工程師應該了解哪些符合線束到PCB接口的重要標準？
加入技術交流群
將電纜組件連接到 PCB 時，您需要的不僅僅是物理連接。這些接口必須滿足特定的行業標準，才能在不同應用程序中提供最低的性能。在適用于消費電子產品和航空航天系統時，了解您的項目的正確標準是必要的。
本文引用地址：http://www.104case.com/article/202506/471415.htm問：什么是 IPC/WHMA-A-620 標準，其類別如何影響連接？
答：IPC/WHMA-A-620 標準是制造電子產品電纜和線束組件的主要規則手冊。它向制造商準確展示了什么是好的組件，什么不是。這些規則可幫助公司建立功能正常且持續很長時間的電線連接，具體取決于其預期用途。
問：什么是 IPC/WHMA-A-620 標準，它提出了哪些要求？
答：IPC/WHMA-A-620 標準稱為“電纜和線束組件的要求和驗收”，提供了一套完整的規則，涵蓋許多重要步驟：
電線準備和壓接 — 剝線末端和創建適當壓接端接的特定要求。
焊接互連 — 線束組件內焊點的驗收標準。
連接器化 — 對連接器外殼內的觸點及其端接到電線的要求。
測試方法 — 標準化的檢查程序，包括目視檢查和電氣測試。
問： 不同產品類別的端子引線/導線放置要求有何不同？
答：不同類別的端子引線/導線放置規格差異很大，如圖 1 所示。下表對不同端子類型中可接受的缺陷測量值進行了系統分析。
圖 1.根據 IPC/WHMA-A-620 對端子引線/電線放置進行分類。（圖片：SolderingGeek – YouTube)
對于轉塔和直針端子，1 類允許小于 90° 的缺陷，而 2 類則區分小于 90° 的缺陷和 90° 至 180° 之間的缺陷（需要過程指示器）。3 級保持最嚴格的標準，只允許小于 180° 的缺陷。
分叉端子在所有類別中均采用單一規格 - 缺陷必須小于 90°。鉤形端子遵循與三個類別的炮塔和直針端子相同的模式。
對于穿孔或穿孔的端子，1 類要求電線與端子表面接觸，而 2 類和 3 類都要求缺陷必須小于 90°。
這些不同級別的規則允許制造商為其產品的使用方式選擇正確的質量標準。這有助于他們在制造價格合理的產品與仍然足夠可靠以達到預期用途之間取得平衡。
問：J-STD-001 對將線束焊接到 PCB 有什么要求？
答：IPC J-STD-001 標準是電子制造中焊接工藝的另一個參考。當將線束連接到 PCB 組件時，該標準變得特別相關，因為它控制著焊接接口的質量。讓我們來看看該標準如何適用于您的制造過程以及您需要滿足哪些具體要求。
J-STD-001 對直接影響線對 PCB 接口可靠性的焊接連接提出了具體要求。對于電線連接中常見的通孔焊接，該標準要求電鍍通孔 （PTH） 填充焊料。它還需要適當潤濕桶和引線。
如圖 2 所示，3 類應用需要：
最低 75% PTH 填充
組件側 270° 圓周潤濕
焊接側 330° 圓周潤濕
圖 2.3 類焊點參數的橫截面分析，顯示 PTH 填充要求 （75%） 和元件側 （270°） 和焊接側 （330°） 的定向潤濕角。（圖片：Sierra Circuits）)
這些測量不是任意的，因為它們與連接可靠性直接相關。圖右側所示的圓形潤濕模式顯示了焊料必須如何圍繞料筒連續流動。在檢查您的連接時，您可以使用此視覺參考來快速評估您的焊接工藝是否符合 3 類標準。
問： J-STD-001 下的產品類別如何影響線束連接的焊接要求？
答：J-STD-001 標準定義了三個產品類別，對應于不同的可靠性要求：
1 類 — 需要基本功能和不太嚴格要求的消費電子產品。
2 類 — 需要擴展性能和中等標準要求的服務電子產品。
3 類 — 需要持續性能和最嚴格要求的高性能電子設備。
對于 3 類應用中的線對 PCB 連接，例如軍事或醫療設備，該標準對焊點質量提出了更嚴格的指導方針。這包括對導線準備、端子安裝和焊料圓角形成的更精確要求。
第 3 類還需要更徹底的檢查程序。雖然目視檢查在許多方面都有效，但對于部分隱藏的連接，可能需要 X 射線檢查，這在緊湊的線對 PCB 接口中很常見。
在設計過程的早期確定您的產品類別。此選擇將指導您在制造過程中的材料選擇、過程控制和質量驗收標準。
問：AS9100 和 IATF 16949 標準何時適用于線束連接？
答：AS9100 和 IATF 16949 是建立在基本 IPC 要求基礎上的專業標準。AS9100 適用于航空、航天和國防產品，而 IATF 16949 側重于汽車制造。每個標準都增加了技術規范之外的行業特定要求。
對于線束到 PCB 的連接，AS9100 強調通過受控的制造流程實現可靠性。您必須為電線準備、端子連接和 PCB 焊接建立書面程序。該標準要求適當的裝配驗證程序、完整的零件可追溯性、當前的裝配說明和連接測試協議。
該標準解決了常見的故障模式，例如導線長度不足、對連接點造成應力以及 FFC 和 FPC 連接器中的力分布不當。圖 3 說明了這些故障模式，以幫助您在設計和裝配過程中識別和防止連接問題。
圖 3.線對板和 FFC/FPC 連接標準：正確與不當的引線長度和力分配配置。（圖片：JST)
IATF 16949 擴展了 ISO 9001 的要求，特別是針對汽車制造。車輛中的線束到 PCB 接口必須能夠承受惡劣的環境條件，同時保持配電和信號傳輸的電氣完整性。該標準強調通過產品質量先期策劃來預防故障，這有助于在設計階段識別潛在的連接問題。
汽車應用需要對溫度、振動和濕度條件進行耐環境性測試。您還需要長期的可靠性驗證、完整的組件可追溯性和過程控制驗證。對于電動汽車和自動駕駛汽車，這些連接同時滿足高功率和信號傳輸要求，因此合規性對于車輛安全和性能至關重要。
結論
選擇合適的標準取決于您的應用程序要求和可靠性期望。消費電子產品將 IPC/WHMA-A-620 1 類用于一般應用。工業設備受益于 2 類標準，性能更高。醫療和軍事應用需要 3 類才能實現高可靠性，因為連接故障會帶來重大的安全風險。
航空航天應用需要符合技術標準的 AS9100 標準。汽車應用需要 IATF 16949 滿足環境和安全要求。在選擇標準時考慮成本影響，因為更高的分類級別需要更嚴格的測試和記錄。平衡這些要求與您的可靠性需求，以選擇最合適的標準。
評論