Jan Pedersen

Elmatica 高级技术顾问

 

生产PCB时，从设计到生产再到客户的进货检查和验收，我们都会遵循IPC“鉴定性能与验收”标准。制定的标准只有一种含义，但人们解读标准的方式却是多种多样的。

现在我要攻克一个容易忽略且被利用的漏洞。首先我们来深入研究IPC-6012E 《刚性印制板的鉴定及性能规范》 3.3.10节提到的术语“工艺质量（workmanship）”。IPC-6013和IPC-6018也有相同的内容。具体内容如下：

IPC-6012E 3.3.10：工艺质量印制电路板的加工工艺应当使质量均匀一致，且没有可见的灰尘、外来物、油脂、手指印、锡/铅或转移至介质表面的焊料污迹、助焊剂残留物及其他会影响产品使用寿命、组装能力和使用性的污染物。采用金属或非金属半导电涂层时，非镀覆孔内的发暗外观不是外来物，不影响产品的使用寿命和功能。印制板不应当有超出本规范允许范围的缺陷。不应当有任何超过允许限度的镀层与导电图形的分离，或导体与基材的分离。印制板表面不应当有疏散的镀层镀屑。

 

我们是不是错误解读了标准？

通常人们对上述标准的理解都局限于“没有可见的灰尘、外来物、油脂、手指纹、锡/铅或转移至介质表面的焊料污迹、助焊剂残留物及其他会影响产品使用寿命、组装能力和使用性的污染物”。

但也应该注意原文还提到“不应当有任何超过允许限度的镀层与导电图形的分离，或导体与基材的分离。印制板表面不应当有疏散的镀层镀屑”。

这些都是实实在在的要求，虽然不可测量，但仍相当清晰明确。可我们是不是忽略了其中的一些内容？

我在日常工作中经常和供应商讨论“可接受的”具体指标，通常通过阅读相关标准，作出解释并提供示例。我们努力在特殊要求或多个要求组合上保持理解方式的一致，之后会检验相关电路板，对观察到的情况达成一致意见。几年前，我们发现有些缺陷（如开路、短路和导通孔等）是功能性的缺陷，会引起功能问题。

 

外观问题和外观失效之间的差异

现在的工厂都有更好的工艺控制和功能测试手段，意味着大多数的客户投诉都源于外观问题。挑战在于鉴别其是单纯的外观问题，还是可能导致失效。这就又要回到刚才提及的标准，很多PCB供应商会忽视的是“除了规格要求范围内允许出现的不合格情况，印制电路板不能有其他不合格的情况”。

这项标准的最新修订版也出现在了IPC-6013和IPC-6018中，规定“印制板不应当有超出本规范允许范围的缺陷”。

为便于读者理解，“缺陷”一词可以理解为功能上的：

• 什么是缺陷？
• 外观瑕疵可以称之为缺陷吗？

下一个修订版用了术语“不符合”，希望这个词能更进一步阐明含义。此处其含义是PCB设计上的任何瑕疵。

进一步讨论之前，我们需要知道即使是最先进的PCB工厂也需要人工操作环节，这就会引起轻微的外观问题。用户有必要知道完全可以正常使用的产品是不能被拒收的。

欲知详情可以查阅我在2020年4月发表的专栏文章，谨记，这篇文章中讨论的内容放到现在也很适合PCB制造商去了解标准并确立减少这类外观问题的目标。

 

工艺质量：标准真正含义是什么？

实际在应用中，标准对工艺质量的规定是PCB不应当有超出本规范允许范围的瑕疵。但真正的含义是什么？超过60%的客户投诉与阻焊层有关。我可以举几个例子：

1、阻焊层中的划痕生产和使用PCB的人都知道生产过程中的操作会在阻焊层表面留下划痕。但是能接受的划痕规范是什么？多少道划痕是可接受的？多深的划痕是可接受的？问题是IPC并没有明确规定可接受要求。我们能参照的唯一对照就是工艺质量规则规定的——划痕是不允许出现的瑕疵。如图1所示，标准不会把图中的示例列为缺陷，但工艺质量规则会把这种情况规定为缺陷。

 

2、阻焊层中的外来物颗粒现在阻焊工艺环节在净化车间区域生产，不会有来自加工场所和工人衣物上沾染的异物颗粒，但仍不能保证完全不会出现外来物颗粒。实现这样的生产环境需要投入巨大的成本，而很多工厂需要在阻焊层零缺陷和成本高昂的生产环境之间做出权衡。

具体的要求是什么？IPC-6012中没有明确规定。在最坏情况下，外来物颗粒可能会造成产品缺陷。目前所遵循的安全间距规则规定了不允许出现外来物颗粒，但随着PCB设计的微型化要求日趋提高，这样的规则可能已经不能满足要求了。众所周知，外来物颗粒引起功能缺陷的情况时有发生，所以需要像对待阻焊层划痕问题一样制定检验标准。图2中的阻焊层出现了异物颗粒，虽未违反通用规则，但不符合工艺质量要求。

双方讨论并一致接受的验收要求

 上述问题都是工艺质量规范中不允许出现的情况，但这些问题每天都会发生。PCB制造商在大多数情况下都会把这类问题归结为外观问题，但这样不符合IPC标准要求。了解标准内容并了解相应要求很重要，但即使是这样也会遇到一些灰色地带，只有双方坐在一起讨论都能接受的验收要求才能解决。用户还应了解工艺质量标准对于不同的基材会有不同的影响，对于样品生产或小批量生产的影响也不同于批量生产。

 

总结

我们能从中吸取什么教训？最重要的是要了解标准以及如何使用标准。大多数人会擅长用数值衡量的要求，却忽略了像工艺质量这样的要求。这种规则很难遵循，因为需要至少找到对双方都有效的解决方案。为此，我在下一篇专栏文章中会介绍术语AABUS（经用户和供应商双方协商同意），也就是应当和供应商探讨未规定具体数值的开放式要求，并成为协议规范的组成部分，或一致同意列入采购要求。

更多内容可点击这里查看，文章发表于《PCB007中国线上杂志》3月号，更多精彩原创内容，欢迎关注“PCB007中文线上杂志”公众号。

#PCB  #测试和检验  #Elmatica  #验收漏洞