1、01一、關于IPC的概況二、關于IPC標準規范三、關于IPC-6010系列四、關于材料系列五、熱應力后Microsection下的結構完整性六、關于常用的一些測試方法的小結23 1957年9月， “印制電路協會”成立，IPC是Institute of Printed Circuit的首字母簡寫。 1977年改名為 The Institute of Interconnecting and Packaging Electronic Circuits，即“電子電路互連與封裝協會”。 1998年，再次改名為Association Connecting Electronics Industries，即“

2、連接電子行業協會”。 但IPC的簡稱一直不變。 標準與規范僅僅是IPC的活動之一，同時還有市場研究與統計、標準與規范、技術討論會、講習班、資格培訓與發證、印制電路展覽會等，其中印制電路標準規范方面的成就尤為突出。45 IPC標準的編號方式為IPC加主題字母再加兩位或三位數字編號，IPC-SM-840C，其中SM代表綠油（solder mask），840為編號，C為版本號。95年以后的IPC標準開始采用新的編號方式，在代號IPC之后取消了主題字母，直接以四位數字編號，而數字按標準系列編排。例如常見的標準系列有： IPC-4100 材料系列 IPC-6010 性能測試系列.等 技術參考手冊 IPC

3、-A-600F等 IPC獨立手冊 IPC-TM-650等67 本規范系列主要為各種印制板提供一份資格鑒定及性能測試的接收標準，并會指出相關的測試方法。 1、基本層次架構： IPC-6010系列 IPC-6011（概述） IPC-6012（剛性印制電路板的鑒定與性能技術規范） IPC-6013（柔性印制電路板的鑒定與性能技術規范 ） IPC-6014 (PCMCIA) IPC-6015 (MCM-L) IPC-6016 (高密互連板的鑒定與性能技術規范) IPC-6018（ 微波終端產品電路板檢驗與測試 ）82、特性分級：（在本系列的規范中會按以下的 三種級別分別有不同的要求） 1級：普通消費類

4、電子產品 2級：專用的服務性電子產品，一般用于通 信方面（默認等級） 3級：高可靠性要求的電子產品，用于軍工、醫療方面。9 3、采購文件（procurement documentation) 其定義是：包括采購合同或定單、布設總圖、詳細規范、產品圖紙、圖形底版或電子數據。采購文件與各分規范一起規定印制板的技術要求。 采購文件的優先順序是高于本規范和其他標準的。這里強調了采購文件和印制板圖紙文件的重要性，符合印制板使用者各種不同要求的實際情況。104、鑒定評價（qualification assessment） 鑒定評價是客戶選擇印制板供應商的一種方法。IPC-6011的鑒定評價首先是供方的自我

5、聲明，按照IPC-MQP-1710對其現場能力、加工和試驗設備、技術細節、質量大綱、制造歷史、公司信息和數據驗證來源的概況作全面介紹。然后對自我聲明的內容進行驗證，包括質量概況的驗證和產品特性的驗證。 鑒定試樣可以是實際成品印制板、專門為此目的而設計的一致性附連試驗板或其他用于建立印制板供方自我聲明的其他媒介。具體鑒定試驗項目由有關各類印制板性能規范作用規定。115、質量一致性檢驗 質量一致性檢驗取決于制造商的質量體系，是在鑒定檢驗之后定期進行的，以證明賣方能連續地生產出符合相關規范和每種基材所適用的規格單要求的最終產品。126、默認要求 （default） IPC-6012將有些項目，例如性

6、能等級、材料、最終涂覆、孔徑公差等，制訂了默認要求。 如果采購文件中沒有作選擇，則采用默認要求。例如一般按2級板要求，綠油則按T級要求。這些默認要求也是目前大多數印制板產品的選擇。1314參考文件：（IPC-4101A和IPC-4104） 每個規格單的表頭包含了材料的參考定義，該參考定義含蓋了增強材料、樹脂體系、阻燃劑和所用的填料，以及其它已知的識別符號和Tg。 規格單中規定的項目為材料應滿足的要求，滿足這些要求的材料才會被認可為符合本規范。1516參考文件：IPC-6012A； MIL-P-55110E(一) 結構完整性（structural integrity） （IPC-6012A中3.

7、6節） 印制板經熱應力后（漂錫），結構完整性應符合3.6.2節規定的測定附連測試模塊的評定要求。應采用顯微剖切技術評定2-6型板的試樣的結構完整性。不適用于2型板(雙面板)的特性（如內層分離，內層異物，和內層銅箔裂紋）不用評定。埋孔和盲孔應符合鍍覆孔的要求。 所有性能和要求的評定都應在受過熱應力的試樣上進行，并且應滿足所有要求；然而，按供應方的選擇，不受熱應力影響的下述特性或狀態可以用未做熱應力試驗的附連測試板評定。17a) 如果板子在鍍銅后承受了超過Tg（玻璃化溫度） 的熱應力，則未做熱應力試驗的附連測試板也應 按已做熱應力試驗的附連測試板評定。b) 不受熱應力影響的性能有：銅層空洞、鍍銅起

8、皺 （plating folds）/夾雜物、毛刺和結瘤（nodules）、 玻璃纖維突出、燈芯（wicking）、最終表面鍍涂 層空洞、回蝕（etchback）、反回蝕（negative etchback）、鍍層/涂層厚度、內層和表面銅層或 金屬箔厚度。18（二）熱應力試驗（thermal stress testing） （IPC-6012A中3.6.1節） 測試模塊或成品板應按照IPC TM 650中方法2.6.8的規定進行熱應力試驗。熱應力后，試樣應進行顯微剖切。顯微剖切應按IPC TM 650，方法2.1.1或2.1.1.2中對附連測試模塊或成品板進行制作。應檢驗最少三個孔或導通孔的剖切

9、面。孔的每一側都應獨立檢驗。（三）觀察微切片時常見的一些缺陷： 參考IPC-6012A中的表36（熱應力后的PTH的完整性）。同時參考軍用標準MIL-P-55110E的相關要求。191、樹脂收縮（resin recession） 銅孔壁原封不動，部份樹脂卻向后出現收縮現象，稱為“樹脂收縮”（Resin Receission）。多呈半圓形后退。 樹脂收縮出現的位置：孔壁鍍銅直立面上；區別于內層銅環面上上的壓合空洞；再就是 在Zone B無樹脂收縮概念而改稱壓合空洞。20 接收標準： IPC-6012A中對1、2、3級：除非有特別的文件要求，否則熱應力測試后是允許出現的。 但在MIL-P-5511

10、0E中規定，完工的噴錫板或熔錫板，其Zone A感熱區出現樹脂縮陷時，其深度不許超過3mil，長度不可超過單壁樹脂總長的40。至于額外加做的熱應力試驗而再出現者，則不再視為拒收的理由。212、壓合空洞（Laminate voids） 壓合時，氣泡未來得及趕出板外之前，樹脂已經硬化，致使氣泡殘留在板中而形成空洞。 IPC-6012曾附圖3的注 2中，指出Zone A處的壓合空洞已經無需再檢驗了。22IPC-6012A與MIL-P-55110E對Zone A與Zone B的說明圖23 （自截面上孔環最大外緣向外再各加3mil所涵蓋的區域，特稱為感熱區Zone A；Zone A與Zone A之間的區

11、域則為Zone B）接收標準： IPC-6012A：2、3級：B區空洞80um，且不影響最小的介質厚度；1級：B區空洞150um，且不影響最小的介質厚度。IPC6012A另附圖3的注 2中，指出Zone A處的壓合空洞已經無需再檢驗了。243、反回蝕 （negative etchback） 所謂的反回蝕（Negative Etchback）事實上有兩種含意，一種說法是：將各內層孔環故意向外圍退擴大少許，比上下兩側的基材要低陷一些，如此可使后來的孔壁銅層得以局部伸入，而與孔環在上下夾持中緊密結合，會比全平面式的結合要牢固一些。（參見IPC-A-600F）25 另外一種說法，也是對“反回蝕”最常見

12、的觀念，則是將其當成制程的異常或故障。 IPC-6012A對 Class 1 2板子要求不可超過1mil,對Class 3的板子要求不可超過0.5mil，也都認為是通孔品質上的缺點，但斜口處一律不許超過3.5mil. 美軍規范MIL-P-55110E明文規定反回蝕深度不可超過0.5mil。264、除膠渣(desmear) IPC-6012在3.6.2.6節中對此制程也有規定，那就是：過份除膠渣所造成的回蝕深度的不可超過1mil，但由于孔壁個別地方撕裂或鉆頭挖傷造成小面積深度超過25um則不應作為除膠來評定。1、2類板不要求除膠。275、外環浮起（lifted land） IPC-6012A在3

13、.6.2.9節針對完工板外環浮離所定的允收規格是：允許外緣局部浮離，但須符合3.3.4之目檢及格標準。也就是說噴錫或熔錫后的外環不許浮離，但經過熱應力漂錫試驗者，則不受此限制。 接收標準：對于1、2、3級：熱應力或模擬重工后可以接收，測試前不可以接收。286、后分離和孔壁分離(post separation and pull away) 熱應力測試時，條件：288，10秒鐘，一次.大量液錫涌入孔腔而焊在鍍銅孔壁上，多余的熱量對通孔附近的基材結構造成較大的膨脹，產生的熱應力（Thermal-Stress）,使得通孔在結構方面產生以下的幾種不同缺點:29（1）使孔壁與孔環之互連被拉開，稱為Post

14、- Separation.（2）其他無內環處的銅壁自基材上全部或大部份自基 材上被拉開稱為拉離（Pull Away） 按IPC-6012A表4-3的規定，通孔熱應力漂錫后待檢查的項目共有11項，此種后分離歸屬于3.6.2.1節鍍層完整性，其中規定各內層環與孔壁的互連處不可分離，且在表3-6中對Class2板類之鍍層也規定不可分離。不過即使發現后分離也不表示通孔性不良，只是制程不夠可靠而已。307、釘頭(nailheading) IPC-6012A中認為：釘頭現象說明制程出現問題，并不作為拒收的理由。 MIL-P-55110E中即規定，多層板內環之釘頭寬度不可超過該銅箔厚度的1.5倍。318、燈

15、芯（Wicking） 燈芯效應是指在鍍通孔切片的孔壁上，玻璃束斷面的單絲之間有化學銅滲鍍其中，出現了有如掃把般的現象，故稱為Wicking燈芯之意。 IPC-6012A節b段中提到此術語，且表3-6對Wicking規定如下： 3級80um； 2級100um； 1級125um329、銅壁摺鍍（Plating Folds）與夾雜物(Inclusions) IPC-6012A “結構完整性中，提到銅壁摺鍍與夾雜物（Plating Folds/Inclusions），并在表3-6要求這種缺點必須被后來的銅層包圍。3310、銅瘤和披鋒（nodule and burr） IPC-6012A中表36規定：對

16、于1、2、3級：只要不影響鍍孔的最小孔徑的要求，是可以接收的。34 11、鍍層空洞 1級應滿足表3-6中有關鍍層空洞的要求。 2級3級，每個試樣的空洞應不超過一個， 并且必須符合以下判據：A：無論長度和大小是多少，每個試樣的鍍 層空洞不能超過一個。B：鍍層空洞的尺寸不應該超過印制板總厚 度的5%。C：內層導電層與電鍍孔壁的界面處不應有空洞。D：不允許有環狀空洞。 3536 參考文件：IPC-TM-650；IPC-6012A；IPC-6016；IPC-SM-840C；IPC-4101A；IPC-4104；J-STD-003（一）耐高壓測試或絕緣強度測試（voltage breakdown or

17、dielectric strength）371、IPC-TM-650 方法2.5.7（dielectric withstanding voltage） 測試對象： 成品板 測試目的：在同一層上兩相鄰且不相通導線間的耐 電壓情況或測試每層之間半固化片的耐 壓情況。 測試程序：在相鄰的兩條導線之間施加電壓，由 0V升至500V(或1000VDC)，升壓速率 為100VDC/sec，在高壓時停留時間為30（+3/-0）秒。電壓偏差為5%以內。 評估： 兩條導線間是否有飛弧、電火花、擊 穿和破裂現象。382、IPC-TM-650 方法2.5.7.1（dielectric withstanding vo

18、ltage） 測試對象：conformal coating 測試目的：在同一層上兩相鄰且不相通導線間的耐 瞬間電壓情況，驗證該絕緣材料及線間 距是否合適。 測試程序：在相鄰的兩條導線之間施加電壓，由0V 升至1500VAC（50-60Hz），升壓速率為100VAC/sec，在高壓時停留時間為1分鐘。 評估： 兩條導線間是否有飛弧、電火花、擊 穿和破裂現象。393、IPC-TM-650 方法2.5.6.1（dielectric withstanding voltage） 測試對象： 綠 油 測試目的：驗證板在額定的電壓下，是否能正常工作， 及能否承受切換開關時產生的瞬間高壓等。 測試程序：在準備

19、好的試樣，銅面中央位置施加正極 電壓，另一極不可接觸綠油由0V起升壓， 升壓速率為500VDC/sec，直至被擊潰，記 錄此時電壓，同時量測該另一極不可接觸 綠油或，用擊穿時的電壓除以該油厚，得 一比值。 評估： 該比值是否滿足要求或用以確定該物料的 抗擊穿能力。40 在IPC-SM-840C要求： 每1mil厚的綠油須經至少受得500VDC的高壓，小于1mil厚的綠油也要達到最小擊穿電壓為500VDC41（二）熱力方面的測試 1、熱應力測試（thermal stress）IPC-TM-650，方法2.6.8 （thermal stress，PTH）（Solder float 漂錫） 測試對象

20、：鍍通孔 測試目的：測試鍍通孔是否能抵抗來自組裝、修理工序帶來 的熱力的作用 測試條件：（溫度以測試錫面下206mm處的溫度值為準） （a）2885（默認） （b）2605 （c）2325 漂錫時間10（+1/-0）秒 自然冷卻后，將試樣制作成微切片（至少可以看到三個鍍 通孔），檢查結果。 評定：是否有鍍層斷裂、吹孔（blow hole）及孔壁分離等現象。 浸錫：IEC326-2 19e（260/4sec/3次）422、熱油測試（hot oil）IPC-TM-650，方法2.4.6測試目的：將板料浸入高溫熱油中測定板料的結合 情況。試樣的處理：13515；一個小時；樣本從鋦爐 中取出后需在2分

21、鐘內完成測試。測試條件：260（+6/-3）； 20（+1/-0）秒; 6次 從熱油中取出后需冷卻至室溫后，浸入 異丙醇中幾秒鐘，吹干。評定：沒有明顯的氣泡、分層、孔壁分離和銅層 斷裂的現象。433、熱沖擊測試（thermal shock） （1）IPC-TM-650，方法2.6.7.2A(thermal shock ， continutity and microsection,printed board) 實驗室用該方法 測試對象：連通性、微切片和印制板 測試目的：驗證板在溫度驟然變化的情況下物理承 受能力，是將試樣放置于高低溫度循環 變化的條件下使之產生物理性疲勞。44測試條件（D條件針對

22、FR-4材料，共有6種測試條件）： -55（+0/-5） - 15min（+2/-0） 25（+10/-5）- 2min +125（+5/-0）- 15min（+2/-0） 25（+10/-5）- 2min 循環100次45評估： a. 觀察樣板表面是否出現綠油剝落、白點、爆 板和分層現象。找出作標記的導線并測試導 通電阻R，計算其導通電阻的變化率，要求 在10%以內。 b. 用微切片方法（至少三個鍍通孔）檢查孔內 銅層拐角處是否出現破裂、鍍層分離、孔壁 與內層銅分離以及孔壁分離。46（2）IPC-TM-650，方法2.6.7.3(thermal shock-solder mask) 測試對象

23、：綠油 測試目的：驗證涂覆的綠油在溫度驟然變化的情況下 物理承受能力，是將試樣放置于高低溫度 循環變化的條件下使之產生物理性疲勞。 測試試樣： a. 認證板：IPC-B-25A多功用測試板 b. 一致性測試：“Y”型（25mil 的線寬和線距） 測試條件：(循環100次) -65（5）-25-+125（5）-25 15min-2min-15min-2min 評估：10倍鏡下觀察樣板綠油表面是否出現綠油剝落、 起泡等現象。(符合IPC-SM-840C的外觀檢驗要求)47（三）拉力方面的測試1、PTH拉力測試IPC-TM-650方法2.4.21D(Land bond strength，unsupp

24、orted component hole) 測試對象：用于不插件的PTH孔pad測試目的：在多次重焊和解焊之后，用垂直拉起 的方法測試NPTH孔pad與基材的結合 情況。重焊和解焊重復5次之后，用 50mm/min的速度垂直拉起。計算公式：4L/（D22-D12） 其中：D1=孔的直徑；D2=pad的直徑；L=加載力 評定：測試結果達到客戶指定的要求（IPC-6012A 中3.7.3節規定：至少承受2kg或35kg/sq cm）482、銅箔拉力測試 （1）IPC-TM-650方法2.4.8C（Peel strength of metallic clad laminates）測試對象：所覆銅箔測

25、試目的：用于“接收態”、“熱應力之后”、“暴露 于化學藥品之后”的條件下，測試金屬 覆蓋層的剝離強度。試樣：3.18mm寬度的試條50mm/min的速度垂直 拉起，直至剝離25.4mm長度。若要求熱應 力，則要求2885漂錫10（+1/-0）秒 計算公式：Lbs/in =Lm/Ws 式中：Lm-最小負荷；Ws-被測試條的寬度49 注：試條斷裂可能是粘接強度大于銅箔的剪切強度，也可能是由于銅箔發脆引起的。當顯示粘接優良時（斷裂值高于規定值），斷裂值可以用來代替最小剝離值。報告的平均值應指明此值超過平均值。對金屬層厚度小于0.035mm的，可用鍍銅或涂焊錫加厚到0.0350.0035mm，以保證試

26、條的強度。評定：剝離強度要滿足相關規格單規定的要求。50（2）IPC-TM-650方法2.4.8.1 用于薄層板測試，在用于“接收態”、“浸錫之后”、“暴露于高溫之后”的條件下，測試金屬箔的剝離強度。（3）IPC-TM-650方法2.4.8.2（hot fluid method） 用于評定試板在高溫作用之后的金屬覆蓋層的剝離強度。（4）IPC-TM-650方法2.4.8.3（hot air method） 在熱空氣室情況下評定金屬覆蓋層的剝離強度。513、鍍層附著力測試 IPC-TM-650方法2.4.1 IPC-6012A中3.3.7節：印制板應依據以下步驟測試。鍍層附著力應依據IPC TM

27、 650方法2.4.1測試，用一條感壓膠帶沿導線的垂直方向壓粘在板表面，并用手將其用力撕下。 若膠帶上沒有黏結電鍍層或圖形金屬箔的殘片，則表明保護性電鍍層或導體金屬箔的任何部分沒有被剝離。如果是鍍層突沿金屬（鍍屑）剝落并粘在膠帶上，這只證明有鍍層突沿或鍍屑，而不能證明鍍層附著力差。524、綠油附著力測試 IPC-TM-650方法2.4.28.1 測試目的：確定在銅面上、金屬鍍層/涂層上或基材 上的綠油的附著力 測試試樣：參照IPC-2221中的G模塊25.0mm12.5mm （10個5個） 測試用的膠帶：3M品牌，0.5英寸寬或（CID AA 113）中提及的，1型/B級。 測試時，至少用50

28、mm長的膠帶，用力壓緊 以趕去空氣，停留時間要小于1分鐘。 迅速垂直拉起。 評定：膠帶上無綠油peeling 的痕跡。 （參見IPC-SM-840C中的3.5.2節和2）535、Microvia抗拉強度： IPC-TM-650方法2.4.21（同PTH拉力測試）54（四）電阻和阻抗（resistance and impedance）測試1、絕緣電阻 （1）IPC-6012A中39.4，參照IPC-ET-652手動測試：200V；5秒自動測試：40V評定：（IPC-6012A）1級 ：0.5Mohms 2和3級：2.0Mohms （2）IPC-TM-650，方法2.6.3E，2級 （參見IPC-

29、6012A中的3.11.9節）552、濕氣和絕緣電阻（1）IPC-TM-650，方法2.6.3E（moisture and insulation resistance-printed board）（參見IPC-6012A中的 3.9.4節和表11中的要求：）實驗室用該方法 測試對象：板 測試條件：對2級板，505；RH8593%； 7天（168小時）；100VDC 評定：電阻100Meohms 對3級板，25（+5/-2）-652，循環20次， 每個循環8小時；8593% % RH 評定：電阻 500Meohms56（2）IPC-TM-650，方法2.6.3.1(moisture and in

30、sulation resistance-solder mask) 測試對象：綠油 測試條件： T級：652；903%RH；無偏置電壓；24小時 評定：(參見IPC-SM-840C中表7) 500MeohmsH級：25-652，每個循環8小時，共循環20次；90（-5/+3）% RH；50VDCD的偏置電 評定：（參見IPC-SM-840C中表7)500Meohms3 、阻抗測試 IPC-2221 IPC-TM-650方法2.5.5.757（五）Tg和deltaTg方面 T260、T288或 T300（TMA time to delamination） DSC IPC-TM-650方法2.4.2

31、5 TMA IPC-TM-650方法2.4.2458（六）其它測試：1、綠油硬度測試（實驗室）IPC-TM-650 方法2.4.27.2（solder mask abrasion -pencil method） 測試目的：檢查綠油面的耐磨性。 測試程序： A、將鉛筆削好，用細砂紙將筆尖磨平。 B、將試樣放在水平臺面上，先用最硬的鉛筆 測試（6H） C、使鉛筆尖對綠油面成45度角，向前推進 1/4英寸長。 D、如果綠油面未被劃花，則代表樣本的硬 度為6H。 E、 如綠油面被劃花，依次用低一級硬度的鉛筆， 重復上述測試，直至綠油面無劃花為止。 592、綠油溶解測試（實驗室） IPC-TM-650

32、方法2.3.23B（cure or permanency thermally cured solder） 測試目的：測試樣本綠油面的耐久性。 測試程序：將樣本放置于三氯甲烷中，等候1分鐘，用棉花棒擦拭，再檢查棉花棒。 評定：檢查棉花棒是否有綠油的顏色。603、鹽霧測試（salt spray test） MIL-STD-202F（實驗室） 測試目的：檢查綠油與板面結合能力，抵抗鹽霧的 侵蝕能力。 測試器材：鹽霧實驗箱、5%的NaCl溶液、高阻測試儀 測試程序：將完成綠油制程的制板放于5%的NaCl溶 液（35）中， 時間96小時。然后檢查 綠油面。 評定：檢查綠油是否有peeling現象。614、可焊性測試（實驗室） a. 潤濕平衡（wetting balance） IEC68-2-69/MIL-STD-883C b. 漂錫（float test） ANSI/J-STD-003 測試方法C 接受標準：SMD pad 95%以上的面積上錫