GJB 362C和GJB 7548A的實施應用

劉立國 張永華 高 蕊

（無錫江南計算技術研究所，江蘇 無錫 214083）

0 引言

GJB 362《剛性PCB 通用規范》和GJB 7548《撓性PCB 通用規范》 是軍用印制電路板（printed circuit board，PCB）領域的兩項重要標準，是軍用PCB 制造廠商質量管控和產品檢驗、設計和使用單位產品檢驗和驗收的重要參考和依據。GJB 362C—2021《剛性PCB 通用規范》［1］和GJB 7548A—2021 《撓性PCB 通用規范》［2］于2021 年頒布，2022 年3 月1 日起實施。在新修訂的標準實施應用中，發現從業者對標準的理解和應用還存在一定的分歧。本文結合對標準的理解及應用實踐，介紹這兩項標準的修訂情況，以及對標準實施應用的一些理解。

1 標準修訂的基本情況

GJB 362于1987年首次發布，本次為第3次修訂；GJB 7548于2012年首次發布，本次為第1次修訂。GJB 362C—2021《剛性PCB 通用規范》和GJB 7548A—2021《撓性PCB通用規范》與原版標準結構基本保持一致，且兩個標準內容和結構也基本一致，GJB 7548A 在GJB 362C 的基礎上補充了撓性PCB或撓性區域的性能要求和檢測方法。GJB 7548A中大部分內容為剛性PCB的要求，對于GJB 362C 中沒有規定，而GJB 7548A 中有規定的剛性PCB要求，同樣適用于剛性PCB的檢驗和驗收。

GJB 362C 新增和修訂內容中的技術參數、指標、公式等主要參考的是MIL-PRF-31032/1D/2C、IPC-A-600J—2016、IPC-6012D/DS 等標準文件；標準中增加了宇航用PCB 的要求，其主要參考的是QJ 831B—2011 和IPC-6012DS。GJB 7548A 新增和修訂內容中的技術指標、參數、公式等主要參考的是MIL-PRF-31032/3C/4C—2017 和IPC 6013D—2017 等標準文件，部分內容結合IPC-A-600J—2016、GJB 4896A—2018 等標準進行了調整。兩項標準修訂后，標準內容與當時國際先進標準、國內主流標準保持基本一致，符合我國軍用PCB 的制造工藝水平和應用需求，具有一定的先進性和適用性。

2 標準實施應用的見解

本文結合多年來標準應用實踐，對標準的實施應用有如下幾點理解。

（1）標準通常具有一定的滯后性。能夠寫進標準中的內容都是相對成熟的內容，特別是我國軍用標準版本更新周期較長，進而加劇了標準內容與最先進的技術發展相比具有一定滯后性的問題。GJB 362C 和GJB 7548A 也不例外，標準修訂時參考的是當時國際先進和國內主流標準，標準內容基本一致，但是發布實施后，技術已經有一定發展，國際先進標準也已進行了版本升級，所以與之相比，存在一定的差異。

（2）標準具有通用性，同時具有不全面性。首先標準修訂、制定單位及主要編制人員知識面具有一定局限性，標準征求意見參與單位具有一定的代表性，但仍不具備全面性，所以標準內容就注定具有不全面性。其次是國家軍用標準要綜合考慮通用性，內容綜合考慮各種應用需求及主要制造廠商的工藝制造能力，不能將標準制定成針對具體產品的產品規范或針對具體廠商的內部控制技術文件。GJB 362C 和GJB 7548A 修訂時征求了軍用PCB 的設計、制造和應用單位相關專家的意見，充分考慮了軍用PCB 的應用需求、制造工藝能力等因素，具備標準的通用性。所以產品設計單位、應用單位或制造廠商應根據產品特色、應用需求，再結合標準要求，制定更加詳細的技術要求、驗收規范或檢驗要求等。

（3）軍用標準實施具有一定的強制性，但也要靈活應用，并非所有內容都必須嚴格執行，特殊產品設計或特殊應用需求，就需要進行選擇或調整標準要求。一個標準的全面貫徹實施，需要一個全面的標準體系保證，以PCB 標準為例，應該是元器件選擇、PCB 設計、PCB 檢驗、PCB 組裝等一系列標準，標準的一致性是保證標準全面貫徹實施的基礎。與GJB 362C 和GJB 7548A 同時頒布實施的，還有GJB 4057A—2021《軍用電子設備印制電路板設計要求》和GJB 3243A—2021《電子元器件表面安裝要求》，這些標準就是一個體系的標準，實施應用時具有協調性和一致性。

3 標準內容的理解

GJB 362C 和GJB 7548A 修訂內容較多，本文結合工作中的應用實踐，簡單介紹幾點對標準內容的理解。

（1）首先，產品應符合布設總圖的規定，即產品的設計要求。標準中一般要求規定了PCB 的制造和檢驗應以布設總圖為準，設計要求規定了PCB 的設計應符合布設總圖。設計要求是第一位的，但設計要滿足可制造性的要求。

（2）標準中特殊規定大于一般要求。如外層環寬要求規定“鍍覆孔最小外層環寬應不小于0.05 mm，在孤立區域，由于麻點、壓痕、缺口、針孔等缺陷，使外層環寬的減小應不大于規定值的20%”，規定中的最小環寬就是特殊規定，缺陷使環寬的減少首先應滿足環寬最小值的要求。

（3）標準中的規定值一般是指布設總圖的設計值。如銅鍍層厚度要求規定“銅鍍層厚度小于規定值的80%視為空洞”，此規定值就是設計值，但在實踐中多數設計者對銅鍍層厚度不提特殊要求，制造廠商就按照標準規定的平均值25 μm 進行控制，進而規定值的80%就是20 μm。

（4）銅包覆鍍層厚度的理解。GJB 362C 規定，“除另有規定，鍍覆孔表面和拐角的銅鍍層連續區的銅包覆鍍層厚度應符合規定”，見表1。

表1 銅包覆鍍層厚度

銅包覆鍍層是保證鍍覆孔與表面導體連接的重要紐帶。由圖1 可知，標記的拐角位置通常是應力的集中點，也是互連的薄弱環節。鍍層厚度不足首先會影響拐角處連接強度，其次會影響銅蓋覆鍍層與銅包覆鍍層的連接質量，兩者對產品可靠性均有影響。因此，保證銅包覆鍍層的厚度對保證產品可靠性具有重要意義。

圖1 銅包覆鍍層

（5）樹脂凹縮與鍍層分離的理解。樹脂凹縮是樹脂受熱后聚合收縮的一種現象，在PCB 中表現形式應該是點狀的，所以標準中交收態允許樹脂凹縮現象，但從孔壁測量得到的最大樹脂凹縮深度應不大于0.08 mm，且在被評定鍍覆孔的任何一邊上的樹脂凹縮應不大于該邊基材累積厚度（被評定的介質層厚度的總和）的40%；試驗后樹脂凹縮不作評價。鍍層分離是由于銅鍍層與鍍覆孔孔壁結合力不足，導致本應該連接的銅鍍層與鍍覆孔孔壁分離的一種現象，是一種制程缺陷，易引起批量性問題，對產品質量和可靠性的隱患巨大。典型樹脂凹縮和鍍層分離缺陷圖如圖2所示。

圖2 典型樹脂凹縮和鍍層分離缺陷圖

（6）凹蝕的理解。標準中對凹蝕的技術要求分正凹蝕和負凹蝕2 條進行規定，沒有規定必須進行正凹蝕工藝，只是規定當有凹蝕要求時，不允許有負凹蝕。典型的凹蝕工藝圖片如圖3所示。

圖3 凹蝕典型圖

我國有些宇航應用PCB 要求必須進行正凹蝕工藝，但本文認為正凹蝕工藝是一把雙刃劍。正凹蝕工藝增加鍍覆孔孔壁與內層導體的連接面積，增強了其連接強度。但是因為正凹蝕工藝的實施，可能會引起孔壁粗糙、芯吸增大或增強材料突出等缺陷。芯吸增大首先會引起絕緣間距的減少；其次是蓬松的玻纖中易吸附制程殘留的化學溶液，進而易引起銅鍍層腐蝕。鍍層褶皺、孔壁粗糙或增強材料突出的位置通常就是鍍覆孔孔壁應力集中點，試驗證明隨著溫度沖擊試驗的進行，增強材料突出和鍍層褶皺位置就是孔壁裂紋萌生的起點，如圖4 所示。所以綜合考慮可靠性，正凹蝕工藝的產品不一定具有高水平的可靠性。

圖4 孔壁缺陷圖

（7）微導通孔與目標連接盤接觸尺寸的理解。標準規定，微導通孔與目標連接盤的接觸尺寸應大于捕獲連接盤孔徑的50%，且在該區域內無夾雜物。在理想狀態下，微導通孔與目標連接盤的接觸尺寸應等于捕獲連接盤孔徑，如圖5（a）所示。當接觸面有夾雜物時，如圖5（b）所標記的連續接觸尺寸應大于捕獲連接盤孔徑的50%。

圖5 微導通孔與目標連接盤接觸面積

（8）電鍍銅填塞微導通孔的理解。標準規定，電鍍銅填塞微導通孔允許有完全密封的空洞，但其面積不超過填塞微導通孔可視面積的25%，且空洞相鄰的銅鍍層的最小厚度應符合標準要求，如圖6 所示。此處空洞相鄰的銅鍍層應該是360°的方向，不是僅指孔壁的兩側。

圖6 可接受的電鍍銅填塞微導通孔

（9）質量保證規定應用的理解。目前質量保證的規定主要有2個作用：①指導軍用PCB制造商開展工藝鑒定檢驗、工藝周期一致性檢驗及產品交貨檢驗，保證軍用PCB 產品的質量和穩定的制造能力；② 指導軍用PCB 需求方審核供應商，對供應商進行監督及管理，同時軍用PCB需求方可以參照工藝鑒定檢驗要求，結合產品特點，選擇相關項目開展產品鑒定檢驗，驗證產品的符合性。

4 標準應用中存在的問題

雖然GJB 362C 和GJB 7548A 這兩項標準在修訂時征求了設計、使用、制造等多方專家的意見，但是應用中發現還是存在一定的問題，本文整理的主要問題有以下4點。

（1）銅鍍層特性的技術要求。GJB 362C 中銅鍍層特性的技術要求在原版本的基礎上，增加了宇航用PCB 銅鍍層伸長率應≥18%，抗拉強度應≥2.76×104N/cm2的要求。而GJB 7548A 中規定PCB 銅鍍層伸長率應≥18%，抗拉強度應≥2.5×104N/cm2。在測試實踐中發現存在有缺陷的銅鍍層可能滿足銅鍍層伸長率＞12%、抗拉強度＞2.5×104N/cm2的要求，測試結果比較接近最低值，但這種銅鍍層對可靠性有較大影響。在實際應用中建議所有軍用PCB都按銅鍍層伸長率≥18%、抗拉強度≥2.76×104N/cm2的標準進行控制。

（2）銅鍍層特性試驗方法。標準中銅鍍層特性試驗方法直接引用了GB/T 29847—2013 7.1，該方法中測試前無高溫烘烤的預處理程序，建議實際應用時應進行高溫烘烤預處理。是否進行高溫烘烤預處理對測試結果影響較大，并且試驗前的高溫預處理操作也更符合PCB制造過程的實際情況。

（3）導電圖形邊緣鍍層增寬試驗方法。GJB 362C 中測量導電圖形邊緣鍍層增寬時，規定要求使用黃銅絲刷除掉鍍層突沿，該方法不具備操作性。任何產品應該都不會允許使用黃銅絲刷進行刷板，建議使用GJB 7548A 中膠帶黏結的方法去除鍍層突沿。

（4）介質耐電壓試驗方法。標準中規定進行介質耐電壓測試時，升壓速率為500 V/s；而實際應用中由于PCB密度的提升，導體絕緣間距的減少，測試電壓常常小于500 V，升壓速率500 V/s不具備操作性。建議當測試電壓小于500 V時，升壓速率應根據測試電壓進行調節，可以為100 V/s或更小，原則即確保具有一定的升壓時間。

5 結語

本文主要介紹了GJB 362C—2021 和GJB 7548A—2021 這兩項標準修訂的基本情況、對標準實施應用的見解、對標準部分內容的理解，以及標準應用中存在的問題。雖然這兩項標準的頒布實施有一定的滯后性，部分標準內容與現行國際先進標準有差異，但是軍用產品對先進技術應用也存在一定的滯后性，所以標準內容依然符合我國軍用PCB 的應用需求。從業者在應用解讀兩項標準內容時，要全文考慮，要與相關系列標準配合使用，要看到標準的通用性，實際產品中遇到的問題不可能100%在標準中找到答案，所以各應用方應根據自己的產品特色、應用需求，再結合標準要求和實踐驗證，制定更加詳細的技術要求、驗收規范或檢驗要求。本文內容是在結合標準使用和PCB 質量檢測實踐的基礎上對標準實施應用的解讀，希望能夠為從業者對標準的理解和應用提供幫助，不妥之處敬請讀者指正。