2.0外部可观测特性
引言
本节叙述了从板面上可观察到的各种特性,其中既有印制线路板外部的特性,也有其内部的特性,但却都可从板面上观察到,这些特性如下:
2表面缺陷:
如毛刺、缺口、划痕、凹槽、纤维划伤、露织物和空洞等。
2表面下缺陷:
如外来夹杂物、白斑/微裂纹、分层、粉红环及层压空洞。
2导电图形的缺陷:
如附着力下降、由于缺口、针孔、划痕、表面镀层或涂覆层缺陷等引起的导线宽度和厚度的减少。
2孔的特性:
如孔径大小、对位不准、外来夹杂物及镀层或涂覆层的缺陷。
2标识异常:
包括位置、大小、可读性及准确度等方面。
2表面阻焊涂覆层的缺陷:
如对位不准、起泡、气泡、分层、附着力、外伤及厚度偏差。
2尺寸特性:
包括印制板尺寸及厚度、孔径及图形精度、导线宽度及间距、重合度及环宽。
2.1板边缘
沿着板边缘的诸如毛刺、缺口或晕圈等缺陷,只要它们不超过下列要求,就应接收。
2.1.1毛刺
毛刺表现为不规则的水块状或团状凸出于表面,它是机加工的结果,比如钻孔或割槽。
2.1.2.1非金属毛刺
理想状况-1、2、3级
2边缘状况-光滑,无毛刺
接收状况-1、2、3级
2边缘状况-粗糙但无磨损。
拒收状况-1、2、3级
2边缘状况-磨损并有疏松的毛刺。
2边缘状况-毛刺影响安装和功能。
2.1.1.2金属毛刺
理想状况-1、2、3级
2边缘状况-光滑,无毛刺
接收状况-1、2、3级
2边缘状况-粗糙但无磨损。
拒收状况-1、2、3级
2边缘状况磨损并有疏松的毛刺。
2.1.2缺口
理想状况-1、2、3级
2边缘状况-光滑,无缺口。
接收状况-1、2、3级
2边缘状况-粗糙但无磨损。
2缺口不大于板边缘与最近导体间距的50%或2.5mm[0.0984in],两者中取较小值。
拒收状况-1、2、3级
2缺口不大于板边缘与最近导体间距的50%或2.5mm[0.0984in],两者中取较小值。
2边缘磨损。
2.1.3晕圈
理想状况-1、2、3级
2无晕圈。
接收状况-1、2、3级
2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。
拒收状况-1、2、3级
2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。
2.2基材
引言
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
2露织物 2.2.1
2显布纹 2.2.2
2露纤维/纤维断裂 2.2.3
2麻点和空洞 2.2.4
表面下2.3
2白斑 2.3.1
2微裂纹 2.3.2
2分层/起泡 2.3.3
2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。
接收状况-1、2、3级
2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。
拒收状况-1、2、3级
2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。
2.2.2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。接收状况-1、2、3级
2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
接收状况-1、2、3级
2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
2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
理想状况-1、2、3级
2没有麻点和空洞
接收状况-1、2、3级
2麻点或空洞不大于0.8mm[0.031in].
2每面受影响的总板面积小于5%。
2麻点或空洞没有在导体间产生桥接。
拒收状况-1、2、3级
2麻点或空洞不大于0.8mm[0.031in].
2每面受影响的总板面积小于5%。
2麻点或空洞没有在导体间产生桥接。
2.3基材表面下
引言
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:
2在覆金属箔基材由基材商制造后的进料评价过程中;
2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;
2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;
2烘干操作(如阻焊剂或元件字符)之后;
2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:
2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。
2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。
2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)。
2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。
引言
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。
2.3.1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。
接收状况-1、2、3级
2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。
2.3.2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:
理想状况-1、2、3级
2无微裂纹
接收状况-2、3级
2该缺陷不使导线间距低于最小导线间距值;
2微裂纹的区域不超过相邻导电图形之间距离的50%;
2没有因为重现制造过程的热测试而扩大;
2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
2该缺陷不使导线间距低于最小导线间距值;
2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;
2没有因为重现制造制造过程的热测试而扩大;
2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。剖面图仅供说明使用。
2.3.3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。
理想状况-1、2、3级
2没有起泡或分层。
接收状况-2、3级
2受缺陷影响的面积不超过板子每面面积的1%。
2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。
2起泡或分层跨距不大于相邻导电图形之间距离的25%。
2经过重现制造条件的热应力试验后缺陷不扩大。
2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
2受缺陷影响的面积不能超过板子每面面积的1%。
2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。
2经过重现制造条件的热应力试验后缺陷不扩大。
2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]。
注: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。
理想状况-1、2、3级
2没有外来夹杂物
接收状况-1、2、3级
2夹裹在板内的半透明微粒应可接收。
2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]。
2微粒未影响板的电气性能。
拒收状况-1、2、3级
2影响了印制板的电气参数。
2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。
2.4.1不润湿
理想状况-1、2、3级
2没有不润湿。
拒收状况-1、2、3级
2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
理想状况-1、2、3级
2没有半润湿。
接收状况-2、3级(A)
2在导线上和接地层或电源层上。
2每个焊接连接用连接盘上面积不大于5%。
接收状况-1级(B)
2在导线上和接地层或电源层上。
2每个焊接连接用连接盘上面积不大于15%。
拒收状况-1、2、3级
2缺陷超出上述规定。
2.5镀覆孔概况
2.5.1结瘤/毛刺
理想状况-1、2、3级
2没有结瘤或毛刺。
接收状况-1、2、3级
2能满足最小孔径的要求。
拒收状况-1、2、3
2不能满足最小孔径的要求。
2.5.2粉红环
理想状况-1、2、3级
2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
理想状况-1、2、3级
2没有空洞。
接收状况-3级
2孔内无空洞。
接收状况-2级
2孔内空洞不大于1个。
2含空洞的孔数不超过5%。
2空洞长度不超过孔长的5%。
2空洞的环形度不大于90°。
接收状况-1级
2孔内空洞不大于1个。
2含空洞的孔数不超过10%。
2空洞长度不超过孔长的10%。
2空洞的环形度不大于90°。
拒收状况-1、2、3级
2缺陷超过上述规定。
2.5.4成品涂覆层的镀层空洞
理想状况-1、2、3级
2没有空洞。
接收状况-3级
2孔内空洞不超过1个,且空洞的孔数不超过5%。
2空洞长度不超过孔长的5%。
2空洞的环形度不大于90°。
接收状况-2级
2孔内空洞不超过3个。
2含空洞的孔数不超过5%。
2空洞长度不超过孔长的5%。
2空洞的环形度不大于90°。
接收状况-1级
2孔内空洞不大于5个。
2含空洞的孔数不超过5%。
2空洞长度不超过孔长的10%。
2空洞的环形度不大于90°。
2.6.1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2.1.3。
理想状况-1、2、3级
2没有晕圈或板边分层。
接收状况-1、2、3级
2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2.5mm[0.0984in]。
拒收状况-1、2、3级
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。
2.7.1表面镀层通则
理想状况-1、2、3级
2插头上没有麻点、针孔和表面结瘤。
2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。
接收状况-1、2、3级
2在规定的插头区内没有露出底金属的表面缺陷。
2焊料飞溅或铅锡镀层未发生在规定的插头区。
2在规定的插头区内的结瘤和金属未突出表面。
2麻点、凹坑,或凹陷处的最长边不超过0.15mm[0.00591in],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%。
接收状况-3级
2露铜/镀层交叠区不大于0.8mm[0.031in]。
接收状况-2级
2露铜/镀层交叠区不超1.25mm[0.04921in]。
接收状况-1级
2露铜/镀层交叠区不超2.5mm[0.09841in]。
拒收状况-1、2、3级
缺陷超过上述规定。
注: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[0.00591 in]宽的边缘区。注:镀层交叠区允许变色。
2.7.2印制插头边的毛刺
理想状况-1、2、3级
2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。
接收状况-1、2、3级
2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。
拒收状况-1、2、3级
2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
接收状况-1、2、3级
2经胶带试验证明有良好的镀层附着力,没有镀层脱落。
拒收状况-1、2、3级
2经胶带试验证明镀层附着力不良。
注: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。
2.8标识
引言
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:
2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)。
2采购文件中要求中的元件插装位置。
2加工单中要求的制作顺序号。
2采购文件中要求的工件码的版本字符。
2测试点或校准点的指示符号。
2极性或方位的指示符号。
2UL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:
2蚀刻的标识
2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。
理想状况-1、2、3级
2每个字符都是完整的。
2极性和方位符号都呈现清楚。
2字符线条清晰准确且宽度均匀一致。
2字符的空心区没有被填满(0,6,8,9,A,B,D,O,P,Q,R,)。
接收状况-1、2、3级
2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。
拒收状况-1、2、3级
2标识的字符已脱落或字迹模糊无法辨认。
2字符的空心区被填满,且已不能识别或易于引起误读。
2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。
拒收状况-1、2、3级
2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。
2.8.2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。
理想状况-1、2、3级
2满足通用性能标准(见2.8.1)
2蚀刻的符号和带电的导线之间的间距也遵守导线最小的间距要求。
接收状况-3级
2只要满足标识的通用性标准(见2.8.1),标识缺陷不论原因仍可接收(例如,烛料桥接,过蚀刻等。)
2标识不违反最小电气间距要求。
2只要可辨认,形成字符的线宽可以减小到50%。
接收状况-1级
2只要满足标识的通用性标准(见2.8.1),标识缺陷仍可接收(例如,烛料桥接,过蚀刻等。)
2标识不违反最小电气间距要求。
2字符是不规则的,但字符或标识的一般含义尚可辨认。
拒收状况-1、2、3级
2蚀刻标识不满足上述要求。
2.8.3丝印或油墨盖印标识
丝印或油墨盖印标识指的是在板面上加印的任何类型的标识,这种类型的标识的制作不可含有切入或蚀刻的作法。
理想状况-1、2、3级
2满足通用性的要求(见2.8.1)
2油墨分布是均匀的,没有模糊不清或双影。
2油墨标识不超过与焊盘相切。
接收状况-3级
2满足通用性的要求。
2只要字符清晰,油墨可以在字符线条的外侧堆积。
接收状况-2级
2满足通用性的要求(见2.8.1)
2只要字符清晰,油墨可以在字符线条的外侧堆积。
2只要要求的方位仍清楚明确,元件方位符号的轮廓可以部分脱落。
2元件孔焊盘的标识油墨不得渗入元件安装孔内,或造成环宽低于最小环宽。
接收状况-1级
2满足通用性的要求(见2.8.1)
2只要字符清晰,油墨可以在字符线条的外侧堆积。
2只要要求的方位仍清楚明确,元件方位符号的轮廓可以部分脱落。
2元件孔焊盘的标识油墨不得渗入元件安装孔内,或造成环宽低于最小环宽。
2标识被涂污或模糊,但仍可辨认。
2出现重影,但仍可辨认。
2.9引言
“阻焊膜”和“阻焊剂”一词通常是指任何类型的永久性或暂时性的聚合物阻焊涂覆材料。在本标准中,对用在印制板上任何类型永久性聚合物涂覆材料的通用词均采用“阻焊剂”一词。阻焊剂是在印制板装配焊接操作进,用来限制及控制焊料在所选定区域上。同时阻焊涂覆层还用于在焊接及以后的工艺操作中,控制及减少印制板表面的污染,有时阻焊剂还用于减少在印制板基材表面上导电图形之间的树枝状细丝生长。有关阻焊剂要求的详细规范及资料参见IPC-6012及IPC-SM-840。
阻焊剂材料不作为装配后覆盖元件、元件引线/端子及焊接点的敷形涂覆层的代用品。阻焊剂材料及敷形涂覆材料或其它物料的相容性的确定取决于最后组装件的使用环境。
阻焊剂的类型包括:
2液态网印成像型
2静电沉积成像型
2液态光致成像型阻焊剂
2干膜光致成像型阻焊剂
2光致成像型暂性阻焊剂
2干膜覆盖在湿膜上的交致成像型阻焊剂
注:如需在这些区域用阻焊剂覆盖以修整,应使用与最初使用的阻焊剂相匹配的及同等耐焊接和耐清洗的材料。
2.9.1导线表面的涂覆层
理想状况-1、2、3级
2无漏印、空洞、起泡、错位或露导线。
接收状况-1、2、3级
2在要求阻焊剂的区域内没露出金属导线或由于起泡而造成的桥接。
2在平行导线区域内,除了导线之间有意不覆盖阻焊剂处外,不能由于阻焊剂缺少而使用相邻导线暴露。
2如需在这些区域用阻焊剂覆盖以修整,应使用与最初所用阻焊剂相匹配的且同等耐焊接和耐清洗的材料。
拒收状况-1、2、3级
2在要求有阻焊剂区域内露出金属导线。
2在要求有阻焊剂区域内由于起泡造成金属导线间桥接。
2在平行导线区域内,除了导线之间有意不覆盖阻焊剂处外,不能由于阻焊剂缺少而使用相邻导线暴露。
2.9.2与孔的重合度(各种涂覆层)
理想状况-1、2、3级
2未发生阻焊图形错位。阻焊剂在规定的重合间距内,以焊盘为中心环绕在其周围。
接收状况-1、2、3级
2阻焊图形与焊盘错位,但不违反最低环宽要求。
2除那些不需焊接的孔外,镀覆孔内无阻焊剂。
2未暴露相邻的孤立焊盘或导线。
拒收状况-1、2、3级
2错位并违反最低环宽要求。
2元件安装孔内有阻焊剂。
2暴露相邻的焊盘或导线。
2.9.3与其它图形的重合度
理想状况-1、2、3级
2未出现阻焊图形错位。
接收状况-1、2、3级
2阻焊剂跟限定的焊盘的错位没有暴露相邻孤立的焊盘或导线。
2阻焊剂没有侵入到板边印制插头或测试点表面。
2节距大于或等于 1.25mm[0.04921in]的表面贴装焊盘,只能一侧受侵犯,且不得超过0.05mm[0.0020in]。
2节距小于 1.25mm[0.04921in]的表面贴装焊盘,只能一侧受侵犯,且不得超过0.025mm[0.000984in]。
拒收状况-1、2、3级
2当没有规定时,阻剂已侵犯到板边插头或测试点表面。
2节距大于或等于1.25mm[0.04921in]的表面贴装焊盘,两侧受到侵犯或超过0.05mm[0.0020in]。2节距小于1.25mm[0.04921in]的表面贴装焊盘,两侧受到侵犯或超过0.05mm[0.000984in]。
2.9.
3.1球栅阵列(阻焊剂限定的焊盘)
阻焊剂限定的焊盘:导电图形的一部分,是用来连接电子元器件的球形终端的(BGA,精细节距BGA等),为了限制球形脚贴装在阻焊剂围绕的范围内,阻焊剂涂覆到焊盘边缘上。
理想状况-1、2、3级
阻焊剂交叠区以焊盘为中心,环绕在其周围。
接收状况-1、2、3级
2偏位使阻焊剂覆盖到焊盘上的破出区域不超过90°。
2.9.
3.2球栅阵列(铜箔限定的焊盘)
铜箔限定的焊盘:通常为导电图形的一部分,但并非绝对,在焊接过程中,焊盘金属用来连接和/或焊盘元器件,所以如果产品要涂阻焊剂,焊盘区周围要留有一定的间隙。
理想状况-1、2、3级
2阻焊剂以铜焊盘为中心,环绕其周围并留有间隙。
2接收状况-1、2、3级
2除了导线连接处外,阻焊剂未涂覆到焊盘上。
2.9.
3.3球栅阵列(阻焊坝)
阴焊坝:阻焊图形的一部分,用来与BGA或精线节距的BGA安装连接,阻焊剂覆盖的局部区域将图形的安装部分与导通孔离开,以避免焊料从焊接处落入导通孔内。
理想状况-1、2、3级
2阻焊剂分别以铜焊盘和导通孔为中心,并留有间隙。阻焊剂只覆盖铜焊盘与导通孔间的导线。接收状况-1、2、3级
2若规定有阻焊坝(为防止焊料与导通孔的桥接),阻焊坝应保留在铜被覆盖区域。
2.9.4起泡/分层
理想状况-1、2、3级
2阻焊剂和印制板基材及导电图形表面之间无起泡、气泡或分层。
接收状况-2、3级
2印制板每面最大尺寸不超过0.25mm[0.00984in]的缺陷可允许2个。
2电气间距的减小不超过25%。22
接收状况-1级
2起泡、气泡或分层没有使导线之间产生桥接。
拒收状况-2、3级
2印制板每面缺陷超过2个,最大尺寸超过0.25mm[0.00984in]。
2电气间距的减小超过25%。
拒收状况-1、2、3级
2导线之间被桥接。
2.9.5附着力(剥落或起皮)
理想状况-1、2、3级
2阻焊剂表面外观均匀并牢固地粘附到印制板表面上。
接收状况-2、3级
2测试前阻焊剂未从板面上起翘。
2按照IPC-TM-650中试验方法2.4.28.1测试后,阻焊剂脱落的量不超过6010系列标准规定的允许值。
接收状况-1级
2测试前,阻焊剂从印制板基材或导电图形表面剥落,但残留的阻焊剂却牢固地粘附在板面上。缺失的阻焊剂未暴露相邻导电图形或超过允许脱落的规定值。
2按照IPC-TM-650试验方法2.4.28.1测试后,阻焊剂脱落的量不超过允许值。
拒收状况-1、2、3级
2阻焊剂起皮超过上述规定。
2.9.6跳印
理想状况-1、2、3级
2阻焊剂在基材表面、导线侧面和边缘都呈现光滑均匀的外表,并已牢固地粘结在印制板表面上,无可见的跳印、空洞或其它缺陷。
接收状况-2、3级
2不存在阻焊剂跳印。
接收状况-1级
2阻焊剂的缺失未使导电图形之间导线间距减少至最小的验收要求。
2沿导电图形的侧边有阻焊剂跳印存在。
拒收状况-1、2、3级
2导电图形边缘之间有阻焊剂跳印存在。
2.9.7波纹/皱褶/皱纹
理想状况-1、2、3级
2在印制板基材表面或导电图形上面的阻焊涂覆层均未出现皱褶、波纹、皱纹或其它缺陷。接收状况-1、2、3级
2在阻焊剂中的波纹或皱纹没有使阻焊剂涂覆层厚度减小到低于最小厚度的要求。(当有规定时)。
2在导电图形之间出现轻度皱褶的区域没有造成桥接,并能满足IPC-TM-650的2.4.28.1试验方法的胶带附着力剥离试验的要求。
拒收状况-1、2、3级
2位于导电图形区域的皱褶造成桥接,或使导线间距减少到低于导线间距规定的要求。
2若厚度有要求时,波纹或皱纹造成阻焊剂厚度减小到低于阻焊剂最小厚度的要求。
2.9.8掩孔(导通孔)
理想状况-1、2、3级
2所有要求掩蔽的孔都被阻焊剂完整地覆盖。
接收状况-1、2、3级
2所有要求掩蔽的孔都被阻焊剂覆盖。
拒收状况-1、2、3级
2要求掩蔽的孔没有被覆盖。
2.9.9吸管式空隙
吸管式空隙----沿着导电图形边缘的一种长管状的空隙,即阻焊剂未与基材表面或导体边缘结合。锡铅热熔焊剂、热熔油、焊接助焊剂、清洁剂或挥发性物质都可以夹封在这种吸管式空隙中。
理想状况-1、2、3级
2阻焊剂和印制板基材表面以及导电图形的侧边之间均不存在可视到的空隙。
接收状况-3级
2没有吸管式空隙。
接收状况-1、2级
2沿着导电图形侧面边缘出现吸管式空隙,其造成导线间距的减小尚未低于最小规定的要求,同时这种吸管式空隙还没有扩展到导电图形整个边缘。
拒收状况-1、2、3级
缺陷超过上述规定。
2.9.10厚度
理想状况-1、2、3级
2厚度没有规定时,目视全都覆盖。
2若采购文件规定了厚度,则阻焊剂覆盖厚度满足或超过采购文件规定的厚度要求。
接收状况-1、2、3级
2厚度没有规定时,目视全都覆盖。
2有规定时,阻焊剂覆盖厚度满足采购文件规定的厚度要求(不能用目视来评价)。
拒收状况-1、2、3级
2厚度没有规定时,未全部覆盖。
2有规定时,阻焊剂覆盖厚度低于采购文件规定的厚度要求(不能用目视来评价)。
2.10图形尺寸限定
引言
印制板应满足采购文件规定的尺寸要求,如板的周边、厚度、切口、开孔、开槽及印制插头等。用于检验印制板这些特性的设备仪器,其精度、可重复性及可再现性应为所验证尺寸的公差范围的10%或更小。
2.10.1.1导线宽度
理想状况-1、2、3级
2导线宽度及间距满足照相底版或采购文件的尺寸要求。
接收状况-1、2、3级
2导线边缘粗糙、缺口、针孔及划伤露基材等缺陷的任意组合使导线宽度的减小未超过最低宽度的20%。
2缺陷(边缘粗糙、缺口等)总长度不大于导线长度的10%或13mm,两者中取较小值。
接收状况-1级
2导线边缘粗糙、缺口、针孔及划伤露基材等缺陷的任意组合对导线宽度的减小未超过最低宽度的30%或更小。
2缺陷(边缘粗糙、缺口等)总长度不大于导线长度的10%或25mm,两者中取较小值。
2.10.1.2导线间距
理想状况-1、2、3级
2导线间距满足采购文件的尺寸要求。
接收状况-3级
2导线边缘粗糙、铜刺等缺陷的任意组合造成在孤立区域内的导线间距的减小不大于最小间距的20%。
接收状况-1、2级
2导线边缘粗糙、铜刺等缺陷的任意组合造成在孤立区域内的导线间距的减小不大于最小间距的30%。
2.10.2外层环宽的测量
环宽是指完全环绕孔的导电材料部分。它是钻孔的边缘A和焊盘的外边缘B之间的区域。
导线与焊盘的连接区-----是指导线与焊盘的连接部位。
2.10.3支撑孔的外层环宽
理想状况-1、2、3级
2孔位于焊盘中心。
接收状况-3级
2孔位于焊盘中心,但环宽不小于0.05mm[0.0020in]。
2孤立区域内的环宽由于如麻点、凹坑、缺口、针孔或斜孔等缺陷的存在,允许最小外环宽减少20%。
接收状况-2级
2破环不大于90°,且满足最小侧向间距要求。(A)
2在焊盘与导线的连接区导线宽度的减少不大于工程图纸或生产底版中标称的最小导线宽度的20%,则允许破环90°。导体连接处应不小于0.050mm[0.0020in]或最小线宽,两者中取较小值。
(C)
接收状况-1级
2破环不大于180°,且满足最小侧向间距要求。(B)
2在焊盘与导线的连接区,导线宽度的减少不大于生产底版中标称最小导线宽度的30%,则允许破环180°。(D)
2不影响外观、安装和功能。
2.10.4非支撑孔的环宽
理想状况-1、2、3级
2孔位于焊盘中心。
接收状况-3级
2任意方向的环宽均不小于0.15mm[0.00591in](A)孤立区域内的孔环,由于麻点、凹坑、缺口、针孔或斜孔等缺陷的存在,允许最小外层环宽减小20%。
接收状况-2级
2存在孔环宽,未破坏。(B)
接收状况-1级
2除导线与焊盘连接区外,允许破坏。(C)
拒收状况-1、2、3级
2缺陷超过上述规定。
2.11平整度
引言
印制板的平整度是由产品的两种特性来确定的:既弓曲和扭曲。弓曲的特点是印制板的四个角处在同一平面时,它大致成圆柱形或球面弯曲的状况。而扭曲则是指板的一个角不与其它三个角一样在同一平面上,且平行于板的对角线板子翘曲。圆形或椭圆形的板必须是以垂直位移方向的最高点来测定。板的弓曲和扭曲可能会受板子设计的影响,因为不同的布线或多层板的层结构都会导致产生不同的应力或消除应力的条件。板的厚度及材料特性也是造成影响板的平整度的因素。
弓曲及扭曲
弓曲及扭曲应按IPC-TM-650的2.4.22中的一种方法来测定。对于有表面安装元件的印制板,弓曲和扭曲应不大于0.75%。对于所有其它类型板,弓曲和扭曲应不大于1.50%。对于含
多块印制板的在制板,且是以在制板形式安装然后又分离的,应以在制板形式进行评定。弓曲、扭曲或两者合并的情况,其物理测量及百分比计算应按IPC-TM-650R 2.4.22方法进行。
3.0内部可观测特性
引言
本节描述的是印制板各种内部特性的验收要求。这些特性包括在基材、镀覆孔、内层铜导电图形、内层铜箔的处理、内层的接地层/电源层/散热层等中,其情况如下所述:
2板材表面下的缺陷,如分层、起泡和外来夹杂物。
2多层板表面下的缺陷,如空洞、分层、起泡、裂缝、接地层的余隙和层间的间距。
2镀覆孔的异常,包括孔的尺寸、环宽、钉头、镀层厚度、结瘤、裂缝、树脂钻污、凹蚀不足或过蚀、芯吸、内层导体与孔壁(圆柱体)分离及焊料涂覆层厚度等。
2内层线路的异常,如蚀刻过度或不足、导线裂缝及空洞、氧化处理不均匀或不充分以及铜箔厚度等。
2目视观察只有在显微切片中才能进行。
3.1介质材料
引言
本节描述了介质材料的验收要求。介质材料是在热应力试验后进行评定。验收态下的评定要求在采购文件中作规定。
3.1.1层压板空洞(受热区域外)
注:1、受热区是指每个焊盘端部外延0.08mm[0.003/in]至层压的区域。
2、已受过热应力或模拟返工试验的试样,A区中的层压板缺陷是不作评价的。
上述目视观察只在显微切片中进行。
3.1.1层压板空洞(受热区域外)
理想状况-1、2、3级
2层压板均匀一致。
接收状况-2、3级
2空洞小于或等于0.08mm[0.0031in]且不违反最小介质间距的规定。
2经热应力及模拟返工试验后,A区有缺陷,如空洞或树脂凹缩。
接收状况-1、2、3级
2空洞小于或等于0.15mm[0.00591in],且不违反介质间距的规定。经热应力及模拟返工试验后,A区有缺陷,如空洞或树脂凹缩。
拒收状况-1、2、3级
2缺陷超过上述规定。
上述目视观察只在显微切片中进行。
3.1.2导线与孔的重合度
导线的重合度通常是相对于镀覆孔焊盘来测定的。
其要求是通过规定最小内层环宽来确定的(见3.3.1)。
上述目视观察只在显微切片中进行。
3.1.3电源层/接地层上的非支撑隔离孔
理想状况-1、2、3级
2电源层/接地层的余隙满足采购文件的要求。
接收状况-1、2、3级
A)电源层/接地层的余隙大于采购文件中规定的最小导线间距。
B)当采购文件规定时,接地层可以扩展到非支撑孔的边缘。
拒收状况-1、2、3级
2电源层/接地层的余隙小于采购文件中规定的最小导线间距。
上述目视观察只在显微切片中进行。
3.1.4分层/起泡
理想状况-1、2、3级
2没有分层或起泡。
接收状况-2、3级
2没有分层或起泡迹象。
接收状况-1级
2如有分层或起泡,按照2.3.3节要求来评定全板。
上述目视观察只在显微切片中进行。
3.1.5凹蚀
合格的凹蚀或负凹蚀表现为树脂钻污已从内层铜和钻孔的界面处清除掉。有些人认为凹蚀更加可靠,但也有持相反意见的,两种看法都有。这完全取决于采用的镀铜类型、铜箔的状态和铜箔的厚度。过度的凹蚀和过度的负凹蚀一样,都不是理想的状况。这两种过度凹蚀对于镀覆孔寿命的可靠性都会有不利的影响。
凹蚀-凹蚀过程也叫正凹蚀,用于去掉介质材料。树脂材料被凹蚀的迹象说明,所有的树脂钻污已被完全去除,同时镀覆孔的铜到内层铜箔之间产生出三维界面的结合。三维连接比一个界面连接更加可靠。但缺点是凹蚀会造成孔壁粗糙,使镀覆孔的铜镀层可能产生裂纹。过度的凹蚀也会导致可能引起内层铜箔破裂的应力。
负凹蚀-其理论是为了使内层铜箔被凹蚀和清洁,则需先将钻污清除。采用负凹蚀工艺的优点是在内层界面上不会产生应力点,而正凹蚀是不可避免的,因而负凹蚀可以形成一个非常平滑而均匀的孔壁。平滑的孔壁及负凹蚀对采用高可靠性的长寿命应用的铜镀层特别有利。负凹蚀的缺点是,如果负凹蚀过度,由于凹处夹留气泡和污物,可能引起内层分离。
本节无意于对优先选用那种凹蚀工艺表示赞成或反对。有很多印制板制造商不管是采用凹蚀还是负凹蚀工艺都很成功。采用哪种特定的凹蚀工艺,则由各个设计者或用户决定,同时也决定于所采用的材料、铜电镀、铜箔和应用等因素。
注:去钻污是指去除孔形成时产生的树脂屑。去钻污应充分以满足镀层分离的验收标准(3.3.12及3.3.13)。去钻污时,蚀去不应大于0.025mm。如大于0.025mm,则应按凹蚀评定(3.1.5.1)。上述目视观察只在显微切片中进行。
3.1.5.1凹蚀
理想状况-1、2、3级
2均匀地凹蚀到最佳的深度0.013mm[0.000512in]。
接收状况-1、2、3级
2凹蚀深度介于0.005mm[0.00020in]和0.08mm[0.0031in]之间。
2在每个连接盘的一侧上允许有凹蚀阴影。
拒收状况-1、2、3级
2凹蚀深度小于0.005mm[0.00020in]或大于0.08mm[0.0031in]。
2任一连接盘的两侧面上均有凹蚀阴影。
上述目视观察只在显微切片中进行。
3.1.5.2负凹蚀
理想状况-1、2、3级
2铜箔上为均匀的负凹蚀深度为0.0025mm[0.0000984in]。
接收状况-3级
2负凹蚀小于0.025mm[0.000984in]。
拒收状况-1、2、3级
2缺陷超过上述规定。
上述目视观察只在显微切片中进行。
3.1.6金属层上的介质间隙
印制板中金属层是用作机械增强和/或电磁屏蔽层的,其很多要求与金属芯印制板相同。
理想状况-1、2、3级
2金属层的余隙大于采购文件的要求。
接收状况-1、2、3级
2金属层的余隙等于或大于0.1mm[0.004in](当采购文件未规定时)。
上述目视观察只在显微切片中进行。
3.1.7层间间距
每小介质厚度是适用于耐电压介质强度要求的最大实体状态。
理想状态-1、2、3级
2最小介质厚度满足采购文件的要求。
接收状况-1、2、3级
2最小介质厚度满足采购文件的最低要求。如果未作规定,则层间介质间距必须等于或大于0.09mm[0.0035in]。
拒收状况-1、2、3级
2最小介质厚度小于采购文件的最要求。如果未作规定,则以0.09mm[0.0035in]为准。
注:作为信号传输线阻抗应用而设计的产品,在采购文件上可以规定特殊要求和测量方法。上述目视观察只在显微切片中进行。
3.1.8树脂凹缩
在镀覆孔中树脂凹缩通常是指在孔壁上的通孔镀层与介质材料之间出现分离的现象。除非采购文件另有规定,否则,在热应力试验后发生的树脂凹缩对有的产品等级都是可以接收的。
上述目视观察只在显微切片中进行。
3.2导电图形概述
引言