IPC印制板规范进展(一)

字号显示:   2006-05-01 12:00:00  来源:
IPC标准已为印制电路界所熟知。美国IPC协会有几十个技术委员会、分委员会和一百多个工作小组持续地制订或修订标准,使IPC标准不断更新。现在就近几年来有关IPC印制板(主要是刚性印制板)规范方面的进展作一介绍。

  一   IPC印制板规范版本的变化

  近十年来,IPC印制板标准规范经历多次修订。以刚性印制板为例,1992年3月,IPC-RB-276《刚性印制板的鉴定与性能规范》取代了IPC-SD-320B《刚性单面和双面印制板性能规范》及IPC-ML-950C《刚性多层印制板性能规范》。1994年11月,发布了IPC-RB-276的第一号修改单(以下简称IPC-RB-276修1),对规范作了多处修改。

  1995年起,IPC标准开始采用新的编号方式,在代号IPC之后取消了主题词字母,直接以四位数字编号。1996年7月,新的印制板性能规范IPC-6011《印制板通用性能规范》IPC-6012《刚性印制板的鉴定与性能规范》出版,取代了IPC-RB-276。1999年10月,IPC-6012修订为IPC-6012A。

  IPC-A-600《印制板验收条件》是印制板规范不可缺少的引用标准。1989年8月IPC-A-600D出版,1995年8月IPC-A-600E出版,至1999年11月更新为F版。这个标准还没有采用新的编号方式,但IPC目前正在考虑是否将IPC-A-600与性能规范合并。

  在这同时,1991年9月,IPC-D-275《刚性印制板及刚性印制板组装件设计标准》取代了IPC-D-319《刚性单双面印制板设计标准》及IPC-D-949《刚性多层印制板设计标准》。1996年4月,IPC-D-275的第一号个修改单对IPC-D-275作了很小的修改。1998年3月,新的印制板设计标准IPC-2221《印制板设计通用标准》及IPC-2222《刚性有机印制板设计分标准》出版,取代了IPC-D-275。最近,IPC-2221出了第一号修改单。以上标准规范变化的历程示意图见附录A。

  除此之外,IPC还出版了不少新标准规范,形成了很多个标准系列,下面列出其中两个系列的情况:

 1)印制板设计标准系列

 IPC-2221     印制板设计通用标准(代替IPD-D-275)

 IPC-2222     刚性有机印制板设计分标准(代替IPC-D-275)

 IPC-2223     挠性印制板设计分标准(代替IPC-D-249)

 IPC-2224     PC卡印制电路板分设计分标准

 IPC-2225     有机多芯片模块(MCM-L)及其组装件设计分标准

2)印制板性能规范系列

 IPC-6011     印制板通用性能规范(代替IPC-RB-276)

 IPC-6012A    刚性印制板的鉴定与性能规范(代替IPC-RB-276)

 IPC-6013     挠性印制板的鉴定与性能规范(代替IPC-RF-245及IPC-FC-250A)

 IPC-6015     有机多芯片模块(MCM-L)安装及互连结构的鉴定与性能规范

 IPC-6016     高密度互连(HDI)层或印制板的鉴定与性能规范

 IPC-6018     微波成品印制板的检验和测试(代替IPC-HF-318A)

 二    印制板通用要求

  IPC-6011《印制板通用性能规范》是各类印制板的通用性能规范,代替IPC-RB-276中的有关部分。

2.1  印制板的等级

  IPC-RB-276规定印制板为三个性能等级:1级  一般电子产品,2级  耐用电子产品,3级  高可靠性电子产品;IPC-6011也分这三个等级,只是不再提IPC-RB-276-度增加的“军用”一词。

  现在IEC62526:1996《印制板总规范》将印制板的功能水平分为:A水平 低环境应力和低用户期望,B水平  较高环境应力及较高用户期望,C水平  用于确保连续功能、不允许中断的设备或生命支持设备。日本JIS印制板标准则分为:一般功能水平、高功能水平及特高功能水平。这些都与IPC印制板的三个性能等级相仿。而我国电子产品质量分等标准中的合格品、一等品和优等品,则是从不同的角度来划分的。

2.2  关于“采购文件”

  IPC-6011提出“采购文件(procurement documentation)"一词,其定义是:包括采购合同或定单、布设总图、详细规范、产品图纸、图形底版或电子数据。采购文件与分规范一起规定印制板的技术要求。采购文件的优先循序是高于分规范和其他标准的。这里强调了采购文件和印制板图纸文件的重要性,符合印制板使用者各种不同要求的实际情况,这更适合目前的市场经济的需要。

2.3  印制板的鉴定试验与鉴定评价

  IPC-RB-276中规定,当需要时应按要求进行鉴定试验。IPC-RB-276并对鉴定试验的试样制作要求、样本大小试验项目等作了规定,限定应采用IPC-A-100046或IPC-A-100047照相底版制作试样。

  IPC-6011则提出“鉴定评价(qualification assessment)"这个含义更广的要求。鉴定评价是使用者选择印制板供方的一种方法。IPC-6011的鉴定评价首先是供方的自我声明,按照IPC-MQP-1710《印制板制造商鉴定纲要的OEM标准》对其现场能力、加工和试验设备、技术细节、质量大纲、制造历史、公司信息和数据验证来源的概况作全面介绍。然后对自我声明的内容进行验证,包括质量概况的验证和产品特性的验证。质量概况中的数据用内部评价、使用者评价的统计相关性以及试样鉴定来验证。IPC-6011没有对鉴定评价验证作出最低要求。由供需双方考虑风险水平和成本来确定适用于他们要求所需的验证水平。

   这里的试样鉴定就是鉴定试验。IPC-6011规定此试验既可以在IPC-A-100047中的一个标准鉴定板上进行,也可以在供方规定的模拟印制板制造中的生产过程、材料和构造技术的试验板上进行,由供方自我声明中规定。鉴定试样可以是实际成品印制板、专门为此目的而设计的一致性附连试验板或其他用于建立印制板供方自我声明的其他媒介。具体鉴定试验项目由有关各类印制板性能规范作用规定。

2.4  统计技术的应用

  1990年,IPC-PC-90《实施统计过程控制的通用要求》出版,IPC开始在各种产品制造标准规范中加入统计技术应用的要求。

  IPC-RB-276要求印制板制造者实施统计过程控制,而且规定应按照IPC-PC-90来实施。而IPC-PC-90对统计技术的应用,规定得很周密、很复杂,需要较高的专业水平才能全面做到。IPC-6011则不强调IPC-PC-90,只是推荐采用。现在新的IPC-9191《实施统计过程控制的通用导则》已出版,取代IPC-PC-90。它以ISO 11462-1(DIS)《统计过程控制导则》为基础,是指导性的文件。另外即将出版的IPC-9192、IPC-9193、IPC-9194分别为应用于互连结构基材制造、印制板与互连结构制造、印制板组装件制造三个方面的统计技术,用以帮助这些使用者。  

    刚性印制板的性能要求

IPC-SD-320B、IPC-ML-950C到IPC-RB-276到IPC-6012、IPC-6012A,刚性印制板的性能要求有不少变化。总的说来,要求的项目增多,划分更细,但要求不一定更严,有的反而有所放宽。现在对一些主要变化作简单介绍:

3.1默认要求

   IPC印制板规范需要使用者在采购文件对不少具体作选择。IPC-6012将有些项目,例如性能等级、材料、最终涂覆、孔径公差等,拟订了默认要求。如果采购文件中没有作选择,则采用默认要求。这些默认要求也是目前大多数印制板产品的选择。有了这样规定,既方便使用者,也文件制造者。

3.2外观

3.2.1印制插头金镀层与焊料涂层接合处

     IPC-RB-276对印制插头金镀层与焊料涂层接合处允许间隙1级、2级、3级分别为0.50、0.13、0mm。IPC-6012将这些间隙放宽为2.50、1.25、0.75mm,而IPC-6012A又改为2.50、1.25、1.0mm。

3.2.2粉红环(圈)

   粉戏环往往认为是缺陷,但过去规范中没有具体规定。IPC-RB-276提出"没有证据表明粉红环影响功能",因而不作为拒收的原因。

3.2.3露织物

IPC-6012规定,如果露织物或表面纤维暴露/破坏未降低最小间距要求,则对于各级都是允许的。而IPC-RB-276规定,如果缺陷未延伸至导线下或降低未受影响的间距要求,对于1.2级允许有露织物或表面纤维暴露/破坏。对于3级,露织物或表面纤维暴露/破坏均匀不允许。

3.2.4表面微空洞

IPC-6012允许最大尺寸不超过0.8mm,IPC-RB-276允许最大尺寸不超过0.075mm。

3.3尺寸

3.3.1最小内层及外层孔环

3.3.2弓曲和扭曲 IPC-RB-276规定印制板的最大弓曲和扭曲为1.5%,IPC-6012规定使用表面安装元件的印制板的最大弓曲和扭曲为0.75%,其他印制板仍为1.5%。

3.3.3镀层及涂覆的厚度

金、镍和铜镀层厚度要求的变化如附录分说明如下:

3.3.3.1金镀层和镍镀层厚度

用于板边连接器的金镀层厚度要求没有明显变化。IPC-RB-276对用于焊接区的金镀层厚度作了限制,IPC-RB-276修1对这限制更严格,这是为了防止焊点发脆。

IPC-6012将用于板边连接器的镍镀层厚度作出明显削减,对2级和3级,从最小5μm降到2.5μm,整整减去了一半。IPC-RB-276修1对用作铜-锡化物的阻挡层镍镀层厚度的要求作了规定,这比上述厚度还要低。

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