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  • PCB国际规范导读分析
    发布时间:2010-4-23

    一、国际规范之渊源与现状

     

      电路板供需双方均各有品质检验之成文规范,通常硬板最为全球业者所广用的国际规范约有三种;即美国军规MIL-P-55110、IEC-326-5/-6及IPC-RB-276等。
    MIL-P-55110己发布30余年,系电路板最早出现也最具公信力与影响力的正式规范。其1993年最新E版内容甚为精采,为业界所必读的重要文件,惜近年因跟不上时代脚步而渐失色。
    IEC-326为 “国际电工委员会” (IEC) 所推出共11份有关PCB之系列规范。骨子上是由殴洲人所主导,为全球各会员国协商投票下的产物,内容并不严谨条文亦欠周详,除了少数殴商外一般较乏人引用。

    IPC原为美国 “印刷电路板协会”(Institute of Printed Circuit)之简称,创会时仅六个团体会员。经多年努力成长与吸收外国成员,现已发展到六千余团体会员之大型国际学术组织,并改名为 “The Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits”。其所发表有关电路板之各种品质、技术、研究、及市调等文件极多,为全球上下游电子业界所倚重。然其众多精采成套的规范与文件,大半是出自一些美国大型电子公司,经过改头换面成一套看似 “公开公正” 的资料,事实上是便於推行美式文化於全球,此即IPC规范新颖实用的原因之一。

      IPC有关硬质电路板的品质规范,原有单双面的IPC-D-250,及多层板的IPC-ML-950等两份,二十余年来历经数次版本的修订,直到1992年3月才再整合成为单一体系的IPC-RB-276 。1994年11月276原版在推出局部修订之Amendment 1後,竟在未出现全文改版的276A之前,冒然将新建番号未久内容大体不错的276系统迳行废置,却另起炉灶开辟全新面貌的IPC-6011及IPC-6012,相当违反规范之伦理,原因如何则不易为外人所得知也。
     
    二、新规新事物
     
      前IPC硬质成品板之正式品检文件IPC-RB-276 ,系发布於1992年3月,颇受业界重视。时至1996年7月已分裂为IPC-6011及IPC-6012两份全新规范做为继承。

      前者6011之标题为 “概述性电路板性能规范” 、只叙述一些分级、公差、SPC 、品保行政、抽样计划等原则性条文,并未涉及PCB之实务检验。後者6012标题为 “硬质电路板之资格认可与性能检验规范”,系针对硬质板之各种实务品质,订定允收规格与检测方法。现将新规范中明显更改的内容说明於後:
     

    2.1 IPC-6011 :

    2.1.1 新推出的6011及6012二规范中似乎有意回避原有的 “美国军规”条文,摆脱军规的影响。如在6011中1.2节之分级说明中,即刻意从三级板类条文中将 “Military”字眼去掉。另在6011的3.1节中,也将原引自军规的Group A及Group B予以删除,其真正原因不明,但可显见者是各种先进的PCB均希望不再受到军规的影响。然而全篇用字遗词仍甚模棱罗嗦,极尽晦涩玄虚之能事者,则未脱军规化简为繁的官僚窠臼。

    2.1.2 新6011之3.6节对 “资格认可”已予以更明确规定,须按IPC-MQP-1710的仔细列表内容对PCB生产者的工程能力、生产设备、品管做法等进行详尽调查。比旧规范只要求做几片打样板(如IPC-A-100047等)的确务实甚多,厂商能耐如何将优劣立判无所遁形。

    2.1.3 新6011之3.6.3.3节中除供需双方立场外,也将独立公正之 “第三评审者”如ISO、CSA、IECQ等资料纳入。甚至在3.7节中还文明指出ISO -9000为标准品保制度。 一反过去自认美国最优秀,对殴洲业界视而不见的心态,这大概也是 “欧体”成立後市埸挂帅所造成的影响吧。
     
    2.2 IPC-6012 :
     
    2.2.1新6012已将一些品检项目中未明确指出条件者(Default),也代为指定最广用的条件,并逐列於表1.1中。如线宽下限定为4mil,焊锡性试验允收性可接J-STD-003之Catagory 2又6012中会引证IPC-TM-650多项试验之实做方法,译者亦根据最新版本(1997.8)之资料简述其步骤,使读者能迅速获得具体的实务观念。此处请业者特别注意,许多现埸常见的试验法己经过时而您也许并不知道。为求跟上时代可针对本译文中所概述的IPC-TM-650最新版本,您即能加以比较与修正。
     
    2.2.2新6012在3.2.7节中将裸铜板 “有机保焊剂”(Organic Solderability Preservatives简称OSP如商品Entek等)处理法首度列入正式规范。
     
    2.2.3新6012在表3.2中对电镀铜 “厚度”,已有重大改变,一般Class 2板类(如电脑产品者)其面铜与孔铜之 “平均厚度”已由1mil降至0.8 mil;下限也更降为0.7mil 。此乃因小孔深孔盛行,孔铜不易达到厚度要求所致。多年来之禁忌终於被打破,亦为挣脱军规束缚之明证,将对业界产生重大影响。对於制程缩短,自动输送水平镀铜之兴起等方面均甚有利。该表甚至就Class 2板类之盲孔(Blind Via)平均铜厚,也放松0.6mil,下限还可薄到0.5mil。对小而薄的多层板类确是大好消息。另在3.11.8中对镀铜层要求亦明订在99.5%以上,抗拉强度不可低於36000 PSI;延伸率不可低於6%。此表3.2另对金手指之底镍厚度也由0.2mil降至0.1mil (Class 2与Class 3两种板类均同时放宽)。
     
    2.2.4新6012在3.3.2.5节中已有明确指出,内层板面的 “黑氧化层”所经常出现的斑点与色差,当此等瑕 面积未超过同一层总黑化面积的10%时应可允收。但事实上这种合理的改变,却很难被明察外观的客户们所接受。
     
    2.2.5新6012在3.4.4节中,对板弯板翘也取消掉原来不合时宜的上限值1.5%,另将SMT板类行之有年的0.75%上限值形诸正式文字。其实这只是反应事实符合组装之现状而已,并未紧缩插装类原有平坦性的尺度。
     
    2.2.6新6012在其3.6.2.14的附注中,明文指出薄型多层板其最薄介质层已可薄到1mil (原276之3.9.2.6中规定不可低於2mil),此亦反应某些薄板之事实(如某些PCMCIA六层板只有18mil厚)。又此新规之3.7.2节中,更明确指出对通孔多次插焊与解焊的 “模拟重工”可靠度检验法,只应针对有通孔焊接的板子而做,而不在为难SMT或BGA等无插焊的板类了。
     
    2.2.7新6012在3.8节中对绿漆的规定,比原IPC-RB-276在3.11中更为详尽,也更突显出绿漆的重要性。又在3.8.1节中之f.1段中特别规定,绿漆故意或意外爬沾SMT方型焊垫或BAG 圆型焊垫时,凡脚距(Pitch)在50mil以上者,其爬沾的宽度不可超过2mil;脚距不足50mil者其爬沾宽度需低於1mil。此二款均比原276中3.11.1.f 所允许的4mil要严格很多。至於绿漆厚度之要求,6012与IPC-SM-840C同时放宽,不再坚持对Class 2板类4mil的起码厚度。但却指出当客户需测厚度时,则仍应从之。
     
    2.2.8新6012并在3.9.1 “介质耐电压”的内文中,对於3mil以下的超薄介质层,将其测试电压由500 Vdc降至250 Vdc ;至於3mil以上的介质层则仍维持原测压之500 Vdc 。
     
    2.2.9原RB-276将 “热震荡 Thermal Shock” 编列於 3.12.2节隶属於3.13之环境试验。新6012则将之故编於 3.11.9节属 “特别要求”的范畴中,似觉更为合理。
     
    2.2.10原RB-276在3.12.2.1中对连通性(Continuity)的要求,如Class 2板类之电阻值不可超过50殴姆。新6012在3.9.2.1中则另按IPC-ET-652的规定,而不再列出具体数值。另3.9.2.2之隔绝性也准此类推。
     
    2.2.11新6012在其4.2与4.2.1节中提到所谓C=0的抽样计划,并列表4.2明订样本数目。对品质规范的完整性而言,抽样计划似乎是不可缺少一环;然而PCB从来都是进行100%的全检,客户很难接受因抽样而漏检的问题板,遗憾的是此新规范仍是抛不掉这种无意义的包袱。
     
    三、结论
     
       供需双方对一些待检项目均在协商下订有允收标准,然亦常因立埸不同或看法分歧而时有纷争。最新推出的IPC-6011与IPC-6012,应可做为中立性的有力参考与佐证,是业者必读的重要文件。
     

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