Lost your password?
Not a member? Register here

行业新标准开发的漫漫之路

十月 11, 2019 | I-Connect007
行业新标准开发的漫漫之路

Gen3 Systems公司董事长兼首席执行官Graham Naisbitt已经投入了数十年时间来领导IPC、IEC和ISO等许多不同组织中清洁度测试标准的开发,包括CAF、SIR等各种测试方法,甚至在今年引入了新的测试方法——工艺离子污染测试(PICT)。Naisbitt长期参与标准的开发,取得了突破性的成就。
Barry Matties:首先可以为我们介绍一下Gen3 Systems公司吗?
Graham Naisbitt:近40年来,Gen3 Systems公司一直致力于设计、更新、制造及推广电子行业测试和测量设备。2009年至2010年,就好像有人搬动了铁轨道岔,经济衰退期间我们一夜之间损失了50%的收入。为了支持我们在英国的业务,寻求代理其他产品的分销商是一个很自然的扩展,所以我们联系了2~3个大分销公司。SMART集团(英国贸易协会)主席Peter Marshall有自己的分销公司并且想退休,最终Peter选择和Gen3 Systems公司达成协议,由我们接管他的公司,至此Gen3 Systems公司有了额外的分销渠道。
Barry:你之前告诉我,有一件事改变了你的工作方向。
Naisbitt:是的,一个重要节点是Wally Rubin博士,当时他是Multicore Solders公司的技术总监,成功发明了免洗助焊剂,但遇到的一个大问题是此类产品的市场持续时间是否长久?
Matties:是否有一些实际应用需要考虑采用免洗工艺?
Naisbitt:当然。公平地说,绝大多数行业都在成功运用免洗工艺,但它并没有完全有效避免与电化学迁移相关的多种形式风险。
Matties:随着高密度互连(HDI)在市场上的比重越来越高,是否存在更多的风险?
Naisbitt:对,这就是我们开始关注三防漆的原因,因为它可有效保护电路,这是我研究如何提高电路可靠性对策的第一切入点,也是Gen3 Systems业务的主要特色。
我投入更多精力去了解如何控制生产制程,尤其是研究所有助焊剂都会留下的残留物。在采用免洗工艺时,开发表面绝缘电阻(SIR)测试,并用于评估免洗工艺是否可接受。由于采用了新的工艺和测试方法,需要开发相应的标准。2007年,我终于发布了首个意义非凡的文件,即IPC测试方法,巧合的是,它也是IEC标准。从那时起,我们做了进一步开发,并在2010年至2012年左右开始发挥作用,因为那时行业正要求提高封装密度。
如果要提高产品可靠性,绝缘电阻测试是必需的。但我不断收到的反馈问题是如何控制制程?你不能使用SIR测试,因为它需要太长时间,而且环节复杂。但你可以通过它来建立一个可靠的生产工艺,然后应用到生产中。你需要能够测量留在表面可能影响性能的可移动离子物质,因为如果给潮湿环境中的产品通电,且产品中存在离子以及电解池,将会发生有趣的事情。
在那段时间针对这个主题进行了一些研究,发现了一个造成困扰的问题:超过每平方厘米1.56微克氯化钠当量以上的物质是不合格的,低于这个值是合格的。但是,现在行业毫不犹豫地开始采用“清洁度测试”一词,但事实从来不是如此。
 
挑战是简化的离子色谱测试,即ROSE测试。该测试不能区分物质种类,只是看溶液的电导率值是否在可接受的范围内。我花了25年的时间努力向人们解释这一点。你一定不能把它当作是清洁度测试方法,但它是进行过程控制的极佳方法。
 
2013年左右,我们接到了Robert Bosch的电话,该公司生产超高可靠性和安全关键性的汽车电子产品,他们的生产制程需要实现六西格玛管理。我们承担了这个项目,5年之后,整个项目历史上首次实现了唯一的六西格玛验证。为此,仪器需要能够尽快检测制程的变化,我们使用优点拟合算法,这意味着能够在通常3到5分钟内给出准确的通过/不通过判断。我们正在寻找的只是那些可移动的离子物质。清洁度测试则完全不同。
 

Gen3’s CM+测试仪
Matties:经过5年的工作,目前的合格-失败方法没法作为标准。作为回应,你是如何将标准开发中的变更传递给行业并获得支持?
Naisbitt:原因是我很顽固。人们会问:“Gen3 Systems公司只是位于英格兰法恩伯勒的一家小企业,为什么会被认为是全球领导者?”如果我只是Gen3 Systems公司的Graham,没人会理会。但是,如果说我是所涉及行业委员会的副主席或主席,就会引起大家的注意了。但是当整个行业都要求保留原来的标准之时,凭我一己之力如何改变自20世纪70年代以来一直存在的行业标准?直到一家名为Robert Bosch的公司表示要“废除那份标准”……经过5年的努力,行业发生了根本性的改变,那份标准已经废弃,并最终在2018年9月/10月被行业接受。
Matties:我们最近的一次专家会议提出的观点之一是应该按年历审查标准。
Naisbitt:这是一个有趣的观点。
Matties:这些标准委员会成员也都是志愿者。
Naisbitt:他们都是来自相关企业,自愿参与相关主题标准的开发。寻求达成共识是一个关键因素,这就是过去20年来我一直追求的目标。
Matties:说到这一点,任何在“比赛中拥有马匹”的人都可能持有不同的观点和议题,这可能会使寻求共识难度变大。
Naisbitt:去年年底,我被新任命为IPC 5-30清洗涂敷专业委员会的副主席。现在,有15个不同的工作组从事这两个主题——SIR、CAF,表面下电化学迁移是相关报告的一部分。因此,我们有更好的协调机会来消除可能存在的差异,关键是确保标准满足行业的利益。坦率地说,这是IPC做得更好的地方。
Matties:5年之后你通过在Bosch的工作形成了大量的文档,并且说需要重新考虑和开发标准时,过程是怎么样的?
Naisbitt:面临的形势很困难,但我们已经做得很不错了。
Matties:是不是因为作为行业组织,就必须要开发让行业都受益的标准。是这样的观点吗?
Naisbitt:不是这样的,“如果你要进行这种类型的测试并且适当进行,这是应该做的事情。 这就是我们的建议。”Robert Bosch接受了这一点,并通过这个为期5年的项目来证明这一点。 我们在2017年的IPC APEX EXPO展会上联合发布了项目成果。这些内容都属于可公开的,所以我完全可以自由地披露相关内容。清洁度不是一个有意义的术语,但要打破固有思维仍存在障碍。
Matties:这不是我们应该采用的方法。
 
Naisbitt:它只是可确定你的制造过程是否发生了变化的一种化学机理。
Matties:它是一个生产线终端测试,你所指的是工艺步骤测试。
Naisbitt:它应该被当作一种过程,一步一步地进行;不应该只在生产线终端进行测试。
Matties:如同目前的清洁度测试。
Naisbitt:是的,这就是需要解决的问题。
Matties:当在生产线终端再进行测试时,一切为时已晚。
Naisbitt:没错。如果你每年制造1500块至2000块特殊的飞机或航天器用电路板,那么在某种程度上来说会更容易。但如果每小时都制作这么多的电路板,那就是概念的根本改变。我们需要尽快得到一个通过/不通过的答案。
Matties:尽可能早点。
Naisbitt:对。因此,现在的主要驱动因素是我们可以做的其他事情,可以确定待发货产品的可接受条件。 所有其他方法——例如离子色谱法、ROSE(溶剂萃取物的电阻率)测试,我犹豫是否使用ROSE这个术语,甚至可能是傅立叶红外光谱(FTIR)——都无法评估非离子物质的影响,这是一个问题。
过去25年来我们参与的所有研究都表明,现代化学品包括最广泛认可的添加剂作为表面活性剂添加剂,它们是非离子的,因此它们不可测量也不可检测,并且这些添加剂的润湿或退润湿取决于其应用。为确保你可以降低材料(例如作为此阶段主要目标的助焊剂)的表面能,如果没有固体,如何将其粘在电路板的下面?使用这些添加剂作为润湿剂,并且在上方黏有过量的液体,它是如何留在那里的?这很令人惊讶!但问题是所有这些液体必须被中和或处理。
就此而言,操作员通常调高温度以驱除这些残留物,然而,任何变热的东西都会膨胀,电路板的表面就像海绵一样。现在,表面下已经截留了残留物,这是一个完全独立的问题。原来AT&T贝尔实验室的Laura Turbini根据我的经验和参与过的所有研究,首先进行了表面绝缘电阻测试。
然后,其他技术组的任务是鉴定导致问题的原因。两项任务同时进行,然后我必须做的事情(我想说我已成功实现)是开发称为工艺离子污染测试(PICT)的新测试方法。这样做是因为一个简单的原因,自上世纪70年代以来,ROSE测试一直存在于行业并根深蒂固。我的生命有限,可能看不到对ROSE测试做出必要的改善、改变和增强,并让每个人都接受。那么,就让我们重新开发一项测试方法吧。
正如我在2016年芝加哥的一次研讨会上所说,当进行制程离子污染测试(PICT)时ROSE仍然是ROSE吗?这就是发生的事情。现在,我们新的首席技术官 Emma Hudson是5-32a(离子色谱/离子电导率技术组和5-32c裸板清洁度评估技术组)的副主席,PICT取代ROSE似乎是合理的发展。
Matties:那么,就像与Bosch共同开发的化学品清洗标准,现在有新的标准吗?这项标准是否已被批准和采用,或者处于开发过程的什么阶段?
Naisbitt:在很多人的努力下,已经整理出了一份现已被IEC接受的文件,它已经通过所有必要的批准,希望能在今年年底发布。
Matties:听起来这份标准会被采用,这个过程有多长?因为你和Bosch合作了5年并努力改变这份标准。
Naisbitt:实际上,产生所要求的数据需要五年,紧接着开发测试方法又是一个为期三年的计划。
Matties:如果有人想要开发一项新标准,他们是否应该期待一个3年到5年的开发期?
Naisbitt:当然。
Matties:这不是一项容易的任务,在这个过程中,会面临的最大挑战是什么?
Naisbitt:确保准备的文件准确、精确、可接受,并由代表每个国家的世界贸易组织成员签字,每个国家委员会的成员有多有少。委员会成员阅读文档并可在标准开发的任何阶段都可提出意见,作为组织负责人必须考虑每一条修改意见,进行重新修订,在获得批准和授权后再进入下一阶段。只有到这一步,才能表示“我们现在已经根据收集的意见进行了修改”。一旦委员会草案进入投票阶段,那么可以对文档进行的唯一更改只能是文字编辑性的,而不是技术性的。为了实现这一目标,需要反复重复循环几次,所有参与者都需要进行不断的学习,以便清楚各自的作用。
Matties:必须有既得利益才会开始标准制定的流程,否则,如此烦琐的工作有什么意义呢?但标准又应该受到审查,以确定标准纯粹是技术性的,而不仅仅是营销手段。
Naisbitt:这绝对是必不可少的,区分两者是关键。
Matties:你为标准开发奉献了25年,非常了不起。对于那些想开始创建新标准的人,你会给出什么建议? 
 
Naisbitt:最好的方法是确保找到最容易相处的团体,根据我的经验,通常是帮助支持所有标准开发工作的国际行业协会。自1988年以来,我一直是IPC的成员,大家相处很融洽,在技术咨询执行委员会(Technical Advisory Executive Committee ,TAEC),每个人都得到董事会的授权,专注于鼓励年轻人参与我们的行业,尽可能地指导年轻人。在我职业生涯的大部分时间里,我都积极追求并支持这一点。
 
我们招收当地大学的学生。例如,我们的总工程师Bob Smith是我曾经合作过的最好的电子工程师,他非常杰出,知识面广、理解深刻。Bob大约60岁,和周围工作的年轻人一起学习,分享他的知识经验,激发他们参与的热情,并促使他们深入思考。
 
更多内容请点击在线查看。

标签:
#新标准  #PCB 

需要寻找PCB供应商?

The PCB List祝您快速简便地找到符合您电子制造要求的印制电路板供应商。拥有超过2000家认证厂商的资料!

  About

IConnect007.com是专注于印制电路板(PCB)、电子制造服务(EMS)和印刷电路板设计行业的实时在线杂志。服务于全球以及中国市场多年,发布了超过100000篇新闻、专业文章,提供行业展会实时在线报道,是电子制造领域的行业资讯领导者