三级电子产品PCBA片式元件堆叠安装分析

三级电子产品PCBA片式元件堆叠安装分析
中国电子科技集团公司第十研究所
陈正浩
前言
2011年笔者曾经在百度以及其它场合多次提到“电子装联军用标准与民用标准的区别”,反复强调不能片面引用IPC标准为军用电子产品电子装联的质量判据,尤其是航天产品中不能简单的引用IPC标准。
IPC标准与MIL标准之间存在一定的差距,不属于同一档次,对于军用电子产品,尤其是航天电子产品,如果IPC标准中的规定符合MIL标准规定的,我们可以采纳,如果低于MIL标准规定的,则必须抛弃。
QJ标准及GJB标准很多内容及规定源于美国MIL标准,在军事电子产品应用中长寿命、高可靠产品需执行QJ标准。这是我们制定与军用电子产品相关的标准必须予以密切注意的。不能将通用标准与军标混为一谈!大功率激光发射器
在《三级产品PCBA轴向引线元件通孔插装安装方式》一文中,笔者曾指出“GJB/Z163和《中国军工
电子工艺技术体系》所提到的关于轴向通孔插装元件在军品PCBA中允许采用立式安装方式的规定与已有的HB7262.1-95、QJ3012-98和GB/T19247-2003中明确规定的“军品(3级或C级产品)PCBA轴向通孔插装元件应采用水平安装,不应垂直安装”的规定相违背,违反了标准的制定原则——与原有标准的一致性。同时给众多军工企事业的电路设计人员、工艺人员、操作人员和检验人员带来了困惑,甚至起到误导作用:我们究竟执行HB7262.1、QJ3012、GB/T19247还是执行GJB/Z163”?
类似的情况也出现在片式元件的堆叠安装上。
一.问题提出
由工信部四所和中国电科29所为起草单位,以李晓麟、刘军、曹易、藏维明、杨红云、廖玉堂为主要起草人的GJB/Z163-2012《印制电路组件装焊技术指南》标准,在第4.4.5.3节提出了矩形片式元件堆叠安装要求:矩形片式元件满足下列条件时,允许进行堆叠安装:
a)当需要将矩形片式元件在印制电路板焊盘上堆叠安装时,应将元件最上边的焊端区域变成下面一个元件的焊盘处理。
b)不同种类的元件,如电容、电阻的堆叠安装,需由设计按加工工艺条件确定。
自动车位锁c)矩形片式元件的堆叠安装、焊接要求应参照并满足4.4.5.1a)、4.4.5.2a)中的要求,正确的堆叠
焊见图1a)所示。
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d)同类片式元件最多允许堆叠三个,可以像图1b)中所示,预先并焊接好后,再焊接到PCB相应焊盘上。
输送带接头设备a)b)遥控器外壳
图1GJB/Z163第4.4.5.3图109所示的堆叠安装实际上GJB/Z163-2012所提出的“矩形片式元件满足下列条件时,允许进行堆叠安装”源自IPC-610D(E);
IPC-610E的8.3.2.9.3矩形或方形端片式元器件—1,3或5面端子,端子异常—叠装中指出:
这些要求适用于要求叠装的场合。
叠装元器件时,元器件顶部端子区域成为上面堆叠的那个元器件的焊盘。
可接受—1,2,3级
·当图纸允许时。
·堆叠顺序满足图纸要求。
·堆叠的元器件满足表8-2中适用级别的验收要求。
·侧面偏移未妨碍所要求焊料填充的形成。
图2IPC-610E图8-48所示的片式元件堆叠安装
二.军品PCBA对“片式元件堆叠安装”的规定
为防止影响元器件安装可靠性:
1.QJ3086-1999第5.5.2规定:无引线元件应该直接焊接到印制电路板上,元件不应该重叠安放,也不应该桥接在其它零件或元件(例如导线引出端或其它正确安装的器件)的空隙上。
2.QJ3172-2003第5.1.1.1规定:元件应处于电路板两焊盘中间,片式元件不应重叠或侧立安放,也不应该桥接在其它元器件(如导线引出端或其它正确安装的器件)的空隙上。
3.QJ165B-2014第5.
4.3.1重申元器件表面安装应符合QJ3086的要求。
lrx4.三级产品允许片式元件堆叠安装—绝无仅有的标准
除QJ3086-1999,QJ3172-2003和QJ165B-2014这些航天标准明确规定不允许“片式元件堆叠安装”外,笔者查阅GJB3243-1998《电子元器件表面安装要求》、GJB3835-1999《表面安装印制板组
装件通用要求》和SJ20385A-2008《军用电子设备电气装配技术要求》,以及作为“具有工艺控制技术”的IPC-J-STD-001F-2014均没有允许和提到3级产品“片式元件可以堆叠安装”,在这些标准中片式元件的安装方式都是一致的,见图3。即使在由GJB/Z163-2012的主编—中国电科第29研究所李晓麟编著的SJ20882-2003《印制电路板组装件装焊工艺要求》中也没有提到允许“片式元件堆叠安装”!
图3
“片式元件堆叠安装”的内容仅仅在IPC-610D(E)中有。
如果说在IPC-610中有“片式元件堆叠安装”的内容,还可以理解的话—因为IPC-610D(E)毕竟是个民用标准,而在国内在GJB中允许“片式元件堆叠安装”——3级产品允许片式元件堆叠安装,不能不说确实是个“创新”了。
5.2011年12月已经通过国家鉴定和验收的国防科工局下达的,由中国电科编制的《PCBA焊接工艺质量控制通用要求》(已于2012年初下发电科各研究所执行)中也已经把“片式元件堆叠安装和侧立安装”作为禁用工艺。并在2011年12月已经通过国家鉴定和验收的国防科工局下达的,由中国电科编制
的《PCBA焊接质量可接受判据》中把片式元件堆叠焊接、并列焊接和外接焊接作为焊接不合格缺陷处理》
图4
三.分析
我们注意到,IPC-610里提到片式元件的“堆叠”安装焊接在IPC-A-610C-2001年里还没有出现,因此以IPC-A-610C为蓝本的SJ20882-2003《印制电路板组装件装焊工艺要求》中也没有提到“片式元件堆叠安装”;2005年出版的IPC-A-610D提到了“片式元件堆叠安装”,GJB/Z163-2012的主编立刻在军标里加入了“片式元件堆叠安装”;然后对军品上已经广泛使用,可靠性很高的QFN器件则没有提及。
2010年IPC-A-610E提出了“表面贴装面阵列”—堆叠,这是由Bob Willis 所著的《封装上的封装(POP)—封装的叠装》提供了其他的封装叠装工艺指南。笔者猜想,如果GJB/Z163晚几年出台,估计很有可能也会把POP 列入国军标!

本文发布于:2024-09-21 16:37:40,感谢您对本站的认可!

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