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边缘状况-光滑,无缺口。
边缘状况-粗糙但无磨损.
缺口不大于板边缘与最近导体间距的50%或2。
5mm[0。
0984 in],两者中取较小值。
5mm[0。
0984 in],两者中取较小值。
边缘磨损.
1.3晕圈
无晕圈。
晕圈的侵入使板边缘与最近导体图形间未受影响的距离减少不超过50%或2.5mm[0。
0984 in],两者取较小值。
晕圈的侵入使板边缘与最近导体图形间未受影响的距离减少不超过50%或2。
5mm[0.0984 in],两者中取较小值。
2基材
缺陷的鉴别
在业界中关于基板中存在的各种缺陷的鉴别是相当混乱的,为了有助于识别这些缺陷,请参阅下列章节,它们对下述缺陷给出了精确的解释和鉴别方法,并配以定义、图解和照片.
表面2。
2
露织物 2.2.1
显布纹 2。
2.2
露纤维/纤维断裂 2。
3
麻点和空洞 2。
4
表面下2。
白斑 2。
3.1
微裂纹 2.3。
分层/起泡 2。
3。
外来夹杂物 2.3.4
当印制板生产者从基板商接收板材时,必须注意可能已存在的缺陷情况,这是很重要的,因为在印制板制造中,这些缺陷会显露出来。
有一些缺陷可能是加工过程中产生的。
验收标准的采用
不是任何人都能成为基板缺陷专家,因此必须制订一些非破坏性的目视标准,以帮助判定有关各种验收等级.
2.2。
1露织物
露织物:
指基材表面的一种状况。
即织物的纤维虽然没有断裂但没有完全被树脂覆盖。
除有露织物的区域外,导线间的剩余间距满足最小的导线间距要求。
除有露织物的区域外,导线间的剩余间距小于最小的导线间距要求。
2.2显布纹
显布纹:
指基材的一种表面状况,即虽然织物的纤维未断且被树脂完全覆盖,但编织图案明显。
显布纹在所有等级中都是可接收的,但有时会因外表相似而与露织物相混淆。
该示例可能是露织物,也可能是显布纹。
在此视图中无法区分其差别,可采用非破坏性试验(用显微镜斜照明)或显微剖切来确定。
2.2.3露纤维/纤维断裂
露纤维或纤维断裂没有使导线产生桥接,并未使导线的间距低于最小要求。
拒收状况
露纤维或纤维断裂使导线桥接和/或使导线的间距低于最小要求。
2.2.4麻点和空洞
没有麻点和空洞
麻点或空洞不大于0.8mm[0.031in]。
每面受影响的总板面积小于5%。
麻点或空洞没有在导体间产生桥接。
麻点或空洞不大于0。
8mm[0。
031in].
3基材表面下
本节重点介绍通过村材本身和某引起阻焊层在外部就可以观察到的层压基材的表面下状况。
最常见的基材表面下状况有:
白斑、微裂纹、分层、起泡和外来夹杂物。
这些状况可在整个印制板生产过程和检验过程中发现:
如:
在覆金属箔基材由基材商制造后的进料评价过程中;
在印制板生产商蚀刻金属箔后为多层印制板制备“内层”图形的过程中;
在印制板“外”层蚀刻之后,形成所需导电图形和标识的过程中;
烘干操作(如阻焊剂或元件字符)之后;
热冲击之后,如在焊料熔/涂覆或可焊性测试过程中。
几十年来,基材表面下现象已成为印制板工业内不容忽视的问题。
在这些表面下状况中,白斑和微裂纹最受关注.白斑和微裂纹已成为两屇IPC“一流专家委员会”专家所关心的主要焦点。
下面是IPC的一流专家委员会的概述和补充说明:
第一屇IPC一流专家委员会关于白斑的概述
该委员会给出了对印制板基材表面和表面下现象,尤其是白斑现象的总的看法.IPC的《印制线路板中的白斑,查询资料》,作为该项研究成果于1973年发表。
该委员会旨在尽可能多地搜集现有的白斑资料以及其他表面/表面下现象的资料;
并规范其名称、定义(描述)、照片以及实例。
我们感觉,工业界已做了充分的研究,委员会也应当为“白斑”定位。
其建议如下:
“根据对现有文献和研究及测试数据的全面考察发现,从美观上讲,白斑是有缺陷的,但大多数情况下,它对成品的功能特性的影响是微不足道的,最坏情况下也是很小的。
”
说明:
尽管有委员会的建议和工业数据,但仍有很多政府及业界人士强烈抵制,他们不愿接受白斑只是一种外观上的缺陷,在大多数应用中无性能影响的看法。
大多数公司的规范说明中仍保留“无白斑"
的要求。
但是当白斑或其他拒收的表面/表面下现象严重影响了其生产进度时,用户(或验收部门)就会制定接收白斑(经常是其他表面和表面下现象)的导则。
新的接收导则以导线间距减小的尺寸、百分比,以及受影响区域的面积为基础,因用户而异.随着技术的发展,尤其是导线间距的减小,白斑及其他表面/表面下现象的影响重新成为业界关注的主国焦点。
因此,成立了关于白斑的第二屇IPC一流专家委员会。
第二屇IPC一流专家委员会关于白斑的概述
该委员会成立于1978年,它复查了第一屇委员会的发现,向业界征求了其他的数据资料,并考察了IPC成员提供的专有验收标准.第二屇一流专家委员会得出了同样的结论:
白斑是外观上的工艺标记,在大多数应用中,几乎对产品的性能无影响(高电压中应用除外)。
一些政府机构和业界公司仍然反对无条件地接收白斑。
因此,该委员会制定了一套由所有IPC成员一致同意的白斑/微裂纹规范.适用于印制板电子组装过程三个主要阶段的验收限制要求:
层压板材料、印制板终检和印制板组装后.这些规范包括导线间距减小的百分比(不超出最小的导线间距)和基于产品级别的印制板(或组装件)每个面的白斑区的大小。
这些规范作为更改单补充到IPC—A-600C的再版中。
IPC—A-600修订D版中也含有此内容,只是格式不同。
说明:
反对方阐明的主要内容归纳如下:
绝缘电阻,包括体电阻和表面电阻-几个报告和现有的测试数据都表明,绝缘电阻受白斑或微裂纹的影响不明显.
污染-电离材料会扩散或被“抽吸”(通过大气压变化)进入白斑或微裂纹,并会导致绝缘电阻降低或阴阳极漏电细丝(CAF)的生长和短路。
盐雾试验表明,这不是一个有效的前提,大多数电离材料(例如盐)不会扩散到基材中。
施加电压-高压应用是关心问题之一(尤其是白斑或微裂纹中可能出现“放电”的情况下),与相同的无白/更为严重微裂纹区域相比,耐压程度降低了20—50%,尤其在大于20km的高空(12.43英里)。
环境-大多数白斑/微裂纹不会因环境测试而出现尺寸变大或数量增加.
IPC-A—600修订E版是反映表面安装器件技术需求的首次修订版.因此,区分了对白斑和微裂纹的验收要求.就白斑而言,验收要求允许在表面导线间距下产生桥接.这是基于白斑的定义和测试数据。
业界用白斑的试验还从未证明过曾导致过一个性能失效。
微裂纹是构成白斑与可能相邻的导线间“互连"
基材地难以受控的分离;
因此,其验收要求与相类的分层和起泡的情况相同。
在很长一段时间内,指导规范过于看重白斑现象。
此外,美观已成为一个主要的验收标准。
事实上,迄今为止,根据所有军方及工业的验收标准。
事实下,迄今为止,根据所有军方及工业界测试发现,白斑从未导致过任何失效。
IPC、业界及各种军方机构在极端严格的环境条件下,对已严重出现白斑的组装板进行了广泛的测试,并没有发现白斑增长、扩散或损伤任何组装板的功能。
白斑不应作为拒收的理由.
白斑是发生在玻织纤维增强的层压基材内的一种内在现象,基材内的纤维纱束在纤维交叉外相分离。
“微裂纹”一词,有时用以描述互连表面出现的白斑排列情况。
当白斑看上去是相互连的时候,这种叫作“微裂纹"
的情况是分层的一种形式,即沿纤维/丝和树脂长度方向有分离。
研究表明,所观察到的白斑现象的主要原因是快速扩散到环氧-玻璃中的湿气和元器件焊接时的温度相结合。
元器件组装时的局部高温造成“接合点”(E玻璃布经线与纬线交错处)截留的湿气蒸发,并破坏环氧-玻璃粘合。
根据以前的经验,环氧玻璃吸收大气中的湿气,当湿气含量超过0。
3%(重量比)时,会在浸焊/热风整平及/或安装焊接操作中增加出现白斑现象的机会。
造成白斑/微裂纹现象的原因还有:
树脂的成分,层压方法、偶合剂,Tg等。
过去搜集到的报告显示,白斑和微裂纹超过50%以上的间距时也不会影响硬件的可靠性.既然所有测试报告都显示白斑无害,而且没有现场失效的报告,为什么我们还如此关心白斑和微裂纹现象呢?
因为,理论上看来是可能的,如果100%的导线间距出现白斑,现时伴有湿气或其他杂质,那么,导线之间会出现铜迁移(绝缘电阻[IR]失效)。
尽管上文分析了潜在的失效机理,但几乎不可能出现这样的失效(IR/电迁移)。
首先,需要白斑布满两条导线间的间距。
其次,印制板/组装板内需要湿气,并伴有导电的或电离的污染,例如氯化物。
在这种情况下,一个典型的工业实例是,白斑位于2个电镀通孔之间的中央(见图1)。
白斑宽0。
4mm[0.0157in].为了实现铜迁移,白斑必须填满2个电镀通孔之间。
这当然是很不可能。
第二个实例(见图2)说明了两个表面导线之间潜在的失效机理的要求。
既要求一个带正电的A导线直接跨过一个“接合点”。
为使两条导线间出现穿过基材的短路,需要一条导电通路从一个导电图形穿过剩余的绝缘基材(树脂和玻丝)沿另一个导电图形的间距方向到分离处(白斑),再穿过剩余的绝缘基材(树脂和玻丝)达到第二个导电图形。
要诱发一个失效,需要上述所有要素,外加两条相邻导线之间存在电位差。
这种情况几乎不会发生,这大概就是为何业界至今还未遭受因白斑对可靠性带来负面影响的原因.
当电子产品进行验收时,必须考虑上述的所有可能情况。
白斑不必作为拒收的情况,但它宜视为工艺警示,提醒你工艺已处于失控的边缘。
尽管产品不必报废,但应考虑上述各种因素,并加以纠正。
1白斑
白斑:
白斑本身表现为基材表面下不连续的白色方块或“十字”纹,其形成通常与热应力有关。
白斑是表面下现象,在新层基材上和织物增强压层板形板制成的每种板型都曾先后发现过。
由于白斑要严格的表面下现象,并作为纤维束交叉处的纤维束的分离而出现,因此,其出现的位置与相关的表面的表面导线无太大关系.
除用于高压场合外,白斑对所有产品来说都是可以接收的.
注:
白斑可从表面观察到。
剖面图仅供说明使用。
3.2微裂纹
微裂纹:
是层压基材内纤维丝发生分离的内部状况。
微裂纹可在纤维交织处或沿纤维长度方向出现。
微裂纹状况表现为基材表面下相连的白点或“十字”纹,通常与机械应力有关.当十字纹相连时,微裂纹状况就表现为如下情况:
无微裂纹
接收状况-2、3级
该缺陷不使导线间距低于最小导线间距值;
微裂纹的区域不超过相邻导电图形之间距离的50%;
没有因为重现制造过程的热测试而扩大;
板边的微裂纹不会减小板边与导电图形间的最小距离;
若未规定时,则为2.5mm[0.0984in]。
接收状况-1级
该缺陷不使导线间距低于最小导线间距值;
微裂纹区域的扩散超过导电图形间距的50%,但导电图形间无桥接;
没有因为重现制造制造过程的热测试而扩大;
板边的微裂纹不会减小板边与导电图形间的最小距离;
若未规定时,则为2.5mm[0。
0984in]。
注:
白斑可以从表面观察到。
3分层/起泡
分层-是指出现在基材内任两层之间或一块印制板内基材与覆金属箔之间,或其它层内的分离现象。
起泡-是一种局部膨胀形式的分层,表现为层压基材的任意层间或者基材与导电箔或保护性涂层间的分离。
没有起泡或分层。
受缺陷影响的面积不超过板子每面面积的1%。
缺陷没有将导电图形间的间距减小到低于规定的最小间距要求.
起泡或分层跨距不大于相邻导电图形之间距离的25%。
经过重现制造条件的热应力试验后缺陷不扩大。
与板边缘的距离不小于规定的板边缘与导电图形间的最小间距,若未规定,则为2。
5mm[0.0984in].
接收状况-级
受缺陷影响的面积不能超过板子每面面积的1%。
起泡或分层跨距大于相邻导线间距的25%,但没有将导电图形间的间距减小到低于最小间距要求。
与板边缘的距离不小于规定的板边缘与导电图形间的最小间距;
若未规定,则为2。
0984in]。
所谓受影响的区域,是由各缺陷面积的总和除以印制板的总面积来确定的。
每面应单独进行测量。
2.3.4外来夹杂物
外来杂物-是指夹裹在绝缘材料内的金属或非金属微粒.
外来夹杂物可以在基板原材料、B阶段、或已制成的多层印制板中被检测出来。
外来物可能是
导体也可能是非导体,这两种情况均依据其大小及所在部位来确定是否拒收.
没有外来夹杂物
夹裹在板内的半透明微粒应可接收。
板内的不透明微粒能满足下列条件的应接收;
a)微粒距最近导电图形的距离不小于0。
125mm[0。
00492in]
b)微粒没有使相邻导体之间的间距减小至低于规定的最小间距。
如果没有规定,则不应低于0。
125mm[0。
004921in]。
微粒未影响板的电气性能。
影响了印制板的电气参数。
夹裹在板内的不透明颗粒有以下情况时拒收;
a)微粒距最近导电图形小于0。
125mm[0.004921in].
b)微粒使相邻导电图形间的间距减小至低于规定的最低要求。
4。
1不润湿
没有不润湿。
在任何导体表面的不润湿不是由于抗蚀剂或其它镀涂层的隔离所导致的。
2.4.2半润湿
没有半润湿。
接收状况-2、3级(A)
在导线上和接地层或电源层上。
每个焊接连接用连接盘上面积不大于5%.
接收状况-1级(B)
每个焊接连接用连接盘上面积不大于15%。
缺陷超出上述规定.
5镀覆孔概况
2.5.1结瘤/毛刺
没有结瘤或毛刺。
能满足最小孔径的要求.
拒收状况-1、2、3
不能满足最小孔径的要求。
5.2粉红环
没有迹象表明粉红环会影响印制板的功能。
过度的粉红环可将其考虑为一种工艺过程的警示,但不能作为拒收的理由。
应将关心的焦点集中在层压粘结和孔的清洗与调整工艺的质量上。
2.5。
3铜镀层空洞
没有空洞。
接收状况-3级
孔内无空洞.
接收状况-2级
孔内空洞不大于1个。
含空洞的孔数不超过5%.
空洞长度不超过孔长的5%。
空洞的环形度不大于90°
。
含空洞的孔数不超过10%。
空洞长度不超过孔长的10%。
缺陷超过上述规定。
2.5.4成品涂覆层的镀层空洞
孔内空洞不超过1个,且空洞的孔数不超过5%。
空洞长度不超过孔长的5%。
孔内空洞不超过3个。
含空洞的孔数不超过5%。
孔内空洞不大于5个。
含空洞的孔数不超过5%.
空洞长度不超过孔长的10%.
6.1晕圈
晕圈-是一种由于机加工引起的基材表面上或表面下的碎裂或分层现象;
这种缺陷通常表现为在孔的周围或其他机加工的部位呈现泛白区域,或两者同时存在的缺陷。
也见2。
1。
没有晕圈或板边分层。
晕圈的渗透或边缘分层造成该孔边到最近导电图形间距的减小没有超过规定的50%,如没有规定,则不得大于2。
孔周围或切口处的晕圈的渗透或边缘分层造成该孔边或切口到最近导电图形间距的减小超过规定的50%,如没有规定时,则大于2.5mm[0.0984in],两者中取较小值。
7.1表面镀层通则
插头上没有麻点、针孔和表面结瘤。
锡焊层或阻焊膜与插头镀层之间没有露铜和镀层交叠的区域。
在规定的插头区内没有露出底金属的表面缺陷。
焊料飞溅或铅锡镀层未发生在规定的插头区.
在规定的插头区内的结瘤和金属未突出表面。
麻点、凹坑,或凹陷处的最长边不超过0.15mm[0。
00591 in],每个插头上的缺陷不超过3处,且有这些缺陷的插头不超过总插头数的30%。
露铜/镀层交叠区不大于0.8mm[0.031 in]。
露铜/镀层交叠区不超1。
25mm[0.0492 1in]。
露铜/镀层交叠区不超2。
0984 1in]。
这些条件不适用于围绕包括插拔部位在内的印制插头0。
15mm[0。
00591in]宽的边缘区。
镀层交叠区允许变色。
7。
2印制插头边的毛刺
插头边状况-平滑、无毛刺、无粗边、印制板接触片的镀层不起翘、印制插头与基材无分离(分层).插头的倒角斜边上没有松散玻璃纤维。
在印制插头末端允许露铜.
插头边状况-介质层的表面轻度不平,但镀层或印制接触片与基材没有分离.
插头边状况-高低不平,介质层粗糙,有金属毛刺,或印制接触片起翘。
2.7.3外镀层的附着力
经胶带试验证明有良好的镀层附着力,没有镀层脱落.
经胶带试验证明镀层附着力不良.
镀层附着力按IPC-TM-650的2。
4.1方法进行试验,采用一种压敏胶带贴压到镀层表面上,然后沿垂直于电路图形方向以手用力撕离起来。
如果镀层突沿脱落并粘附到胶带上,它只说明有镀层突沿或镀屑,并非镀层附着力不良.
8标识
本节涉及的是印制板标识的验收标准。
印制板标识提供了一种识别的方法并在组装时提供帮助.丝印在金属表面上的各种字符,通常会在焊接过程中或严酷的清洗之后变质。
因此,不建议在金属表面上印字符.当在焊料表面采用字符时,蚀刻字符最为理想.最低要求应在采购文件中加以规定。
本节所涉及的标识示例如下:
采购文件中要求的组装或制造工件号。
每一块单独板、每一块鉴定板及每套质量一致性试验电路(相对于每块单独的附连板)均应标识,以便溯源板/测试电路及制造历史,并识别供应商(商标等)。
采购文件中要求中的元件插装位置。
加工单中要求的制作顺序号。
采购文件中要求的工件码的版本字符。
测试点或校准点的指示符号。
极性或方位的指示符号。
UL标志。
采购文件(照相底图)是规定标识位置和类型的文件。
如果采购文件中要求标识工件号,则所制造的板上应标记有该采购文件的版本字符.印制板上的标识应经受住所有的试验、清洗并与其它工艺制程相兼容,并按本标准要求规定,在经受这些考验后板面上的标识仍可标识(能辨认与读出)。
印制板上的标识资料(部件基准标志)应是永久性的,能经受住印制板所规定的环境试验和清洗步骤。
在本文件要求范围内,标识应是清晰可读的。
印制板应在放大倍数不大于2倍下进行检验。
当采用导电油墨时,它们应满足IPC—6010系列规范的要求。
本节对所有标识(包括激光、标签、条形码等)制定了通用求,并对下列类型的标识制定了特殊标准:
蚀刻的标识
丝印或盖印的标识
除非另有规定,每一块单独板、每一块签定试验板,每套质量一致性试验线路(相对于每块单独的附连板均应按采购文件要求施加标识,应包含有日期编码和制造者的识别标识(如军用板的商业及政府机构代码[CAGE]或商标等).制造标识可用与生产导电图形相同的工艺,或采用永久性的有防霉性能的油墨或油漆,也可以为提供标识的目的而采用电笔在金属表面上作标识,或者贴附永久性的标签。
导电性标识,不管是铜蚀刻的或黑色的导电性油墨均视为电路的电气元件,它不应降低电气间距的要求。
所有标识都应与材料、部件相兼容,经各种试验后仍清晰可读,并在任何情况下都不可影响印制板的性能.
2.8。
1通则
各种标识的基本验收标准都是相同的。
下述为所有标识的通用性验收标准.对特殊标识的验收标准在后面介绍。
每个字符都是完整的。
极性和方位符号都呈现清楚。
字符线条清晰准确且宽度均匀一致.
字符的空心区没有被填满(0,6,8,9,A,B,D,O,P,Q,R,)。
号码或字母的线条是断续的,但提供的字符清晰可识别。
字符的空心区被填满,但提供的字符仍可识别,且与其它字母或号码不想混淆。
标识的字符已脱落或字迹模糊无法辨认。
字符的空心区被填满,且已不能识别或易于引起误读。
字符的线条受涂污、破坏或脱落,以致字符字迹模糊不清或易于引起误读。
尽管雕刻和压抑标识在拼板上无用的部位上实施是可接收的,但不允许出现在成品板上。
雕刻式、压印式等任何切入基板内的标记按划伤同样对待.
8。
2蚀刻的标识
蚀刻标识的制作和印制板上的导线制作是相同的。
因此这种类型的标识必需符合下列要求
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