蟹岛温泉度假村:行业标准在电子组装业中的应用

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行业标准在电子组装业中的应用
[日期：2008-8-25] 作者： 来源：
摘  要：介绍了行业标准在电子组装业中的应用,并分门别类地列举出重要的组装标准；指出采用电
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 Assembly
SUN Dian-sheng
(Lucent Technologies Qingdao Telecommunication Equipment Company LTD.,Qingdao,266101,China)
Abstract:  Primarily introduces the 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,industry standards,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，都广泛地采用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。本文着重说明IPC系列标准在电子组装业中的应用，列出了主要的相关标准，并对其中常用标准进行了简要说明。
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
变过程。行业标准的流行有其必要性和必然性，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，采用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；其次是可以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。采用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，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
更实用，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
可实现优化的制程控制及资源利用，从而降低成本；
表2：采用电子组装行业标准的优势
IPC系列标准主要围绕焊接标准为构架而组成，从1960年第一个正式标准出台
，发展演变至今，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，而后者主要包括组装，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发展趋势及世界上通用的设计/生产惯例，这对于发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]需根据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，包括持续性能很关键的商业/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(列出有别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)
2    IPC系列标准说明
2.1  电路板组装产品的接收标准及要求
标准
描述
最新版本发布时间
IPC-A-610C
印制板产品的可接收性
2000.1
IPC/EIA J-STD-001C
焊接的电气及电子产品要求
2000.3
IPC-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首次发布
IPC-DRM-40
通孔焊点的评估
2000.8发布最新版本
IPC-DRM-SMT
表面贴装焊点的评估
1998.8发布
IPC-P-SMTL(S)
表面贴装检验规范
200 2000年秋季发布最新版本
1)  IPC-A-610C “印制板产品的可接受性”
IPC-A-610C是业界应用最广泛的可接受性标准，该标准采用一系列彩色工艺图
例并结合产品等级进行适当说明，给出了理想情形/可接受/不可接受/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）作为产品可接受性的判定标准，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月首次发布.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说明。.
a.  从版本B到C的重要变化有（以CLASS 2为例）：
*  50%通孔(仅对热应力孔)垂直上锡量现在对Class 2可以接收，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来说，功能区域的任何分层/起泡都是缺陷，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
理解等。如下图所示，在图示下方有文字说明，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/最低可接受程度/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) IPC-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Class
2及Class 3.
2.2  电路板组装材料/制程控制及相关工艺标准
标准
描述
最新版本发布时间
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发布版本A
J-STD-003
印制板的可焊性测试
1992.4首次分布，A版待发布
J-STD-004
焊接用助焊剂要求
1995.1首次发布，A版待发布
J-STD-005
焊接用锡膏要求
1995.1首次发布
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首次发布，A版待发布
IPC-SM-817
绝缘表面贴装胶粘剂的通用要求
1989.11首次发布
IPC-CA-821
导热胶粘剂的通用要求
1995.1首次发布
IPC-3406
表面贴装导电胶规范
1996.7首次发布
IPC-CC-830
印制板组装用电性绝缘化合物的验收及性能
1998.10发布版本A
IPC-SC-60
焊接后溶剂清洗手册
1987.4首次发布，A版待发布
IPC-SA-61
焊接后半水洗手册
1995.7首次发布
IPC-AC-62
焊接后水清洗手册
1986.12首次发布
IPC-CH-65
印制板及其组件的清洗规范
2000.4最新发布
IPC-OI-645
目示光学检验辅助的标准
1993.10首次发布
IPC-7711
电子产品的再加工
1998.2
IPC-7721
印制板及电子产品的维修与升级
1999.11,2000.3发布修正版
IPC-7912
印制板产品DPMO及制造指标的计算
2000.7首次发布
IPC-PE-740A
印制板制造及组装的故障检修
1997.12
IPC-TA-722
焊接的技术评估
1990年发布
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首次发布
1) IPC-7711
主要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/推荐工具设备/材料/方法等。
2) IPC-7721
主要描述印制板/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就是增加了维修/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
主要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,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，组装及测试阶段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
最新版本发布时间
IPC-SM-782A
表面贴装设计及焊垫图形标准
2000.1首次发布
IPC-SM-780
表面贴装为主的元器件封装及互连
1988.3首次发布
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-7095
BGA设计及组装工艺实施
2000.8首次发布
J-STD-012
倒装芯片及芯片级技术的实施
1996年首次发布
J-STD-013
BGA及其它高密度技术的实施
1996年首次发布
J-STD-020
塑封表面贴装器件的潮湿/回流敏感度分级
1999.4发布A版
J-STD-033
潮湿敏感非密封SMD的包装及处置
1999.4发布
IPC-SM-784
COB技术实施的规范
1990.11首次发布
IPC-MC-790
MCM技术应用规范
1992.8首次发布
IPC-S-816
SMT工艺指南及查检表
1993.7首次发布
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,PLCC,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
最新版本发布时间
IPC-A-600F
印制板的可接收性
1999.11
IPC-6011
印制板通用性能规范
2000.7
IPC-6012A &AM1
刚性印制板的认证及性能规范及修正标准1
2000.7
IPC-6013 &AM1,
挠性印制板的认证及性能规范及修正标准1
1998.11
IPC-6015
有机多芯片模块(MCM-L)及互连结构的认证及性能规范
1998.2
IPC-6016
高密度互连(HDI）层或印制板的认证及性能规范
1999.5
IPC-6018
微波成品板的检验及测试
1998.1
IPC-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
1997.12
IPC-4562
印制线路产品的铜箔
2000.5首次发布
---
---
---
1） IPC-A-600F
该标准配合图文，给出了理想情形/可接受程度/缺陷的具体标准。版本F的主要变化有：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性能规范标准。其中基本文件是IPC-6011，主要涉及认证评估和质量保证。配合此基本标准，有5个分支标准（及修
正标准）：IPC-6012A &AM1；IPC-6013 &AM1；IPC-6015；IPC-6016；IPC-6018。
上述标准较以前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
最新版本发布时间
IPC-2221
印制板设计通用标准
2000.1
IPC-2222
刚性PWB设计分标准
1998.3
IPC-2223
挠性印制板设计分标准
1998.11
IPC-2224
PC卡印制板设计分标准
1998.1
IPC-2225
有机多芯片模块（MCM-L）及其组件的设计分标准
1998.5
IPC-HDI-1
HDI及微过孔技术概要
标准包
IPC/JPCA-2315
HDI及微过孔设计指南
2000.6
IPC/JPCA-4104
HDI及微过孔材料规范
1999.5发布
IPC/JPCA-6801
术语及定义，测试方法和设计举例
2000.1发布
IPC-CF-148A
印制板涂覆树脂的金属箔
1998.9
IPC-CF-152B
印制线路板的复合金属材料规范
2000.6发布
---
---
---
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为基本标准，给出
印制板设计的所有通用要求，包括修正标准1；其它分支标准包括：IPC-2222,IPC-2223,IPC-2224,IPC-2225。上述标准较以前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
最新版本发布时间
IPC-9191
统计制程控制(SPC)实施的通用规范
1999.11
IPC-T-50
互连和封装电子电路的术语及定义
1996.6发布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首次发布
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
1989.1
IPC-QE-615
组装质量评估手册
1993.3首次发布
IPC-SS-615
组装质量评估图册
1999.2发布版本A
IPC-AI-641
自动焊点检验的用户规范
1987.1首次发布
IPC-DRM-53
电子产品介绍
2000.6首次发布
IPC-DRM-18
元器件识别
1999.7
IPC-P-PTHL（S）
镀通孔工艺标准招贴画及检验用图
2000年秋发布最新版本
IPC-2511
产品制造描述信息及传递方法的实施要求
1998.11
IPC-1720
组装认证工具（AQP）
1996.7首次发布
IPC-TM-650
测试方法手册
根据测试方法升级
备注：IPC-1720为流行欧美的选择合同制造商所用的评估工具。
2.7  标准发展动向
现有的IPC标准因其先进性而有相当大的比例被“美国国家标准协会”，“美国国防部”等所认可或批准。随着电子装联技术的不断发展，各组织也会随之不断推出新的标准，以适应行业的需求。 下表列出了IPC协会即将推出的较重要的一些电子组装
标准，同时也将对一些标准进行升级，如焊接用助焊剂等材料标准。
IPC-HDBK-005
锡膏手册
IPC-HDBK-830
覆形涂敷手册
IPC-9261
制程中的DPMO
IPC-7530
批量焊接工艺的温度曲线规范
IPC-7071
元器件装配的通用要求
IPC-7072
通孔元器件装配要求分标准
IPC-7073
标准表面贴装元器件装配要求分标准
IPC-7078
倒装芯片（DCA）装配要求分标准
IPC-9850
表面贴装设备性能描述
3    结束语
元器件封装技术的飞速发展，无疑是当今电子组装互连技术不断进步的原动力之
一；BGA,MCM,Flip Chip,CSP,无铅焊接等新型装联技术的涌现，同时也给电子组装业
带来了严峻的挑战，采用规范而又能及时反映技术进步的行业标准，是电路板组装业 适应挑战及国际化趋势的有效途径。
作者简介：孙典生(1968-)，男，1991年毕业于太原重型机械学院，工程师，从事
电路板组装工艺工作
作者单位：青岛朗讯科技通讯设备有限公司，山东  青岛  266101
参考文献
1.[1]  IPC/EIA J-STD-001C 2000.3 Requirements for Soldered Electrical and Electronic Assemblies[S]
2．IPC-A-610C 2000.1 Acceptability of Electronic Assemblies[S]
3. IPC-7721 2000.3 Repair and Modification of Printed Boards and Electronic Assemblies[S]
4. IPC 2000Fall/Winter Catalogue
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