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T/CPCA 6042A—2023《银浆贯孔PCB》标准介绍

2023-09-25郭世永徐宏博

印制电路信息 2023年9期
关键词:银浆印制板电子电路

郭世永 徐宏博

(广德新三联电子有限公司,安徽 广德 242200)

0 引言

银浆贯孔(silver through-hole,STH)印制电路板(printed circuit board,PCB)是用银导电油墨(银浆)贯孔的方式,连接基板两面导体,形成导通互连的一种双面印制板[1-2]。

目前,双面印制板的两面线路连通方式应用最多的是化学电镀金属化孔,其次是孔内填塞导电膏(银浆贯孔)。采用银浆贯孔与化学镀铜金属化孔相比减少了化学处理电镀工序,缩短了生产周期,节省了化学品的消耗,节省了大量的清洗水,减少了污染物与废水的排放。但是银浆贯孔的孔电阻比电镀铜孔的孔电阻大,可靠性低,并且不适用于多层板内层互连;同时,银浆贯孔的孔易被堵塞,不适合插入元器件引线。银浆贯孔PCB 主要用于消费类家电设备,经济实用,深受欢迎。

银浆贯孔PCB 的生产技术工艺源自日本,我国在20世纪80年代开始引进银浆贯孔PCB的生产技术、工艺及生产设备,90 年代初形成大批量生产能力。虽然银浆贯孔PCB 产品在国内生产已有约40 年的历史,但一直没有银浆贯孔PCB 相关的产品技术质量标准,而且国外也没有相应的行业标准,阻碍了银浆贯孔PCB的生产和应用的发展。为此,2013 年11 月,中国电子电路行业协会(China Printed Circuit Association,CPCA)标准化工作委员会提出了《银浆贯孔PCB》标准编制任务。2016 年3 月,中国电子电路行业协会发布了CPCA 6042—2016《银浆贯孔PCB》行业标准。2021 年对该标准进行了复审,决定修订,完成了T/CPCA 6042A—2023《银浆贯孔PCB》标准。

1 编制过程

1.1 标准首版

2013 年,中国电子电路行业协会标准化工作委员会提出编制任务,杭州新三联电子有限公司承担起草编制任务。2013 年12 月,工作组参照GB/T 1.1—2009《标准化工作导则 第1 部分:标准的结构和编写》给出的规则,结合多家银浆贯孔PCB 生产企业和PCB 使用方的技术、质量标准等实际状况,进行编写,于2014 年完成了《银浆贯孔PCB》规范的讨论稿以及送审稿。2015 年12月,《银浆贯孔PCB》规范送CPCA 标准化工作委员会报批,2016年由中国电子电路行业协会发布。

1.2 标准修订

2019 年,由CPCA 标准工作委员会推荐给中国工业和信息化部进行团体标准审核,并在当年通过了中国工业和信息化部团体标准专家评审组的面审,成为国家团体标准。

2021 年6 月,中国电子电路行业协会标准化工作委员会对原CPCA 6042—2016 标准进行了复审,作出了对原标准进行修改处理的决定。

2021 年8 月,广德新三联电子有限公司作为标准修订的组长单位,成立了修订标准的工作小组,并确定了修订工作进度计划。同时增加了生益电子股份有限公司、无锡市同步电子科技有限公司、竞陆电子(昆山)有限公司等作为编制组成员。

2021 年10—11 月,组建了标准修订专家工作组,完成了《银浆贯孔PCB》规范修订讨论初稿。2022 年,中国电子电路行业协会标准化工作委员会组织完成了行业内《银浆贯孔PCB》修订稿征询意见工作,召开了专家面审会,完成了标准修订送审稿。

2023 年5 月5 日,《银浆贯孔PCB》团体标准(T/CPCA 6042A—2023)由中国电子电路行业协会发布,2023年6月5日实施。

2 新标准的主要变化点

(1)更新了部分规范性引用文件版本,增加了引用文件T/CPCA 4302A 导电银浆、T/CPCA 6043 单双面碳膜印制板、GB/T 26572 电子电气产品中限用物质的限量要求、GB/T 39560 电子电气产品中某些物质的测定。

(2)更新了第3 章标题,将等级、术语和定义改为术语和定义,更新了3.1~3.6 的术语定义;修改了格式;将其中的3.1等级归纳在第4章中。

(3)增加了4.1 总则、4.2 应用等级、4.3 优先顺序、4.4材料。

(4)根据本标准特征,重点修改了“银浆贯孔外观”“银浆盘渗出”“银浆贯孔盘距离”“银浆贯孔盘缺损”“铜箔导线、连接盘外观”“银浆贯孔内部截面表征”章节的内容。同时增加了“阻焊膜厚度”“银浆保护层厚度”“碳膜厚度”章节的内容。

(5)更新了碳膜相关质量、检测要求,文件中涉及碳膜内容全部改为应符合T/CPCA 6043 单双面碳膜印制板的相关要求。

(6)更新了第6章内容,第6章由检验规则改为质量保证。更新了第7 章部分内容描述,更新了“标志”部分内容,增加了产品外包装上的信息。

3 标准要点

3.1 范围

本标准规定了银浆贯孔PCB(简称银浆贯孔板)的技术要求、检验方法、质量保证、包装、运输、贮存等相关要求。适用于刚性单、双面银浆贯孔PCB,不适用于多层PCB。

3.2 要求与检验方法

3.2.1 总则

银浆贯孔板从材料、外观尺寸、尺寸要求、电气性能、机械性能及其他要求做了全面的阐述。在遵循印制板采购文件(包括订购合同、协议等)、客户规范或指定的其他文件(包括设计文件、技术协议、更改文件等)优先原则的基础上,银浆贯孔板应符合本标准规定的所有要求。如本标准未有规定,由供需双方商定。

3.2.2 材料

材料包括基材、银浆、阻焊剂、字符印料等,这些材料组成银浆贯孔板,故非常重要。本标准对材料的具体要求均有相应的规定。

3.2.3 外观要求

本标准重点对银浆贯孔板所使用的银浆贯孔外观、银浆贯孔盘保护层外观、铜箔导线外观、连接盘外观、阻焊层外观、碳膜外观、文字标记外观、可剥胶的外观、银触点涂层的外观、元件插脚孔的外观、银浆贯孔内部截面进行表征。

3.2.4 尺寸要求

本标准对银浆贯孔板的厚度、外形尺寸、V槽尺寸、孔的尺寸、铜箔图形尺寸、碳膜图形尺寸公差、银触点涂层厚度、要素相对位置公差、插件孔连接盘铜箔环宽尺寸、银浆贯孔板厚度尺寸、银浆贯孔板弓曲和扭曲、阻焊膜厚度、银浆保护层厚度、碳膜厚度等常见的问题进行了详细的说明和限定。

3.2.5 电气性能

本标准详细介绍了银浆贯孔电阻,包括交收态的银浆贯孔单孔电阻及经过试验后其孔电阻值变化率的要求,也提到了银浆贯孔板碳膜方阻参照T/CPCA 6043 要求;关于表面绝缘电阻要求、耐电压要求都与常规PCB 一致。本标准对电气完善性也作了详细规定,银浆贯孔板应通过导通性和绝缘性测试。当用户没有规定测试图形时,按用户要求的贯孔孔径,在产品工艺边设计贯孔电阻测试图形,以供贯孔电阻测试,如图1所示。

图1 贯孔电阻测试图形

3.2.6 机械性能

机械性能包括涂层硬度要求。本标准规定银浆贯孔板阻焊、碳膜以及银触点涂层等涂层的铅笔硬度应≥3H;也规定了焊盘拉脱强度、铜箔剥离强度要求。

3.2.7 其他要求

其他要求主要包括耐热性、阻燃性、可焊性、耐溶剂性、碳膜耐磨性、涂层附着力。需要指出的是,涂层附着力的检验方法为:使用压敏胶带在相同位置快速垂直向上粘拉3 次,碳膜、银触点涂层、阻焊、文字、保护层、银浆贯孔导电层应无脱落。

3.3 质量保证

质量保证可分为鉴定检验和质量一致性检验。除另有规定外,本标准中的检验和测试均要求在标准大气条件下进行,即温度15~35 ℃,相对湿度45%~75%,气压86~106 kPa。

3.3.1 鉴定检验

鉴定检验是指对提交鉴定检验的同一型号的成品印制板、附连测试板,按照鉴定检验项目及规定进行检验和测试,只要有一个项目中的一个样品(不管是成品印制板还是附连测试板)不合格,则产品鉴定失败,不能给予鉴定合格。

3.3.2 质量一致性检验

质量一致性检验包括逐批检验(交收检验)和周期检验。本标准规定了检验项目和要求,生产和交付的PCB 每批均应通过标准规定的所有检验项目。如果有一个或多个样品未通过检验项目中的一个或多个检验项目,则整批拒收。

3.4 标志、包装、运输及贮存

银浆贯孔板的外包装上应标明制造厂名、地址、产品名称、产品标准号、订货单位、收货地址、产品数量、包装日期等,以及用户要求的其他标志,或者包含以上信息的二维码或条形码。本标准对包装材料和包装方式作了规定,应有产品防护、防潮、防尘等要求。

4 标准规范的意义

《银浆贯孔PCB》在编制过程中,从银浆贯孔产品特性、产品生产、产品应用领域和产品应用可能存在的风险程度等多角度考虑,对不同产品的用途和风险进行分类控制。随着规范的发布,银浆贯孔板的生产企业与客户双方在产品开发初期就可以进行技术交流和沟通,尽可能地避免在产品设计上存在质量隐患和应用风险,可根据产品应用性能上的不同需求,选择合适的生产过程控制方法和生产制造成本,以满足产品的实际应用需求,获得供需双赢的局面,促进产业发展。

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