Normy IPC - co warto wiedzieć na ich temat?

Zgodnie z treścią dokumentu IPC-A-600 rozróżniamy trzy ogólne klasy produktu końcowego w przemyśle elektronicznym. Celem wprowadzenia tej klasyfikacji było wskazanie następujących różnic:

• procesu produkcji,

• technologicznego zaawansowania,

• wymagań niezawodności funkcjonowania w zależności od przeznaczenia płyty.

Dodatkowo dokument ten definiuje trzy poziomy jakości:

• stan docelowy – stan w wielu przypadkach bliski ideałowi; to warunek pożądany ale nie zawsze osiągalny  i może nie być konieczny aby zapewnić niezawodności pracy płyty drukowanej;

• stan dopuszczalny – wskazuje stany niekoniecznie idealne, ale wystarczające do zapewnienia bezawaryjnej pracy płyty drukowanej; można określić że to swoiste minimum, jakie musi spełnić obwód drukowany;

• stan niezgodny – jak sama nazwa wskazuje, stan który może nie wystarczać do zapewnienia niezawodnej pracy płyty drukowanej, taki stan nie spełnia standardów normy IPC.

Stany oraz klasy opisane w IPC-A-600

Mają one na celu przedstawić typowe praktyki przemysłowe. Charakteryzują, precyzują i ułatwiają kwalifikację.

Klasą IPC o najniższych wymaganiach jest Klasa 1 – to ogólne produkty elektroniczne domowego zastosowania – zabawki, nieskomplikowane urządzenia i sprzęty AGD i niektóre sprzęty komputerowe, o ograniczonym czasie życia, gdzie jedynym wymaganiem jest działanie gotowego produktu.

Klasą IPC o wyższych wymaganiach jest Klasa 2 – to produkty ogólnej elektroniki przemysłowej i usługowej – sprzęt telekomunikacyjny, niektóre maszyny i urządzenia przemysłowe, produkty gdzie wymagana jest niezawodność i wydłużony czas życia, a nieprzerwane działanie jest pożądane, ale nie jest warunkiem krytycznym.

Klasą IPC o najwyższych wymaganiach jest Klasa 3 – to produkty najwyższej niezawodności – to produkty, gdzie krytyczna jest ciągłość i niezawodność działania, lub działanie na żądanie, niesprawność nie może być tolerowana, a produkt musi zadziałać zawsze, kiedy jest potrzebny. Powszechnie stosowaną praktyką jest przypisywanie klasy 3-ciej produktom dla przemysłu motoryzacyjnego, aparatury medycznej czy sprzętu zabezpieczającego.

Określenie klasy IPC wykonania należy do obowiązków kupującego. W przypadku akceptacji klasy przez producenta płytki, jego obowiązkiem jest spełnienie wytycznych dopuszczenia zawartych w IPC-A-600 oraz IPC6012 i innych powiązanych dokumentach.

Należy jednak wspomnieć, iż użycie jednej klasy IPC dla konkretnej charakterystyki nie oznacza, że wszystkie pozostałe charakterystyki muszą odpowiadać tej samej klasie IPC. Na przykład Klient może określić, że w wykonanych płytkach „Odstęp pomiędzy przewodnikami” powinien spełniać wymagania dla Klasy 3, a pozostałe cechy powinny spełniać wymagania dla klasy 2. Ale to Klient ponosi ostateczną odpowiedzialność za przyporządkowanie klasy, wg której ma być wykonany produkt. Dlatego też wymaganie takie musi być formalnie przekazane producentowi i przezeń zaakceptowane. W przypadku zaistnienia konfliktu, dokument IPC-A-600 precyzuje następującą kolejność pierwszeństwa:

1. Zlecenie zakupu (zawierające wyjątki do rysunku głównego, jeżeli istnieją).

2. Dokumentacja dostawy zawierająca szczegółowe wymagania Klienta (np. rysunek główny).

3. Inne dokumenty wskazane przez Klienta.

4. Specyfikacja niezawodności produktu końcowego, taka jest seria IPC-6010m jeżeli jest przywołana przez Klienta.

5. Niniejszy dokument dopuszczenia (tzn. Norma IPC-A-600).

W przypadku cech i charakterystyk nieujętych w powyższych dokumentach, będą one wiążące tylko i wyłącznie w przypadku sformułowania przez użytkownika i zaakceptowania przez producenta obwodu (as agreed between user and suplier).

TS PCB wykonuje obwody drukowane wg wytycznych Klasy 2. Na specjalne życzenie Klienta istnieje możliwość produkcji płyt w oparciu o wymagania Klasy 3.

 Jakie normy musi spełniać obwód drukowany?

Powszechnie stosowanymi specyfikacjami w produkcji obwodów drukowanych są dokumenty wydawane przez IPC. Dokumentem wiodącym jest zestaw IPC-6010 „Family of Board Performance Documents”, w którego skład wchodzą następujące specyfikacje:

• IPC-6011: Generic Performance Specification for Printed Boards

• IPC-6012C: Qualification and Performance Specification for Rigid Printed Boards (Specyfikacja zdolności i osiągów dla sztywnych płyt drukowanych)

• IPC-6013C: Qualification and Performance Specification for Flexible Printed Boards (Specyfikacja zdolności i osiągów dla giętkich płyt drukowanych)

• IPC-6015: Qualification & Performance Specification for Organic Multichip Module (MCM-L) Mounting & Interconnecting Structures

• IPC-6017: Qualification and Performance Specification for Printed Boards Containing Embedded Passive Devices

• IPC-6018C: Qualification and Performance Specification for High Frequency (Microwave) Printed Boards (Specyfikacja zdolności i osiągów dla płyt drukowanych wysokich częstotliwości)

Powyższe dokumenty ustanawiają minimalne wymagania na dopuszczenie dla obwodów drukowanych.

Standardy Produkcji Sztywnych Płyt Drukowanych

W przypadku najczęściej produkowanych sztywnych płyt drukowanych, zastosowanie ma standard IPC 6012C – specyfikacja ta ustanawia i definiuje wymagania zdolności i osiągów dla wytwarzania obwodów wg następujących typów:

• Jednostronnych

• Dwustronnych

• Wielowarstwowych bez ślepych lub zakrytych otworów przelotowych

• Wielowarstwowych ze ślepymi lub zakrytymi otworami przelotowymi

• Wielowarstwowych z rdzeniem metalowym bez ślepych lub zakrytych otworów przelotowych

• Wielowarstwowych z rdzeniem metalowym ze ślepymi lub zakrytymi otworami przelotowymi

Dokumentem bardziej szczegółowym, jest specyfikacja IPC-A-600 H „Kryteria dopuszczenia płyt drukowanych”. Opisuje ona stany preferowane, dopuszczalne i niezgodne z wymaganiami, które są dostrzegalne na zewnątrz lub wewnątrz obwodów drukowanych. Dokument ten przedstawia interpretacje wizualne minimalnych wymagań wykazanych w różnych specyfikacjach płytek drukowanych tj.: norma IPC-6010, J-STD-003 itp. Specyfikacja ta jest dokumentem towarzyszącym i uzupełniającym, dostarczającym ilustrowanych interpretacji wymagań serii IPC 6010.

Innymi dokumentami odnoszącymi się do jakości obwodów drukowanych są tzw. PERFAGI:

·       PERFAG 1D Nonplated-Through Boards (Płyty z otworami niemetalizowanymi)

·       PERFAG 2F Double-Sided Plated-Through PCBs (Dwustronne obwody drukowane)

·       PERFAG 3D Multilayer PCBs (Wielowarstwowe obwody drukowane)

·       PERFAG 4B Flexible and Rigid-Flex PCBs (Giętkie i sztywno-giętkie obwody drukowane)

Jednakże zostały one skutecznie wyparte przez dokumenty norm IPC, stąd ich stosunkowo mała popularność i coraz rzadsze stosowanie.

Należy jednak zwrócić uwagę, że wymagania Klienta mogą być inne niż wytyczne IPC czy PERFAG (np. bardziej restrykcyjne). Jednakże wszelkie odstępstwa od wymagań określonych w powyższych dokumentach, powinny być uzgodnione pomiędzy użytkownikiem, a dostawcą – stąd często stosowany skrót AABUS (as agreed between user and suplier). W praktyce oznacza to, iż muszą być one wyraźnie sformułowane przez użytkownika i zaakceptowane przez producenta obwodu. W przypadku braku ich sformułowania lub braku akceptacji, nie będą one wiążące dla stron.

Przydatne linki:

Sklep IPC: https://portal.ipc.org/Purchase/SearchCatalog.aspx

Sklep PERFAG: http://www.perfag.dk/en/specifications/specificatons/