IPC naudojamas formuojant pasaulinę PCB gamybą, nustatant vieningus projektavimo, gamybos ir tikrinimo standartus. Šios gairės pašalina techninius nesusipratimus, supaprastina bendradarbiavimą ir užtikrina nuoseklią kokybę visose pramonės šakose. Nuo elektros našumo iki vizualinės apžiūros IPC standartai, tokie kaip IPC-6012 ir IPC-A-600, užtikrina šiuolaikinių elektroninių gaminių patikimumą ir vientisumą.
IPC vaidmuo PCB pramonėje
IPC (Association Connecting Electronics Industries) yra pasaulinė standartų institucija, atliekanti pagrindinį vaidmenį PCB pramonėje. Ji kuria gaires, standartizuojančias, kaip projektuojamos, gaminamos ir tikrinamos spausdintinės plokštės, užtikrinant vienodumą visame pasaulyje. Taikydama pasaulinę standartizaciją, IPC užtikrina, kad nesvarbu, ar PCB gaminama Kinijoje, Europoje ar JAV, galite bendrauti ta pačia technine kalba. Tai pašalina nesusipratimus ir supaprastina bendradarbiavimą.
IPC standartai taip pat užtikrina tvirtą kokybės užtikrinimą, sumažina ginčus tarp suinteresuotųjų šalių. Tarp svarbiausių jos indėlio yra pagrindinės standartų šeimos, įskaitant IPC-2220 projektavimui, IPC-6010/6012 eksploataciniams reikalavimams, IPC-A-600 vizualiniam patikrinimui ir J-STD-003 litavimo bandymams. Be IPC sistemos pasaulinei PCB gamybai trūktų vienodų kokybės etalonų, reikalingų šiandieninei elektronikos pramonei palaikyti.
IPC-6012 ir IPC-A-600 skirtumai
IPC-6012 ir IPC-A-600 standartai atlieka papildomus vaidmenis PCB gamyboje, daugiausia dėmesio skiriant skirtingiems, bet vienodai svarbiems kokybės aspektams.
• IPC-6012 apibrėžia PCB elektrinių ir mechaninių savybių reikalavimus, apimančius tokias sritis kaip gamyba, konstrukcijos vientisumas, dengimas ir dielektrinės savybės. Jame pabrėžiamas patikimumas, pateikiamos išsamios vario dangos storio, matmenų nuokrypių ir bandymo metodų gairės, užtikrinančios, kad plokštė veiktų taip, kaip numatyta.
• IPC-A-600 pateikia gatavų PCB vizualinio priėmimo kriterijus. Jos taikymo sritis sutelkta į išorinius ir vidinius defektus, kuriuos galima aptikti vizualiai apžiūrint arba skerspjūvį, paremtą nuotraukomis ir iliustracijomis, rodančiomis priimtinas ir atmestinas sąlygas. Nors IPC-6012 pirmiausia naudoja visi, kad garantuotų gaminio veikimą, IPC-A-600 taikomas gamybos standartams patikrinti. Iš esmės IPC-6012 užtikrina, kad PCB veiktų patikimai, o IPC-A-600 užtikrina, kad ji atitiktų vizualinius ir gamybos lūkesčius.
Kada naudoti IPC-6012 ir IPC-A-600?
Abu standartai apima skirtingas, bet viena kitą papildančias taikymo sritis:
• IPC-6012: taikoma standžioms PCB, įskaitant HDI, metalines ir hibridines plokštes. Plačiai naudojamas automobilių, aviacijos, medicinos ir telekomunikacijų pramonėje. Apima priedus (EA, ES, EM), kurie specializuojasi skirtingose aplinkose.
• IPC-A-600: apima tiek išorinę apžiūrą (litavimo kaukė, vario apdaila, šilkografija), tiek vidinę apžiūrą (skerspjūvio analizė, dervos tuštumos, delaminacija). Pirmiausia naudojamas nustatyti, ar plokštė išlaiko vizualinio priėmimo testus.
IPC-6012 reikalavimai
IPC-6012 nustato standžių PCB eksploatacinių savybių reikalavimus, užtikrinant, kad jos atitiktų funkcinius ir patikimumo kriterijus. Skirtingai nuo grynai vizualinių standartų, IPC-6012 daugiausia dėmesio skiria ilgalaikiam patvarumui ir elektriniam stabilumui, todėl jis naudingas didelio patikimumo pramonės šakoms, tokioms kaip aviacija, medicina ir automobilių elektronika.
• Vario geometrija – nustato minimalų pėdsakų plotį, laidininkų atstumą ir vario storį, užtikrinant kontroliuojamą varžą ir patikimą srovės pralaidumą.
• Padengtos skylės (PTH) – reikalingas pastovus vario dangos storis, tvirti žiedinio žiedo nuokrypiai ir tuštumų nebuvimas, kad būtų išlaikytos tvirtos tarpsluoksnio jungtys.
• Dielektrinis vientisumas – nurodo izoliacijos varžą, dielektrinio gedimo stiprumą ir atsparumą delaminacijai, kad būtų išvengta elektros nuotėkio ar trumpojo jungimo esant įtempiui.
• Mechaninis patikimumas – apima lanko ir sukimo ribas, vario folijos atsparumą lupimui ir atsparumą šiluminiam smūgiui, kad būtų užtikrintas konstrukcijos stabilumas esant mechaniniam ir šiluminiam įtempimui.
• Aplinkos bandymai – apima litavimo plūdę, terminį ciklą ir drėgmės poveikį, kad būtų imituojamos faktinės sąlygos ir patikrintas ilgalaikis veikimas.
IPC-A-600 PCB vizualinio tikrinimo gairės
IPC-A-600 yra vizualinis atskaitos standartas PCB apdirbimo kokybei nustatyti. Jame inspektoriams pateikiamos išsamios nuotraukos, diagramos ir priimtinų bei neatitinkančių sąlygų pavyzdžiai, padedantys užtikrinti nuoseklumą.
• Išorinis patikrinimas – sutelkia dėmesį į išorinius PCB paviršius. Vienoda litavimo kaukės danga be skylučių, pūslių ar praleidimų. Nėra atviro vario, įbrėžimų ar netaisyklingos apdailos. Tinkamai užregistruotos šilkografijos legendos be tepimo ar persidengimo.
• Vidinis patikrinimas – įvertina sąlygas lentoje per skerspjūvio analizę. Dervos tuštumos, įtrūkimai ar užteršimas dielektrinėje medžiagoje. Tuštumos arba nepakankama danga vijų viduje, kuri gali susilpninti elektros tęstinumą. Neteisinga vidinių vario sluoksnių registracija, dėl kurios gali kilti derinimo ir ryšio problemų.
• Priėmimas pagal IPC klasę – defektų tolerancija skiriasi priklausomai nuo taikymo klasės:
1 klasė – bendroji elektronika (vartotojų naudojimas) leidžia turėti nedidelius kosmetinius defektus, kurie neturi įtakos funkcijai.
2 klasė – specialiems paslaugų produktams (pramonei / automobiliams) reikalingi griežtesni gamybos standartai.
3 klasė – didelio našumo elektronika (aviacijos, medicinos, karinės) reikalauja griežčiausio priėmimo, net ir mažos tuštumos ar nesutapimai laikomi gedimais.
Naujausi IPC-6012 ir IPC-A-600 standartų atnaujinimai
IPC standartai reguliariai peržiūrimi, kad atspindėtų PCB gamybos technologijų pažangą ir didėjančius šiuolaikinės elektronikos patikimumo reikalavimus. Būtina neatsilikti nuo šių atnaujinimų, nes daugelis originalios įrangos gamintojų reikalauja laikytis naujausios pirkimo specifikacijų peržiūros.
| Standartinis | Paskutinė redakcija | Pagrindiniai atnaujinimai |
|---|---|---|
| IPC-6012 | E (2020 m.) | Pridėti mikrovijos patikimumo kriterijai, atgal gręžtų vijų priėmimo taisyklės ir vario apvyniojimo reikalavimai, siekiant pagerinti sujungimo patvarumą. |
| IPC-6012 priedas | EA, EM, ES | Konkrečios pramonės šakos papildai: EA (automobiliai) vibracijai / terminiam ciklui, EM (karinis) misijai kritiniam atsparumui ir ES (kosmosas) ekstremalioms aplinkos savybėms. |
| IPC-A-600 | K (2020 m.) | Išplėsti mikrovikijų vertinimo metodai, griežtesnės dielektrinio pašalinimo taisyklės ir naujos tuštumų klasifikavimo kategorijos, siekiant pagerinti tikrinimo aiškumą. |
IPC klasių paaiškinimas
IPC skirsto PCB į tris našumo ir patikimumo klases, kurių kiekviena pritaikyta skirtingoms galutinėms reikmėms. Pasirinkta klasė apibrėžia gamybos, tikrinimo ir testavimo reikalavimų griežtumą, kuris tiesiogiai veikia sąnaudas, gamybos laiką ir ilgalaikį patikimumą.
| Klasė | Aprašymas | Programų pavyzdžiai |
|---|---|---|
| 1 klasė | Bendrieji elektroniniai gaminiai su mažiausiu patikimumo reikalavimu. Nedideli kosmetiniai ar konstrukciniai defektai leidžiami tol, kol plokštė veikia. | Žaislai, nuotolinio valdymo pultai, pigūs vartotojų įtaisai |
| 2 klasė | Specialūs elektroniniai gaminiai, kurių našumas yra ilgalaikis, pastovus. Defektai, galintys turėti įtakos patvarumui ar naudojimui lauke, yra ribojami. | Išmanieji telefonai, nešiojamieji kompiuteriai, pramoniniai valdikliai, automobilių ECU |
| 3 klasė | Didelio patikimumo elektroniniai gaminiai, kurių gedimas yra nepriimtinas dėl saugos, kritinių ar gyvybę palaikančių funkcijų. Reikalauja griežčiausių leistinų nuokrypių ir tikrinimo standartų. |
IPC atitikties tikrinimo metodai
Norėdami patikrinti, ar PCB atitinka IPC reikalavimus, galite pasikliauti rankinio ir automatinio tikrinimo metodų deriniu. Šie metodai užtikrina, kad defektai būtų pastebėti anksti ir kad plokštė atitiktų IPC klasės patikimumo lygį.
Rankinio tikrinimo metodai
• Mikroskopo tyrimas – naudojamas paviršiaus problemoms, tokioms kaip litavimo kaukės skylutės, pakeltos pagalvėlės, įbrėžimai ar neteisingai sulygiuotas šilkografija, aptikti.
• Skerspjūvio / mikropjūvio analizė – destruktyvus bandymas, kurio metu perpjaunama mėginio plokštė, kad būtų atskleistos vidinės struktūros. Tai atskleidžia dengimo tuštumas, dervos įtrūkimus, delaminaciją ir klaidingą vario sluoksnių registraciją.
Automatizuoti tikrinimo metodai
• AOI (automatinis optinis patikrinimas) – nuskaito PCB paviršius naudojant didelės raiškos kameras, kad dideliu greičiu ir pakartojamumu nustatytų atidarymus, trumpus, trūkstamus pėdsakus ar litavimo kaukės defektus.
• AXI (automatinis rentgeno patikrinimas) – užtikrina paslėptų konstrukcijų, tokių kaip vias ir BGA litavimo jungtys, matomumą, aptinka vidines tuštumas, prastą dangą ar paslėptus įtrūkimus.
• Skraidančio zondo / grandinės testavimas (ICT) – naudoja elektrinius zondus, kad patikrintų tinklo ryšį, patikrintų, ar nėra atidarymų ir trumpųjų jungčių, ir patvirtintų izoliacijos varžą grandinėse.
Kiti IPC standartai, palaikantys IPC-6012 ir IPC-A-600
Nors IPC-6012 ir IPC-A-600 yra plačiausiai nurodyti PCB veikimo ir vizualinio patikrinimo standartai, jie neveikia atskirai. Keliuose susijusiuose IPC dokumentuose pateikiamos papildomos gairės, sudarančios išsamią atitikties sistemą projektavimo, gamybos ir surinkimo etapuose.
| Standartinis | Tikslas | Ryšys su IPC-6012 / IPC-A-600 |
|---|---|---|
| IPC-6010 | Bendrieji spausdintinių plokščių eksploatacinių savybių reikalavimai | Tarnauja kaip pagrindinis IPC-6012 standartas, apibrėžiantis pagrindinius reikalavimus keliems PCB tipams. |
| IPC-2220 | PCB išdėstymo ir medžiagų projektavimo gairės | Užtikrina, kad projektavimo tikslas atitiktų gamybos nuokrypius ir veikimo kriterijus, apibrėžtus IPC-6012. |
| J-STD-003 | Komponentų laidų ir PCB apdailos litavimo bandymo metodai | Patvirtina, kad paviršiaus apdaila atitinka surinkimo reikalavimus, palaikant ilgalaikį litavimo jungčių patikimumą. |
| IPC-9121 | Defektų ir anomalijų šalinimas | Padeda inžinieriams interpretuoti regėjimo anomalijas pagal IPC-A-600 priėmimo kriterijus. |
IPC standartų ateitis
Kadangi elektroniniai gaminiai tampa sudėtingesni ir didėja patikimumo reikalavimai, IPC standartai ir toliau tobulėja, kad būtų atsižvelgta į naujas technologijas, tikrinimo metodus ir aplinkosaugos aspektus. Būsimuose pataisymuose greičiausiai bus akcentuojama:
• Miniatiūrizacija – nuolat mažėjant įrenginių dydžiams, standartai nustatys griežtesnius linijų ir erdvės nuokrypius ir vykdys griežtesnes didelio tankio jungčių priėmimo taisykles.
• Microvias ir HDI – sukrautų ir pakopinių mikrovijų patikimumas įgis daugiau dėmesio, nes šios struktūros naudojamos pažangiose HDI plokštėse, naudojamose išmaniuosiuose telefonuose, serveriuose ir kosmoso sistemose.
• Tikrinimo automatizavimas – dirbtiniu intelektu pagrįstų AOI sistemų ir mašininio mokymosi įrankių integravimas padės sumažinti defektų klasifikavimo subjektyvumą ir užtikrinti nuoseklesnius tikrinimo rezultatus.
• Konkrečios programos priedai – atsiras daugiau pramonei pritaikytų papildų, skirtų automobilių saugos elektronikai, aukšto dažnio 5G infrastruktūrai ir misijai svarbiems medicinos prietaisams. Kiekviename priede bus nagrinėjami unikalūs sektoriaus nepalankiausi veiksniai.
• Tvarumo iniciatyvos – standartuose daugiau dėmesio bus skiriama aplinkai nekenksmingoms praktikoms, įskaitant laminatus be halogenų, CAF (laidžių anodinių siūlų) mažinimą ir geresnį PCB medžiagų perdirbamumą.
Išvada
IPC standartai išlieka PCB patikimumo pagrindu, užtikrinant, kad kiekviena plokštė atitiktų griežtus našumo ir gamybos standartus. Suderinę su IPC-6012 ir IPC-A-600, galite pasiekti nuoseklumą, saugumą ir ilgalaikį patvarumą. Tobulėjant technologijoms, IPC toliau tobulėja, nukreipdama pramonę link didesnio tikslumo, didesnio patikimumo ir tvarios praktikos pasaulinėje elektronikos gamyboje.
Dažnai užduodami klausimai [DUK]
Ką reiškia IPC atitiktis PCB gamintojams?
IPC atitiktis reiškia, kad galite laikytis standartizuotų projektavimo, gamybos ir tikrinimo gairių. Tai užtikrina, kad jų plokštės atitiktų pasaulinius našumo, saugos ir patikimumo standartus, o tai sumažina ginčus su klientais ir supaprastina tarpvalstybinę gamybą.
Kodėl originalios įrangos gamintojai reikalauja naujausios IPC peržiūros sutartyse?
OĮG nurodo naujausias IPC pataisas, nes jose yra atnaujinti priėmimo kriterijai, naujos defektų klasifikacijos ir šiuolaikiniai testavimo metodai. Naudojant pasenusius standartus, kyla pavojus, kad produktas sugenda, bus atmestos siuntos ir nesilaikys pramonės reikalavimų.
Kaip IPC standartai veikia PCB gamybos sąnaudas?
Aukštesnės IPC klasės (pvz., 3 klasė) reikalauja griežtesnių leistinų nuokrypių, daugiau patikrinimų ir aukščiausios kokybės medžiagų, o tai padidina gamybos sąnaudas. Tačiau jie sumažina ilgalaikius gedimus ir garantinius reikalavimus, todėl yra ekonomiškai efektyvūs didelės rizikos pramonės šakoms.
Ar PCB gali būti sertifikuojama pagal IPC-6012 ir IPC-A-600?
Taip. PCB gali būti išbandyta pagal IPC-6012 veikimo patikimumą ir IPC-A-600 vizualinį priėmimą. Dažnai galite naudoti abu, kad įrodytumėte, kad jų lentos yra struktūriškai tvirtos ir atitinka gamybos standartus.
Kokios pramonės šakos labiausiai priklauso nuo IPC 3 klasės PCB?
Tokios pramonės šakos kaip aviacija, gynyba ir medicinos prietaisai remiasi 3 klasės PCB, nes net ir nedideli defektai gali sukelti kritinius gedimus. Šios plokštės turi atlaikyti didelį šiluminį, mechaninį ir elektrinį įtempimą, be jokios tolerancijos klaidoms.