IPC Třídy 2 VS 3. Třídy: Různé Konstrukční Pravidla

Jako obvod výrobci, návrháři se nás často ptají, o rozdíl mezi IPC, Třída 2 a Třída 3. Třída 1 existuje, i když zřídka vyrábíme desky, které spadají do této klasifikace. Většinou, i když konečné použití výrobku vyžaduje pouze třídu 1, uděláme z něj třídu 2, abychom zajistili lepší výkon. Tento článek vám pomůže pochopit různá pravidla návrhu pro desky s plošnými spoji třídy IPC 2 A třídy 3.

existují čtyři klasifikace IPC. Třída 1 je přiřazena deskám general electric s omezenou životností a „jednoduchou“ funkcí, jako jsou ty, které najdete na dálkových ovladačích. Třída 2 je určena pro specializované služby elektronických výrobků. To znamená, že očekáváte, že deska bude mít prodlouženou životnost, takže ji můžete umístit do televize, počítače nebo klimatizace. PCB třídy 3 jsou pevnější v tolerancích na rozdíl od desek třídy 1 a třídy 2. John Perry, ředitel standardů a technologie tištěných desek v IPC, vysvětlil:

„Třída 3 zahrnuje výrobky, kde pokračoval vysoký výkon nebo výkon-on-demand je kritická, produkt prostoje nemůže být tolerováno, end-použití prostředí může být neobyčejně krutý, a výrobek musí fungovat, když je požadováno.“

tyto desky plošných spojů jsou vysoce spolehlivé. Používají se například k dosažení vysokých výkonů v armádě nebo ve zdravotnictví. IPC-6012DS Třída 3A zahrnuje kosmickou a vojenskou avioniku. Jedná se o nejvyšší třídu pro desky s plošnými spoji.

Třída 1 – Obecné elektronické výrobky

1. Třídy, desky jsou přiřazeny k obecné elektronických desek s omezenou životností a jednoduchou funkci. Tato třída zahrnuje většinu typických každodenních produktů. Desky třídy 1 umožňují různé kosmetické vady, pokud to neovlivní fungování desky. Spolehlivost výrobku není u těchto typů desek kritickým faktorem. Například je lze nalézt v dálkových ovladačích televizoru, LED světlech, dětských hračkách atd. Jsou to nejlevnější desky k výrobě v průmyslu, ale přicházejí s omezenou délkou života.

třída 2 – vyhrazené služby elektronické výrobky

desky třídy 2 mají vyšší spolehlivost a prodlouženou životnost. Dodržují přísnější normy než třída 1, ale umožňují některé kosmetické nedokonalosti.

zde je výhodnější nepřetržitá služba, ale není kritická. Výrobky třídy 2 nejsou vystaveny extrémním podmínkám prostředí. Očekává se, že deska bude běžet nepřetržitě, ale její provoz není extrémně kritický. Tyto druhy desek jsou implementovány do notebooků, chytrých telefonů,tabletů, komunikačních zařízení atd.

3. Třídy – Vysoce výkonné elektronické výrobky

Třída 3 desky musí poskytovat i nadále výkon nebo výkon na vyžádání. Nemůže dojít k prostojům zařízení a prostředí pro konečné použití může být mimořádně drsné. Na těchto deskách s přísnými normami se provádí vysoká úroveň kontroly a testování. Díky tomu jsou desky třídy 3 vysoce spolehlivé. Do této kategorie patří kritické systémy, jako jsou systémy podpory života, vojenské vybavení,elektronické monitorovací systémy, automobilové PCB atd.

IPC 6012 Třída 3/

IPC-6012 třída 3/je relativně nová třída, která obsahuje prostor a vojenské avioniky. Toto je nejvyšší třída pro tištěné obvody. Třída 3/A desky volání pro velmi přísná výrobní kritéria od desky by měla zůstat v provozu v kritických podmínkách, jako jsou Outerspace, atd. Tyto desky jsou drahé na výrobu ve srovnání s ostatními třídami, protože musí být blízko k dokonalosti. Nacházejí se v letectví, vojenských vzdušných systémech a raketových systémech.

hlavní rozdíl mezi všemi těmito třídami je stupeň kontroly. Třídy definují přípustné vady při výrobě desek.

jaké jsou rozdíly mezi třídou 2 a třídou 3 pro montáž?

Umut Tosun, Aplikace, Technologie, Manažer Zestron Americe, vysvětlil, Že „velké rozdíly mezi Class 2 a Class 3 se nacházejí v umístění komponent pro povrchovou montáž komponent, požadavků na čistotu na základě zbytkové nečistoty na sestavy, tloušťky pokovování, jak je definován v pokovení otvoru a na povrchu Pcb.“

během montáže mohou být součásti pro montáž na povrch lehce umístěny mimo podložku. Tomu říkáme vizuální vada, protože obvykle neovlivňuje elektrický a mechanický výkon. Nezáleží tedy na deskách s plošnými spoji třídy 2. Třída 3 však nepřijímá žádnou nedokonalost a tento typ chybného kroku sestavy způsobí, že deska s plošnými spoji selže při kontrole.

množství náplně hlavně potřebné pro průchozí otvory je 50% pro třídu 2 a 75% pro třídu 3. Protože může být jemné dostat pastu do malých pokovených průchozích otvorů (PTH), Radou Sierry je navrhnout PTH 15 mil nad průměrem olova. Tímto způsobem budete mít na každé straně 7,5 mil, což usnadní plnění hlavně pastou.

Faktory	Třída 2	Třídy 3
Povrch-montáž komponentů	Může být mírně umístěna mimo podložku. (Považováno za vizuální vadu, neovlivňuje elektrické a mechanické vlastnosti)	nedokonalosti nejsou přijatelné, včetně vizuálních vad. Tento druh nedokonalost způsobí, že se obvod selhání kontroly
Množství barel naplnit	Přes-díra vede 50%	Přes-díra vede 75%

Jaké jsou rozdíly mezi Class 2 a Class 3 pro PCB manufacturing?

Prstencový kroužek a vrták breakout

Další téma, Třídy 2 a Třídy 3 se liší, je vrták breakouts. Třída 2 umožňuje průlomy z prstencového prstence, zatímco třída 3 nepřijímá žádné zvednuté nebo zlomené prstencové kroužky. Desky třídy 3 musí být vysoce spolehlivé a když dojde k útěku, je příliš obtížné zjistit, kolik je skutečně vylomeno a kolik to skutečně ovlivňuje spojení s podložkou. Pro třídu 2 je povoleno 90 stupňů odtržení díry od země za předpokladu, že jsou zachovány minimální boční rozestupy.

dirigent křižovatce nemůže být snížena o více než 20% z minimální vodič šířka uvedeno na technické kreslení. Spojení vodičů by nikdy nemělo být menší než 2 mil nebo minimální šířka vedení, podle toho, co je menší. Pro třídu 3 nesmí být minimální vnitřní prstencový prstenec menší než 1 mil. Vnější prstencový kroužek nesmí být menší než 2 mil. Měří se od vnitřku PTH hlavně k okraji pozemní podložky a může mít 20% snížení minimálního prstencového prstence v izolovaných oblastech v důsledku defektů, jako jsou jámy, zářezy, dírky nebo promáčknutí.

Tam bude rozdíl mezi navržen tak, mezikruží a vyráběných / aktuální mezikruží. To je způsobeno posunem materiálů během výrobního procesu desky plošných spojů. Pro splnění požadavků třídy 3, Sierra používá stroje Pluritec k objevování posunu materiálu, software pro opětovné měřítko umístění vrtáku, a vrtání zraku pro přesné umístění vrtáků.

IPC mezikruží kritéria přijatelnosti

Funkce	Třída 1	Třída 3	Třídy 3
Á-přes otvor	180⁰ mezikruží útěk ze země je přijatelné za předpokladu, minimální boční vzdálenost je zachována. spojení země / vodiče by nemělo být zmenšeno o více než 30% minimální šířky vodiče.	90⁰ průlom prstencového prstence ze země je přijatelný za předpokladu, že jsou zachovány minimální boční rozestupy. spojení země / vodiče by nemělo být zmenšeno o více než 20% minimální šířky vodiče. spojení vodičů by nemělo být menší než 0,05 mm nebo minimální šířka vedení, podle toho, co je menší.	minimální prstencový kroužek by neměl být menší než 0,05 mm. minimální vnější prstencový kroužek může mít 20% snížení minimální mezikruží.

jaká jsou konstrukční pravidla pro prstencové kroužky?

Chcete – li dosáhnout přijetí pro třídy 2 a třídy 3, postupujte podle níže uvedených tabulek publikovaných společností Altium. První dává mezikruží požadavky pro mechanicky vrtané slepý, pohřben, a přes otvory na ½ oz měď:

IPC Třídy 2 Drill & Pad, Průměr 1/2 oz Měď

Vrták	Pad	Anti-Pad	Tloušťka PCB	Poměr stran
0.006″	0.016″	0.026″	Až 0.039″	6.5:1
0.008″	0.018″	0.028″	Až 0.062″	7.75:1
0.010″	0.020″	0.030″	Až 0.100″	10:01
0.012″	0.022″	0.032″	Až 0.120″	10:01
0.0135″	0.024″	0.034″	Až 0.135″	10:01

IPC Třídě 3 Vrták & Pad, Průměr 1/2 oz Měď

Vrták	Pad	Anti-Pad	Tloušťka PCB	Poměr stran
0.008″	0.023″	0.033″	Až 0.062″	7.75:1
0.010″	0.025″	0.035″	Až 0.100″	10:01
0.012″	0.027″	0.037″	Až 0.120″	10:01
0.0135″	0.028″	0.038″	Až 0.135″	10:01

A tyto tabulky jsou pro různé tloušťky mědi:

Vrták & Pad Průměr	8 Vrstev nebo Méně	>8 Vrstvy
IPC, Třída 2	Pad Průměr Nad Drill	Pad Průměr Nad Vrtačka
1/4 oz Měď	0.010″	0.010″
3/8 oz Měď	0.010″	0.010″
1/2 oz Měď	0.010″	0.010″
1 oz Měď	0.012″	0.012″
2 oz Měď	0.014″	0.014″
3 oz Měď	0.016″	0.016″
4 oz Měď	0.018″	0.018″

Vrták & Pad Průměr	8 Vrstev nebo Méně	>8 Vrstvy	Drill & Pad Průměr	8 Vrstev nebo Méně	>8 Vrstvy
IPC, Třída 2	Pad Průměr Nad Drill	Pad Průměr Nad Drill	IPC Třídy 3A	Pad Průměr Nad Drill	Pad Průměr Nad Vrtačka
1/4 oz Měď	0.013″	0.015″
3/8 oz Měď	0.013″	0.015″
1/2 oz Měď	0.013″	0.015″	1/2 oz Měď	0.013″	0.015″
1 oz Měď	0.015″	0.017″	1 oz Měď	0.015″	0.017″
2 oz Měď	0.016″	0.018″	2 oz Měď	0.016″	0.018″
3 oz Měď	0.019″	0.021″
4 oz Měď	0.022″	0.024″

DPS dielektrické požadavek

minimální dielektrické pro Třídy 2 a Třídy 3 je 3,5 mil.

PCB průchozí otvor pokovování požadavek

požadavky třídy 3 jsou také více stahující pro dutin v mědi. Na Circuitnet, Paul Reid, Koordinátorka Programu na PWB Interconnect Solutions, řekl: „měděné void je místo, kde mědění v sudu díru chybí vystavovat dielektrického materiálu z vrtané díry. Třída 2 umožňuje jednu prázdnotu v 5% otvorů. Třída 3 a 3 / a neumožňuje žádné dutiny.“Požadavek na tloušťku pokovování pro třídu 2 je 0,8 mil na rozdíl od 1 mil pro třídu 3.

Toto je jen několik požadavků, které se liší mezi třídou 2 a třídou 3. Jako obvykle, nejlepší rada, kterou vám můžeme dát, je komunikovat s výrobcem PCB. Povedou vás a pomohou vám to napravit poprvé. Měli byste také požádat o průřez vaší desky, abyste se ujistili, že váš obchod splňuje vaši třídu 2 nebo třída 3 Požadavky. Pro podrobnější vysvětlení si přečtěte náš příspěvek k 6 problémům s DFM.

průřez PCB pro ověření požadavku SPECIFIKACE

vizuální a rentgenové kontroly nejsou vždy dostatečné k zajištění integrity desky. Chcete-li se ujistit, že váš výrobce PCB splnil vaše požadavky, požádejte o analýzu průřezu. Tato destruktivní technika je nejlepší způsob, jak ověřit vnitřní strukturu PCB, většinou pomocí mikroskopu. Test může zkontrolovat různé aspekty, jako jsou praskliny, dutiny v pájených spojích, výplň průchozích otvorů atd.

Níže je průřez Třídy 2 circuit board:

A toto je průřez Třídy 3A rada:

průřezu přes 4 vrstvy desky

V Sierra, jsme v procesu cross-sekcí pro každý obvod vyrábíme na každém kroku procesu výstavby. Kontrolujeme dielektrikum, plazmové leptání, tloušťku pájecí masky, Měď, Pokovování atd. A pokud nesplníme požadavky zákazníka, odmítneme desku a postavíme další. Pokud potřebujete zprávu, můžete požádat o konečný průřez. Zašleme vám dokument se vším, co jsme testovali a výsledky. Zpráva o analýze mikro sekcí vypadá takto:

Inspekce a přijetí kritérií

Po konečné použití výrobku, stupeň kontroly je to, co byste měli vzít v úvahu při výběru, které klasifikace DPS by měly spadat do. Mějte na paměti, že kontrola je jedním z faktorů, které zvyšují náklady, když sestava přechází ze třídy 2 do třídy 3.

když o tom přemýšlíte, PCBA (sestava desky s plošnými spoji) není jednoduchý úkol. Deska musí správně fungovat, jakmile je sestavena se všemi jejími součástmi, materiály a pájkou, aby je držela pohromadě. V závislosti na třídě, do které vaše deska spadá, se požadavky, které budete muset splnit pro kontrolu, budou lišit. To je, když se některé dokumenty IPC hodí k nastavení úrovně kritérií pro přijetí pro každou třídu produktů.

Dokumentace

Na Circuitnet, Leo Lambert, Viceprezident EPTAC, seznam nejvýznamnější dokumenty, které jsou „IPC 2220 series pro circuit board design a výroba, IPC 6010 série dokumentů pro deskové výkon a kvalitu, IPC-600 pro desky Přijatelnosti požadavky, J-STD-001 pro pájení požadavky a IPC-A-610 pro Přijatelnost požadavků.“

existuje mylná představa, že spojuje desky třídy 3 pouze s leteckým oborem. To je často pravda, ale třída 3 není výlučně pro letectví nebo jiné odvětví. Kritéria pro čtyři třídy IPC jsou založena na aplikaci produktu. Proto Třída 3 může být také kritériem pro avioniku, vojenské, průmyslové a lékařské aplikace.

dává smysl, že mnoho desek třídy 3 je určeno pro letecký průmysl. Produkty vypuštěné do vesmíru musí být vysoce spolehlivé, aby se zabránilo jakémukoli selhání, které by mohlo být kritické. A dodatečná kontrola je pro komerční a spotřebitelský trh příliš drahá.

pokud požadujete desku s plošnými spoji třídy 3, znamená to, že produkt musí být vyroben podle úplných kritérií IPC. To znamená, že konstrukční a výrobní týmy musí brát v úvahu výběr laminátu, tloušťku pokovování, požadavky na prstencový kroužek, výrobní procesy, kvalifikaci materiálu, uspořádání zařízení, kritéria kontroly atd. za účelem výroby desky, která splňuje všechny požadavky třídy 3.

další informace o návrhu získáte u našeho týmu konstrukčních služeb.

v dalším článku budeme diskutovat o třídě 3 pro flex podle IPC-6013, dokumentu o kvalifikaci a specifikaci výkonu pro flexibilní PCB.

Mezitím, můžete si přečíst náš článek o IPC-2581 nastavit do důchodu Gerber soubory a IPC-6012 nebo IPC-A-600, které normy byste měli použít?