行业标准在电子组装业中的应用

1、行业标准在电子组装业中的应用摘 要：介绍了行业标准在电子组装业中的应用,并分门不类地列举出重要的组装标准；指出采纳电子组装行业标准的必要性及重要性。关键词：电子组装，电子制造，行业标准，表面贴装，焊接The Application of Industry Standards in Electronics AssemblySUN Dian-sheng(Lucent Technologies Qingdao Telecommunication Equipment Company LTD.,Qingdao,266101,China)Abstract: Primarily introduces the

2、 application of industrial standards in electronics assembly,and lists most of the important assembly standards by group and type;also pointed out the importance and necessity of using electronics assembly industrial standards.Keywords: Electronics assembly,electronics manufacturing,industrystandard

3、s,surface mount,soldering 随着当前电子制造业日趋明显的国际化趋势，越来越多的电子组装厂商选择与国际接轨的行业标准如IPC，EIA,Telcordia(通讯行业标准)等作为指导企业生产的工艺准则。国际上知名的高科技企业，如通讯行业的朗讯，计算机行业的惠普,康柏等，都广泛地采纳IPC等工业标准系列用于电路板组装。目前，朗讯科技的电子/电器组装工艺标准的85%以上已与IPC标准接轨。本文着重讲明IPC系列标准在电子组装业中的应用，列出了要紧的相关标准，并对其中常用标准进行了简要讲明。 1 标准演变及概述 电子组装标准通常是指焊接标准，其间欧美发达国家经历了从军标到行标的演变

4、过程。行业标准的流行有其必要性和必定性，一方面，IPC等标准体系本身在不断地完善和成熟，以适应因技术进步而不断出现的行业需求(见表1)，因而受到电子产品制造商越来越多的认可，使这些标准逐渐成为国际通用语言；另一方面，采纳这些标准的企业也因此受益非浅，首先是产品质量等级可与世界先进水平同步；其次是能够获得更多的市场认可及信誉，为进军及拓展国际市场打下坚实的基础。采纳行业标准的具体优势可参见表2。内容备注元器件光集成元件，集成无源元件， MEMs，0201封装，晶片(wafer)级封装，CSPs等。制造工艺* 无铅焊锡；导电胶；* 光互连组装；* 新型基材/表面精整的处置(高温/高频/无哈龙基材，

5、更高密度等)；* 光元器件测试；高密度光板及组装板测试；更高密度板/新型元器件互连的检验；* EMS的快速成长。EMS-电子制造服务商制造趋势组装技术日趋复杂：THT，SMT，阵列封装，裸片，异型元件等;测试困难化；设备投资扩大化；THT-通孔技术；SMT-表面贴装技术表1：电子组装行业趋势及挑战条目优势备注1可保证一致的产品质量和可靠性一致的可接收性标准2可适应企业竞争的需要同类企业有可比性3更有用，更迅速（反应实际问题及解决方案）；由同行业专家制订标准4适应全球化趋势可作为通用语言5可实现优化的制程操纵及资源利用，从而降低成本；表2：采纳电子组装行业标准的优势IPC系列标准要紧围绕焊接标准

6、为构架而组成，从1960年第一个正式标准出台，进展演变至今，已形成焊接和设计两大分支，前者包括可焊性，先进封装，装配支持，组装材料，PWB/接收，元器件，清洗/清洁度等方面，而后者要紧包括组装，接口及PWB等方面；相关标准的最新版本及其演进变化可参见以下相关内容的表格，从中可大致看出世界电子制造业的技术进展趋势及世界上通用的设计/生产惯例，这关于进展中国家而言不啻为一个良好的借鉴途径。IPC标准分三个等级1需依照自身情况选择与产品等级相应的标准条款：* Class 1：通用电子产品，包括消费类产品，一些计算机及其外设，某些硬件。* Class 2：服务性电子产品,包括通讯设备及要求高性能/高寿

7、命的仪器，期望不中断服务的产品。* Class 3：高性能电子产品，包括持续性能专门关键的商业/军用产品，如生命支持系统，重要武器系统等。 企业确定了标准系列后需规定优先次序，以便在出现争议或有文件冲突时有据可循，同时与外包加工的合同制造商签订的合同中应明确规定。通常情况下，优先次序如下(上面的优先)：* 采购定单或合同* 组装图纸(图纸或设计数据库)* 系统和项目规范* 企业标准(列出有不于行业标准的例外情形)* IPC/EIA J-STD-001，IPC-A-610，* 其它文件(企业标准及IPC/EIA J-STD-001中参考的所有文件)* 其它标准(涉及本企业生产工艺中的材料，规程等

8、)2 IPC系列标准讲明2.1 电路板组装产品的接收标准及要求标准描述最新版本公布时刻IPC-A-610C印制板产品的可接收性2000.1IPC/EIA J-STD-001C焊接的电气及电子产品要求2000.3IPC-HDBK-001焊接的电气及电子产品要求的手册及指南（补充J-STD-001）1998.3首次公布IPC-DRM-40 通孔焊点的评估2000.8公布最新版本IPC-DRM-SMT 表面贴装焊点的评估1998.8公布IPC-P-SMTL(S)表面贴装检验规范200 2000年秋季公布最新版本1) IPC-A-610C “印制板产品的可同意性” IPC-A-610C是业界应用最广泛

9、的可同意性标准，该标准采纳一系列彩色工艺图例并结合产品等级进行适当讲明，给出了理想情形/可同意/不可同意/工艺异常的具体标准。具体条目包括通孔和表面贴装元器件及分立连线产品的方向及焊接标准；机械组装，清洗，标识，涂覆及基材要求。该标准尤其适合于生产一线的作业员，检验员，工程人员（包括品管及工艺人员）作为产品可同意性的判定标准，也是培训的良好教材。2) IPC/EIA J-STD-001C “焊接的电气及电子产品要求” 该标准由IPC及EIA联合推出，1992年4月首次公布.它对焊接产品的材料，元器件，组装工艺，和测试等方面作了详尽的讲明。.a. 从版本B到C的重要变化有（以CLASS 2为例）

10、：* 50%通孔(仅对热应力孔)垂直上锡量现在对Class 2能够接收，不需进行再加工(Rework)；* 连接器配合面必须无焊锡；* 锡球既不能松散也不能破坏最小安全间距；* 对Class 3而言是缺陷的金脆现象，对Class 2则是工艺异常(Process Indicator);* 对潮湿敏感度有了规定；对电路板分层/起泡有新规定，对Class 2来讲，功能区域的任何分层/起泡差不多上缺陷，而在版本B中则有一定程度的允限；* 表11.1“硬件缺陷及工艺异常一览表”内容有拓展，更便于使用；* 增加了新的表面贴装元器件类型；* 更方便使用，如各部分增加了分类框，增加索引后以便于查找；图文更便于

11、理解等。如下图所示，在图示下方有文字讲明，数字1是垂直上锡量。b.001C与610C的关系：* 两者要求并无冲突；* 610C仍然是一目视接收文件及最佳的检验工具；但它并不是最终要求；* 001C仍然是一最佳的合同条款文件及产品制造标准；是最终要求。3) IPC-DRM-40 通孔焊点的评估 本标准符合 IPC-A-610与IPC/EIA J-STD-001两者的最新版本 ，对通孔焊点分三个产品等级进行描述，通过彩色图例，从焊缝，接触角，湿润，通孔垂直上锡，焊盘上锡量等方面着手，给出了理想情形/最低可同意程度/缺陷/工艺异常的具体标准。适于检验员/作业员/工程人员使用，尤其适合培训。 4) I

12、PC-DRM-SMT 表面贴装焊点的评估本标准符合 IPC-A-610与IPC/EIA J-STD-001两者的最新版本，通过彩色图例，对片式元件，鸥翼型及J型管脚等表面贴装焊点进行了详细描述。适于检验员/作业员/工程人员使用，尤其适合培训。5) IPC-P-SMTL(S) 表面贴装评估/检验用挂图，可张贴于生产现场，供相关人员使用。分为Class2及Class 3.2.2 电路板组装材料/制程操纵及相关工艺标准标准描述最新版本公布时刻J-STD-002元器件管脚，端点，接线片，端子及连线的可焊性测试1998.10公布版本AJ-STD-003印制板的可焊性测试1992.4首次分布，A版待公布J

13、-STD-004焊接用助焊剂要求1995.1首次公布，A版待公布J-STD-005焊接用锡膏要求1995.1首次公布J-STD-006电子焊接用电子级焊锡合金及有/无助焊剂的固体焊锡的要求1995.1首次公布，A版待公布IPC-SM-817绝缘表面贴装胶粘剂的通用要求1989.11首次公布IPC-CA-821导热胶粘剂的通用要求1995.1首次公布IPC-3406表面贴装导电胶规范1996.7首次公布IPC-CC-830印制板组装用电性绝缘化合物的验收及性能1998.10公布版本AIPC-SC-60焊接后溶剂清洗手册1987.4首次公布，A版待公布IPC-SA-61焊接后半水洗手册1995.7

14、首次公布IPC-AC-62焊接后水清洗手册1986.12首次公布IPC-CH-65印制板及其组件的清洗规范2000.4最新公布IPC-OI-645目示光学检验辅助的标准1993.10首次公布IPC-7711电子产品的再加工1998.2IPC-7721印制板及电子产品的维修与升级1999.11,2000.3公布修正版IPC-7912印制板产品DPMO及制造指标的计算2000.7首次公布IPC-PE-740A印制板制造及组装的故障检修1997.12IPC-TA-722焊接的技术评估1990年公布IPC-TA-723表面贴装的技术评估手册未明确IPC-7525模板设计规范2000.5首次公布1) I

15、PC-7711 要紧描述电子产品再加工的步骤，提出了去除及更换涂敷/元器件所需的具体要求/推举工具设备/材料/方法等。2) IPC-7721 要紧描述印制板/印制板产品的维修及升级步骤，提出了具体要求/方法/工具设备/材料等。修正版本的显著变化之一确实是增加了维修/升级用连线要求，并提供大量图例，参见下图。（连线环形焊接到邻近管脚上）3) IPC-7912要紧描述如何计算缺陷机会,本标准由EMS/OEM等共同参与制订，旨在统一各个厂家不同的缺陷计算及质量统计方法.计算方式有多种：按元器件数目；按管脚数目；按焊点数目。本标准提出了计算DPMO(每百万机会的缺陷)指标,元器件DPMO，贴装DPMO

16、,端子DPMO,及OMI(整体制造指标).4) IPC-PE-740A 给出了印制线路产品在设计，制造，组装及测试时期的问题实例及修正措施。5) IPC-7525 本标准提出了锡膏及贴片胶模板的设计及制造要求，包括不同工艺如SMT，混装等，涉及二次印刷及台阶模板。2.3 其它电子组装相关标准标准描述最新版本公布时刻IPC-SM-782A表面贴装设计及焊垫图形标准2000.1首次公布IPC-SM-780表面贴装为主的元器件封装及互连1988.3首次公布IPC-EM-782表面贴装设计及焊垫图形数据表94.9首发，95.12修正IPC-7095BGA设计及组装工艺实施2000.8首次公布J-STD

17、-012倒装芯片及芯片级技术的实施1996年首次公布J-STD-013BGA及其它高密度技术的实施1996年首次公布J-STD-020塑封表面贴装器件的潮湿/回流敏感度分级1999.4公布A版J-STD-033潮湿敏感非密封SMD的包装及处置1999.4公布IPC-SM-784COB技术实施的规范1990.11首次公布IPC-MC-790MCM技术应用规范1992.8首次公布IPC-S-816SMT工艺指南及查检表1993.7首次公布1） IPC-SM-782A本标准涵盖了所有类型的无源元件及有源器件的焊垫图形，包括阻容件，MELF, SOT,SOP,SOIC,TSOP,QFP, LCCC,P

18、LCC,BGA等；也提出了EIA/JEDEC 规定的波峰焊接/回流焊接所需的元器件及焊垫图形规范，过孔位置规范及V型槽等。包括修正标准1和2。 2.4 电路板类标准 电路板相关的接收/性能/设计标准，是IPC系列标准的一个重要分支，也是电路板组装业必不可少的辅助性标准。a. 电路板的接收标准及性能要求系列标准描述最新版本公布时刻IPC-A-600F印制板的可接收性1999.11IPC-6011印制板通用性能规范2000.7IPC-6012A &AM1刚性印制板的认证及性能规范及修正标准12000.7IPC-6013 &AM1,挠性印制板的认证及性能规范及修正标准11998.11IPC-6015

19、有机多芯片模块(MCM-L)及互连结构的认证及性能规范1998.2IPC-6016高密度互连(HDI）层或印制板的认证及性能规范1999.5IPC-6018微波成品板的检验及测试1998.1IPC-M-105刚性印制板手册标准包IPC-4101刚性板及多层印制板基材的规范1997.12IPC-4562印制线路产品的铜箔2000.5首次公布-1） IPC-A-600F该标准配合图文，给出了理想情形/可同意程度/缺陷的具体标准。版本F的要紧变化有：阻焊要求，树脂填充盲孔/埋孔等，对镀层缺损，导电图形的铜箔厚度等方面也有进一步的阐述。2） IPC-6010系列该系列包括IPC对所有类型印制板的认证及

20、性能规范标准。其中差不多文件是IPC-6011，要紧涉及认证评估和质量保证。配合此差不多标准，有5个分支标准（及修正标准）：IPC-6012A &AM1；IPC-6013 &AM1；IPC-6015；IPC-6016；IPC-6018。上述标准较往常的印制板性能标准有以下改善：表面电镀/涂覆标准,对镀通孔的镀层完整性提出了新的要求,内容拓展，涉及阻焊膜，混装/复合高频板等。b. 电路板的设计标准系列标准描述最新版本公布时刻IPC-2221印制板设计通用标准2000.1IPC-2222刚性PWB设计分标准1998.3IPC-2223挠性印制板设计分标准1998.11IPC-2224PC卡印制板设

21、计分标准1998.1IPC-2225有机多芯片模块（MCM-L）及其组件的设计分标准1998.5IPC-HDI-1HDI及微过孔技术概要标准包IPC/JPCA-2315HDI及微过孔设计指南2000.6IPC/JPCA-4104HDI及微过孔材料规范1999.5公布IPC/JPCA-6801术语及定义，测试方法和设计举例2000.1公布IPC-CF-148A印制板涂覆树脂的金属箔1998.9IPC-CF-152B印制线路板的复合金属材料规范2000.6公布-1） IPC-2220系列该系列包括了IPC现有的所有印制板设计标准。其中IPC-221为差不多标准，给出印制板设计的所有通用要求，包括修

22、正标准1；其它分支标准包括：IPC-2222,IPC-2223,IPC-2224,IPC-2225。上述标准较往常的印制板性能标准有以下改善：试样设计，V槽规范，基材部分等。2）高密度互连（HDI）标准系列电子产品日趋小型化使高密度互连及微过孔技术成为必要及行业趋势。这些标准涉及了HDI的设计和制造，包括IPC-HDI-1，它对材料/设计/制造有全面的描述；IPC与JPCA（日本印制板协会）的三个联合标准-IPC/JPCA-2315,IPC/JPCA-6801；IPC-6016（参见2.4 a.）；2.5 辅助性标准标准描述最新版本公布时刻IPC-9191统计制程操纵(SPC)实施的通用规范1999.11IPC-T-50互连和封装电子电路的术语及定义1996.6公布F版IPC-S-100标准及规范手册标准包IPC-AJ-820组装和连接手册1996.8首次公布IPC-M-103表面贴装产品手册标准标准包SMC-TR-001带载自动焊及窄间距技术指南1989.1IPC-QE-615组装质量