工程师需要了解哪些重要标准才能符合线束到PCB接口的要求？
2025-07-11
将电缆组件连接到PCB时，您需要的不仅仅是物理连接。这些接口必须符合特定的行业标准，才能在不同应用中提供最低的性能。在应用于消费电子产品和航空航天系统时，有必要了解适合您项目的正确标准。本常见问题解答讨论了线束到PCB接口最常见的标准。
什么是IPC/WHMA-A-620标准，其类别如何影响连接性？
IPC/WHMA-A-620标准是制造电子电缆和线束组件的主要规范。它准确地向制造商展示了什么是好的组件，什么是不好的组件。这些规则可以帮助公司根据其预期用途建立功能性且持久的电气连接。
什么是IPC/WHMA-A-620标准，它提出了哪些要求？
IPC/WHMA-A-620标准，被称为“电缆和线束组件的要求和验收”，提供了一套完整的规则，涵盖了许多重要步骤：
导线准备和压接——剥线末端和创建适当压接端接的特定要求。
焊接互连——线束组件内焊点的验收标准。
连接器化——连接器外壳内部触点及其与导线端接的要求。
测试方法——标准化检验程序，包括目视检查和电气测试。
不同产品类别中端子引线/导线的放置要求有哪些不同？
端子引线/导线的放置规范因类别而异，如图1所示。下表系统分析了不同端子类型的可接受缺陷测量值。
图1. 基于IPC/WHMA-A-620的端子引线/导线放置分类。（图片来源：SolderingGeek - YouTube）
对于塔式和直针端子，1类允许小于90°的缺陷，而2类则区分小于90°的缺陷和介于90°至180°之间的缺陷（需要过程指示）。3类保持最严格的标准，只允许小于180度的缺陷。
叉形端子在所有类别中都采用单一规范——缺陷必须小于90°。钩形端子遵循与三类塔式和直针端子相同的模式。
对于穿孔或已穿孔的端子，1类要求导线与端子表面接触，而2类和3类都要求缺陷小于90°。
这些不同级别的规则允许制造商根据其产品的使用选择正确的质量标准。这有助于他们在以合理价格制造产品与仍能足够可靠地实现其预期用途之间取得平衡。
J-STD-001中对线束到PCB焊接的要求是什么？
IPC J-STD-001标准是电子制造中焊接过程的另一个参考。当将线束连接到PCB组件时，此标准变得尤为重要，因为它控制焊点的质量。让我们看看此标准如何应用于您的制造过程以及您需要满足哪些具体要求。
J-STD-001对焊接连接提出了具体要求，这些要求直接影响线路到PCB接口的可靠性。对于导线连接中常见的通孔焊接，此标准要求电镀通孔（PTH）必须用焊料填充。它还要求桶和引线有适当的润湿。
如图2所示，三种类型的应用要求：
PTH最小填充量75%
元件侧270°环向润湿
焊接侧330°环向润湿
图2.3 焊点参数截面分析，显示了PTH填充要求（75%）以及元件侧（270°）和焊锡侧（330°）的方向润湿角。（图片来源：Sierra Circuits）
J-STD-001下的产品类别如何影响线束连接的焊接要求？
J-STD-001标准定义了三个产品类别，对应不同的可靠性要求：
类别1——需要基本功能且要求不那么严格的消费电子产品。
类别2——需要扩展性能和适度标准要求的服务电子产品。
类别3——需要持续性能和最严格要求的高性能电子设备。
对于军事或医疗设备等三类应用中的线到PCB连接，此标准为焊点质量提供了更严格的指导方针。这包括对导线准备、端子安装和焊缝形成更精确的要求。
第三类需要更彻底的检查程序。尽管目视检查在许多方面都很有效，但对于部分隐藏的连接，可能需要X射线检查，这在紧凑型线到PCB接口中很常见。
在设计过程早期确定您的产品类别。这一选择将在制造过程中指导您的材料选择、过程控制和质量验收标准。
AS9100和IATF 16949标准何时适用于线束连接？
AS9100和IATF 16949是基于基本IPC要求的专业标准。AS9100适用于航空、航天和国防产品，而IATF 16949则侧重于汽车制造。每个标准都在技术规范之外增加了行业特定要求。
AS9100通过受控的制造过程来强调线束到PCB连接的可靠性。您必须为导线准备、端子连接和PCB焊接制定书面程序。该标准要求适当的装配验证程序、完整的零件可追溯性、最新的装配说明以及连接测试协议。
该标准解决了常见的故障模式，例如导线长度不足、连接点应力以及FFC和FPC连接器中力分布不当。图3说明了这些故障模式，以帮助您在设计和装配过程中识别和预防连接问题。
图3. 线对板和FFC/FPC连接标准：正确和不正确的引线长度和力分布配置。（图片来源：JST）
IATF 16949扩展了ISO 9001的要求，特别是针对汽车制造。车辆中的线束到PCB接口必须能够承受恶劣的环境条件，同时保持电源分配和信号传输的电气完整性。该标准强调通过产品质量的早期规划来预防故障，这有助于在设计阶段识别潜在的连接问题。
汽车应用需要在温度、振动和湿度条件下进行环境耐久性测试。您还需要进行长期可靠性验证、完整的组件可追溯性和过程控制验证。对于电动汽车和自动驾驶汽车，这些连接同时满足高功率和信号传输要求，因此合规性对于车辆安全和性能至关重要。
结论
选择合适的标准取决于您的应用要求和可靠性预期。消费电子产品通常采用 IPC/WHMA-A-620 Class 1 标准，适用于一般应用。工业设备则受益于 Class 2 标准，并具有更高的性能。医疗和军事应用需要达到三个类别以实现高可靠性，因为连接故障可能带来重大的安全风险。
航空航天应用需要符合 AS9100 技术标准。汽车应用需要 IATF 16949 以满足环境和安全要求。在选择标准时，请考虑成本影响，因为更高的分类级别需要更严格的测试和文档。权衡这些要求与您的可靠性需求，以选择最合适的标准。
