印制电路技术规范

　　.0.前言
　　本章叙述刚性印制板和高密度互连（HDI）层或板的技术要求，标志、包装、运输和贮存的基本原则。本章提及的印制板通常是指带有镀通孔（即金属化孔）的双面、多层板，带有或不带埋／盲孔的多层板。美国IPC协会（全称为美国连接电子业协会，Association Connecting Electronics lndustries）是全球印制板行业最有学术成就的组织，基于国内外大多数印制板生产企业和电子装配企业使用的是美国ICP协会的标准，本文说及的技术规范主要参照美国IPC最新版本的相关标准，亦参考使用了部份着名电子公司的企业标准，欧州标准（例如Perfag3c）和国家标准。
　　.1 参考标准（Reference Starard）·
　　刚性印制板的鉴定和性能规范。（Qualitication and performance specification fOrRigid Printed Boards）。·IPC-A-600F.印制板的可接收性（Acceptability Of Printed Board）· IPC-4101A. 刚性和多层印制板基材技术规范（Specification For Base Materials For Rigid andMuhilayer Printed Boards）。·IPC-A-650试验方法手册（Test MethodsManual）·IPC-2615.印制板的尺寸和公差（PrintedBoard Dimensions and Tolerances）·IPC-6016高密度互连（CDI）层或板的鉴定和性能规范 （Qualification and PerformanceSpecification For HiSh Density Interconnect CHDI）Layer Or Boards）·ANSI／J-STD-003印制板可焊性试验（Solderabil卸Test For Printed Board）（注：ANSI，American National Standards lnstitude，美国国家标准）·IPC-2220设计标准系列（Design standardsenes）·IPC-SM-840C永久性阻焊膜的鉴别和性能（Qualification and Performance Of Permanent SolderMask）·FERFAG 3C多层板技术规范（欧州标准，1999出版）（Specification For Muhilayer Boards）。·UL-796.印制线路板安全标准（Standard ForSafety Printed Wiring Board）·UL-94. 装置及设备中部件用塑料的燃燃性试验。·MiI-STD-105特性捡查的抽样程序和抽样表。·GB／T 4588.2-1996.有金属化孔单双面板分规范（国家标准）·GB／T 4588.4-1996.多层印制板分规范（国家标准
　　. 2性能等级
　　根据印制板功能可靠性和性能要求，对印制板产品分下列三个通用等级。1级--一般的电子产品：包括消费类产品、某些计算机外围设备。用于这些产品的印制板其外观缺陷并不重要，主要要求是印制板的功能。2级--专用设施的电子产品：包括通讯设备、高级商用机器和仪器。这些产品要求高性能和寿命，同时希望能够不间断地工作，但这不是关键要求。允许有某些外观缺陷。情况下，例如空洞或起泡，这些是一种内在现象，但可以从外表加以检测。部门注了册，这时该公司的商标为A，注册，英文Registration（注册）第一个字母R圈起来。（2）美国UL给予该公司的TYPE（型号）是双面板“3VO'‘，多层板”3MVO“。（3）'’”为美国UL公司表示电子元件的标记。（4）“E65432”是UL给“ABCED”公司的UL公司档案编号（File No）。（5）“94V-O”表示印制板的阻燃级别，属最高级。（当然还有94V-l，94VH级）。（6）“▲”三角形符号标记的印制板产品完全遵守并承担UL796标准所要求的性能水平责任。以上各项，公司商票（或公司名简称）和Type（型号）必须加到成品印制板上，蚀刻或印字符在板上均可，各条各项根据不同客户要求和UL公司的相应规定添加。通常有以下几种打UL标记方法：3VO 3803（周年）；3MVO 3803；3VO UL94V-O 3803；3VO ▲ 94V-O 3803；3VO ▲ 94V-O E65432 3803等。
　　.2基材使用
　　通常客户接收印制板，查完各项标记后，紧接着就是查基材的使用。查使用的板材类型，板材供应商，基材厚度，铜箔厚度。当前，大多数印制板企业使用的是阻燃环氧玻璃布覆铜板，即FR4。表面是玻纤布而内芯是玻璃纤维无纺布作增强的环氧树脂覆铜箔层压板，即CEM3也有不少客户要求使用。近年来，高Tg覆铜板（Tg≥170℃）、聚酰亚胺（PI）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚苯醚（PPE，或PPO）、双马来酰亚胺改性三嗪（盯）覆铜板，不同介电常数（εr2.1~10.0，FR4εr为4.6~4.8），无卤型覆铜板等也越来越多地应用起来了。基材厚度通常是0.1~2.4mm，1.5~1.6mm用得最普遍。铜箔厚度通常是18，35，70微米（0.5，1.0，2.0盎司）。内层板基材内不应有板材供应商的商标水印。半固化片型号为7628，2116，1080，106，固化后对应厚度为约0.17，0.11，0.07，0.05mm。基材型号，供应商，板厚、基铜厚都应符合客户图纸上 的要求。
　　成品板基材
　　.3.1成品板边
　　板边缘光滑、无毛刺、粗糙但无磨损。所形成的板边在客户图纸文件要求的分差范围内。打UL标记的板边不应露铜。唯一例外是镀金件头倒角科面上允许露铜。 板边缘出现缺口、晕圈（Haloing）不应超过板边缘2.54mm，或不得超过板边与邻近导线（体）间距的50％。
　　.3.2.露织物
　　露织物是指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，1.2.3级板可接收。
　　.3.3显布纹。（Weave Texture）
　　显布纹是指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。在无法区分露织物或显布纹时，可采用非破环性试验（显微镜倾斜照明）或显微剖切来确定。必要时，寄上述样品给予客户征求意见，以作确认。
　　.3.4露纤维／纤维断裂（Exposed／
　　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，1、2、3级板均可接收。
　　.3.5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小于5％；麻点或空洞没有在导体间产生桥接，1.2.3级板接收。
　　.3.6白斑
　　白斑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。白斑是发生在玻织纤维增强的P3压基材内的一种内在现象，基材内的纤维纱束在纤维交叉处相分离。IPC-A-600F标准“2.3基材表面下丐I言中说：”事实上，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“。”白斑不必作为拒收的状况，但它宜视为工艺警示，提醒你工艺已处于失控的边缘。接收状况一1、2、3级·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。接收状况一2、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[0.0984 in]。接收状况一1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；·没有因为重现制造过程的热测试面扩大；·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[0.0984 in] 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一玻璃中的湿气和元器件焊接时的温度相结合。在环氧玻璃吸收大气中的湿气含量超过0.3％时，会在浸焊／热风整平或安装焊接操作中产生白斑现象的机会。另外，树脂的成分，层压方法，偶合剂，Ts等都是造成白斑／微裂纹现象的原因。IPC-A-600F中说，除用于高压场合外，白斑对所有产品来说都是可以接收的。（但在实践中，多数客户都是拒收有白斑的板子的。
　　.3.7微裂纹
　　微裂纹是层压基材纤维丝发生分离的内部状况，可在纤维交织处或沿纤维丝长度方向出现。微裂纹表现为基材表面下相连的白点？quot;十字“纹，通常与机械有关。当微裂纹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％，板边的微裂纹不会减小板边与导电图形间的最小距离（若未作规定，则为2.5mm[0.0984in]），2、3级板接收。当微裂纹区域的扩散超过导电图形的50％，但导电图形间无桥接，1级板接收。
　　.3.8分层／起泡（Eelamination／
　　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成的分层，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。2.3级板接收的条件是：·受缺陷影响的面积下不超过板子每面面积的1％。·缺陷的部位距最近导体起码应满足规定的最小间距的要求。·起泡或分层跨距不大于相邻导电图形距离的25％。·经过重现制造条件的热应力试验后缺陷不再扩大。·与板边的距离不小于规定的板边缘与导电图形间的最小间距，若无规定，则为2.5mm[0.0984in]。 如果起泡或分层跨距大于相邻导线间的25％，但没有将导电图形间的间距减小到低最小间距的要求。这时1级板接收（其余条件同上述2.3级）。
　　.3.9外来夹杂物
　　外来夹杂物是指夹裹在绝缘材料内的金属或非金属微粒。·板内夹杂微粒为半透明物，可接收。·板内不透明微粒符合下列条件可接收。a）微粒距最近导电图形距离大于0.13mm[0.00492lin].b）微粒落在两导体之间，不减少客户采购文件规定的最小间距。若无规定，则微粒距最近导体大于0.13mm。·微粒未影响板的电气性能。
　　.4导体
　　.4.1线宽（Conductor Width）·
　　导线宽度和间距应满足照相底版（Artwork）或采购文件的尺寸要求。·导线边缘粗糙（Roughness）、缺口（Nicks）、针孔（Pinholes）和暴霹基材的划伤（Scratches），这些缺陷的组合使线宽的减少未超过最低宽度的20％；缺陷总长度不大于导线长度的10％或13mm，二者中取较小值。这对2、3级板可接收。·对1级板子，导线边缘缺陷（粗糙、缺口、针孔、划伤等）的任意组合对线宽减少未超过最低宽度的30％或更小；缺陷总长度不大于导线长度的10％或25mm，二者中取接较小值，可接收
　　.4.2间距
　　导线间距应满足采购文件的尺寸要求。任何导线边缘粗糙，铜毛刺（Spikes）等组合缺陷引起导线间距减少不大于最小导线间距的20％（对3级板子）。若间距减少未大于最上导线间距的30％，1.2级板接收。碳导线油墨（如键盘），建议间距≥0.2mm。
　　.4.3焊环
　　环宽是指完全环绕孔的导电材料的部份，是钻孔的边缘和外边缘之间的区域。（1） 支撑孔的夕幄环宽（External AnnuarRing-Supposed Holes）IPC-A-600F是这样叙述的：·3级板接收环宽≥O.05mm；孤立区域内的环宽由于如麻点（Pits）、凹坑（dents）、缺口（nicks）、针孔（Pinholes）或斜孔（Splay）等缺陷的存在，最小外层环宽可减少20％。·2级板接收破环≤90°，且满足最小侧向间距要求；在焊盘与导线的连接区域线宽减少不大于客户采购文件标称的最小线宽的20％，则允许破环90°。导体连接处应不小于0.05mm，或最小线宽，两者中取较小值。·1级板接收破环≤180°，且满足最小测向间距要求；在焊盘与导线的连接区，导线宽度减少不大于要求的最小线宽的30％，则允许破环180°；不影响外观、安装和功能。（参见图5）实践执行中，PTH元件孔环宽必须≥0.05mm，不许破环；导通孔可以相切。PTH孔破环，板报废。（2）非支撑孔的环宽（Annular Ring-Unsupported Holes）·3级板接收任意方向的环宽≥0.05mm[0.0059lin]。孤立区域的孔环，由于麻点（Pits），凹坑（dents）、缺口（Nicks）、针孔（Pinholes）或斜孔（Splay）等缺陷的存在，允许最小外层环宽减少20％。·2级板接收有孔环，未破环。·1级板接收除导与焊盘连接区外，允许破环。
　　.5焊料涂层和熔融锡铅层
　　接收状况一2、3级·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％。·缺陷（边缘粗糙、缺口等）总长度不大于导线长度的10％或13mm，两者中限较小值。接收状况一1级·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。·缺陷（边缘粗糙、缺口等）总长度不大于导线长度的10％或20mm，两者中限较小值。2.5.1不润湿（Non wetting）任何导体表面的焊料（铅锡层）由于存有阻焊或其它镀层而产生的不润湿，1.2.3级板均拒收。铅锡表面应有光泽、平整、均匀、不发黑、不烧焦，不粗糙。