推广 热搜: 锡膏  印刷  深圳  smt  设备  印刷机    贴片机  有限公司  NEPCON 

电子装联工艺国内外标准体系对比研究

   2020-12-30 7550
核心提示:李旭珍1 刘丙金2 张明杰2(1杨凌职业技术学院,陕西 杨凌 712100)(2西安航空计算技术研究所,陕西 西安 710065)摘 要:目前我

李旭珍1  刘丙金2  张明杰2(1杨凌职业技术学院,陕西 杨凌 712100(2西安航空计算技术研究所,陕西 西安 710065

摘 要:目前我国的电子装联工艺标准体系与国外存在一定的差距,学习和借鉴国外先进工艺技术标准,对提高我国电子装联水平可以起到促进作用。本文从国内外电子装联工艺标准的建立和修订、系统性、标准化工作手段等方面进行了对比分析,并对针对目前的现状提出了多项指导性建议。

关键词: 电子装联  IPC  ECSS

1  概述

子装指的是在电气产品形成中采用的装配和电连接的工艺过程。子装品制造中的一项关键,目前国内外各准机也建立了子装准体系,但在准的建立和修、系性、使用性、管理手段等方面,国内与国外同期仍存在一定的差距。了适应现品的高速展和子装的需求,学习和借鉴国外先术标准,提高我国电子装水平,与国外先进标准的差距,一步完善我国电子装联标准体系,都起到积极的促作用。

2  国内外标准体系介绍

2.1  国外电子装联标准体系介绍

目前针对电子装联工艺的国外标准组织有IPC、IEC、ECSS、ANSI、MIL等,具体名称见表1。

表1  国外电子装联工艺标准组织

image.png

IPC的全称是国际电子工业联接协会,是一家全球性非盈利电子行业协会,于1957年9月由六家印制板制造商建立,英文名为Institute of Printed Circuits(印制电路协会),简称IPC。后来由于成员数量增加和涉及范围的扩充,于1977年和1998年两度更名,但一直沿用了IPC的简称。该协会制订了产品设计、印制电路板、电子组装和测试等电子行业产业链的各个环节的行业标准,并为现代子制造企业广泛采用,现已成为电子组装和印制板行业上下游所共同倚重的文件,不但在美国的印制电路界有很高的地位,而且在国际上也有很大的影响,是最具权威的标准。它制定的标准大部分已采纳为ANSI标准,有的还为美国国防部批准,取代相应的MIL标准。例如IPC-D-275取代了MIL-STD-275,IPC-4101取代了MIL-S-13949,在MIL-P-55110《印制电路总规范》中所使用的试验方法绝大多数直接引用IPC-TM-650手册的。

IEC是国际电工委员会的简称,成立于1906年,是世界上成立最早的非政府性国际电工标准化机构。IEC负责有关电工、电子领域的国际标准化工作,IEC的宗旨是促进电工标准的国际统一,电气、电子工程领域中标准化及有关方面的国际合作,增进国际间的相互了解。IEC的工作领域包括了电力、电子、电信和原子能方面的电工技术。

ECSS是欧洲航天标准化合作组织,ECSS标准化活动涉及项目管理、产品保证、工程三个专业和研制、生产、使用全过程。ECSS标准在原ESA/PSS标准体系的基础上,结合法国航天局、德国宇航公司等航天公司等各国航天机构的标准形成,目前正试图向ISO国际标准推进。ECSS整个标准体系分为项目管理、产品保证和工程专业三个部分。项目管理包括项目分解结构、项目组织、项目阶段和计划、技术状态管理、信息和文件、成本和进度、综合后勤保障7个部分;产品保证分为质量保证、可信性(RAM)、安全性、EEE元器件、零件、材料和工艺、软件产品保证6个部分;工程专业分为系统、电子和电气、机械、软件、通讯、控制、地面系统和运行7个部分。该标准体系是ECSS在创建之初就确定的方案,它是在调研ISO、NASA、ESA/PSS及航天公司标准的现状基础上而确定的,具有一定的先进性和实用性。

ANSI是美国国家标准学会,成立于1918年,当时美国的许多企业和专业技术团体已开始了标准化工作,但因彼此间没有协调,存在不少矛盾和问题。为了进一步提高效率,数百个科技学会、协会组织和团体,均认为有必要成立一个专门的标准化机构,并制定统一的通用标准。目前已成为国家标准化中心,各界标准化活动都围绕着它进行。它协调并指导全国标准化活动,给标准制定、研究和使用单位以帮助,提供国内外标准化情报。美国国家标准学会下设电工、建筑、日用品、制图、材料试验等各种技术委员会。

MIL是美国国家军用标准的简称,美国国防部以其常规武器、核武器、火箭、导弹、船舶、机械、电子、服装等需要协调统一的诸军事设备及有关事项为对象所制定的标准。主要包括军用规范、军用标准、图样及军用手册等。

根据目前的调研了解,在国内各军工电子装联工艺行业标准或企标制定过程中,参考IPC、ECSS标准内容居多。

2.2  国内电子装联标准体系介绍

目前针对电子装联工艺的国内标准组织有GB、GJB、QJ、SJ、HB等,具体名称见表2。

表2  国内电子装联工艺标准组织

image.png

GB是中华人民共和国国家标准,由国家标准化管理委员会发布。

GJB是中华人民共和国国家军用标准,简称国军标,是指设备符合军用规格或军事用途的标准和规范,性质如同GB,是测试某样产品是否合格或达到固定的规格要求的依据。一般来说,GJB的要求要比GB更为严格。GJB的归口单位是中国航空综合技术研究所。

QJ、SJ、HB分别是中国航天工业、电子工业、航空工业针对自身装备的特点制定的行业标准。

3  国内外标准体系对比

针对电子装联工艺,国内外标准体系在标准的建立和修订、系统性、标准化工作手段等方面还存在较大差距,下面主要以IPC标准为国外标准的典型代表,通过示例进行对比和论证。

3.1  标准的建立和修订对比

IPC技术委员会采取开放的方针,吸取全球广大会员单位人员参加IPC技术委员会下的各分委会与工作组,每一个分委会或工作组负责一项标准的建立或修订。起初,位于亚太区IPC(中国)的工作组主要承担IPC英文标准的汉化工作,随着开放程度的越来越高,目前越来越多也能参与到新标准开发或修订的工作中。

随着元器件封装及电子装联技术的不断发展,IPC标准的也会进行不断的更新,以电子装联工艺最为常用的IPC-A-610《电子组件的可接受性》[1]为例,目前最新版本为2017年的G版标准,也就是从标准首次发布起已历经了7次修订,其历史版本取代情况见表3。

表3  IPC-A-610历史版本取代情况

image.png

同样,作为电子装联工艺常用的国内标准,以GJB3243《电子元器件表面安装要求》为例,目前使用的版本仍然是最初制定该标准时1998版,限于当时的元器件封装水平,标准中就缺少比如BGA、QFN等封装形式电子元器件的表面安装要求,对目前的标准使用造成了困难。另外以航空工业行业标准HB为例,航空产品电装工艺的系列标准HB7262.1~7均是1995年的标准,到目前已有25年未修订,标准已不能适应当前航空装备电子装联技术的飞速发展,指导性不足。这种情况在国内电子装联工艺标准体系中是普遍存在的。

3.2  标准的系统性对比

以IPC标准为例,其标准树涵盖了材料、元器件、PCB设计与加工、电子组件焊接、线缆及线束、清洗、测试及试验等环节,标准体系的系统性相对较高,如图1的标准树所示。并且伴随着工业4.0的发展,目前IPC也在致力于建立和推广IPC CFX-2591《全球互联工厂数据交换标准》,为打开智慧工厂的大门夯实基础。

image.png

图1  IPC标准树图例

相比之下,目前国内的电子装联标准体系的系统性就要差一些,以GJB近年新发布的标准GJB9380-2018《表面安装器件焊点寿命试验方法及评价要求》为例,其在标准中引用了GJB548B-2005及GJB7677-2012两份文件,对比同样制定表面安装焊点寿命试验的IPC-9701《表面贴装焊接连接的性能测试方法及鉴定要求》,在引用文件中引用了包含IPC、联合工业标准、国际锡研究学会(ITRI)、电子工业联盟(EIA)及其它出版物共19份标准,包括IPC-D-279《可靠表面贴装印制板组件设计指南》、IPC-TM-650《测试方法手册》、IPC-SM-785《表面贴装焊接连接可靠性加速测试指南》、IPC-9252《裸印制板电气测试指南及要求》等多个相互配套使用的标准。另外,国内电子装联标准在制定时,往往是孤立使用的,标准之间的联系不足,界面也不够清晰,造成最终标准体系的系统性较差。

3.3  标准化工作手段对比

IPC标准的修订采取开放的方针,在每一份IPC标准后都有一份标准改善填写表,用于标准的有关工业使用者向IPC技术委员会提供建议。同时在标准化工作手段上,从工作组成员的招募到建立工作组,从标准初稿的起草、意见收集、审查讨论到最终定稿,基本实现了电子化和网络化。美国也高度重视MIL标准的修正与改进,充分尊重民众的意见,集思广益,一且发现问题,便立即予以公告和修改,因而多年来,MIL在推动相关领域的可靠性工作方面发挥了重大的作用[2]。同时,MIL改革也把标准化工作的手段建设作为重要的研究课题,加速实现电子化、网络化。据悉,目前已经完成一系列数据库和联机网络建设,实现全球联网检索功能,下一步将开展计算机辅助标准制定手段建设,实现信息搜集、标准论证、起草拟订、征求意见、反馈维护等工作一体化、网络化。

相比而言,国内电子装联工艺标准化的工作手段相对落后一些,电子装联工艺的一些行业标准编制或修订工作往往委托给行业中某一家或某几家起草单位,参与标准起草的人员也局限在起草单位的少数人,如此将对标准内容的完整性和准确性都有影响,同时标准化工作手段的电子化和网络化水平也不足,目前大部分标准工作布置及讨论还主要依靠组织会议的模式。国内电子装联工艺标准也可借鉴IPC或MIL的做法,广泛征求民众意见,以及时地发现标准中存在的各种问题,并进行相应的修改,从而充分地发挥标准的指导作用。

4  国内电子装联工艺标准发展建议

通过以上分析和分析,对国内电子装联工艺标准的发展提出如下建议:

1)根据国内电子装联工艺技术的发展,及时更新和修订国家标准或行业标准,保证标准能够指导电子装联产品的工艺设计和生产制造过程。

2)提高国内电子装联工艺标准体系的系统性、覆盖性,减少电子装联工艺技术标准盲区和模糊区域。

3)创造国内电子装联工艺标准体系良好的开放性环境,减少行业中不同单位间的电子装联工艺技术沟通的壁垒,通过政策鼓励行业中的专家积极参与到标准的编制或修订工作中,提高标准的准确性和全面性。积极开展军民共用技术标准的研究,打破军用技术与民用技术之间的壁垒,使技术成果在更大范围内转化为经济和社会效益[3]

4)提升电子装联工艺标准工作手段的电子化、网络化,使管建手段更加现代化。

5  结束语

综上所述,目前国内电子装联工艺标准体系在多个方面与国外先进的理念和手段均存在一定的差距。为了进一步提高国内电子产品尤其是军用电子装备的产品加工质量和使用可靠性,我们必须要齐心协力,打破壁垒,提升标准化工作质量,努力缩小差距,建立完善的电子装联标准体系,为后续自主可控及电子装联技术的长远发展打好基础!

参考文献

[1]  IPC-A-610《电子组件的可接受性》 Association Connecting Electronics Industri,2017年10月.

[2]  郑鹏洲.我国电子元器件国军标体制必须改革[J]. 电子产品可靠性与环境试验,2016年6月第34卷第3期.

[3]  王宇飞. 美军标改革与军民融合发展的启示[J]. 规则规范,2016年第2期 总第159期.

作者简介:

李旭珍,(1984年8月出生)女,陕西省咸阳市,汉族,研究生,讲师,主要从事应用电子技术教学及管理工作。


 
反对 0举报 0 收藏 0 打赏 0评论 0
 
更多>同类资讯
推荐图文
推荐资讯
点击排行
网站首页  |  关于我们  |  联系方式  |  使用协议  |  隐私政策  |  网站地图  |  排名推广  |  广告服务  |  积分换礼  |  RSS订阅  |  违规举报  |  沪ICP备14030092号-4