Wissenswertes zu den IPC-Standards beim Leiterplatten-Design

Wenn es um elektronische Komponenten oder elektronische Geräte geht, gibt es immer bestimmte Arten von Standards, die die Zuverlässigkeit und Qualität des Produkts gewährleisten. Bei Leiterplatten oder Leiterplatten werden die IPC-Standards verwendet, um die Qualität während des gesamten Herstellungsprozesses sicherzustellen. In diesem Artikel werden wir uns mit den IPC-Standards für Leiterplatten befassen, deren Zweck und was wir als Ingenieur, der die Leiterplatte entwirft, davon berücksichtigen sollten.

Wenn Sie ein absoluter Anfänger sind und gerade erst mit dem Entwerfen von Leiterplatten beginnen, können Sie diesen grundlegenden Artikel über Leiterplatten lesen und dann auf diesen zurückkommen. Sie können sich auch die verschiedenen PCB-Projekte ansehen, die wir auf diesem Weg erstellt haben, wenn Sie eher eine Hardware-Person sind. Lassen Sie uns dennoch zu unseren IPC-Standards für das PCB-Design zurückkehren.

Was ist IPC-Standard?

Die IPC-Association Connecting Electronics Industries ist eine globale Handelsvereinigung, die bestimmte Standards für die Herstellung von Leiterplatten und anderen Arten von Elektronikkomponenten festlegt. Neben der Herstellung bietet es auch Standards für die Montage, den Schutz elektronischer Geräte, Schulungen, Marktforschung und die Befürwortung der öffentlichen Ordnung.

Der IPC hat mehr als 4500 Unternehmen auf der ganzen Welt als Mitglieder. Diese Mitglieder stammen aus verschiedenen Bereichen der Elektronikindustrie wie Designern, Leiterplattenherstellern, Zulieferern, Montageunternehmen und Geräteherstellern.

Geschichte hinter IPC

IPC ist eine von Mitgliedern betriebene Organisation, die im Jahr 1957 von sechs Leiterplattenherstellern im Namen des „ Instituts für Leiterplatten “ gegründet wurde. Die Organisation wurde mit der Absicht gegründet, die Hindernisse in der Lieferkette zu beseitigen, Industriestandards zu schaffen und den Fortschritt der Branche zu unterstützen.

Später änderte die Organisation ihren Namen in Institut für das Verbinden und Verpacken elektronischer Schaltungen. Ab 1999 haben sie den Namen IPC mit dem Slogan Association Connecting Electronics Industries übernommen. Das vollständige Formular für IPC steht jedoch für das Institute of Printed Circuit. Der Hauptsitz von IPC befindet sich in Bannockburn III und verfügt über Niederlassungen in wichtigen Ländern wie den USA, China, Indien, Schweden und Russland.

Warum ist der IPC-Standard wichtig?

Die IPC-Standards stellen sicher, dass die Hersteller sichere, zuverlässige und leistungsstarke Leiterplatten herstellen, indem sie auf die Details der Herstellung achten und sich für die Aufrechterhaltung der Qualität während des gesamten Herstellungsprozesses einsetzen.

Diese Standards helfen verschiedenen Unternehmen, die gleichen Parameter für die Qualitätssicherung und Zuverlässigkeit von Leiterplatten beizubehalten, damit sie die Erwartungen der Kunden erfüllen und den Produktionsprozess auf vielfältige Weise verbessern können

Die IPC-Standards unterstützen Leiterplattenhersteller in vielerlei Hinsicht

Aufrechterhaltung der Qualität und Zuverlässigkeit des Endprodukts: Die IPC-Standards helfen den Herstellern, Produkte mit verbesserter Qualität und Zuverlässigkeit herzustellen. Wenn der Hersteller die Standards vom ersten Schritt des Herstellungsprozesses an einhält, kann das Endprodukt eine bessere Leistung erbringen und hält länger. Die Qualität und Zuverlässigkeit des Produkts sollte erhalten bleiben, um in der Elektronikindustrie wettbewerbsfähig zu sein. Daher sollten die Hersteller diese beiden Faktoren stets beibehalten.

Aufrechterhaltung der Konsistenz: Die Aufrechterhaltung der Konsistenz in Bezug auf Qualität und andere Parameter ist die schwierigste Aufgabe für die Hersteller. Durch die Aufrechterhaltung der IPC-Zertifizierung können die Leiterplattenhersteller ihre Konsistenz aufrechterhalten, was letztendlich zur Kundenzufriedenheit führt.

Bessere Kommunikation: Die IPC-Standards stellen sicher, dass sowohl intern als auch extern dieselbe Sprache verwendet wurde, um die mit dem Lebenszyklus eines elektronischen Geräts verbundenen Terminologien zu definieren, wodurch auch das Risiko von Missverständnissen verringert wird. Mit IPC-Standards können Kunden, Lieferanten, Lieferanten, Aufsichtsbehörden und andere am Prozess beteiligte Personen besser miteinander kommunizieren.

Bewahrt das Ansehen: Der IPC ist ein international anerkannter Standard, daher ist er jedem Einzelnen in der Elektronikindustrie bekannt. Wenn Sie eine neue Person einstellen, die nichts über Ihr Unternehmen weiß und den IPC-Standard in Ihrer Branche befolgt hat, kann sie Ihrem Ruf ohne Schwierigkeiten folgen. Daher verbessert dieser Prozess die Qualität Ihres Produkts und Ihren Ruf, sodass Sie mehr Kunden für Ihr Produkt gewinnen können.

Kostenreduzierung: Wenn Sie in jedem Schritt des Herstellungsprozesses die IPC-Standards befolgen, ist das Endprodukt von besserer Qualität und zuverlässig zu verwenden. Daher müssen keine Qualitätsprüfungen für jedes einzelne Produkt durchgeführt werden wird es hergestellt, dies reduziert die Testkosten. Da jeder im Prozess die gleichen Terminologien für die Kommunikation verwendet, verringern sich auch die Möglichkeiten von Verzögerungen und Nacharbeiten aufgrund von Missverständnissen, Verzögerungen und Nacharbeiten kosten das Unternehmen ebenfalls.

Elektronikklassen basierend auf IPC-Standards

Gemäß den IPC-Standards werden alle elektronischen Produkte in drei verschiedene Klassen eingeteilt.

Klasse 1 (Allgemeine elektronische Produkte)

Die Produkte der Klasse 1 sind die allgemeinen Elektronikprodukte, die wir täglich verwenden. Die Hauptanforderungen an dieses Produkt sind die Funktionen, die sie erfüllen. Da der Betrieb des Endprodukts wichtiger ist, wird diese Klasse als eine der mildesten Klassen angesehen, wenn es darum geht, potenzielle Fehler zuzulassen. Die Leiterplatten fallen meist nicht unter Klasse 1. Die Elektronik der Klasse 1 hat normalerweise einen kürzeren Lebenszyklus. Das beste Beispiel für ein Produkt der Klasse 1 ist eine Taschenlampe.

Klasse 2 (Dedicated Service Electronics-Produkte)

Die Produkte, die eine kontinuierliche Leistung und eine längere Lebensdauer erfordern, fallen unter diese Klasse. Produkte dieser Klasse konzentrieren sich hauptsächlich auf unterbrechungsfreie Dienste. Daher stellen sie sicher, dass diese Produkte während des Betriebs keine Fehler aufweisen. Einige der besten Beispiele für Elektronik der Klasse 2 sind das Motherboard eines Computers oder Tablets, Leiterplatten in Haushaltsgeräten wie Fernseher, Klimaanlage usw.

Klasse 3 (hochzuverlässiges elektronisches Produkt)

Elektronik der Klasse drei hat hohe Standards, die für die kritische Anwendung bestimmt sind. Die Geräte dieser Klasse sollten eine kontinuierliche Leistung oder Leistung bei Bedarf bieten. Die Elektronik der Klasse 1 ist normalerweise billiger und leicht austauschbar, und die Elektronik der Klasse 2 sind Geräte, die einen langen Lebenszyklus erfordern, während die Elektronik der Klasse 3 geschäftskritische Elemente sind. Die besten Beispiele für die Elektronik der Klasse drei sind der Schrittmacher und das Militärradar, die für eine hohe Zuverlässigkeit und eine unterbrechungsfreie Leistungserbringung erforderlich sind.

In IPC verwendete Bedingungen zum Verfeinern eines Produkts

Zielbedingung: Dies ist die nahezu perfekte Bedingung, die alle Hersteller anstreben, auch wenn diese Bedingung möglicherweise nicht immer erreicht wird.

Akzeptabler Zustand: Dies ist nicht der ideale akzeptierte Zustand, da es zu Kompromissen zwischen Design und Leistung kommen kann, aber dieser Zustand bietet eine hohe Zuverlässigkeit.

Fehlerzustand: Wenn sich das Produkt in einem Fehlerzustand befindet, wird es zurückgewiesen, da es überarbeitet oder repariert werden muss.

Prozessindikatorbedingung: Es gibt bestimmte Bedingungen, die weder die Form noch die Funktion des Produkts beeinflussen. Diese Bedingung ist jedoch aufgrund von Material-, Design- oder maschinenbezogenen Faktoren im Produkt verfügbar.

Einige der häufig verwendeten IPC-Standards

IPC-2581: Dies ist der Standard zum Senden von Informationen zwischen einem Leiterplattenkonstrukteur und einem Hersteller oder einer Montagefirma. Es hilft bei der Bereitstellung eines standardisierten Formats für den Austausch von Konstruktionsdaten, um konsistente Produktionsergebnisse sicherzustellen.

IPC-2221: Es handelt sich um den Standard, der zum Entwerfen der Leiterplatten verwendet wird. Dieser Standard behandelt die mit dem Entwerfen einer Leiterplatte verbundenen Themen wie Entwurf, Layout, Materialien, mechanische und physikalische Eigenschaften, elektrische Eigenschaften, thermische Einschränkungen, Teileliste und Mehr.

IPC-6012B: Es legt die Qualifikation und Leistung fest, die für die Herstellung von starren Leiterplatten erforderlich sind. Es liefert die Anforderungen an die Produkte in Bereichen wie strukturelle Integrität, Lötbarkeit und Leiterabstand.

IPC-A-600F: Es legt die akzeptablen Kriterien für die Leiterplatten fest und beschreibt, was der Zielzustand der Leiterplatte ist und welche Bedingungen für alle Teile der Leiterplatte akzeptabel und nicht konform sind. Es beschreibt alles von Goldfingern bis zur Verkupferung.

IPC-TM-650: IPC hat die Testmethoden für Leiterplatten unter IPC-TM-650 veröffentlicht. Es enthält Richtlinien zur Bewertung verschiedener Aspekte von Leiterplatten. Es bietet die Testmethoden zum Testen der Neigung einer Platine zur elektromagnetischen Oberflächenmigration, zum Messen des Widerstands gegen den Strömungsstrom über eine PCB-Substratoberfläche, Methoden zum Testen der Ionenreinheit und vieles mehr.

Abgesehen von diesen Standards gibt es viel mehr Standards für jeden Aspekt der Leiterplatte, die selbst die kleinsten Aspekte entwerfen, die Sie sich nicht einmal vorstellen können. Alle diese Stände konzentrieren sich auf die Lieferung besserer elektronischer Produkte, deren Verwendung zuverlässig ist.