IPC CH-65B CHINESE.pdf - 第59页

确保 波 峰 焊接 时 底 部 方 向 可 避 免桥接 。 16mil 和 20 mil 分 别 对 应 0.4mm 和 0.5mm [ 0.016in 和 0.02in ] ， 如 有 必 要， 美 国 偶 尔 也 使 用公制单位。 接 触 手指 设 计为中心 间距 为 100mil 的 50mil 焊 盘 ， 这 样那 些金 属 附 件和 边 缘 连 接器 可 以 用来 测试 这些 板子。 B - 24 板可 以 很好 的用 于助焊…

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没有一个单一的方法可以用于决定评估一个新的生产工艺。生成数据的数量和种类取决于所生产的
产品、失效后果（如：生命维持）和终端用户。一般而言，三阶段法被认为是一种合理的方法：
• 阶段1-采用低成本测试手段的筛选试验。
• 阶段2-采用更具有代表性测试手段的验证试验。
• 阶段3-在制造组件上试实施的
鉴定实验（例如：首件鉴定/FAI）。
• 阶段4-工艺技术和材料从未一成不变。
理论上，当改进和验证生产工艺时，应该在持续改进、制程控制、闭环控制、操作者控制方面有更
多工作需要开展。改良的工艺应该集成到公司的质量体系和工艺标准中，并且应该应用统计过程控
制方法。关于统计过程控制方法的更多信息见IPC-9191。
强烈推荐客户参与这些改善
的策划与评估，这将确保试验方法是可接受的。
出于本文的目的，“确认”、“验证”、“筛选”或者其它类似术语都没有标准的定义。不同的个人和
组织使用这些术语都会有所不同。例如，ASA将阶段1的实验归之为“特性”；阶段2作为“性能和
环境”；阶段3工作为“筛选”。类似的，术语“试点工程”可能意味着一些单元，或者单独的生产
线，或者一整套
制造机构。只要这些测试程序启动，对术语的理解一致非常重要。
另一个重要的考虑就是附随制程开发和验证过程的文档。文档应该足够完善，以确保其它公司在未
来五年里可以精确复制这些实验。文档应该包括所有实验的日期，尤其是工艺变化开始在产品上实
施的日期。一旦现场失效需要追溯根本原因时，将变得非常有价值。
以下章节将使读者对第一阶段
至第三阶段的验证工作的基本要素有一个概念。
6.2 阶段1测试 在阶段1的测试中，测试材料相互作用的主要影响。只有一些明显的不兼容才会被
发现。阶段1测试是为了解答“是否工作有效？”的问题。
到目前为止，最常见的阶段1测试使用的测试工具是IPC-B-24标准测试板，如图6-1所示。IPC-B-24
标准测试板设计于20世纪90年代初期，首先
作为测试工具用于测试波峰焊接过程中基材、表面金属
处理、助焊剂三者的相互影响。此标准测试板最早被用于IPC CFC关于各种助焊剂替代高固体松香的
评估实验。IPC-TP-1043和-1044包含更多的历史数据。研究人员选择16mil线径和20mil间距，可以
表6-1 材料鉴定规范与⽅法
标准 要求
ASI/J-STD-004 助焊剂要求
ASI/J-STD-005 焊膏要求
ASI/J-STD-006 电子焊接领域电子级焊料合金及含有助焊剂与不含助焊剂的固体焊料的要求
IPC-TM-650 IPC 测试方法手册
IPC-9201 表面绝缘电阻手册
Telcordia GR-78-CORE 电迁移测试
IPC-SM-840 永久性阻焊剂和挠性覆盖材料的鉴定和性能规范
IPC-CC-830 印制线路组件用电气绝缘化合物的鉴定及性能
表6-2 性能规范
标准 要求
IPC-A-600 印制板的可接受性
ASI/J-STD-001 焊接的电气及电子组件要求
IPC-A-610 电子组件的可接受性
IEC 61189-5 电子材料、互连结构和组件的试验方法—第5部分：印制电路板组件的试验方法
IPC-CH-65B-C 2011年7月
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确保波峰焊接时底部方向可避免桥接。16mil和20
mil分别对应0.4mm和0.5mm[0.016in和0.02in]，如
有必要，美国偶尔也使用公制单位。接触手指设
计为中心间距为100mil的50mil焊盘，这样那些金
属附件和边缘连接器可以用来测试这些板子。
B-24板可以很好的用于助焊剂/基板的相互影响实
验，也可用于助焊剂之间的相互影响实验，例如
焊膏残留物与返
工使用的液体助焊剂。
通过测试的经验教训，要关注用于评估B-24（或
者类似）的板上印刷焊膏的模板设计。如果焊膏
只被印 刷 在手指重叠区，那么焊膏将会出现珠
状，如图所示。可以通过印刷时将焊膏延伸印刷
至每个梳型公用的汇流条上加以修正。在回流焊接时，焊膏将熔融流至铜汇流条上，通过偷锡来防
止锡珠。这就是为什么很多IPC测试板都有指
插状的接触手指。
优点
• 非常简单的电路板（印制与蚀刻）。
• 梳型隔离接地电路。
• IPC在册的最低成本的测试板。
• 实验结果可与其它使用此板的程序进行比较。
•如果助焊剂/膏是J-STD-004认证过的，那么此板的表面绝缘测试数据已经存在。
• 表面绝缘电阻测试工具可同时用于IPC和Bellcore实验室的材料测试。
• 没有元器件组装（易加工，防呆）。
缺点
• 非常简
单的电路板（不能反映产品的复杂性）。
• 20mil的间隔也许不是代表性的产品。
• 板上一般不采用阻焊膜（但可以增加）。
• J-STD-004认证只能在无防护的裸铜板上完成。
• 理论上一般不用于Bellcore电迁移阻抗实验。
• 没有元器件组装（没有回流或者清洗挑战）。
尽管J-STD-004规定了表面处理为裸铜的环氧玻璃层压板，制程评估者仍常采用其它树脂体系（例如
聚酰亚胺）、施加阻焊膜和各种不同的表面处理方式（例如浸银）制作这种测试板。虽然不是十分合
适，J-STD-004中100兆欧的合格判据也常用这些替代材料的B24进行评估。
B24板常被作为阶段1测试的工具是因为它具有以下特性：
• 它很便宜，可以大量投入（可复制性）用于评估宽泛的材料或者相互影响。考虑到变化因素，推荐
使用三块同样的板子作为
最小样本量。
• 每块板子有4个同样的梳状图，可提高数据的统计密度。
• Gerber文件是公开的，所以任何人都可以生产。
• 大多数服务于电子工业的独立实验室都固定提供该板子的SIR实验。
图6-1 珠状焊膏
2011年7月 IPC-CH-65B-C
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B24板被⽤于：
• 表面处理认证。
• 表面处理剂与焊接助焊剂和焊膏的相互影响。
• 焊膏残留物和返工中使用的液态/膏状助焊剂之间的相互影响。
• 清洗化学溶剂和手工清洗制程的课题研究。
• 助焊剂残留和敷形涂覆的兼容性研究。
无论使用哪种测试工具，研究人员都应该查知以下内容：
• 电化学失效机理。
– 潮湿环境中的过漏电流
– 电解腐蚀或者其它明显可见的侵蚀
–
电化学迁移或者枝状产生
• 测试工具的外观退化采用评估标准如IPC-A-610。
读者可参考IPC-9201、SIR手册、附录C，获得对SIR测试手段的更多了解。
6.3 阶段2测试与注意事项 在经典的3阶段评估法中，人们对阶段2常需要更多的指导。制作基
板，如同IPC-B-24阶段1评估时使用的测试板，广为所知且文件完善。很多制造商非常熟悉它们
自己
制造的部件以及给客户提供证明的测试，而阶段3的考虑几乎完全覆盖产品的细节。
因此，测试工具需要更多的信息，它比材料认证板更加复杂，却能为材料/制程兼容性提供有益信
息。
在阶段2的分析中有几个总体的目标：
• 确保结构性组装材料更能代表产品和货源。
• 在导入其它更复杂电路因素之前，评估化学装置以确保其洁净，使化学作用不受部件影响。
•
在进入到更复杂和更昂贵的阶段3工作之前，采用具有公认的通过/失败参数的标准测试手段开展初
期材料兼容性评估。
• 在进入到更复杂和更昂贵的阶段3的工作之前取得用户的协作。
• 识别残留物。
6.3.1 阶段2测试⼯具 在过去20年里，有许多测试工具被用于阶段2类型的分析。这里列出了更常
用的方法。
6.3.1.1 IPC-B-36 IPC-B-36
测试板（见图6-2）
起初设计作为20世纪80年代末IPC CFC替代实验的
一部分。IPC-TR-580展示了很多对这种测试工具
的研究。IPC-TP-831明确说明了这种测试工具的
设计。测试工具是有很多通孔的双面板，被设计
用于SIR实验。CFC选择性实验（IPC-TR-580、
-581、-582）成功引导DoD MIL-STD-2000委员
会 使 用这种测试工具为军
品评估新助焊剂或者清
洗制程。MIL-STD-2000A的资料性附录A提供了
认证协议。DoD MIL-STD-2000委员会也积极推动
J-STD-001的发展，乃至其成为IPC最早版本规范
中公认的测试手段。
图6-2 IPC-B-36测试板
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