T/CPCA 6046《埋置或嵌入銅塊印制電路板規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)介紹

王 強(qiáng) 陳世金

（博敏電子股份有限公司，廣東 梅州 514768）

謝莫軍 王 飛

（深圳市博敏電子有限公司，廣東 深圳 518103）

0 制定背景

T/CPCA 6046《埋置或嵌入銅塊印制電路板規(guī)范》是中國電子電路行業(yè)協(xié)會（CPCA）新發(fā)布的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)（于2022年6月23日發(fā)布），該標(biāo)準(zhǔn)將于2022年8月23日開始實(shí)施。

電子技術(shù)發(fā)展日新月異，電子元器件的功率密度逐漸提高，對印制電路板（PCB）的散熱提出了更高的要求。埋置或嵌入銅塊PCB兼具承載高功率密度和高導(dǎo)熱、高散熱性等特點(diǎn)，能夠有效解決電子元器件高功率以及高散熱問題。盡管國內(nèi)很多企業(yè)都進(jìn)行汽車用PCB的生產(chǎn)，且各自有自己的制作方法和特點(diǎn)。但是該領(lǐng)域技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)存在空白，國內(nèi)沒有一份完全具有中國特色的《埋置或嵌入銅塊印制電路板規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)作為統(tǒng)一指引。

為此，根據(jù)CPCA標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會（以下簡稱“標(biāo)委會”）對標(biāo)準(zhǔn)制定的要求，決定由博敏電子股份有限公司（以下簡稱“博敏電子”）提出主導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)制定，國內(nèi)PCB企業(yè)、上游原材料企業(yè)、下游第三方檢測機(jī)構(gòu)組成標(biāo)準(zhǔn)工作組，專項(xiàng)開展了《埋置或嵌入銅塊印制電路板規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)的研究與制訂工作。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了埋置或嵌入式銅塊PCB的性能和鑒定規(guī)范，內(nèi)容包括材料、外觀、尺寸、孔、導(dǎo)電圖形、性能、環(huán)保等要求及其試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)識、包裝、運(yùn)輸、貯存。標(biāo)準(zhǔn)由CPCA標(biāo)委會歸口管理。

1 編制依據(jù)和原則

文章件按照GB/T1.1—2020 《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。標(biāo)準(zhǔn)制定遵循以下原則：

（1）在符合電子電路國家標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，結(jié)合埋置或嵌入銅塊印制電路板特點(diǎn)，對埋置或嵌入銅塊PCB的性能和鑒定規(guī)范進(jìn)行規(guī)定。比較分析國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對標(biāo)國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合實(shí)際市場，在保證技術(shù)指標(biāo)科學(xué)性的前提下，遵循“更全面、更嚴(yán)謹(jǐn)”原則，編制具有中國特色的《埋置或嵌入銅塊印制電路板規(guī)范》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。

（2）《埋置或嵌入銅塊印制電路板規(guī)范》按照標(biāo)準(zhǔn)工作組第一次、第二次會議紀(jì)要編寫本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容。參考標(biāo)準(zhǔn)涉及國標(biāo)、國軍標(biāo)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等19項(xiàng)，按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》和參照GB/T20001.1—2001 《標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則 第1部分：術(shù)語》、T/CPCA 1001—2022 《電子電路術(shù)語》規(guī)定格式編排。

（3）標(biāo)準(zhǔn)第4章“結(jié)構(gòu)”和第5章“要求與檢驗(yàn)方法”的5.5條“結(jié)構(gòu)完整性”等內(nèi)容可能涉及“一種嵌入式強(qiáng)電流大功率PCB板及其制作方法（專利號ZL 201110049119.4）”“一種帶熔斷保險(xiǎn)功能的印制線路板（專利號ZL 201610302032.X）”“一種銅路內(nèi)置式電路板（專利號Z L 201521015418.6）”“一種抗干擾的強(qiáng)弱電一體化印制線路板（專利號ZL 201620412069.X）”相關(guān)專利。上述專利持有人已向文章件的發(fā)布機(jī)構(gòu)承諾，愿意同任何申請人在合理且無歧視的條款和條件下，就專利授權(quán)許可進(jìn)行洽談。

2 制定過程

2.1 起草起步

2018年6月，成立了標(biāo)準(zhǔn)制定工作組，博敏電子作為組長單位，兩個(gè)副組長單位分別為廣東成德電子科技股份有限公司和深南電路股份有限公司，工作組成員單位有景旺電子、勝宏科技、崇達(dá)技術(shù)、廣合科技、中京電子、珠海方正、深聯(lián)電路、廊坊高瓷、華測檢測、廣州五所、江南新材料、廣州陶積電、四會富仕等，還有行業(yè)專家汪嵩慶、楊維生。組長單位確定了工作進(jìn)度計(jì)劃。

2018年8月在CPCA標(biāo)準(zhǔn)面審會上，博敏電子對標(biāo)準(zhǔn)制定框架情況進(jìn)行了通報(bào)。2019年1月，標(biāo)準(zhǔn)工作組第一次會議在梅州組織召開，就標(biāo)準(zhǔn)框架及相關(guān)細(xì)節(jié)進(jìn)行了討論交流。征求組員意見完成匯總，并于2019年7月提交標(biāo)委會征求修改意見及建議。2020年1月8日，標(biāo)準(zhǔn)工作組第二次會議在深圳組織召開，就標(biāo)準(zhǔn)稿細(xì)節(jié)、標(biāo)委會關(guān)切核心問題進(jìn)行了交流討論。

2020年7月，應(yīng)標(biāo)委會要求，在標(biāo)準(zhǔn)工作組內(nèi)部組織了一次函審，以廣泛統(tǒng)一意見，以形成行業(yè)征求意見稿。2020年9月，標(biāo)準(zhǔn)稿經(jīng)由標(biāo)委會組織主審，形成行業(yè)征求意見稿。

2.2 意見征求

2020年11月，博敏電子收到第一次行業(yè)征詢意見匯總共計(jì)293條，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)工作組共同商討，采納（257）條，不采納（36）條；同時(shí)修訂《埋置或嵌入銅塊印制電路板規(guī)范》征求意見稿。

2021年4月進(jìn)行第二次意見征詢，收到意見匯總共計(jì)144條，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)工作組共同商議，采納（80）條，不采納（64）條，同時(shí)修訂《埋置或嵌入銅塊印制電路板規(guī)范》形成送審初稿。

2021年6月《埋置或嵌入銅塊印制電路板規(guī)范》送審稿在標(biāo)委會范圍內(nèi)征詢意見。2021年7月收到送審稿征詢意見89條，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)工作組共同商討，采納（86）條，不采納（3）條。博敏電子組織成德科技、深南電路及標(biāo)委會領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行視頻會議，商討送審稿征詢意見的處理方式，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)會提出需對《埋置或嵌入銅塊印制電路板規(guī)范》排版格式進(jìn)行調(diào)整，會議提出對于相關(guān)可靠性測試需有實(shí)際測試進(jìn)行論證其可行性。

2021年9月，CPCA標(biāo)委會組織標(biāo)準(zhǔn)組成員及行業(yè)專家召開了專家面審會，討論了征求意見的回復(fù)及處理方式，并對標(biāo)準(zhǔn)全文條款進(jìn)行了審查，形成送審1稿。

2.3 表決報(bào)批

2021年11月，進(jìn)行送審2稿的意見征詢，共收集了92條相關(guān)意見，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)工作組共同商討，采納（82）條，不采納（10）條。同時(shí)形成《埋置或嵌入銅塊印制電路板規(guī)范》表決稿。

2022年3月，標(biāo)委會進(jìn)行表決與征詢意見，表決結(jié)果贊成，有需修改。提出意見24條，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)工作組共同討論及小組內(nèi)專項(xiàng)表決，采納或部分采納11條。其中對標(biāo)準(zhǔn)中5.5.11.2 “外層導(dǎo)體厚度測量方法”的不同意見，又進(jìn)行了工作小組內(nèi)的專項(xiàng)表決，最終確定A測量方法，形成報(bào)批稿提請批準(zhǔn)發(fā)布。

2022年4月，CPCA標(biāo)委會領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)報(bào)批稿。2022年6月23日，標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布。

3 標(biāo)準(zhǔn)要點(diǎn)

3.1 結(jié)構(gòu)

埋置或嵌入銅塊PCB嚴(yán)格來說是有三種結(jié)構(gòu)，即埋置銅塊印制電路板、嵌入銅塊印制電路板和同時(shí)具有埋置和嵌入銅塊的印制電路板。因同時(shí)具有埋置和嵌入銅塊的印制電路板，在埋置銅塊印制電路板或嵌入銅塊印制電路板中均有單獨(dú)體現(xiàn)其結(jié)構(gòu)，故在本標(biāo)準(zhǔn)中只列出埋置銅塊印制電路板和嵌入銅塊印制電路板兩種結(jié)構(gòu)（如圖1所示）。

3.2 要求與檢驗(yàn)方法

3.2.1 總則

埋置或嵌入銅塊印制板從材料、外觀尺寸、結(jié)構(gòu)完整性到電氣性能、可靠性檢測及要求等均做了全面的闡述。遵循印制板采購文件（包括訂購合同、協(xié)議等）、客戶規(guī)范或指定的其他文件（包括設(shè)計(jì)文件、技術(shù)協(xié)議、更改文件等）優(yōu)先原則的基礎(chǔ)上，埋置或嵌入銅塊印制板的要求與檢驗(yàn)方法都應(yīng)符合文章件要求。文章件未提及的規(guī)定由供需雙方商定。

3.2.2 材料

材料包括剛性覆銅板、剛性未覆銅箔層壓板、黏結(jié)材料、阻焊劑、銅材、銅箔等，這些材料最終都會成為組成埋置或嵌入銅塊印制板的一部分，故其重要性自不待言。本標(biāo)準(zhǔn)對其具體要求均有相應(yīng)的規(guī)定，并參考了GB/T 4725、SJ/T 11050、SJ/T 10309、GB/T 27671和GB/T 5230等標(biāo)準(zhǔn)。

3.2.3 外觀及尺寸

重點(diǎn)對埋置或嵌入銅塊印制電路板所使用的銅塊進(jìn)行了外觀及尺寸的要求，要求銅塊的邊緣應(yīng)無毛刺，銅塊無變形、無污染，不允許有劃傷、凹坑等缺陷。對埋置或嵌入銅塊的尺寸公差和倒角半徑R進(jìn)行了限定，其目的是保證該類產(chǎn)品的符合性和客戶需求。

針對板邊缺口、板邊/板角損傷、工藝邊連接處斷裂、V型槽偏位、異物殘留和表面凹坑、色差、污漬、阻焊劑覆蓋、劃傷、阻焊劑入金屬化孔、符號標(biāo)記等常見的問題進(jìn)行了詳細(xì)說明。對印制板插頭（適用時(shí)）、外形尺寸公差、板厚公差、最小通孔孔徑、孔邊距離、側(cè)壁金屬化半孔、孔位置公差等進(jìn)行了界定。

3.2.4 結(jié)構(gòu)完整性

該類印制電路板結(jié)構(gòu)完整性包括了對殘膠寬度、鍍覆孔金屬層裂縫、鍍覆孔芯吸、連接盤起翹、金屬化孔鍍銅厚度、孔壁與不相連內(nèi)層導(dǎo)體最小間距、阻焊劑厚度、阻焊劑塞孔、樹脂塞孔、最終鍍（涂）覆厚度、導(dǎo)體厚度、導(dǎo)線寬度、導(dǎo)線間距、導(dǎo)體層間絕緣層厚度、連接盤等的要求及規(guī)定。本節(jié)參考的標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 4677—2002、T/CPCA 6045—2017、GB/T 16921—2005等，涉及塞孔要求及檢驗(yàn)方法、導(dǎo)體厚度測量問題廣泛征求了行業(yè)內(nèi)的意見，最終綜合意見給出了合適的測量方法。

3.2.5 電氣性能

電氣性能主要對連通性、絕緣性、耐壓性和耐電流幾個(gè)方面提出了具體要求和檢驗(yàn)方法。其中耐壓性和耐電流是該類產(chǎn)品較為獨(dú)特的性能要求，尤其涉及到汽車、軌道交通等應(yīng)用領(lǐng)域的埋置或嵌入銅塊印制電路板。

連通性和絕緣性的檢驗(yàn)方法分別是按GB/T 4677—2002中“6.2.2試驗(yàn)4b”和“6.2.1試驗(yàn)4a”進(jìn)行檢驗(yàn)。耐電壓按GB/T4677—2002中6.5試驗(yàn)7方法進(jìn)行測試，同時(shí)對測試電壓和維持試驗(yàn)電壓保持時(shí)間進(jìn)行了規(guī)定。耐電流按GB/T 4677—2002中6.3.2試驗(yàn)5b進(jìn)行測試，具體加載電流由供需雙方商定，持續(xù)時(shí)間要求達(dá)到12小時(shí)。

3.2.6 機(jī)械性能

機(jī)械性能主要包括鍍層附著力、阻焊層附著力、振動測試、跌落測試、弓曲和扭曲的要求和檢驗(yàn)方法。鍍層附著力按GB/T 4677—2002中8.1.1試驗(yàn)13 a鍍層附著力(膠帶法)進(jìn)行測試，阻焊層附著力按阻焊所在部位不同，對脫離面積比例設(shè)定了不同的要求，按SJ 21093—2016測試方法4.3的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。振動測試按GJB 360B—2009方法204中試驗(yàn)條件B進(jìn)行測試，而跌落測試按附錄A進(jìn)行檢驗(yàn)。

弓曲和扭曲分為表面貼裝元器件的印制板和其他印制電路板兩種情況，分別為不應(yīng)超過0.75%和不應(yīng)超過1.5%。弓曲和扭曲測試按GB/T 4677—2002中7.3.2試驗(yàn)12b方法執(zhí)行。為了組裝而拼板的產(chǎn)品，其弓曲和扭曲要求由供需雙方商定。

3.2.7 環(huán)境適應(yīng)性

環(huán)境適應(yīng)性基本都是與溫度相關(guān)的要求，包括熱應(yīng)力、溫度沖擊試驗(yàn)、溫升、高溫儲存和絕緣電阻測試等。熱應(yīng)力為常規(guī)測試項(xiàng)目，按GB/T 4677—2002中9.2.3試驗(yàn)19c方法測試。試驗(yàn)條件：288 ℃，10＋1/0秒，重復(fù)3次。熱應(yīng)力測試后對于顯微剖切的測試應(yīng)按GB/T 4677—2002中8.3.2試驗(yàn)15b方法進(jìn)行，一個(gè)顯微剖切應(yīng)至少包括三個(gè)鍍覆孔。

溫度沖擊（冷熱沖擊）試驗(yàn)按GB/T 2423.22的試驗(yàn)Na方法進(jìn)行測試，要求低溫-40 ℃和高溫125 ℃均保持30 min，轉(zhuǎn)換時(shí)間≤3 min，循環(huán)次數(shù)100個(gè)。溫升過程中，溫升穩(wěn)態(tài)平衡溫度應(yīng)不大于溫升限值。溫升的檢驗(yàn)方法按附錄B進(jìn)行測試。高溫存儲按GB/T 2423.2的試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)，除另有規(guī)定外，試驗(yàn)條件應(yīng)滿足溫度125 ℃和時(shí)間1000 h。

絕緣電阻測試要求試樣在接收態(tài)的絕緣電阻不小于500 MΩ，耐濕熱（溫濕度循環(huán)/穩(wěn)態(tài)）后，絕緣電阻應(yīng)不低于100 MΩ。同一平面內(nèi)的絕緣電阻測試方法按GB/T 4677—2002中6.4.1試驗(yàn)6a及GB/T 4677—2002中6.4.2試驗(yàn)6b方法進(jìn)行測試。層間的絕緣電阻測試方法應(yīng)按GB/T 4677—2002中6.4.3試驗(yàn)6c方法進(jìn)行測試。試驗(yàn)電壓100 V或供需雙方商定。

3.2.8 其他要求

主要包括耐溶劑型、離子污染、可焊性、有害物質(zhì)和阻燃性的要求及檢驗(yàn)方法。需要指出的是本標(biāo)準(zhǔn)特別對普通類印制板和車載產(chǎn)品的離子污染給出了不同的要求，分別是氯化鈉當(dāng)量應(yīng)不大于1.0 μg/cm2和0.75 μg/cm2，而有機(jī)可焊性保護(hù)層（OSP）表面處理后的印制電路板不測試離子污染度。

有害物質(zhì)限定要求符合GB/T 26572 電子電氣產(chǎn)品中限用物質(zhì)的限量要求，阻燃性應(yīng)符合規(guī)定的阻燃等級要求，若無要求則阻燃等級按V-0級別。檢驗(yàn)方法分別按GB/T 26125—2011第6章X射線熒光光譜法和GB/T 5169.16—2017的規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)。

3.3 質(zhì)量保證

質(zhì)量保證可分為鑒定檢驗(yàn)和質(zhì)量一致性檢驗(yàn)。除另有規(guī)定外，本標(biāo)準(zhǔn)中的檢驗(yàn)和測試均要求在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行，即溫度15 ℃～35 ℃，相對濕度45%～75%，氣壓86 kPa～106 kPa。

3.3.1 鑒定檢驗(yàn)

鑒定檢驗(yàn)按文章件提供的埋置或嵌入銅塊印制板，測試樣品接受表16的所有檢驗(yàn)和測試。樣品應(yīng)從正常生產(chǎn)的申請鑒定的產(chǎn)品批中隨機(jī)抽取，樣品可以為生產(chǎn)件、成品板，也可以為附連測試板。若有一項(xiàng)不合格，則判為鑒定不合格。

3.3.2 質(zhì)量一致性檢驗(yàn)

質(zhì)量一致性檢驗(yàn)分為A組、B組、C組檢驗(yàn)，在本標(biāo)準(zhǔn)中分別列表規(guī)定了檢驗(yàn)項(xiàng)目和要求。一個(gè)檢驗(yàn)批包括采用相同工藝，在相同條件下生產(chǎn)的一次交驗(yàn)的全部印制板。如果一個(gè)檢驗(yàn)批被拒收，供方可以返工修正缺陷或篩選出不合格品，然后提交復(fù)驗(yàn)。復(fù)驗(yàn)批應(yīng)采用加嚴(yán)檢驗(yàn)，加嚴(yán)抽樣方案由供需雙方商定。

3.4 包裝、標(biāo)識、運(yùn)輸及貯存

埋置或嵌入銅塊印制板的包裝材料和包裝方式，應(yīng)有防止產(chǎn)品受損傷，符合防潮、防塵、防震和防腐的要求。印制板使用前應(yīng)保持包裝完好，并存放于溫度不高于35 ℃，相對濕度不大于75%的無腐蝕氣體的環(huán)境中。其他有效保存期限、超期處理方法等與常規(guī)PCB基本相同。

4 標(biāo)準(zhǔn)的意義

T/CPCA 6046—2022 《埋置或嵌入銅塊印制電路板規(guī)范》是CPCA根據(jù)近幾年的技術(shù)發(fā)展和市場需求而制定的一份針對特種印制板產(chǎn)品的專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。在參考國內(nèi)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，考慮到產(chǎn)業(yè)上下游的參考意見而制定的，具有一定的技術(shù)先進(jìn)性和市場前瞻性。

本標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布對規(guī)范埋置或嵌入銅塊印制電路板在選材、設(shè)計(jì)、性能測試、質(zhì)量檢驗(yàn)等方面均起到一定的指導(dǎo)或參考作用。對促進(jìn)行業(yè)發(fā)展和引導(dǎo)埋置或嵌入銅塊印制電路板的技術(shù)起到積極作用，推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)步。

本論文得到2021年廣東省科技創(chuàng)新戰(zhàn)略專項(xiàng)資金項(xiàng)目——全微波高階高密度印制電路關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化（項(xiàng)目編號：2021A0101003）支持！