单板工艺可靠性设计指南

4.3
沙尘的影响及要求
[5] 暴露在沙尘环境中的后果可能是在磁盘、磁带驱动器的配合面上的摩擦增大；有电气连接的 配合面上的接触的暂时或永久的失效；被污染的、摩擦力加大的润滑剂；塞住的气体减震器 的排气孔；以及被塞住的空气滤清器和冷却效率的降低。
9
附录.............................................................. 21 附录A：（GR-63-CORE）机械冲击的实验条件 .......................... 21 附录B：（GR-63-CORE）机械振动的实验条件 .......................... 21 附录C：（GR-63-CORE）高低温冲击的实验条件 ........................ 22 附录D：（GR-63-CORE）湿度的实验条件 .............................. 23 附录E：（GR-63-CORE）运行环境温度/湿度实验条件要求 ............... 23 附录F： （GR-63-CORE）空气污染等级 ............................... 25
5
运输............................................................... 9 5.1 结构设计要求 ................................................. 9 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.2 5.3 机械冲击 ............................................... 9 机械振动 ............................................... 9 防振动、机械冲击设计 ................................... 9
2 3 4
规范性引用文件..................................................... 6 术语和定义......................................................... 6 总则............................................................... 7 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 湿度影响及要求 ............................................... 7 温度的影响及要求 ............................................. 7 沙尘的影响及要求 ............................................. 8 静电的影响及要求 ............................................. 8 海拔高度的影响要求 ........................................... 8
2
6.2 6.3 6.4 7
储存的环境影响 .............................................. 11 温度影响 .................................................... 11 有害气体（物质）的影响 ...................................... 11
***公司企业技术规范
单板DFR工艺设计环境适应性设计指南
*** 公 司发布
前 1
言 .............................................................. 5 范围和简介......................................................... 6 1.1 范围 ......................................................... 6 1.2 简介 ......................................................... 6 1.3 关键词 ....................................................... 6
8
腐蚀的影响及要求.................................................. 15 8.1 8.2 8.3 8.4 PCB腐蚀及防止措施 ........................................... 15 元件的腐蚀及防止措施 ........................................ 17 摩擦腐[侵]蚀（FRETTING）及防止措施 .......................... 18 防止腐蚀设计的其它要求 ...................................... 19
3 术语和定义
PCBA：Print Circuit Board Assembly NEBS：Network Equipment Building System SIR: Surface Insulation Resistance MIR: Moisture Insulation Resistance CAF: Conductive Anode Filament P/P: Pre-Preg IMC：Intermetallic Compound UV: UltraViolet
6
4 总则
4.1 湿度影响及要求
[1] 避免产品长时间处于较高的环境湿度中。运输、存储时，包装材料必须考虑防潮要求，如机 柜包装材料采取防潮袋包装；单板包装时，包装袋放入干燥剂等。 基材会吸收水分， 降低系统的绝缘性、 表面导体间的绝缘电阻 （SIR） 以及湿气绝缘电阻 （MIR） ： 聚合物基材在湿度较高的环境下暴露几天到几周的时间就会吸收水汽。 其平衡的时间取决 于基板的厚度和导体材料的几何形式。水的相对介电常数是80，常用的基材介电常数的范 围是3～5；超过期限，基板吸收水汽达到自身质量的1%~3%时，会显著提高导体之间的电 介质常数及其电容值。 绝缘体的表面吸收水分，加上水解性污染物的溶解，会导致表面绝缘电阻（SIR）的降低， 特别是在较疏松的表面如未覆盖阻焊膜的印制板表面上。 如Polyglycol通过吸收水分和/ 或在高湿度（如75%RH）的情况下形成单层的水膜，可以显著地降低绝缘电阻。 绝缘体的内部吸收水分，加上水解性污染物的溶解，会导致体积湿气绝缘电阻（MIR）的 降低，特别是对于印制板、电介质薄膜电容和塑封电子元件如IC、阵列和混合电路。 某些塑料和密封材料吸水（水分的重量达到1％以上）会导致膨胀。湿度的周期性变化可 以导致塑料或密封材料的“蠕变”。非常低的相对湿度（RH）会导致ESD的电压升高。在 有水和营养物质的情况下，真菌的生长会加速并释放出腐蚀性的有机酸。水被吸收进聚合 物（如塑封材料）的化学吸收作用会导致Tg明显减少和总热膨胀增加。 备注： 有些高玻璃化温度的材料比低玻璃化温度的材料更易吸收水汽， 如BT （双马来聚酰亚胺） 和PI。电容内部的绝缘膜如果吸收了水分，就会造成漏电流的增加。
如果有必要，产品需要通过相关湿度实验验证，具体参见附录D。
4.2
温度的影响及要求
本文低温和高温界限是以23℃来划分，23℃以下属于低温，之上属于高温。 NEBS提供
[2] 避免产品置于温度热冲击环境中（温度变化不小于30度/分在热冲击中）。 很快的温度变化（30度/分或以上）会引起PCBA的曲翘。当PCBA被放入一个新的热环境中，温 度迅速改变，造成大的温度瞬变梯度，进而造成翘曲。曲翘引起拉应力和剪切应力，拉应力大 大的超过稳态膨胀不匹配。即使有着相同的热膨胀系数的组件在热冲击中也会发生焊点失效。
规范代替或作废的全部或部分其他文件：无 与其他规范或文件的关系：
上游规范：无 下游规范：
5
单板工艺可靠性设计指南 第一部分：环境适应性设计指南
1 范围和简介 1.1 范围
本规范规定了基于长期可靠性的环境适应性相关要求及设计指南。 本规范适用于**公司运输、存储、运行环境的工艺设计的可靠性要求。
1.2 简介
[3] 在产品的整个寿命周期中，环境因素是影响PCBA疲劳寿命的最显著因素，温度是PCBA设计中
7
的环境因素中需要考虑的最重要因素之一。温度历程是影响焊点可靠性的最显著因素。在产 品开发周期中，在最终制造之前都需要有一个样机制作的过程，通常就是基于这种考虑。
[4] 热膨胀会引起PCB和器件的CTE不匹配，焊料作为系统中的柔性部分要适应不同材料的大的膨 胀失配。
运输环境温度要求 ............................................ 11 防静电要求 .................................................. 11
6
储存.............................................................. 11 6.1 储存的结构设计 .............................................. 11
本规范是单板工艺可靠性设计指南的一部分，从运输、存储、运行环境三个方面，规定了基 于环境适应性的单板相关工艺要求及设计指南。
1.3 关键词
运输 存储 运行 环境适应 可靠性 腐蚀
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。 凡是注日期的引用文件， 其随后 所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议 的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。 凡是不注日期的引用文件， 其最新版本适用于本规范。 序号 1 编号 IPC-D-279 名称 Design Guideline for Reliable Surface Mount Technology Printed Board Assemblies