎司,含电池),尺寸79毫米宽、30毫米厚、149毫米高,一手能握住,车间里拿着来回走没有负担。
它的核心卖点是带温度补偿。镀铜车间的环境温度跟实验室不一样,电镀过程中板材本身也是热的,普通测厚仪在这种条件下读数容易漂。CMI511的测量能自动温度修正,所以不仅完工后的板能测,已经放进电镀槽里提前镀着的板材也能测,这对想把检验前移到工序中间的厂家很实用——问题早发现,废料和返工成本就降下来了。
先看一组硬参数,都来自日立官方CMI511产品彩页:
项目 | 参数 |
测量原理 | 电涡流(ASTM E376) |
厚度范围 | 0.08~4.0密耳(约2~102微米) |
分辨率 | 0.01密耳(0.25微米) |
精度(密耳) | 小于1密耳时±0.01,大于1密耳时±5% |
精度(微米) | 小于25微米时±0.25,大于25微米时±5% |
孔径下限 | 35密耳(899微米) |
存储 | 20个测量结果 |
统计显示 | 读数、标准偏差、平均值、Cpk、高/低 |
显示 | 3个数字LCD显示屏 |
单位 | 密耳/微米自动转换 |
校正 | 单点标准片校正 |
电源 | 9V干电池(随附,约供电50小时) |
重量/尺寸 | 255克 / 79×30×149毫米 |
几个数字值得展开说说。
量程2~102微米,正好卡在孔铜的常用区间。行业里常见的孔铜验收值,消费类板一般要求平均20微米上下,车板、背板类要求更高的会到25微米甚至30微米往上,标准片和工艺验证往往要测到接近100微米的厚铜孔。CMI511的0.08~4.0密耳量程把这段全覆盖了,一台仪器从头跟到尾。
两段式精度口径要读懂。小于1密耳(25微米)时误差±0.01密耳(±0.25微米),大于1密耳后是±5%。也就是说,测20微米上下的常规孔铜,它给出的误差带很小;测厚铜孔时误差按比例放大,做验收判定时要把这个余量留出来。
统计功能是给QC用的。16个功能键加10个数字键,机内直接算读数、平均值、标准偏差、Cpk参数和高低值。镀铜线做SPC的同学知道,Cpk是跟客户报告时绕不开的指标,现场直接出数,不用回办公室拿Excel再算一遍。
出厂预校准,配手持工具箱。仪器出厂时已经过校准,随机工具箱带塑料观察窗,不用把仪器从箱子里取出来就能使用。当然它本身支持单点标准片校正,规程要求定期验证的客户可以自己拿标准片核一下。
先看孔径对不对得上。CMI511要求孔径下限35密耳,也就是899微米,差不多0.9毫米。激光孔、小于0.9毫米的小孔它伸不进去,这类孔得走切片或者别的路线。买之前把自己产线上的孔径清单拉出来对一遍,这是选型合理不合理的关键一步。
第二件事:探头怎么用要培训。孔铜测量是"把探针伸进孔里"的操作,手法不对容易伤探头也测不准。厂家整理的使用注意事项很实在:探针插入孔内轻靠孔壁,不得切向拉动;孔径小于70密耳的板要悬空测量;测完抬探针再移到下一孔,别拖着走。另外ETP孔铜探头的实验室理论寿命约30万次,实际使用受操作和环境影响,通常在8~10万次左右——这个损耗要算进使用成本。
第三件事:能不能穿透表层。CMI511可以穿透锡和锡/铅抗蚀层测孔壁铜厚,这对还在中间工序的板子很有价值,不用等final finish做完再测。
第四件事:跟谁配套。如果您的产品要测的不止孔铜,还有面铜、铜-细线,日立同门的CMI165手持面铜测厚仪、CMI563、CMI760台式机可以按需搭配。拿不准的话,把测量对象清单发给供货商,让他们按工况给组合建议,比自己猜靠谱。
按官方彩页的归纳,CMI511主要面向这些环节:
·PCB制造和装配:多层板、双层板镀铜线的工序检验,电镀槽边在线抽测;
·电镀车间质量点检:温度补偿设计让它适合电镀过程中直接测量,早发现镀液异常;
·来料/出货检验:手持便携,检验台和仓库两头跑都不费劲;
·实验室快速复核:出厂预校准加单点标准片校正,日常复核成本低。
一句话概括:谁家在镀铜线上想把孔铜管起来,谁就是它的用户。
日立官方彩页给了一张PCB仪表比较图,把CMI95M、CMI165、CMI511、CMI563、CMI760五款放在一起比。CMI511这一列的特点很清楚:技术上是电涡流,测的是孔壁(孔壁镀铜),厚度范围2~102微米,单位密耳或微米任选。对比口径大致如下:
·CMI165:手持,微电阻技术,主打面铜(表面铜)、覆盖铜和铜-细线,厚度范围化学铜0.25~12.7微米、电镀铜2~254微米,带温度补偿;
·CMI511:手持,电涡流,专攻孔壁镀铜,2~102微米,带温度补偿;
·CMI563:微电阻,覆盖面更宽(含孔壁可选),化学铜0.25~12.7微米、电镀铜0.25~152微米;
·CMI760:台式,面铜加孔铜都覆盖(孔铜可选配SRP-4探头),化学铜2~102微米、面铜0.25~254微米,实验室级精度。
怎么选不复杂:只测孔铜、要拿着在车间跑,选CMI511;面铜孔铜都要测、量又大,台式的CMI760更合适;中间状态的按测量对象组合,两台搭配也常见。另外日立在电镀厚度测量这个领域做了40多年,其全球服务网络对CMI511在审核时符合ISO 17025规范提供支持,A2LA认证适用于Hitachi High-Tech Analytical Science America的运作,需要校准证书链的客户可以跟供货商确认细节。
·报价是电议,不同探头配置、是否带标准片和工具箱,价格不同,直接联系供货商按需求报;
·探头是易损件,买的时候把备件计划一起谈,别等探头到寿命了产线停等;
·老款CMI150系列用户的升级替换需求,供货商一般也能处理,报上原型号即可。
总结一下:CMI511是一台定位清晰的手持孔铜测厚仪——电涡流原理、2~102微米量程、带温度补偿、出厂预校准、255克随身带。它解决的是"孔铜看不见摸不着,全靠切片太慢"这个老问题。如果您厂里正好在管孔铜,把它列入候选清单,找供货商拿个方案比一比,值不值一目了然。
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来源:北京智创翔和科技有限公司
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