IPC Class III 与 印刷电路板的密尔规格

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在制造印刷电路板(PCB)时,会根据质量水平将电路板分为特定的组别。任何为 IPC III 级开发的电路板都达到了最严格的要求水平,这些要求基于严格的最小公差和极高的精度标准,适用于航空航天、军事和医疗应用等行业的关键任务电路板。达到这些特定标准可确保印刷电路板具有较长的生命周期,能经受恶劣环境的考验,并且性能卓越,不会出现故障。

许多制造商也会提到他们的电路板符合 MIL 规范。MIL 规格指的是电路板从零开始制造,其材料、设计、布局和制造均依据特定的军事规格。IPC III 级电路板与 MIL 规格电路板的主要区别在于,每种分类的标准都由两个不同的组织管理和控制: 印制电路板协会 – 连接电子研究所协会 (IPC) 和军用性能规范印制电路板/印制线路板 (MIL-PRF) 以及国际军火交易条例 (ITAR)。每项标准都需要满足特定的严格标准和检查要求。

IPC 和 MIL Spec 印刷电路板的编号表示该标准在电路板制造过程中适用的电路板类型。IPC-6012 指刚性电路板,IPC-6013 指柔性电路板,IPC-6018 指高频(微波)电路板。

IPC-6013 Class III (C) 符合与 MIL-PRF-31032 相同的性能要求,并被政府机构认可为相当于后者的商用现货 (COTS)。如果您的印刷电路板必须满足 MIL-P-50884、MIL-PRF-31032 或 IPC6013 的性能要求,请遵循 IPC-2223 设计规范建议。

在本博文中,我们将回顾

MIL-PRF-31032 – 涵盖所有印刷电路板(IPC-6012、IPC-6013 和 IPC-6018 同等产品)。
MIL-PRF-55110 – 传统规范,仅适用于刚性电路板(IPC-6012 和 IPC-6018)。除非获得 31032 批准,否则您将无法再获得 55110 批准。
MIL-PRF-50884 – 专门针对柔性/刚柔结合电路板(IPC-6013)。

IPC-6013 III 级与 MIL 规范的主要突出区别

IPC-6013 Class III 电路板与 MIL 规范之间存在许多重大差异。其中一些差异包括性能水平、遵循规范的难易程度、最新标准和使用的外国材料。需要记住的一点是,IPC-6013 Class III 标准会定期更新,而段落则很容易遵循。军事规格的段落之间较难理解,对用户不友好,而标准也没有持续更新。其他主要差异包括以下因素:

最小环形圈

环形环是钻孔和完成孔周围的铜垫区域。环形圈的作用是与铜线和通孔建立良好的连接。IPC 3 级和 MIL 规范标准规定了环形孔的宽度、孔的中心位置以及其他因素。

IPC 3 级的要求是外部 0.002 英寸,内部 0.001 英寸。其他等级的要求则不那么严格。这是因为设计越来越小,需要更严格的几何尺寸。
MIL 外部最小为 0.005 英寸,内部最小为 0.002 英寸。
异物(导电和非导电)
外来材料代表受污染材料的类型,以及该分类可接受的材料数量。异物可能来自环境,也可能是印刷电路板制造过程中的残留物。

可接受 IPC 半透明异物。只要不超过图纸上的最小间距,所有其他异物均可接受。
MIL 不得导电,不得 >0.031″,不得缩小间距 >25%,不得传播。这将导致在大多数情况下不影响性能的剔除。

加工后的铜厚度

在印刷电路板的加工过程中,铜的厚度可能会在粘合和成像前的预处理过程中减小。必须考虑印刷电路板的用铜量,因为铜的厚度将大于印刷电路板完成后的成品铜厚度。

IPC 明确规定了加工后的最小铜箔厚度。
MIL 未涉及。对于加工过程中可去除的铜的厚度,没有公认的最小值。
试样设计
试样设计用于测试 PCB 的受控阻抗。测试徽章通常是在制造 PCB 的同一面板边缘上制造的。测试券设计可以集成到实际的印刷电路板中,也可以在面板的单独部分上。

IPC 试样设计符合 IPC-2221。代用券设计尽量体现电路模式。
MIL 联用券设计符合 MIL-STD-2118。优惠券不代表电路。

起皱和龟裂

在纤维编织层压材料中,编织纤维束沿着编织交叉点发生分离时,就会出现起皱现象。这种问题通常表现为基材上的白色方块。当编织层压材料的玻璃纤维沿编织交叉点分离时,就会产生裂纹。

IPC 进行了广泛的研究,发现这些情况不会导致印制电路板的性能下降,因此认为 “麻点 “和 “龟裂 “不属于废品。
MIL 测量和开裂必须符合次表面缺陷要求。这就导致了毫无根据的废品,而事实证明这些废品并不会降低性能。
焊料涂层
阻焊层或防焊层是一种彩色涂层,用于保护印刷电路板上的区域,因为它可以减少焊桥造成短路的机会,并起到一层电绝缘的作用。

IPC 阻焊层必须具有覆盖性和可焊性。
MIL 阻焊层表面波峰处的最小厚度必须为 0.0003″,孔内波峰处的最小厚度必须为 0.0001″,孔 “膝 “处的覆盖率必须为 0.0001″。

鉴定

印刷电路板制造商和客户之间可以制定一个鉴定流程和计划。这些资格认证可涵盖一系列要求,包括测试样品、材料以及将使用的工具和技术。

IPC 由用户和供应商商定。可以是生产前样品、生产样品、测试样品(即 IPC-A-41、42 或 43),或基于类似产品的样品测试文件。没有 QPL 清单。
MIL-PRF-31032 要求建立一个技术审查委员会 (TRB),提交 PCB 样品,作为鉴定所批准的 PCB 技术类型的依据(每 2 年一次),每月向 DLA 认证的实验室抽取最苛刻的 MIL PCB 样品,以维持批准、持续审计和 DLA 批准列为批准供应商(即列入 QPL)。为获得 MIL 认证的客户制造的所有印刷电路板必须在批准的技术范围内,且不得超出批准技术的 25% 以上(例如,如果批准制造 12 层印刷电路板,则在获得批准之前不得制造 20 层 MIL 印刷电路板)。

刚柔过渡区

刚柔过渡区是指电路板刚性区域延伸并过渡到电路板柔性区域的长度。在电路板制造过程中,挠性覆层可以延伸,这样沿刚性区域的层压就能抓住挠性区域,形成无间隙过渡。

IPC 允许在此区域出现视觉瑕疵,但不会导致任何功能下降。
而 MIL 并不涉及这一区域,而是默认为表面和次表面缺陷,无法充分解决这一区域经常出现的异常情况。这将导致不必要的拒绝或犹豫不决。

成本

将 IPC 与 MIL 相比,PCB 制作和工艺基本上没有什么不同。真正的区别在于后端,即资格认证、持续提交给实验室以及与维护/TRB 相关的人工,这可能会给 PCB 增加不少成本。

成本将反映在各种因素和必须符合 IPC 和 MIL 规范的标准上。必须遵守的标准越多,就越能直接反映出制作 PCB 所需的人工时间。这反过来又会增加满足测试和审核规范的成本。了解 PCB 是否必须符合 IPC III 级或 MIL 规范,将有助于客户在设计阶段确定成本。

总结

制造符合 IPC III 或 MIL 规范标准的印刷电路板涉及许多因素。确定电路板在应用中的作用后,客户就可以决定遵循哪种分类,以及供应商需要满足哪些要求。最理想的做法是在设计阶段就将供应商引入项目,这样他们就能充分了解印刷电路板将适用哪些规范。

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