Coses que cal saber sobre els estàndards IPC en el disseny de PCB

Quan es tracta de components electrònics o dispositius electrònics, sempre hi ha certs tipus d’estàndards que asseguren la fiabilitat i la qualitat del producte. En el cas de les PCB o les plaques de circuit imprès, s’utilitzen les normes IPC per garantir la qualitat durant tot el procés de fabricació. En aquest article, analitzarem els estàndards IPC per al PCB el seu propòsit i el que hauríem de considerar com a enginyer que dissenya el PCB.

Si sou un principiant absolut i tot just comenceu a dissenyar PCB, podeu considerar llegir aquest article bàsic de PCB i tornar-hi. També podeu comprovar els diversos projectes de PCB que hem construït al llarg del camí si sou més un maquinari. Dit això, tornem als nostres estàndards IPC per al disseny de PCB.

Què és la norma IPC?

IPC-Association Connecting Electronics Industries és una associació comercial mundial que estableix certes normes per a la fabricació de PCB i altres tipus de components electrònics. A part de la fabricació, també proporciona estàndards per al muntatge, protecció d'equips electrònics, formació, investigació de mercats i defensa de polítiques públiques.

L'IPC té més de 4500 empreses de tot el món com a membres, aquests membres pertanyen a diversos aspectes de la indústria electrònica, com ara dissenyadors, fabricants de taulers, proveïdors, empreses de muntatge i fabricants d'equips.

Història darrere de IPC

IPC és una organització impulsada per membres que va ser formada per sis fabricants de plaques de circuits impresos l'any 1957, en el nom d '" Institut per a plaques de circuits impresos ". L’organització es va formar amb la intenció d’eliminar els obstacles de la cadena de subministrament, crear normes industrials i donar suport a l’avanç de la indústria.

Més tard, l'organització va canviar el seu nom per Institut per a la interconnexió i l'embalatge de circuits electrònics, a partir de l'any 1999 van adoptar el nom d'IPC amb el lema Association Connecting Electronics Industries. Però, el formulari complet per a IPC significa l' Institut del Circuit Imprès. La seu central d’IPC es troba a Bannockburn lll, també té oficines a països importants com els Estats Units, la Xina, l’Índia, Suècia i Rússia.

Per què és important la norma IPC?

Els estàndards IPC asseguren que els fabricants construeixin plaques de PCB segures, fiables i d’alt rendiment prestant atenció als detalls de la fabricació i dedicant-se a mantenir la qualitat durant tot el procés de fabricació.

Aquests estàndards ajuden a diferents empreses a mantenir els mateixos paràmetres per a la garantia i la fiabilitat de la qualitat dels PCB, de manera que puguin satisfer les expectatives dels clients juntament amb la millora del procés de producció de moltes maneres diferents.

Els estàndards IPC donen suport als fabricants de PCB de moltes maneres

Manteniment de la qualitat i fiabilitat del producte final: les normes IPC ajudaran els fabricants a construir productes amb una qualitat i fiabilitat millorades. Quan el fabricant mantingui les normes des del primer pas del procés de fabricació, el producte final tindrà la capacitat de funcionar millor i durarà més temps. Cal mantenir la qualitat i la fiabilitat del producte per competir en la indústria electrònica, de manera que els fabricants sempre han de mantenir aquests dos factors.

Mantenir la coherència: mantenir la coherència en la qualitat i altres paràmetres és la tasca més difícil per als fabricants. Mantenint la certificació IPC, els fabricants de PCB poden mantenir la seva consistència i, en última instància, la satisfacció del client.

Millor comunicació: els estàndards IPC asseguren que s’ha utilitzat el mateix llenguatge tant intern com extern per definir les terminologies associades al cicle de vida d’un dispositiu electrònic, cosa que també redueix els riscos de mala comunicació. Amb les normes IPC, els clients, proveïdors, venedors, reguladors i altres persones implicades en el procés tindran una millor comunicació entre ells.

Manté la reputació: l’IPC és un estàndard reconegut internacionalment, per la qual cosa és conegut per tots els individus de la indústria electrònica. Si contracteu una persona nova que no sap res de la vostra empresa i si heu seguit l’estàndard IPC a la vostra indústria, segur que pot seguir la vostra reputació sense cap dificultat. Per tant, aquest procés millorarà la qualitat del vostre producte i millorarà la vostra reputació perquè pugueu atraure més clients cap al vostre producte.

Reducció de costos: quan seguiu els estàndards IPC en tots els passos del procés de fabricació, el producte final tindrà una millor qualitat i també serà fiable d’utilitzar, per tant no cal fer controls de qualitat per a cada producte una vegada es fabrica, això reduirà els costos de proves. Com que tots els membres del procés utilitzen les mateixes terminologies per a la comunicació, les possibilitats de retards i reelaboracions a causa de la mala comunicació també disminueixen, els retards i les reelaboracions també costen a l’empresa.

Classes d’electrònica basades en normes IPC

Segons les normes IPC, tots els productes electrònics es classifiquen en tres classes diferents.

Classe 1 (productes electrònics generals)

Els productes de la classe 1 són els productes electrònics generals que fem servir cada dia; els requisits principals d’aquest producte són la funció que ofereixen. Com que l'operació del producte final és més important, aquesta classe es considera una de les classes més indulgents a l'hora de permetre possibles defectes. La majoria de les plaques de PCB no pertanyen a la classe 1. L’electrònica de classe 1 sol tenir un cicle de vida més curt, el millor exemple d’un producte de classe 1 és una llanterna.

Classe 2 (productes electrònics de servei dedicat)

Els productes que requereixen un rendiment continuat i una vida útil prolongada pertanyen a aquesta classe. Els productes d’aquesta classe se centren principalment en serveis ininterromputs, de manera que s’asseguren que aquests productes no tinguin cap problema durant l’operació. Alguns dels millors exemples d’electrònica de classe 2 són la placa base d’un ordinador o una tauleta, les plaques de circuit en electrodomèstics com la televisió, l’aire condicionat, etc.

Classe 3 (producte electrònic d’alta fiabilitat)

L’electrònica de la classe tres té uns estàndards elevats que estan destinats a l’aplicació crítica. Els dispositius d’aquesta classe haurien de proporcionar un rendiment continu o un rendiment a la carta. Els aparells electrònics de classe 1 solen ser més econòmics i fàcilment substituïbles i els electrònics de classe 2 són dispositius que requereixen un cicle de vida llarg, mentre que els electrònics de classe 3 són elements crítics per a la missió. Els millors exemples que descriuen l'electrònica de la classe tres són el marcapassos i el radar militar, que són necessaris per ser altament fiables i garantir un subministrament ininterromput de serveis.

Condicions utilitzades a IPC per refinar un producte

Condició objectiu: es tracta de l’estat gairebé perfecte que tots els fabricants intentaran assolir, fins i tot no sempre es pot aconseguir aquesta condició.

Condició acceptable: no és la condició ideal acceptada, ja que podria haver-hi compensacions entre el disseny i el rendiment, però aquesta condició ofereix una gran fiabilitat.

Condició de defecte: si el producte es troba en defecte, es rebutjarà ja que ha de ser reelaborat o reparat.

Estat de l’indicador de procés: hi ha certes condicions que no afecten ni la forma ni la funció del producte, però aquesta condició estarà disponible al producte a causa del material, el disseny o els factors relacionats amb la màquina.

Alguns dels estàndards IPC més utilitzats

IPC-2581: és l'estàndard que s'utilitza per enviar informació entre un dissenyador de PCB i un fabricant o empresa de muntatge. Ajuda a oferir un format estandarditzat per a l'intercanvi de dades de disseny que ajuden a garantir resultats de producció consistents.

IPC-2221: és l’estàndard que s’utilitza per al disseny dels PCB, aquesta norma tracta els temes associats al disseny d’un PCB com ara el disseny, la disposició, els materials, les propietats mecàniques i físiques, les propietats elèctriques, les limitacions tèrmiques, la llista de peces i més.

IPC-6012B: estableix la qualificació i el rendiment requerits per a la fabricació de PCB rígids. Ofereix els requisits dels productes en àrees com la integritat estructural, la soldabilitat i l’espaiat dels conductors.

IPC-A-600F: estableix els criteris acceptables per als PCB, descriu quina és la condició objectiu del PCB i quines són les condicions acceptables i no conformes per a totes les parts del PCB. Descriu des de la digitació d'or fins al revestiment de coure.

IPC-TM-650: IPC ha publicat els mètodes de prova per a plaques de PCB sota IPC-TM-650, proporciona les pautes per avaluar diversos aspectes dels PCB. Proporciona els mètodes de prova per provar la propensió d'una placa a la migració electromagnètica superficial, mesurar la resistència al corrent de flux a través d'una superfície de substrat de PCB, mètodes per provar la neteja iònica i molt més.

A part d’aquests estàndards, hi ha molts més estàndards per a tots els aspectes de la placa PCB que dissenyen fins i tot els aspectes més mínims que ni tan sols podríeu imaginar. Tots aquests estands se centren a oferir productes electrònics millors que siguin fiables per utilitzar-los.