IPC6012C培训资料.ppt
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1、IPC-6012C CN刚性印制板的鉴定及性能规范,1,IPC-6012C CN刚性印制板的鉴定及性能规范,2,由IPC刚性印制板委员会(D-30)刚性印制板性5能规范任务组(D-33a)开发由IPC TGAsia D-33aCN技术组翻译,取代:IPC-6012B附修订本1,2007年7月IPC-6012B,2004年8月IPC-6012A附修订本1,2000年7月IPC-6012A,1999年10月IPC-6012,1996年7月IPC-RB-276,1992年3月,鼓励本标准的使用者参加未来修订版的开发。联系方式:IPC3000 Lakeside Drive,Suite 309SBann
2、ockburn,Illinois60015-1249Tel 847 615.7100Fax 847 615.7105,IPC中国上海办公室电话:(8621)54973435/36深圳办公室电话:(86755)86141218/19北京办公室电话:(8610)67885326,IPC-6012C CN刚性印制板的鉴定及性能规范,3,IPC-6012C CN1:刚性印制板的鉴定及性能规范-前言,4,本规范旨在提供有关刚性印制板性能规范的详细信息。它取代了IPC-6012B,是之前版本的修订版。包含在其中的信息还对IPC-6011规定的通用要求做了补充。当两个文件共同使用时,应该能够帮助制造商和客户
3、采用有关可接受性的统一术语。IPC标准的制定策略是针对电子封装某一领域提供清晰无疑的文件。因此,系列文件是用来为某一特定的电子封装主题提供全面完整的信息。系列文件的代码用四位数字表示,末位数字为“0”(如IPC-6010。通用信息包含在系列文件的第一个文件中。一个或多个性能文件对通用规范进行补充。每个文件具体针对主题的某一方面或所选用的技术。如在生产印制板前没有收集到有关它的所有信息,可能会导致有关可接受性的冲突随着技术的发展,性能规范会不断更新,或者新的技术会增加到系列文件中。IPC诚邀业界同仁共享技术成果,共同促进行业的发展,鼓励使用标准后面所附的“标准改善填写表”提交标准的修订意见。,I
4、PC-6012C CN 1:刚性印制板的鉴定及性能规范-范围,5,1.1:范围 本规范建立并规定了刚性印制板生产的鉴定及性能要求。1.2:目的 本规范的目的是为按以下结构和/或技术制成的刚性印制板提供鉴定及性能要求。带或不带镀覆孔(PTH)的单、双面印制板。带镀覆孔(PTH)且带或不带埋盲孔的多层印制板。含有符合IPC-6016的积层高密度互连(HDI)层的多层印制板。带有离散电容层和/或埋容或埋阻元器件的埋入式有源或无源电路印制板。带或不带外置金属散热框架(有源或无源)的金属芯印制板。1.3:持件 IPC-A-600包括了图片、示意图和照片,可帮助理解从外部和内部观察到的可接受/不符合条件。
5、该文件可以与本规范结合使用,以更全面地理解其建议和要求。,IPC-6012C CN 1:刚性印制板的鉴定及性能规范-性能等级和类型,6,1.4等级 本规范根据客户和/或最终用途的要求,建立了刚性印制板性能等级的验收准则。根据IPC-6011中的定义,印制板可分为三个通用的性能等级。1.4.1 要求偏离 偏离这些通用等级的要求应当由用户和供应商协商确定(AABUS)。1.4.2 航天和军航空产品要求偏离 航天和军用航空产品性能等级的要求在本规范的附录A中定义并列出。这一类产品通常被归为3/A级。,IPC-6012C CN1:刚性印制板的鉴定及性能规范-印制板类型,7,1.5:印制板类型不带镀覆孔
6、的印制板(1型)和带镀覆孔的印制板(26型)的分类如下:1型单面印制板2型双面印制板3型不带盲孔或埋孔的多层印制板4型带盲孔及/或埋孔的多层印制板5型不带盲孔或埋孔的多层金属芯印制板6型带盲孔及/或埋孔的多层金属芯印制板,IPC-6012C CN2:刚性印制板的鉴定及性能规范-材料要求,8,2.1:层压板和粘接材料 覆金属层压板、未覆金属层压板及粘接材料(预浸材料)应当按照IPC-4101、IPC-4202、IPC-4203或NEMA LI-1的要求选择。聚四氟乙烯(PTFE)材料型号应当按照IPC-4103的要求选择。埋入器件材料应当按照IPC-4811或IPC-4821的要求选择。采购文件
7、应该规定适用的介质、导电、电阻及绝缘特性。规格单编号、覆金属箔类型及覆金属箔厚度(重量)应当符合采购文件的规定。当有具体要求时性要求,则在材料采购文件中必需对这些要求作出明确规定。2.2:外部粘接材料:用于粘接外部散热器、加固构件,或用作印制板中绝缘层材料的情况应当按照IPC-4101、IPC-4203或采购文件要求进行选择。2.3:其他介质材料:感光成像介质应该按照IPC-DD-135的要求进行选择,并在采购文件中作出规定。可在采购文件中规定采用其他介质材料。,IPC-6012C CN2:刚性印制板的鉴定及性能规范-材料要求,9,2.4:金属箔:铜箔应当符合IPC-4562的要求。如果铜箔对
8、印制板的功能有关键影响,铜箔类型、铜箔等级、铜箔厚度、粘接增强处理及铜箔轮廓应该在布设总图中规定。覆树脂铜箔应当符合IPC-4563的要求2.5:金属层/芯 内层或外层金属层和/或金属芯基材应当符合布设总图的规定,如表所示。,IPC-6012C CN3:刚性印制板要求-基底金属电镀层及导电涂覆层,10,3.1:化学沉积铜及导电涂覆层:化学沉积层及导电涂覆层质量应当满足后续的电镀过程,可以是化学沉积金属、真空沉积金属,也可以是金属的或非金属的导电涂覆层。3.2:电镀铜 当有规定时,铜镀层应当满足以下要求。测试频率应当由制造商确定,以确保过程控制。a)当按照IPC-TM-650测试方法2.3.15
9、测试时,铜纯度应当不低于99.50%。(铜箔或镀层的纯度),IPC-6012C CN3:刚性印制板要求-基底金属电镀层及导电涂覆层,11,b)当按照IPC-TM-650测试方法2.4.18.1测试时,测试样品的厚度为50-100m,其抗拉强度应当不小于248MPa,且延伸率不应当小于12%。(内部镀层的抗拉强度和延伸率测试)3.3:全加成法化学沉铜 用作基体金属的加成法/化学镀铜层应当满足本规范的要求。偏离的要求应当由供需双方协商确定。,IPC-6012C CN4:刚性印制板要求-最终沉积层和涂覆层、金属和非金属层,12,4.1:电镀锡 电镀锡的标准和要求应当由供需双方协商确定。对于可缓解或抑
10、制锡须形成的方法指南,建议用户参考IPC JP002。4.2:电镀锡铅 锡铅镀层应当符合ASTM B-579对镀层组分(50%-70%锡)的要求。除非选择非热熔,通常要求热熔,此时采用表32(代码T)的厚度规定。4.3:热风整平(HASL)/焊料涂覆层 焊料涂覆层应当符合J-STD-006的要求,并在布设总图中规定。HASL是一种焊料涂覆工艺,将印制板浸入焊料中,然后使用热风对焊料表面进行整平。,IPC-6012C CN4:刚性印制板的要求-最终沉积层和涂覆层、金属和非金属层,13,4.4:共晶锡铅焊料涂覆层 用于传统、含铅涂覆层的焊料应当符合3.2.7.3节的要求,而厚度应当符合要求。4.5
11、:无铅焊料涂层 用于无铅焊料涂覆层的焊料应当符合 3.2.7.3节的要求,而厚度应当符合要求。4.6:偏离的要求应当由供需双方协商确定。4.7:电镀镍 镍镀层的厚度应当符合表32(代码NB)的要求。用作金或其它金属的基底涂覆层或隔离层时,厚度应当符合表32(代码NB)的要求。,IPC-6012C CN刚性印制板的要求-最终沉积层和涂覆层、金属和非金属层,14,4.8:电镀金 镀层应当符合ASTM-B-488的要求。纯度和硬度应当在采购文件中规定。厚度应当符合表32(代码G、GS、GWB-1和GWB-2)的要求。注:行业调查显示,焊点中金的重量百分比达到34%的范围时,在正常焊接参数下会形成金-
12、锡金属间化合物。如果过多的金溶解到焊点中使金的含量过高,会形成脆性焊点,参考IPC-J-STD-001和IPC-HDBK-001可以获得更多的降低金含量防止形成脆性焊点的信息。4.9:化学镍金(ENIG)ENIG沉积层应当符合IPC-4552的要求。沉积层厚度应当符合IPC-4552和表32(代码ENIG)的要求。测量方法应当符合IPC-4552附录4要求的XRF光谱测定法。对于1级和2级产品,厚度测量频次应当符合IPC-4552的要求,对于3级产品,测试位置和抽样范围应当由供需双方协商确定。,IPC-6012C CN4:刚性印制板的要求-最终沉积层和涂覆层、金属和非金属层,15,4.10:化
13、学镍钯金(ENEPIG)化学镍应当符合IPC-4552的要求。化学钯(合金或非合金)应当符合ASTM-B-679的要求。浸金应当符合IPC-4552的要求。厚度应当符合表32(代码ENEPIG)的要求,且可用XRF光谱法测量。4.11:浸锡:浸锡层应当符合IPC-4554的要求。厚度应当符合IPC-4554和表32(代码ISn)的要求。测量方法应当符合IPC-4554附录4要求的XRF光谱测定法。对于1级和2级产品,样品厚度测量频次应当符合IPC-4554的要求,对于3级产品,测量位置和抽样范围应当由供需双方协商确定。4.12:有机可焊性保护膜(OSP):OSP是防氧化及可焊性保护层,在铜表面
14、涂敷OSP层可在储存和组装过程中保持其表面的可焊性。涂覆层的储存、组装前的预烘烤和后续焊接工艺对可焊性都有影响。如必要,可焊性保存期和焊接次数的要求应当在采购文件中规定。这一要求对标准的和高温的OSP配方均适用。,IPC-6012C CN,16,5:最终涂覆和涂覆层的要求,17,IPC-6012C CN,5:最终涂覆和涂覆层的要求,IPC-6012C CN,18,5:最终涂覆和涂覆层的要求,IPC-6012C CN5:目视检查-层压板缺陷,19,5.1:白斑:对于1级、2级和3级产品,白斑都是可接受的。层压板基板中白斑面积大于相邻导体间距的50%时,对于3级产品是一种制程警示,说明材料、设备操
15、作、工艺或制程出现变异,但不是缺陷。虽然应该将制程警示作为过程控制系统的一部分进行监控,但不要求对个别制程警示进行处置,且受影响产品应该照常使用。注:白斑是层压板中的一种内部现象,在热应力作用下它可能不会扩展,同时也无明确结论显示它是导电阳极丝(CAF)生长的诱因。分层是一种在热应力作用下可能扩展的内部现象,同时也可能是CAF生长的诱因。关于耐CAF测试,IPC-9691用户指南和IPC-TM-650测试方法2.6.25均提供了确定层压板CAF生长性能的其他信息。希望将白斑状况加入其要求的用户可考虑使用不允许白斑出现的3/A级要求。5.2:分层/起泡:如分层和起泡影响的区域未超过印制板每面面积
16、的1%、且其未使导电图形的间距减小至低于最小导体间距,则对于所有级别产品均是可接受的。经过模拟组装过程的热测试之后,分层和起泡应当没有扩大。对于2级和3级产品,起泡和分层的跨距不应当大于相邻导电图形间距的25%。更多信息参见IPC-A-600。,IPC-6012C CN5:目视检查-层压板缺陷,20,5.3白斑:对于1级、2级和3级产品,白斑都是可接受的,层压板基板中白斑面积大于相邻导体间距的50%时,对于3级产品是一种制程警示,说明材料、设备操作、工艺或制程出现变异,但不是缺陷,虽然应该将制程警示作为过程控制系统的一部分进行监控,但不要求对个别制程警示进行处置,且受影响产品应该照常使用。,接
17、收状况1、2、3级除用于高压场合外,白斑对有产品来说都是可接收的.,注:白斑是层压板中的一种内部现象,在热应力作用下它可能不会扩展,同时也无明确结论显示它是导电阳极丝(CAF)生长的诱因。分层是一种在热应力作用下可能扩展的内部现象,同时也可能是CAF生长的诱因。,IPC-6012C CN5:目视检查-层压板缺陷,21,5.4露布纹: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 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.该示例既可能是露织物,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(用显微镜倾斜照
18、明)或显微剖切来确定.,IPC-6012C CN5:基材表面,22,5.5 麻点和空洞,IPC-6012C CN6:基材表面-分层/起泡,23,分层:出现在基材内的层与层之间、基材与导电箔之间,或印制板任何其它层内分离现象。起泡:层压基材任意层之间或者基材与导电箔或保护性涂覆层之间局部膨胀和分离的分层。,IPC-6012C CN7:镀覆孔-通则,24,7.1 结瘤/毛刺,IPC-6012C CN7:镀覆孔-通则,25,7.2:晕 圈,IPC-6012C CN8:孔内镀层和涂覆层空洞,26,孔内镀层和涂覆层空洞,IPC-6012C CN 9:内层分离(内层分离 垂直(轴向)显微切),27,IPC
19、-6012C CN 10:内层分离(内层分离 水平(横向)显微切),28,IPC-6012C CN11:钉头,29,没有证据表明钉头会影响功能。钉头的出现可视为制程警示或设计变异,但不能作为拒收的理由。可考虑评估玻璃纤维束的损伤。,IPC-6012C CN12:芯吸,30,IPC-6012C CN13:印制板尺寸要求,31,13.1 外层-孔环/孔破坏:外层的最小环宽是成品孔在电镀后孔边缘和焊盘边缘之间(最窄处)的最小量的铜,孔的破环指孔未被焊盘完全包围的状况。外层环宽:,90和180的破环,32,13.3支撑孔的外层环宽 支撑孔:印制板中孔的表面经过电镀或采用其它方法增强的孔。,IPC-60
20、12C CN13:印制板尺寸要求,33,13.3 非支撑孔的外层环宽 非撑孔:印制板中不包含镀层或其它类型导电增强材料的孔。,IPC-6012C CN13:印制板尺寸要求,34,13.4 导体宽度,IPC-6012C CN13:印制板尺寸要求,35,13.6 导体间距,IPC-6012C CN13:印制板尺寸要求,IPC-6012C CN14:弓曲和扭曲,36,除非采购文件中另有规定,当按照IPC-2221中5.2.4节设计时,对于用于表面贴装元器件的印制板,最大弓曲扭曲应当为0.75%;对于所有其他印制板,最大弓曲扭曲应当为1.5%。应当以交付的形式对最终产品进行评定。应当按照IPC-TM-
21、650测试方法2.4.22对弓曲、扭曲 或其组合进行物理测量并计算百分比。扭曲度=翘曲高度/对角线长*100%弯曲度=翘曲高度/板长*100%,IPC-6012C CN14:弓曲和扭曲,37,Acceptable-Class 1,2,3(可接受条件-1,2,3级)对于采用表面贴装元器件的印制板,弓曲和扭曲应当小于等于0.75%。对于所有其它印制板,弓曲和扭曲应当小于等于1.50%。,Nonconforming-Class 1,2,3(不符合条件-1,2,3级)缺陷不符合或超出上述要求。,IPC-6012C CN15:结构完整性-热应力测试,38,热应力测试 测试附连板或成品印制板应当经过热应力
22、测试。按照给出的适用要求,应当要求采用以下测试方法中一种或多种。,热应力测试,测试附连板或成品印制板应当按照IPC-TM-650测试方法2.6.8中的测试条件A进行热应力测试。热应力测试,测测试附连板或成品印制板应当按照IPC-TM-650测试方法2.6.27中的230C再流焊曲线进行热应力测试。热应力测试,测试附连板或成品印制板应当按照IPC-TM-650测试方法2.6.27中的260C再流焊曲线进行热应力测试。3.6.1.4 热应力测试的偏离要求,对这些要求的偏离应当由供需双方协商确定。,IPC-6012C CN16:镀层完整性,39,镀覆孔的镀层完整性应当满足下表详列的要求。对于2级和3
23、级产品,不应当有镀层分离(除下表注明情况以外)、镀层裂缝,且内层互连处不应当在镀覆孔孔壁与内层之间有分离或污染。当以铜制成的金属芯或散热层用作电气电路时,应当满足以上要求;但当使用其他不同的材料制成金属芯或散热层时,可以在金属与孔壁镀层之间出现斑点或麻点。进行显微切片评定时,这些有污染或外来物的面积不应当超过每一互连面的50%,且不应当出现在金属芯上覆铜箔层与孔壁铜镀层的交界面。,IPC-6012C CN16:热应力后的镀覆孔完整性,40,41,IPC-6012C CN16:热应力后的镀覆孔完整性,IPC-6012C CN17:介质材料-凹蚀,42,凹蚀:凹蚀过程,也称之为正凹蚀,用于去掉介质
24、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,同时镀覆孔的铜和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,使孔壁产生裂缝。过度的凹蚀也会导致可能引起内层铜箔破裂的应力。凹蚀阴影是指在凹蚀过程中,紧靠铜箔的树脂并未被完全清除。这种情况即使在别处已达到可接受的凹蚀情况时也会发生,43,IPC-6012C CN17:介质材料-凹蚀,IPC-6012C CN18:介质材料-负凹蚀,44,负凹蚀:其理论是:为了将内层铜箔凹蚀又清洁,首先要把钻污全部清除。负凹蚀的优点是不会像凹蚀那样在内层界面处产生应力集中点,负凹蚀可以形成一个非常平滑而均匀
25、的孔壁。平滑的孔壁及负凹蚀对于高可靠、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染物,可能引起内层分离。本节无意于对优先选用哪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。应该采用哪种特定的凹蚀工艺,取决于各个设计者或用户,同时也取决于所采用的材料、铜电镀、铜箔和应用等因素。,IPC-6012C CN18:介质材料-负凹蚀,45,负凹蚀,46,IPC-6012C CN18:介质材料-负凹蚀,IPC-6012C CN19:介质材料-去钻污,47,去钻污:是指去除孔壁成形过程中产生的树脂残渣。,Acceptable-Clas
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