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底部确认和顶部测量(PCB中SMD测量标准是顶部还是底部)

2021-12-23 00:54 作者:Lizhimi41 围观:

随着科技的进步,技术的发展,我们每天的日常工作,生活都离不开电子产品,比如电脑,手机,数码相机,电视,空调等等,五花八门,包罗万象。而PCB(Printed Circuit Board)-印制线路板,被称之为“电子技术之母”,因为几乎所有的电子产品,都必须依靠PCB作为载体,与相关元器件进行装配才能实现最终电子产品的性能。现在大家熟知的华为手机5G芯片被漂亮国各种打压钳制,归根结底5G芯片也必须装配在PCB上才能实现5G通讯功能,可见PCB的重要性。

我作为一个已经在PCB行业工作10年的从业人员,也只能说对PCB略知一二,究其PCB制造流程太过冗长繁琐,工艺技术比较复杂,涉及到的知识太过宽广,物理,化学,生物,材料,编程等等,要想指正摸透其中的门道,非几十年深入研究不可。

下面就我说从事的岗位“品质”,和大家分享下PCB行业所要用到的一些行业标准。

IPC-A-600

PCB行业标准之IPC-600J简析

IPC-A-600J是PCB行业的外观允收标准,最新版本是J版本,更新于2016年5月份。因为工作原因,会接触到很多PCB制造工厂,一些比较有规模的工厂都已经导入并对员工进行了最新版本的培训,单是仍然会有一些比较小的工厂还是用的旧版本H。

相比较J和H,更改的地方不是太多,很多缺陷判断H版本仍然适用,简单举几个例子和大家说明一下。

J版本升级之后,更新部分会用灰色字体标记,方便提醒读者知道这些部分是相比较于H版本是更新的内容,文档里也有说明。PCB行业标准之IPC-600J简析

升级内容灰底标注说明

增加了制程警示的说明如下:PCB行业标准之IPC-600J简析

增加了微导通孔的外观验收需在30倍放大镜下检查;一般导通孔的切片检查需在100X放大镜下检查,仲裁检查需在200倍放大镜下检查;微导通孔的切片检查需在200X放大镜下检查,仲裁检查需在400X放大镜下检查等。另外需额外说明的是,一般外观检查此标准是需求在1.75倍放大镜下检查,大部分工厂现在都有AVI(放大50X),可以满足此要求。但是针对于一些实力不是那么雄厚的工厂,还是靠传统的目视裸眼检查,只是在判定不良缺陷时才用到10倍镜,这个其实本身就是不符合IPC要求的。在面对一些比较严格的客户来说,是不可以接受的。PCB行业标准之IPC-600J简析

Examination condition

我们都知道,我们购买了一个产品,必须得保证其质量是符合我们消费者使用要求的,不能存在功能性和外观性的瑕疵或者缺陷,要不然我们消费者到手的产品就是残次品或者不合格品。而IPC相关标准,就是PCB行业检查产品质量是否达标的准绳,在业界是权威。

IPC对电子产品的应用领用做了3个等级的分级,1级是普通消费类产品,对产品质量要求不是很高,且制作工艺比较简单的单面板,比如电视机主板,各类遥控器主板,玩具类主板等等;2级是工业控制、仪器仪表类产品,产品质量较为严格,行业默认都是按2级标准进行管控;3级是汽车、航空航天、医疗等领域的产品,此类产品对产品可靠性、安全性要求非常高,所以管控等级也是最高的。此标准则对每一个缺陷,图文并茂的说明了这种缺陷在IPC 3个等级里,哪一类是可允收的。

任何产品都包含功能和外观两个方面的检测尺度,而我要给大家介绍的这个标准600J,则是着重于外观方面的,当然也包含一部分功能性方面的检测(因为还是要依赖于切片的辅助再进行目视检查判定)。主要包含4个部分:外部可观察特征+内部可观察特征+其他类型板(软板+金属芯)+清洁度测试。但是大部分的篇幅着重于外部可观察特征+内部可观察特征这两个章节,下面就带大家一起了解下。

PCB行业标准之IPC-600J简析

IPC-600J目录

外部可观察特征

细分为11个部分进行了说明,分别是:

印制板边缘基材表面基材表面下上锡可焊性PTH(镀覆孔)-通则NPTH(非导通孔)镀覆连接部分(也即我们说的焊盘,BGA部分)标记(包含蚀刻标记,字符标记)阻焊图形精确度--尺寸平整度

1-印制板边缘

主要介绍了PCB板边缘的一些缺陷,比如缺口,毛刺,晕圈

的允收标准,此类部分比较简单,如下图所示:

PCB行业标准之IPC-600J简析

关于缺口的允收判定标准

2-基材表面

介绍了肉眼可见的关于基材的一些缺陷,比如露织物,布纹显露,空洞等。这里要提醒大家的是露织物和显布纹这两个缺点长的太过相似,需要采取其他方式进行判别。(露织物是不可允收的缺陷,而显布纹是可允收的。)

PCB行业标准之IPC-600J简析

2.2.2 显布纹

3- 基材表面下

这个章节描述了4个缺陷,白斑,微裂纹,分层/气泡,外来夹杂物。我们最常见的可能是分层、气泡,需注意的是并不是有分层或者气泡,PCB就是拒收的,如下:

PCB行业标准之IPC-600J简析

2.2.4 空洞

4-上锡可焊性

此部分内容细分为non-wetting(不润湿)和Dewetting(退润湿),判定标准比较主观化,因为无法准确量测这个非润湿区域占比5%。一般来说,只要是出现了上述两种不良,客户都会将板子判退,可焊性风险极大。

PCB行业标准之IPC-600J简析

2.4.2 退润湿的评判标准

5- PTH孔

铜瘤,粉红圈,镀层空洞,表面处理空洞,焊盘起翘,POFV Cap plating(太塞孔的盖覆电镀)为此章节的主要内容。

需要注意的是针对铜瘤,此标准说明为不影响孔径即可允收,但是也内一般会控制不大于25um,因为可能会有吹孔,不上锡等焊接品质风险。

PCB行业标准之IPC-600J简析

6-NPTH孔

晕圈-即非导通孔孔口发白,多半是由于机械应力造成,允收条件如下:

PCB行业标准之IPC-600J简析

7-印制接触片

即我们俗说的焊盘,包括IC焊盘,BGA焊盘,WBP(wire bonding pad- 打线焊盘),金手指等。

记住一个准则,不管焊盘是圆形的还是方形的,各种缺陷(划伤,铜瘤,针孔等等)不要在焊盘中心80%区域就好(电测针压痕不算)。

PCB行业标准之IPC-600J简析

8- 标记

分为蚀刻标记和油墨标记,蚀刻标记比较常见的是周期代码,客户代码等;油墨标记则常见于元件标识名字,比如C11,R12等等。判定标准很简单:清晰可读即可。以下则是个反面例子,字符不可分辨。

PCB行业标准之IPC-600J简析

9-阻焊膜

此部分内容比较多,细分了9个缺陷进行解读,这些缺陷也是我们工作中最常见的一些问题,毕竟一块PCB成品板,阻焊占了表面积的绝大部分。

这9个缺陷分别是:跳印,与孔的重合度(俗称印刷偏位,严重油墨入孔),与焊盘的重合度(印刷偏位,严重油墨上焊盘),起泡分层,附着力(剥离或剥落),波纹褶皱,塞孔,吸管状空隙(俗称线底发白)。

截取起泡、分层做一下说明,我们常见于一见到阻焊起泡的板子就会判拒,其实IPC标准里可是量化了允收条件的哦,不可错杀。

PCB行业标准之IPC-600J简析

阻焊分层起泡的量化标准

10-图形精度

顾名思义,这个章节主要介绍PCB表面密密麻麻的那些线,孔的尺寸的。涉及线的宽度,线间距,孔环大小,焊盘大小,孔与线的对位精度等等。

针对尺寸,记住20%这个数字,一般来说,涉及大小,不管是线还是焊盘在标准值的20%以内都是可以接受的,且注意量测方法,线时量底部,焊盘是量顶部(焊盘的大小业内一般内控±10%)。

很多人都记不住破孔的允收标准,一般也比较难记,细分为PTH和NPTH孔,每种孔下又分1,2,3,3个等级,IPC已经帮你总结如下:

PCB行业标准之IPC-600J简析

IPC-6012D table3-9

11-平整度

细分为两个项目,翘曲度和弓曲度,区别如下:

PCB行业标准之IPC-600J简析

不管哪种弯曲,一般都是控制0.75%以内(即翘曲的高度/计算标准*100%)。

需要注意的是,针对不同的弯曲缺陷,计算方法有所不同,详见IPC-TM-650,2.4.22章节的方法。

内部可观察特征

上面我们刚刚粗粗浏览了一遍我们拿到一块PCB板,不进行任何动作,光靠我们眼睛就能辨别出的一些缺陷。但是有些缺陷是隐藏在板子里面,光靠目视是无法检测得到。这就得依靠于外部手段进行进一步处理,然后再靠我们的眼睛去检查。而这里介绍的常规手段就是切片(分横向切片和纵向切片),即采用切割的方法,把板子切开,我们观察截切面的情况。

以下是纵向切片的截图:

PCB行业标准之IPC-600J简析

以下是横向切片的截图:

PCB行业标准之IPC-600J简析

图片中磨掉了表面层,展示的是内层孔与孔环的对位精度

此章节细分为5个部分进行了说明,分别是:

介质层内层图形导通孔--通则导通孔--钻孔导通孔--冲压

由于篇幅有限,关于内层观察特征的相关描述,我在后续的文章中更新。

如果觉得此文对你对了解IPC-A-600的允收标准有一定帮助,请记得点关注哦!~

(未完待续)

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