IPCC中文版刚性印制板的鉴定及性能规范.docx
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IPCC中文版刚性印制板的鉴定及性能规范
ThelatestrevisiononNovember22,2020
IPCC中文版刚性印制板的鉴定及性能规范
刚性印制板的性能及鉴定规范
1范围
范围本规范建立并规定了刚性印制板生产的性能及鉴定要求。
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和性能要求。
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
支持文件IPC-A-600包括了图片、说明和照片，可帮助理解外部和内部观察特性的可接受/不符合条件。
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。
性能等级和类型
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性能等级。
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。
航空和军用航空产品要求偏离航空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。
这一类产品通常参照3/A级。
印制板类型不带镀覆孔（PTH）的印制板（1型）和带镀覆孔（PTH）的印制板（2-6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―带盲孔或埋孔的多层金属芯印制板
采购选择性能等级应当在采购文件中规定。
采购文件应当提供用于生产印制板的足够信息，供应商应当确保用户获得预期的产品。
采购文件中应该包含的信息要符合IPC-D-325的要求。
为了满足章节要求，采购文件应当规定所需采用的热应力测试方法。
测试方法应当从节、节和节中选取。
如未作规定（见节），则应当符合表1-2的默认要求。
在选取适当的热应力方法的过程中，用户应该考虑以下内容：
波峰焊、选择性焊接、手工焊组装工艺（见节）。
传统（共晶）再流焊工艺（见节）。
无铅再流焊工艺（见节）。
选择（默认）采购文件应当规定本规范内可选择的要求。
其中包括所有AABUS（由供需双方协商确定）和附录A的要求。
如果在采购文件、订单数据（见节）、客户图纸和/或供应商控制方案（SCP）中没有按照节做出要求选择，则应当采用表1-2的默认要求。
分类系统（可选）下述的产品选择性标识系统用来识别产品的制造类型。
质量规范：
通用的质量规范。
规范：
基本的性能规范。
类型：
印制板类型符合节。
电镀工艺：
电镀工艺符合节。
最终涂覆：
最终涂覆代码符合节。
选择性涂覆：
选择性最终涂覆符合节，当不要求选择性涂覆时，填入“-”。
产品分级：
产品分级符合节或性能规范单。
技术代码：
所采用的技术代码符合表1-1的规定，可根据要求增加多种代码。
表1-1常采用的技术
技术代码
技术
HDI
符合IPC-6016的积层法高密度互连特征
VP
导通孔保护
WBP
金属线键合盘
AMC
有源金属芯
NAMC
无源金属芯
HF
外置散热框架
EP
埋入式无源元器件
VIP-C
盘内导通孔，导电物塞孔
VIP-N
盘内导通孔，非导电物塞孔
例:
IPC-/3/.4层压板材料通过采购文件中所列的适当规范规定的数字和/或字母、等级、类型来标识层压板材料。
表1-2默认要求
项目
默认选择
性能等级
2级
材料
符合节的环氧玻璃布层压板
最终涂覆
符合表3-2的涂覆X
最小起镀铜箔
除1型板应当从1oz[μm]起镀外，所有内层和外层均应当从1/2oz[μm]起镀。
铜箔类型
符合节的电解铜箔
孔径允差
镀覆孔，元器件孔
镀覆孔，仅导通孔
非镀覆
（±）100μm[3,937μin]
（+）80μm[3,150μin]，（-）负偏差无要求，（可全部或部分塞孔）
（±）80μm[3,150μin]
导体宽度允差
符合节的2级要求
导体间距允差
符合节的2级要求
最小介质间距
符合节的要求，最小90μm[3,543μin]
导体侧向间距
符合节的要求，最小100μm[3,937μin]
标记油墨
符合节的要求，颜色反差明显，非导电
阻焊膜
如未按节规定，则不适用
阻焊膜，限定
如未按照节规定等级，则为IPC-SM-840中的等级T
焊料涂覆层
符合节要求的Sn63/Pb37
可焊性测试
J-STD-003中的2类，符合节要求的锡铅焊料
热应力测试
符合节要求的IPC-TM-650测试方法，条件A
绝缘电阻测试电压
符合IPC-9252
鉴定检验未作规定时
见IPC-6011
电镀工艺用于实现孔导电性的镀铜工艺用下列一位数字表示：
1.只采用酸性镀铜
2.只采用焦磷酸盐镀铜
3.酸性和/或焦磷酸盐镀铜
4.加成法/化学镀铜
5.使用酸性和/或焦磷酸盐镀铜工艺的电镀镍底层
最终涂覆和涂覆层按组装工艺和最终用途，最终涂覆/涂覆层可以是下列规定的涂覆/涂覆层中的一种或几种镀层的组合。
如有要求，应当在采购文件中规定厚度。
如无规定，则厚度应当符合表3-2中的要求，部分涂覆层厚度可能在表3-2中未作规定（如锡铅电镀或焊料涂层）。
最终涂覆的标识符如下：
S焊料涂覆层（表3-2）
T电沉积锡铅（热熔）（表3-2）
XS型或T型（表3-2）
TLU电沉积锡铅（非热熔）（表3-2）
b1无铅焊料涂覆层（表3-2）
G印制板边连接器的电镀金（表3-2）
GS焊接区镀金（表3-2）
GWB-1金属线键合区的电镀金（超声波压焊）（表3-2）
GWB-2金属线键合区电镀金（热压焊）（表3-2）
N印制板边连接器的镍（表3-2）
NB镍层作为铜-锡扩散的隔离层（表3-2）
OSP有机可焊性保护层（表3-2）
HTOSP高温OSP（表3-2）
ENIG化学镀镍/浸金（表3-2）
ENEPIG化学镀镍/化学钯/浸金（表3-2）
DIG直接浸金（表3-2）
NBEG镍隔离层/化学金（表3-2）
IAg浸银（表3-2）
ISn浸锡（表3-2）
C裸铜（表3-2）
SMOBC裸铜覆阻焊膜（节）
SM非熔融金属覆阻焊膜（节）
SM-LPI非熔融金属覆液态感光阻焊膜（节）
SM-DF非熔融金属覆干膜阻焊膜（节）
SM-TM非熔融金属覆热固阻焊膜（节）
Y其他（节）
术语及定义本文中所有术语的定义均应当与IPC-T-50一致并符合节的要求。
由供需双方协商确定（AABUS）在采购文件中由供方和需方确定的附加或补充要求，例如合同要求、对采购文件的更改及图纸的信息，这些要求可用来说明在测试中沿尚建立的测试方法、测试条件、频率、类型或验收准则。
对“应当”的说明“应当”是动词的祈使态，用在本文件的任何地方都表示强制性的要求。
如有足够数据判定是例外情况，则可以考虑与“应当”要求的偏离。
“应该”和“可”用来表述非强制性的要求。
“将”用于表述目的性的声明。
为了帮助读者清晰辨认，“应当”用加黑黑体表示。
单位表示本规范中的所有尺寸、公差单位均以公制（国际单位）表示，在括号中注明其相应的英制尺寸。
建议本规范的使用者使用公制单位。
所有大于等于[]的尺寸将以毫米和英寸表示。
所有小于[]的尺寸将以微米和微英寸表示。
版本更新变化本规范通过灰色阴影标示出了最新版本修订变化的相关章节。
对于图或表的修订，只用灰色阴影标示图的名称或表头。
2引用文件
下订单时，下列文件的有效版本构成了本规范在此限定范围内的组成部分。
如本规范和所列适用文件发生冲突，应当以本规范为优先。
IPC1
IPC-A-47综合测试图形，10层照相底片
IPC-T-50电子电路互连与封装术语及定义
IPC-DD-135多芯片模块用有机沉积内层介质材料的鉴定测试
IPC-CF-152印制线路板用复合金属材料规范
IPC-D-325印制板、组装件计支持图纸的文件编制要求
IPC-A-600印制板的可接受性
IPC-TM-650测试方法手册2
显微剖切
采用半自动或全自动显微剖切设备（可选）进行显微剖切
铜箔或镀层的纯度
表面离子污染物的探测与测量
表面有机污染物的探测测试
表面有机污染物的鉴别测试（红外分析法）
附着力，胶带测试
表面涂覆，金属箔
内部镀层的抗拉强度和延伸率测试
非支撑元器件孔的焊盘粘接强度
弓曲和扭曲
阻焊膜附着力，胶带测试法
返工模拟，有引线元器件的镀覆孔
热膨胀系数，应变计法
印制板导线的特性阻抗及延时，时域反射计法（TDR）
介质耐压，PWB
耐霉性，印制线路材料
耐湿性及绝缘电阻，刚性板
表面绝缘电阻
排气，印制板
物理冲击，多层印制线路
热冲击、连通性和显微剖切，印制板
热应力，镀覆孔
振动，刚性印制线路
耐导电阳极丝（CAF）测试（电化学迁移测试）
热应力，强制再流组装模拟
IPC-QL-653印制板、元件和材料检验检测试设备的认证
IPC-CC-830印制线路组件用电气绝缘化合物的鉴定及性能
IPC-SM-840永久性阻焊膜的鉴定及性能规范
IPC-2221印制板设计通用标准
IPC-2251高速电子电路封装的设计指南
IPC-4101刚性及多层印制板用基材规范
IPC-4103高速/高频应用产品用基材规范
IPC-4202挠性印制电路用挠性基底介质
IPC-4203用于挠性印制电路覆盖层的涂覆粘合剂的介质薄膜和挠性粘性附着薄膜
IPC-4552印制电路板化学镍/浸金（ENIG）镀层规范
IPC-4553印制电路板浸银镀层规范
IPC-4554印制电路板浸锡镀层规范
IPC-4562印制线路用金属箔
IPC-4563印制板用覆树脂铜箔指南
IPC-4781永久性、半永久性及临时性标识和/或标记油墨的鉴定和性能规范
IPC-4811刚性和多层印制板用埋入无源器件电阻材料规范
IPC-4821刚性及多层印制板用埋入无源器件电容材料规范
IPC-6011印制板通用性能规范
IPC-6016高密度互连（HDI）层或板的鉴定和性能规范
IPC-7711/21电子组件的返工、修改及维修
IPC-9151印制板工艺、生产能力、质量及相关可靠性（PCQR2）基准测试标准及数据库
IPC-9252非组装印制板电气测试要求
IPC-9691IPC-TM-650测试方法，耐阳极导电丝（CAF）测试（电化学迁移测试）用户指南
联合工业标准3
J-STD-001焊接的电气及电子组件要求
IPC-HDBK-001J-STD-001补充手册与指南
J-STD-003印制板可焊性测试
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
J-STD-609元器件、PCB和PCBA上用于识别铅、无铅及其他属性的标记及标签
JP002最新锡晶须理论及缓解方法指南
联邦标准4
QQ-S-635碳素钢板军用标准
其他出版物
美国材料及测试协会（ASTM）5
ASTMB-152铜片、铜带、铜板及铜轧制棒材标准规范
ASTMB-488工程用金电镀涂覆层标准规范
ASTMB-579锡-铅合金标准规范
ASTM-B-679工程用钯电镀涂覆层标准规范
美国安全检测实验室6
UL94装置仪器中部件用塑料材料的可燃性测试
国家电气生产商协会（NEMA）7
NEMALI-1工业层压热固产品标准
美国质量协会8
H1331零接收数抽样计划
AMS9
SAE-AMS-QQ-A-250铝及铝合金、铝及铝合金板及薄片通用规范
美国机械工程师协会（ASME）10
ASME表面纹理（表面粗燥度、波纹度和层面）
3要求
总则：
按本规范提供的印制板应当符合或超过IPC-6011的要求和采购文件中要求的具体性能等级的要求。
测试附连板的说明和用途在IPC-2221中规定。
材料
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NEMALI-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。
采购文件应该规定适用的介质、导电、电阻及绝缘特性。
规格单编号、金属覆层类型及金属覆层厚度（重量）应当符合采购文件的规定。
当有具体要求时，如对层压板及粘接材料有UL94给出的可燃性要求，则在材料采购文件中必须对这些要求作出明确规定。
外部粘接材料用于粘接外部散热器、或增强件或在印制板中用作绝缘层的材料应当按照IPC-4101、IPC-4203或采购文件的要求进行选择。
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。
金属箔铜箔应当符合IPC-4562的要求。
如果铜箔对印制板的功能非常关键，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。
电阻性金属箔电阻性金属箔应当符合布设总图的规定。
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3-1所示。
表3-1金属层/芯
材料
规范
合金
铝
SAE-AMS-QQ-A-250
符合规定
钢
QQ-S-635
符合规定
铜
ASTM-B-152或IPC-4562
符合规定
铜-殷钢-铜
IPC-CF-152
符合规定
铜-钼-铜
IPC-CF-152
符合规定
其他
符合规定
符合规定
基底金属电镀层/沉积层及导电涂覆层镀层/最终涂覆层的厚度应当符合表3-2的要求。
用于表面、镀覆孔（PTH）、导通孔、盲孔和埋孔的铜镀层厚度应当符合表3-3、表3-4及表3-5的要求。
特殊用途的镀层厚度应当符合表3-2的规定。
选自节所列的最终涂覆层或其组合的镀层厚度应当符合表3-2的要求。
锡铅熔融镀层或焊料涂覆层只要求外观上覆盖和满足J-STD-003的可接受的可焊性测试。
镀层和金属化涂覆层的覆盖要求不适用于导体垂直边。
导体表面不需要焊接的区域可以有露铜的区域，但要满足节的要求。
化学沉积铜及导电涂覆层化学沉积铜及导电涂覆层应当足以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。
电镀铜当规定电镀铜时，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测试方法测试时，铜纯度应当不低于%。
b）当按照IPC-TM-650测试方法测试时，测试样品的厚度为50-100μm[1,969-3,937μin]，其抗拉强度应当不小于248MPa[36,000PSI]，且延伸率应当不小于12%。
全加成法化学沉铜用作主要导体金属的加成法/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。
最终涂覆沉积层和涂覆层-金属和非金属
电镀锡电镀锡的允差和要求应当由供需双方协商确定。
对于可缓解或抑制锡须形成的方法指南，建议用户参考JEDEC/IPCJP002。
电镀锡铅锡铅镀层应当符合ASTMB-579对镀层组分（50%-70%锡）的要求。
通常要求热熔，除非选择非热熔，此时采用表3-2（代码T）规定的厚度。
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，再使用热风整平焊料表面。
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节的要求，而厚度应当符合表3-2（代码S）的要求。
无铅焊料涂层用于无铅焊料涂覆层的焊料应当符合节的要求，而厚度应当符合表3-2（代码b1）的要求。
偏离的要求应当由供需双方协商确定。
电镀镍镍镀层的厚度应当符合表3-2（代码NB）的要求。
当被用作金或其它金属的基底层或隔离层时，厚度应当符合表3-2（代码NB）的要求。
电镀金金镀层应当符合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3-2（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3-4%的范围时，在正常焊接参数下会形成金-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。
化学镍金（ENIG）ENIG镀层沉积应当符合IPC-4552的要求。
镀层厚度应当符合IPC-4552和表3-2（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。
注意：
浸金层厚度大于μm[4,925μin]时，由于过度腐蚀而导致镍底层的完整性受到影响，因而风险增加。
由于设计图形和化学工艺变化的影响，可焊性附连板的验收可能不能代表整个产品的验收。
为了证明涂覆层厚度的均匀性，强烈建议尽可能测量整个板面上不同位置点的涂覆层厚度。
化学镍钯金（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3-2（代码ENEPIG）的要求，可用XRF光谱法测量。
为了实现最佳的连接或可焊表面的金属状况，可允许与表3-2中规定的厚度存在一定范围内的偏离，或略高或略低。
钯与镍不同，有更高的抗浸金层的特性，因此可以降低钯层上的浸金厚度要求（覆盖即可）。
测量位置和范围应当由供需双方协商确定。
浸银浸银镀层应当符合IPC-4553的要求。
用于测量厚度的焊盘尺寸应当符合IPC-4553的要求和表3-2（代码IAg）的要求。
浸锡浸锡镀层应当符合IPC-4554的要求。
镀层厚度应当符合IPC-4554和表3-2（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。
有机可焊性保护膜（OSP）OSP是防氧化及可焊性保护层，在铜表面涂敷OSP层可在储存和组装过程中维持表面的可焊性。
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。
其它金属和涂覆层按照节使用其它镀层材料作为最终涂覆层的公差和要求，如裸铜、钯和铑，应当由供需双方协商确定。
表3-2最终涂覆和涂覆层的要求
代码
最终涂覆
厚度
适用的可接受性规范
标记代码1
S
裸铜上的焊料涂覆层
覆盖并可焊2
J-STD-003
J-STD-006
b0
b1
裸铜上的无铅焊料涂覆层
覆盖并可焊2
J-STD-003
J-STD-006
b1
T
电镀锡铅（热熔）-最小
覆盖并可焊2
J-STD-003
J-STD-006
b3
X
S或T
符合代码标明的要求
TLU
电镀锡铅（非热熔）-最小
μm[315μin]
J-STD-003
J-STD-006
b3
G
金用于印制板边连接器及非焊接区-最小
1级和2级
μm[μin]
无
b4
3级
μm[μin]
GS
金用于焊接区域-最大3
μm[μin]
无
b4
GWB-1
用于金属线键合区域电镀金层（超声键合）-最小
μm[μin]
无
b4
用于金属线键合区或的金层下的电镀镍底层（超声键合）-最小
μm[118μin]
无
b4
GWB-2
用于金属线键合区的电镀金层（热超声键合）的-最小
1级和2级
μm[μin]
无
b4
3级
μm[μin]
用于金属线键合区域的金层下的电镀镍层（热超声键合）-最小
μm[118μin]
无
N
镍用于印制板边连接器-最小
1级
μm[μin]
无
不适用
2级和3级
μm[μin]
NB
镍作为阻挡层4-最小
μm[μin]
无
不适用
OSP
有机可焊性保护膜
可焊7
无
b6
HTOSP
高温OSP
可焊7
无
b6
ENIG
化学镍层-最小
μm[118μin]
IPC-4552
b4
浸金层-最小
μm[μin]5
ENEPIG
化学镍层-最小
μm[118μin]
IPC-4552
b4
化学钯层-最小
μm[μin]
ASTM-B-679
不适用
浸金层-最小
覆盖并可焊7
无
b4
DIG
直接浸金（可焊表面）
可焊5
无
b4
IAg
浸银层
可焊6
IPC-4553
b2
ISn
浸锡层
可焊7
IPC-4554
b3
C
裸铜
AABUS
AABUS
不适用
注1.这些标记和标签代码代表了IPC/JEDEC-J-STD-609中建立的表面最终涂覆类型。
注2.热风整平（HAL）或热风焊料整平（HASL）工艺被认为有一定控制难度。
焊盘尺寸和几何图形使此类工艺增加了额外的难度。
这些因素使实际的最小厚度在此规范的范围之外。
又见节。
注3.见节的注。
注4.镍镀层用于锡铅或焊料涂层之下，在高温操作环境中作为一层阻挡层用于防止铜锡化合物的形成。
注5.见节。
注6.详细测量要求见IPC-4553。
注7.见节。
表3-3大于等于2层的埋孔、镀覆孔和盲孔的表面及孔铜镀层的最低要求1
1级
2级
3级
铜-平均2，4
20μm[787μin]
20μm[787μin]
25μm[984μin]
最小厚度4
18μm[709μin]
18μm[709μin]
20μm[787μin]
包覆3
AABUS
5μm[197μin]
12μm[472μin]
注1.不适用于微导通孔。
微导通孔指直径小于等于[]的导通孔，采用激光、机械钻孔、湿/干蚀刻、光致成像或导电油墨成形，然后电镀而成。
厚径比小于1：
1的盲孔的镀铜厚度应当符合微导通孔的要求。
注2.铜镀层（节）厚度应当是连续的，且从孔壁延伸或包
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