Освоение стандартов IPC: всеобъемлющее руководство по качеству PCB

Навигация:

• Почему стандарты IPC важны?
• Повышение качества и надежности продукции
• Улучшение коммуникации
• Снижение затрат
• Повышение репутации и новые возможности
• Терминология, которую нужно знать
• История стандартов IPC
• Примеры стандартов IPC
• Наша приверженность качеству

 

Как знают производители печатных плат (PCB), обеспечение качества на протяжении всего производственного процесса критически важно и требует тщательного внимания на всех этапах. Соблюдение стандартов отраслевой ассоциации IPC может в этом помочь.

Что такое IPC?

IPC — это торговая ассоциация для индустрии электронных межсоединений. Она предоставляет отраслевые стандарты для сборки и защиты электронного оборудования, а также обучение, рыночные исследования и защиту интересов в государственной политике.

IPC — член-ориентированная организация с более чем 3000 членских компаниями по всему миру. Ее члены включают компании во всех аспектах глобальной электроники: проектировщиков, поставщиков, производителей плат, сборщиков и OEM-производителей.

Организация начала работу в 1957 году как Институт печатных цепей (Institute for Printed Circuits). Позже название изменили на Институт взаимосвязи и упаковки электронных схем (Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits) из-за расширения сферы деятельности с голых плат на упаковку и электронные сборки. В 1999 году было принято название IPC с слоганом «Association Connecting Electronics Industries».

Голова IPC находится в Баннокберне, штат Иллинойс, и имеет офисы по всему миру, включая Индию, Китай, Швецию и Россию.

Американский национальный институт стандартов (ANSI) аккредитовал IPC как организацию, разрабатывающую стандарты. Что такое стандарты IPC? Это наиболее широко признанные коды приемлемости в электронной промышленности. Организация публикует стандарты для почти каждой фазы цикла разработки электронных продуктов: проектирование, закупки, сборку, упаковку и многое другое.

В настоящее время IPC имеет более 300 активных стандартов и более 1000 стандартов в своей библиотеке ресурсов. Электронные проектировщики по всему миру используют эти стандарты для всего: от типовых референс-дизайнов до кастомизированных схем.

Комитеты волонтеров из всей электроники разрабатывают, редактируют и голосуют за стандарты IPC. В этом процессе участвуют более 3000 отраслевых профессионалов по всему миру. Комитеты могут включать участников из разных стран: участие возможно через личные встречи, телеконференции и электронную почту.

Ассоциация предоставляет программы валидационных услуг, включая анализ разрыва стандартов, помогающий организациям решать производственные проблемы и определять шаги для достижения соответствия стандартам. Ведет список квалифицированных производителей и продуктов, помогая определить соответствие продукта электрическим стандартам IPC.

Существует более 110 лицензированных IPC учебных центров по всему миру. Организация также предлагает онлайн- и мультимедийное обучение. Проводит образовательные мероприятия, технические и управленческие конференции, включая IPC APEX EXPO — крупнейшую выставку индустрии электронного производства в Северной Америке, и APEX South China.

Кроме того, организация проводит рыночные исследования и работает в области государственных связей и экологической политики. IPC защищает интересы электронной промышленности перед регуляторами по всему миру.

 

Что такое IPC PCB?

Поскольку IPC создает стандарты для электротехнической и электронной промышленности, она также играет ключевую роль в производстве стандартов для PCB. Стандарты IPC для производства PCB можно найти на каждом этапе процесса, включая проектирование и изготовление.

Например, в начале создания PCB IPC устанавливает стандарты для форматов файлов, ПО для проектирования PCB, руководств по дизайну и документации электронных продуктов. Эти стандартные спецификации также влияют на подходящие материалы для сборок плат, SMD-компонентов и покрытий. Кроме того, они играют роль в тестировании и оценке приемлемости печатных плат.

Стандарты IPC для PCB также устанавливают требования к пайке электрических и электронных работ в PCB. Эти стандарты пайки часто относятся к рефлоу- и волновой пайке, а также к пайке сплавов. Компании также опираются на них для оценки приемлемости своих электрических и электронных сборок в процессе производства. Стандарты IPC также охватывают сборки кабелей и проводных жгутов. Наконец, они устанавливают критерии приемлемости для производства, инспекции и тестирования электронных корпусов перед выпуском PCB как готового продукта.

Почему стандарты IPC важны?

Производство безопасных, надежных, высокопроизводительных PCB требует постоянного внимания к деталям и приверженности качеству на протяжении всего процесса. Соблюдение стандартов IPC на протяжении процесса помогает компаниям достичь этого.

Как производственные процессы для PCB идут поэтапно, стандарты IPC все строят друг на друге. С таким количеством стандартов для проектирования, сборки, производства и инспекции PCB, можно внедрить стандарт IPC почти для каждой фазы производства.

Для достижения высококачественных, надежных продуктов, отвечающих ожиданиям клиентов, компании, участвующие в производстве PCB и использующих их продуктах, обязаны привергаться качеству через стандарты IPC и сертификации для печатных плат.

Соблюдение стандартов IPC может помочь компании улучшить свои процессы и продукты множеством способов. Ниже — четыре ключевых преимущества:

1. Повышение качества и надежности продукции

Соблюдение стандартов IPC на протяжении производственного процесса помогает компаниям улучшить качество и надежность своих продуктов. Создание продуктов, которые работают лучше и служат дольше, делает компанию более конкурентоспособной и прибыльной, а также повышает удовлетворенность клиентов.

Стандарты IPC помогают улучшить процессы и повысить согласованность продукции. Использование стандартов IPC при инспекции PCB и других продуктов обеспечивает последовательное качество.

2. Улучшение коммуникации

Соблюдение стандартов IPC улучшает коммуникацию как внутри компании, так и внешне, гарантируя, что все используют единую терминологию и согласны в ожиданиях. Внутри компании сотрудники, говорящие на одном языке, могут сотрудничать и легче вносить необходимые изменения для улучшений. Стандарты IPC также улучшают коммуникацию с клиентами, поставщиками, регуляторами и др. Использование общей терминологии предотвращает недопонимание, ведущее к задержкам производства, несоответствиям и потенциально недовольным клиентам.

3. Снижение затрат

Улучшения, следующие из использования стандартов IPC, помогают снизить затраты. Повышение качества и минимизация недопонимания уменьшают вероятность задержек и переделок. Стандарты IPC также позволяют компаниям минимизировать использование ресурсов и повысить эффективность.

4. Повышение репутации и новые возможности

Соблюдение международно признанных стандартов, таких как IPC, дает компании мгновенную надежность. Даже если кто-то ничего не знает о вашем бизнесе, увидев, что вы следуете стандартам IPC, он может быть уверен в вашей приверженности качеству. Стандарты IPC повышают качество ваших продуктов, улучшая репутацию. В конечном итоге следование этим стандартам помогает привлечь клиентов, открыть двери к новым возможностям и стать более конкурентоспособным.

Терминология стандартов IPC, которую нужно знать

Для помощи пользователям в понимании и работе со своими стандартами IPC предоставляет определения используемых терминов. Эта общая терминология также помогает сделать коммуникацию более точной и эффективной в отрасли. Полный список имен и определений можно приобрести у IPC, но ниже можно ознакомиться с некоторыми основными терминами и классификациями:

Что означают классы IPC?

IPC разделяет PCB в электронном производстве на три класса. Эти классы сигнализируют о качестве PCB: Класс 1 — низшее качество, Класс 3 — высшее. Компании, производящие электронику с PCB, должны знать эти классы, так как они диктуют спецификации безопасности и производительности для инспекций и стандарты качества, применяемые к продуктам.

Узнайте больше о том, как IPC определяет три класса электронных продуктов:

• Класс 1 — общие электронные продукты: Основное требование — функция завершенной IPC-сборки. Включает большинство типичных повседневных продуктов и потребительскую электронику.
• Класс 2 — специализированные сервисные электронные продукты: Должны иметь высокую надежность и длительный срок службы. Непрерывная работа предпочтительна, но не критична. Среда эксплуатации обычно не вызывает отказов. Примеры: микроволновки, ноутбуки.
• Класс 3 — высокопроизводительные электронные продукты: Должны обеспечивать непрерывную работу или работу по требованию. Недопустимо время простоя оборудования, среда эксплуатации может быть исключительно суровой. Оборудование должно функционировать при необходимости. Эта категория включает критические системы: системы жизнеобеспечения. Класс 3 PCB используются в передовых медицинских приборах, чистых технологиях и машинном обучении.

Другая терминология

Помимо классификаций электронных продуктов, есть несколько других терминов, с которыми полезно ознакомиться. Поскольку IPC часто использует следующие термины, вы, вероятно, встретите их при производстве PCB:

• Приемо-сдаточные испытания (Acceptance tests): Испытания, необходимые для определения приемлемости продукта, согласованные покупателем и продавцом.
• Сборка (Assembly): Несколько деталей, подсборок или их комбинаций, соединенных вместе.
• Сопротивление (Resist): Покрывающий материал для маскирования или защиты определенных участков узора в процессе производства или тестирования от действия травленника, наплавиления, припоя или других покрытий.
• Интегральная схема (Integrated circuit): Комбинация неразделимо связанных элементов схемы, сформированных на месте и взаимосвязанных на или внутри единого базового материала для выполнения функции микросхемы.
• Прочность на изгиб (Flexural strength): Предел прочности на растяжение внешнего волокна материала, которое должно изгибаться.
• Критическая операция (Critical operation): Одна процедура из общего процесса, оказывающая существенное влияние на характеристики готового продукта.
• Индикатор процесса (Process indicator): Отклонение на продукте, не вредящее его надежности, монтажу или функции, например, изменение цвета изоляции или паяной шов с пористостью.

 

История стандартов IPC

Электронная промышленность значительно изменилась за годы с внедрением новых технологий, регуляций и ожиданий. По мере эволюции отрасли стандарты IPC развивались вместе с ней. Краткий обзор истории стандартов IPC:

1950-1970-е годы

Как упоминалось ранее, Институт печатных цепей изначально сформировался в 1957 году, когда шесть производителей PCB объединились.

Через год после основания IPC опубликовала книгу «Как проектировать и специфицировать печатные цепи». Книга стала первым крупным изданием организации и продалась более чем в 25 000 экземпляров.

В 1964 году IPC опубликовала начальную версию IPC-A-600, «Приемлемость печатных плат» — стандарт IPC для требований приемлемости голых PCB. Стандарт прошел семь редакций и обновлений. Сегодня он остается ведущим источником визуальной поддержки для требований приемлемости голых плат в серии IPC-6010.

В 1977 году IPC сменила название на Институт взаимосвязи и упаковки электронных схем в ответ на растущее число компаний по электронной сборке, вовлеченных в ассоциацию.

В следующем году организация спонсировала свое первое крупное международное мероприятие — Всемирную конвенцию по печатным цепям. Проведенная в Лондоне, она включала ассоциации печатных плат со всего мира. Помимо IPC, спонсорами были Европейский институт печатных цепей, Институт технологий схем UK, Японская ассоциация печатных цепей и Группа печатных цепей Института металлообработки UK.

1980-2000-е годы

В 1983 году IPC опубликовала первую версию IPC-A-610, «Приемлемость электронных сборок». Стандарт стал наиболее публикуемым и ссылаемым в истории организации.

1994 год ознаменовался открытием IPC Printed Circuits Expo в Бостоне с более чем 1700 участниками. Экспо включало почти 100 комитетских совещаний, 60 технических статей и 17 мастер-классов по разработке стандартов.

1994 год — первый раз, когда IPC предложила программу сертификации и обучения для «Приемлемости электронных сборок», IPC-A-610B. Эта программа остается одной из самых популярных организации. Сегодня IPC выдала более 10 000 сертификатов инструкторов для программы. Эти сертифицированные инструкторы обучили около 125 000 отраслевых профессионалов.

В 1997 году IPC впервые представила свои стандарты ANSI для одобрения.

В 1998 году организация официально сменила название на IPC и приняла слоган «Association Connecting Electronics Industries» для упрощения названия и уменьшения путаницы.

В 1999 году IPC выпустила позицию по использованию свинца в производстве PCB и электронной сборке. Также началась разработка дорожной карты безсвинцового производства.

2000 года — настоящее время

В 2002 году IPC представила один из самых широко используемых и хорошо принятых стандартов — IPC-A-620, «Требования и приемка для сборок кабелей и проводных жгутов».

В 2007 году организация отметила 50-ю годовщину.

В 2008 году отрасли приходилось справляться с внедрением безсвинцового припоя. В ответ на трудности перехода IPC сотрудничала с Joint Electron Device Engineering Council и Electronic Components Association для создания стандарта IPC-J-STD-075, «Классификация не-IC электронных компонентов для процессов сборки».

В 2010 году IPC выпустила IPC-1601, «Руководства по обращению и хранению печатных плат», дающая рекомендации по защите PCB от загрязнения, поглощения влаги, деградации паяльности, электростатического разряда и физических повреждений.

В 2017 году IPC отметила 60-ю годовщину. К тому времени организация имела более 4000 членских сайтов в 79 странах.

Примеры стандартов IPC

Существуют стандарты IPC для почти каждой фазы процесса производства PCB. Чтобы дать представление о том, что эти стандарты включают, ознакомьтесь со следующими примерами:

• Что такое IPC-2581? IPC-2581 — общий стандарт для передачи информации между проектировщиком PCB и производителем или сборщиком. Обеспечивает стандартизированный формат обмена проектными данными для согласованных производственных результатов.
• Что такое IPC-2221? IPC-2221 — стандартное руководство для процесса проектирования PCB. В серии 2220 также есть стандарт для гибких PCB, а также стандарты для жестких и MCM-L PCB. IPC-2221 охватывает темы: компоновка дизайна, списки деталей, материалы, механические и физические свойства, электрические свойства, тепловое управление и многое другое.
• Что такое IPC-4101C? IPC-4101C охватывает требования к базовым материалам, обычно называемым ламинат или препрег, в основном для использования с жесткими печатными платами или многослойными платами. Регулирует используемые материалы, их размеры и свойства.
• Что такое IPC-6012B? IPC-6012B устанавливает требования к квалификации и производительности для изготовления жестких PCB. Предлагает требования для различных классов продуктов в областях: структурная целостность, паяльность, интервалы проводников.
• Что такое IPC-A-600F? IPC-A-600F устанавливает критерии приемки для PCB. Описывает, какие наблюдаемые условия платы приемлемы и несоответствующие — а также целевые условия — для всех частей PCB, от золотых контактов до медной наплавки. Это визуальное представление требований, изложенных в других спецификациях.
• Что такое J-STD-001? IPC J-STD-001 описывает материалы, методы и другие критерии для создания высококачественных паяных межсоединений. Фокусируется на контроле процесса и устанавливает требования для ряда типов электронных продуктов.
• Что такое IPC-A-610? IPC-A-610, «Приемлемость электронных сборок», предоставляет критерии приемки готовых продуктов. Это самый широко используемый стандарт, публикуемый IPC.
• Что такое IPC-A-620? IPC-A-620 предоставляет критерии приемки кабельных, проводных и жгутовых сборок и может служить автономным документом для закупки продуктов.
• Что такое IPC-TM-650? IPC-TM-650 предоставляет руководства для оценки различных аспектов PCB. Например, метод испытаний IPC-TM-650 2.6.14.1 описывает методы тестирования склонности платы к поверхностной электрохимической миграции. Тест измеряет сопротивление течению тока по поверхности субстрата PCB. IPC-TM-650-2.3.25.1 описывает метод ионного чистотного тестирования голых печатных проводных плат, что важно, так как ионное загрязнение может вызывать дефекты PCB.

 

Наша приверженность качеству

Стандарты IPC необходимы для всех компаний, участвующих в производстве PCB и электронных продуктов. Они помогают обеспечить качественные продукты, снизить затраты, оптимизировать коммуникацию, повысить конкурентоспособность и улучшить надежность.

Millennium Circuits привержена этим стандартам качества, а также своему девизу «Redefining Customer Service» (Переопределение клиентского сервиса). Мы стремимся предоставить вам идеальный PCB для ваших потребностей каждый раз.

Есть вопросы о стандартах IPC, процессе проектирования PCB или потребностях вашего проекта? Вы можете связаться с нами, заполнив эту форму или позвонив нам по телефону 717-558-5975. Также можно заполнить форму быстрой котировки. Ждем вашего обращения.

Запросить бесплатную котировку