1．0．前言(Introduction)

本章敘述剛性印制板和高密度互連(HDI)層或板的技術(shù)要求，標志、包裝、運輸和貯存的基本原 則。本章提及的印制板通常是指帶有鍍通孔(即金屬化孔)的雙面、多層板，帶有或不帶埋／盲孔的多層板。美國IPC協(xié)會(全稱為美國連接電子業(yè)協(xié) 會，Association Connecting Electronics lndustries)是全球印制板行業(yè)最有學(xué)術(shù)成就的組織，基于國內(nèi)外大多數(shù)印制板生產(chǎn)企業(yè)和電子裝配企業(yè)使用的是美國ICP協(xié)會的標準，本文說及的技 術(shù)規(guī)范主要參照美國IPC最新版本的相關(guān)標準，亦參考使用了部份著名電子公司的企業(yè)標準，歐州標準(例如Perfag3c)和國家標準。

 

1．1．參考標準(Reference Starard)·IPC-6012A．

剛性印制板的鑒定和性能規(guī)范． (Qualitication and performance specification fOrRigid Printed Boards)．·IPC-A-600F．印制板的可接收性(Acceptability Of Printed Board)· IPC-4101A． 剛性和多層印制板基材技術(shù)規(guī)范(Specification For Base Materials For Rigid andMuhilayer Printed Boards)．·IPC-A-650試驗方法手冊(Test MethodsManual)·IPC-2615．印制板的尺寸和公差(PrintedBoard Dimensions and Tolerances)·IPC-6016高密度互連(CDI)層或板的鑒定和性能規(guī)范 (Qualification and PerformanceSpecification For HiSh Density Interconnect CHDI)Layer Or Boards)·ANSI／J-STD-003印制板可焊性試驗(Solderabil卸Test For Printed Board)(注：ANSI，American National Standards lnstitude，美國國家標準)·IPC-2220設(shè)計標準系列(Design standardsenes)·IPC-SM-840C永久性阻焊膜的鑒別和性能(Qualification and Performance Of Permanent SolderMask)·FERFAG 3C多層板技術(shù)規(guī)范(歐州標準，1999出版)(Specification For Muhilayer Boards)．·UL-796．印制線路板安全標準(Standard ForSafety Printed Wiring Board)·UL-94． 裝置及設(shè)備中部件用塑料的燃燃性試驗。·MiI-STD-105特性撿查的抽樣程序和抽樣表。·GB／T 4588．2-1996．有金屬化孔單雙面板分規(guī)范(國家標準)·GB／T 4588．4-1996．多層印制板分規(guī)范(國家標準)

 

2．1．性能等級(Classfication)

根據(jù)印制板功能可靠性和性能要求，對印制板產(chǎn)品分下列三個通用等級。1級--一般的電子產(chǎn) 品：包括消費類產(chǎn)品、某些計算機外圍設(shè)備。用于這些產(chǎn)品的印制板其外觀缺陷并不重要，主要要求是印制板的功能。2級--專用設(shè)施的電子產(chǎn)品：包括通訊設(shè) 備、高級商用機器和儀器。這些產(chǎn)品要求高性能和壽命，同時希望能夠不間斷地工作，但這不是關(guān)鍵要求。允許有某些外觀缺陷。情況下，例如空洞或起泡，這些是 一種內(nèi)在現(xiàn)象，但可以從外表加以檢測。部門注了冊，這時該公司的商標為A，注冊，英文Registration(注冊)第一個字母R圈起來。(2)美國 UL給予該公司的TYPE(型號)是雙面板"3VO''，多層板"3MVO"。(3)''"為美國UL公司表示電子元件的標記。(4)"E65432"是 UL給"ABCED"公司的UL公司檔案編號(File No)。(5)"94V-O"表示印制板的阻燃級別，屬最高級。(當然還有94V-l，94VH級)。(6)"▲"三角形符號標記的印制板產(chǎn)品完全遵守并 承擔UL796標準所要求的性能水平責任。以上各項，公司商票(或公司名簡稱)和Type(型號)必須加到成品印制板上，蝕刻或印字符在板上均可，各條各 項根據(jù)不同客戶要求和UL公司的相應(yīng)規(guī)定添加。通常有以下幾種打UL標記方法:3VO 3803(周年)；3MVO 3803；3VO UL94V-O 3803；3VO ▲ 94V-O 3803；3VO ▲ 94V-O E65432 3803等。

 

2．2．基材使用(Base Materials Use)

 

通常客戶接收印制板，查完各項標記后，緊接著就是查基材的使用。查使用的板材類 型，板材供應(yīng)商，基材厚度，銅箔厚度。當前，大多數(shù)印制板企業(yè)使用的是阻燃環(huán)氧玻璃布覆銅板，即FR4。表面是玻纖布而內(nèi)芯是玻璃纖維無紡布作增強的環(huán)氧 樹脂覆銅箔層壓板，即CEM3也有不少客戶要求使用。近年來，高Tg覆銅板(Tg≥170℃)、聚酰亞胺(PI)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯醚 (PPE，或PPO)、雙馬來酰亞胺改性三嗪(盯)覆銅板，不同介電常數(shù)(εr2.1~10．0，F(xiàn)R4εr為4．6~4．8),無鹵型覆銅板等也越來越 多地應(yīng)用起來了?；暮穸韧ǔＪ?．1~2．4mm，1．5~1．6mm用得最普遍。銅箔厚度通常是18，35，70微米(0．5，1．0，2．0盎 司)。內(nèi)層板基材內(nèi)不應(yīng)有板材供應(yīng)商的商標水印。半固化片型號為7628，2116，1080，106，固化后對應(yīng)厚度為約 0．17，0．11，0．07，0．05mm?；男吞?，供應(yīng)商，板厚、基銅厚都應(yīng)符合客戶圖紙上 的要求。

 

2.3．成品板基材(BaseMaterialsOfFinishedBoard)

 

2．3．1成品板邊(Finished Board Edges):

板邊緣光滑、無毛刺、粗糙但無磨損。所形成的板邊在客戶圖紙文件要求的分差范圍內(nèi)。打UL標記的板邊不應(yīng)露銅。唯一例外是鍍金件頭倒角科面上允許露銅。 板邊緣出現(xiàn)缺口、暈圈(Haloing)不應(yīng)超過板邊緣2．54mm，或不得超過板邊與鄰近導(dǎo)線(體)間距的50％。

2．3．2．露織物(Weave Exposure):

露織物是指織物的纖維雖然沒有斷裂但沒有完全被樹脂覆蓋。除有露織物的區(qū)域外，導(dǎo)線間的剩余間距滿足最小的導(dǎo)線間距要求，1．2．3級板可接收。(見圖1)

2．3．3顯布紋．(Weave Texture)

顯布紋是指織物的纖維未斷且被樹脂完全覆蓋，但編織圖案明顯。 顯布紋在所有等級中都是可接收的，但有時會因外表相似而與露織物相混淆。在無法區(qū)分露織物或顯布紋時，可采用非破環(huán)性試驗(顯微鏡傾斜照明)或顯微剖切來 確定。必要時，寄上述樣品給予客戶征求意見，以作確認。(見圖1)

2．3．4露纖維／纖維斷裂(Exposed／Disrupted Fibers)

露纖維或纖維斷裂沒有使導(dǎo)線產(chǎn)生橋接，并未使導(dǎo)線的間距低于最小要求，1、2、3級板均可接收。(見圖2)

2．3．5麻點和空洞(Pits and voids)

麻點或空洞不大于0．8mm(0．031in)；每面受影響的總板面小于5％；麻點或空洞沒有在導(dǎo)體間產(chǎn)生橋接，1．2．3級板接收。

2．3．6白斑(Measling)

白斑表現(xiàn)為基材表面下不連續(xù)的白色方塊或"十字"紋，其形成通常與熱應(yīng)力有關(guān)。白斑是發(fā)生在?？椑w維增 強的P3壓基材內(nèi)的一種內(nèi)在現(xiàn)象，基材內(nèi)的纖維紗束在纖維交叉處相分離。IPC-A-600F標準"2．3基材表面下丐I言中說："事實上，迄今為止，根 據(jù)所有軍方及工業(yè)界測試發(fā)現(xiàn)，白斑從未導(dǎo)致過任何失效"。"白斑不必作為拒收的狀況，但它宜視為工藝警示，提醒你工藝已處于失控的邊緣。接收狀況一1、 2、3級·露纖維或纖維斷裂沒有使導(dǎo)線產(chǎn)生橋接，并未使導(dǎo)線的間距低于最小要求。拒收狀況·露纖維或纖維斷裂使導(dǎo)線橋接和，或使導(dǎo)線的間距低于最小要求。 接收狀況一2、3級·該缺陷不使導(dǎo)線間距低于最小導(dǎo)線間距值；·微裂紋的區(qū)域不超過相鄰導(dǎo)電圖形之間距離的50％；·沒有因為重現(xiàn)制造過程的熱測試而擴 大；·板邊的微裂紋不會減小板邊與導(dǎo)電圖形間的最小距離；若未規(guī)定時，則為2．5mm[0．0984 in]。接收狀況一1級·該缺陷不使導(dǎo)線間距低于最小導(dǎo)線間距值；·微裂紋區(qū)域的擴散超過導(dǎo)電圖形間距的50％，但導(dǎo)電圖形間無橋接；·沒有因為重現(xiàn)制造 過程的熱測試面擴大；·板邊的微裂紋不會減小板邊與導(dǎo)電圖形間的最小距離；若未規(guī)定時，則為2．5mm[0．0984 in] 研究表明，所觀察到的白斑現(xiàn)象的主要原因是快速擴散到環(huán)氧一玻璃中的濕氣和元器件焊接時的溫度相結(jié)合。在環(huán)氧玻璃吸收大氣中的濕氣含量超過0．3％時，會 在浸焊／熱風(fēng)整平或安裝焊接操作中產(chǎn)生白斑現(xiàn)象的機會。另外，樹脂的成分，層壓方法，偶合劑，Ts等都是造成白斑／微裂紋現(xiàn)象的原因。IPC-A- 600F中說，除用于高壓場合外，白斑對所有產(chǎn)品來說都是可以接收的。(但在實踐中，多數(shù)客戶都是拒收有白斑的板子的。)(參見圖1)

2．3．7微裂紋(Crazing)

微裂紋是層壓基材纖維絲發(fā)生分離的內(nèi)部狀況，可在纖維交織處或沿纖維絲長度方向出現(xiàn)。微裂紋表現(xiàn)為基材 表面下相連的白點?quot;十字"紋，通常與機械有關(guān)。當微裂紋不使導(dǎo)線間距低于最小導(dǎo)線間距值；微裂紋的區(qū)域不超過相鄰導(dǎo)電圖形之間距離的50％，板 邊的微裂紋不會減小板邊與導(dǎo)電圖形間的最小距離(若未作規(guī)定，則為2．5mm[0．0984in])，2、3級板接收。當微裂紋區(qū)域的擴散超過導(dǎo)電圖形的 50％，但導(dǎo)電圖形間無橋接，1級板接收。(見圖1和圖3)

2．3．8分層／起泡(Eelamination／Bhster)

分層是指出現(xiàn)在基材內(nèi)任兩層之間或一塊印制板內(nèi)基材與覆金屬箔之間，或其 它層內(nèi)的分離現(xiàn)象。起泡是一種局部膨脹形成的分層，表現(xiàn)為層壓基材的任意層間或者基材與導(dǎo)電箔或保護性涂層間的分離。2．3級板接收的條件是：·受缺陷影 響的面積下不超過板子每面面積的1％。·缺陷的部位距最近導(dǎo)體起碼應(yīng)滿足規(guī)定的最小間距的要求。·起泡或分層跨距不大于相鄰導(dǎo)電圖形距離的25％。·經(jīng)過 重現(xiàn)制造條件的熱應(yīng)力試驗后缺陷不再擴大。·與板邊的距離不小于規(guī)定的板邊緣與導(dǎo)電圖形間的最小間距，若無規(guī)定，則為2．5mm[0．0984in]。 如果起泡或分層跨距大于相鄰導(dǎo)線間的25％，但沒有將導(dǎo)電圖形間的間距減小到低最小間距的要求。這時1級板接收(其余條件同上述2．3級)。(參見圖1)

2．3．9外來夾雜物(Foreign lnclusions)

外來夾雜物是指夾裹在絕緣材料內(nèi)的金屬或非金屬微粒。·板內(nèi)夾雜微粒為半透 明物，可接收。·板內(nèi)不透明微粒符合下列條件可接收。a)微粒距最近導(dǎo)電圖形距離大于0．13mm[0．00492lin].b)微粒落在兩導(dǎo)體之間，不 減少客戶采購文件規(guī)定的最小間距。若無規(guī)定，則微粒距最近導(dǎo)體大于0．13mm。·微粒未影響板的電氣性能。

 

2．4．導(dǎo)體(Conductor)

 

2．4．1線寬(Conductor Width)·

導(dǎo)線寬度和間距應(yīng)滿足照相底版 (Artwork)或采購文件的尺寸要求。·導(dǎo)線邊緣粗糙(Roughness)、缺口(Nicks)、針孔(Pinholes)和暴霹基材的劃傷 (Scratches)，這些缺陷的組合使線寬的減少未超過最低寬度的20％；缺陷總長度不大于導(dǎo)線長度的10％或13mm，二者中取較小值。這對2、3 級板可接收。·對1級板子，導(dǎo)線邊緣缺陷(粗糙、缺口、針孔、劃傷等)的任意組合對線寬減少未超過最低寬度的30％或更?。蝗毕菘傞L度不大于導(dǎo)線長度的 10％或25mm，二者中取接較小值，可接收(參見圖4)

2．4．2間距(Conductor Spacing)

導(dǎo)線間距應(yīng)滿足采購文件的尺寸要求。任何導(dǎo)線邊緣粗糙，銅毛刺(Spikes)等組合缺陷引起導(dǎo)線間距減少不大于最小導(dǎo)線間距的20％(對3級板子)。若間距減少未大于最上導(dǎo)線間距的30％，1．2級板接收。碳導(dǎo)線油墨(如鍵盤)，建議間距≥0．2mm。

2．4．3焊環(huán)(Annular Ring)

環(huán)寬是指完全環(huán)繞孔的導(dǎo)電材料的部份，是鉆孔的邊緣和外邊緣之間的區(qū)域。(1) 支撐孔的夕幄環(huán)寬(External AnnuarRing-Supposed Holes)IPC-A-600F是這樣敘述的：·3級板接收環(huán)寬≥O．05mm；孤立區(qū)域內(nèi)的環(huán)寬由于如麻點(Pits)、凹坑(dents)、缺口 (nicks)、針孔(Pinholes)或斜孔(Splay)等缺陷的存在，最小外層環(huán)寬可減少20％。·2級板接收破環(huán)≤90°，且滿足最小側(cè)向間距 要求；在焊盤與導(dǎo)線的連接區(qū)域線寬減少不大于客戶采購文件標稱的最小線寬的20％，則允許破環(huán)90°。導(dǎo)體連接處應(yīng)不小于0．05mm，或最小線寬，兩者 中取較小值。·1級板接收破環(huán)≤180°，且滿足最小測向間距要求；在焊盤與導(dǎo)線的連接區(qū)，導(dǎo)線寬度減少不大于要求的最小線寬的30％，則允許破環(huán) 180°；不影響外觀、安裝和功能。(參見圖5)實踐執(zhí)行中，PTH元件孔環(huán)寬必須≥0．05mm，不許破環(huán)；導(dǎo)通孔可以相切。PTH孔破環(huán)，板報廢。 (2)非支撐孔的環(huán)寬(Annular Ring-Unsupported Holes)·3級板接收任意方向的環(huán)寬≥0．05mm[0．0059lin]。孤立區(qū)域的孔環(huán)，由于麻點(Pits)，凹坑(dents)、缺口 (Nicks)、針孔(Pinholes)或斜孔(Splay)等缺陷的存在，允許最小外層環(huán)寬減少20％。·2級板接收有孔環(huán)，未破環(huán)。·1級板接收除 導(dǎo)與焊盤連接區(qū)外，允許破環(huán)。

 

2．5焊料涂層和熔融錫鉛層(Solder Coatingsand Fused Tin lead)

 

接收狀況一2、3級·導(dǎo)線邊緣粗糙、 缺口、針孔及劃傷露基材等缺陷的任意組合使導(dǎo)線寬度的減小未超過最低寬度的20％。·缺陷(邊緣粗糙、缺口等)總長度不大于導(dǎo)線長度的10％或13mm， 兩者中限較小值。接收狀況一1級·導(dǎo)線邊緣粗糙、缺口、針孔及劃傷露基材等缺陷的任意組合對導(dǎo)線寬度的減小未超過最低寬度的30％或更小。·缺陷(邊緣粗 糙、缺口等)總長度不大于導(dǎo)線長度的10％或20mm，兩者中限較小值。2．5．1不潤濕(Non wetting)任何導(dǎo)體表面的焊料(鉛錫層)由于存有阻焊或其它鍍層而產(chǎn)生的不潤濕，1.2．3級板均拒收。鉛錫表面應(yīng)有光澤、平整、均勻、不發(fā)黑、不 燒焦，不粗糙。