Когда речь идет об электронных компонентах или электронных устройствах, всегда существуют определенные стандарты, обеспечивающие надежность и качество продукта. В случае печатных плат стандарты IPC используются для обеспечения их качества на протяжении всего производственного процесса. В этой статье мы рассмотрим стандарты IPC для целей обеспечения качества печатных плат и то, что мы должны учитывать при этом как инженер, проектирующий печатную плату.

Если вы абсолютный новичок и только начинаете проектировать печатные платы, вы можете прочитать эту базовую статью о печатных платах или более продвинутую статью про согласование импеданса при проектировании печатных плат, также вы можете ознакомиться с наиболее популярными сейчас инструментами для проектирования печатных плат. Дополнительно, может быть вас заинтересует статья о том, как сделать печатную плату в домашних условиях.

Что такое стандарт IPC?

IPC-Association Connecting Electronics Industries — это глобальная торговая ассоциация, устанавливающая определенные стандарты для производства печатных плат и других типов электронных компонентов. Помимо производства, он также обеспечивает стандарты сборки, защиты электронного оборудования, обучения, исследований рынка и пропаганды государственной политики.

Членами IPC являются более 4500 компаний по всему миру. Эти члены представляют различные аспекты электронной промышленности, например, дизайнеры, производители плат, поставщики, сборочные компании и производители оборудования.

История создания IPC

IPC — это организация, управляемая членами, которая была основана шестью производителями печатных плат в 1957 году под названием «Институт печатных плат» (“Institute for Printed circuit boards”). Организация была создана с целью устранения препятствий в цепочке поставок, создания отраслевых стандартов и поддержки развития отрасли.

Позже организация сменила название на Институт межсоединения и упаковки электронных схем (Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits), с 1999 года она приняла название IPC со слоганом Association Connecting Electronics Industries. Но, на самом деле, аббревиатура IPC означает Institute of Printed Circuit (Институт печатных плат). Штаб-квартира IPC расположена в Бэннокберне III, у нее также есть офисы в таких крупных странах, как США, Китай, Индия, Швеция и Россия.

Почему важны стандарты IPC?

Стандарты IPC гарантируют, что производители создают безопасные, надежные и высокопроизводительные печатные платы, уделяя внимание деталям производства и стремясь поддерживать качество на протяжении всего производственного процесса.

Эти стандарты помогают различным компаниям поддерживать одни и те же параметры обеспечения качества и надежности печатных плат, чтобы они могли соответствовать ожиданиям клиентов, а также улучшать производственный процесс разными способами.

Стандарты IPC поддерживают производителей печатных плат во многих отношениях, перечисленных ниже.

Поддержание качества и надежности конечной продукции. Стандарты IPC помогают производителям создавать продукцию повышенного качества и надежности. Когда производитель соблюдает стандарты с первого этапа производственного процесса, конечный продукт будет работать лучше и прослужит дольше. Качество и надежность продукта должны поддерживаться, чтобы конкурировать в электронной промышленности, поэтому производители должны всегда поддерживать эти два фактора.

Поддержание постоянства. Поддержание постоянства качества и других параметров является самой сложной задачей для производителей. Поддерживая сертификацию IPC, производители печатных плат могут поддерживать последовательность своих операций при обеспечении качества изготовления печатных плат, что в конечном итоге приводит к удовлетворению клиентов.

Улучшение коммуникации: стандарты IPC гарантируют, что один и тот же язык используется как внутри, так и снаружи для определения терминологии, связанной с жизненным циклом электронного устройства, что также снижает риски недопонимания. Благодаря стандартам IPC клиенты, поставщики, продавцы, регулирующие органы и другие лица, участвующие в этом процессе, смогут лучше общаться друг с другом.

Поддержка репутации: IPC является международно признанным стандартом, поэтому его знает каждый человек в электронной промышленности. Если вы нанимаете нового человека, который ничего не знает о вашей компании и если вы соблюдаете стандарт IPC в своей отрасли, он/она наверняка сможет без каких-либо трудностей следить за вашей репутацией. Следовательно, этот процесс повысит качество вашего продукта и улучшит вашу репутацию, так что вы сможете привлечь больше клиентов к вашему продукту.

Снижение затрат: если вы будете следовать стандартам IPC на каждом этапе производственного процесса, конечный продукт будет более высокого качества, а также будет надежным в использовании, следовательно, нет необходимости каждый раз проводить проверки качества для каждого продукта, что снизит затраты на испытания. Поскольку все участники процесса используют одну и ту же терминологию для общения, возможности задержек и переделок из-за недопонимания также уменьшаются, что также положительным образом сказывается на снижении стоимости производства.

Классы электроники по стандартам IPC

Согласно стандартам IPC, все электронные продукты относятся к трем различным классам.

Класс 1 (электронные изделия общего назначения)

Продукты данного класса — это обычные электронные продукты, которые мы используем каждый день. Основными требованиями к этим продуктам являются функции, которые они выполняют. Поскольку эксплуатация конечного продукта более важна, этот класс считается одним из наиболее щадящих классов, когда речь идет о разрешении потенциальных дефектов. Печатные платы в большинстве случаев не относятся к классу 1. Электроника класса 1 обычно имеет более короткий жизненный цикл, лучшим примером продукта класса 1 является фонарик.

Класс 2 (электронные изделия специального назначения)

К этому классу относятся продукты, требующие непрерывной работы и длительного срока службы. Продукты этого класса в основном ориентированы на бесперебойное обслуживание, поэтому они гарантируют, что в этих продуктах не возникнут сбои во время работы. Одними из лучших примеров электроники класса 2 являются материнская плата компьютера или планшета, печатные платы в бытовой технике, такой как телевизор, кондиционер и т. д.

Класс 3 (высоконадежные электронные изделия)

Электроника третьего класса соответствует высоким стандартам и предназначена для критически важных приложений. Устройства этого класса должны обеспечивать непрерывную работу или производительность по требованию. Электроника класса 1 обычно дешевле и легко заменяема, электроника класса 2 — это устройства, требующие длительного жизненного цикла, тогда как электроника класса 3 — это критически важные элементы. Лучшими примерами электроники третьего класса являются кардиостимулятор и военный радар, которые должны быть очень надежными и обеспечивать бесперебойное предоставление услуг.

Условия, используемые в IPC для переработки продукта

Целевое состояние: это почти идеальное состояние, к которому стремятся все производители, даже если оно не всегда может быть достигнуто.

Приемлемое состояние:  это не идеальное состояние, поскольку между конструкцией и производительностью может быть компромисс, но такое условие обеспечивает высокую надежность.

Дефектное состояние: если продукт находится в дефектном состоянии, он будет отклонен, поскольку его необходимо доработать или отремонтировать.

Состояние индикатора процесса: существуют определенные условия, которые не влияют ни на форму, ни на функцию продукта, но это состояние будет доступно в продукте из-за факторов, связанных с материалом, конструкцией или оборудованием.

Некоторые из наиболее часто используемых стандартов IPC

IPC-2581: Это стандарт, используемый для передачи информации между разработчиком печатной платы и производителем или сборочной компанией. Это помогает предоставить стандартизированный формат для обмена проектными данными, который помогает обеспечить стабильные производственные результаты.

IPC-2221: Это стандарт, который используется для проектирования печатных плат. Этот стандарт рассматривает темы, связанные с проектированием печатных плат, такие как дизайн, компоновка, материалы, механические и физические свойства, электрические свойства, тепловые ограничения, список деталей и т. д.

IPC-6012B: Он устанавливает квалификацию и производительность, необходимые для изготовления жестких печатных плат. Он удовлетворяет требованиям к продуктам в таких областях, как структурная целостность, паяемость и расстояние между проводниками.

IPC-A-600F: Он устанавливает приемлемые критерии для печатных плат, описывает, каково целевое состояние печатной платы, а также каковы условия приемлемые и несоответствующие для всех частей печатной платы. Здесь описано все: от золотой аппликатуры до меднения.

IPC-TM-650: IPC опубликовала методы испытаний печатных плат под номером IPC-TM-650. В нем представлены рекомендации по оценке различных аспектов печатных плат. В нем представлены методы тестирования склонности платы к поверхностной электромагнитной миграции, измерения сопротивления току, протекающему через поверхность подложки печатной платы, методы тестирования ионной чистоты и многое другое.

Помимо этих стандартов, существует множество других стандартов для каждого аспекта проектирования печатных плат, включая даже самые мелкие аспекты, о которых вы даже не могли себе представить. Все эти стандарты ориентированы на предоставление более качественных электронных продуктов, надежных в использовании.

133 просмотров