IPC Class 2 VS Class 3: The Different Design Rules

as a circuit board manufacturer, suunnittelijat kysyvät meiltä usein IPC Class 2: n ja Class 3: n eroista. Luokka 1 ei ole olemassa, vaikka harvoin tuottaa levyt, jotka kuuluvat tähän luokitukseen. Useimmiten, vaikka tuotteen loppukäyttö edellyttää vain luokkaa 1, teemme siitä luokan 2 vain paremman suorituskyvyn varmistamiseksi. Tämä artikkeli auttaa sinua ymmärtämään IPC-luokan 2 ja luokan 3 piirilevyjen eri suunnittelusääntöjä.

IPC-luokituksia on neljä. Luokka 1 on osoitettu general electric-laudoille, joilla on rajoitettu käyttöikä ja” yksinkertainen ” toiminto, jollaisia löytyy esimerkiksi kaukosäätimistä. Luokka 2 on tarkoitettu erikoistuneille palveluelektroniikkatuotteille. Tämä tarkoittaa sitä, että odotat laudan olevan pitkäikäinen, joten voit sijoittaa sen televisioon, tietokoneeseen tai ilmastointilaitteeseen. Luokan 3 PCB ovat tiukempia toleranssit verrattuna luokan 1 ja luokan 2 levyt. John Perry, johtaja painetun kartongin standardien ja teknologian IPC, selitti:

” luokkaan 3 kuuluvat tuotteet, joissa jatkuva korkean suorituskyvyn tai tilaustehokkuuden ylläpitäminen on kriittistä, tuotteen seisokkeja ei voida suvaita, loppukäyttöympäristö voi olla harvinaisen ankara ja tuotteen on toimittava tarvittaessa.”

nämä piirilevyt ovat erittäin luotettavia. Niillä pyritään saavuttamaan korkeita suorituksia esimerkiksi armeijassa tai lääketieteessä. IPC-6012DS-Luokka 3A sisältää avaruus-ja sotilaslentokoneet. Se on painettujen piirilevyjen korkein luokka.

Luokka 1-Yleiset elektroniikkatuotteet

luokan 1 levyt luokitellaan yleisiin elektroniikkakortteihin, joiden käyttöikä on rajoitettu ja toiminta yksinkertainen. Tähän luokkaan kuuluvat tyypillisimmät arjen tuotteet. Luokan 1 Laudat sallivat erilaisia kosmeettisia virheitä niin kauan kuin se ei vaikuta hallituksen toimintaan. Tuotteen luotettavuus ei ole kriittinen tekijä tämäntyyppisissä levyt. Niitä löytyy esimerkiksi television kaukosäätimistä, LED-valoista, lasten leluista jne. Ne ovat edullisimmat levyt valmistaa teollisuudessa, mutta ne tulevat rajoitettu elinajanodote.

Class 2 – Dedicated service electronic products

Class 2-levyt ovat luotettavampia ja pitkäikäisempiä. Ne noudattavat tiukempia standardeja kuin luokka 1, mutta sallivat joitakin kosmeettisia puutteita.

tässä suositellaan keskeytymätöntä palvelua, mutta ei kriittistä. Luokan 2 tuotteet eivät altistu äärimmäisille ympäristöolosuhteille. Hallituksen odotetaan toimivan jatkuvasti, mutta sen toiminta ei ole äärimmäisen kriittistä. Tällaiset levyt toteutetaan kannettavissa tietokoneissa, älypuhelimissa, tableteissa, viestintälaitteissa jne.

Class 3 – High-performance electronic products

Class 3 boards must provide a continuous performance or performance on demand. Laitteiden seisokkeja ei voi olla, ja loppukäyttöympäristö voi olla poikkeuksellisen Ankara. Korkea tarkastus ja testaus suoritetaan näiden levyt tiukat standardit. Tämä tekee luokan 3 levyt erittäin luotettava. Tähän luokkaan kuuluvat kriittiset järjestelmät, kuten elossapitojärjestelmät, sotilastarvikkeet, elektroniset valvontajärjestelmät, autojen PCB jne.

IPC 6012 Class 3/A

IPC-6012 class 3/A on suhteellisen uusi luokka, joka sisältää avaruus-ja sotilaallista avioniikkaa. Tämä on painettujen piirien korkein luokka. Luokan 3 / A levyt edellyttävät erittäin tiukkoja valmistuskriteereitä, koska levyt olisi säilytettävä toimintakykyisinä kriittisissä olosuhteissa, kuten ulkoavaruudessa jne. Nämä levyt ovat kalliita valmistaa verrattuna muihin luokkiin, koska niiden on oltava lähellä täydellisyyttä. Niitä on ilmailu -, sotilaslentokone-ja ohjusjärjestelmissä.

suurin ero kaikkien näiden luokkien välillä on tarkastusaste. Luokat määrittelevät sallitut viat levyjen valmistuksen aikana.

mitkä ovat Kokoonpanoluokan 2 ja 3 erot?

Umut Tosun, Application Technology Manager, zestron America, selitti, ”suurimmat erot luokan 2 ja luokan 3 välillä löytyvät komponenttien sijoittelusta pinta-asennuskomponenteissa, puhtausvaatimuksista, jotka perustuvat jäännös epäpuhtauksiin kokoonpanoissa, pinnoituspaksuuksista sellaisina kuin ne on määritelty pinnoituksessa läpi-reiän ja PCB: n pinnalla.”

asennuksen aikana pinta – asennuskomponentit saattavat olla hieman irrallaan alustasta. Tämä on mitä kutsumme visuaalinen vika, koska se ei yleensä vaikuta sähköisen ja mekaanisen suorituskyvyn. Siksi sillä ei ole väliä luokan 2 piirilevyille. Luokka 3 ei kuitenkaan hyväksy mitään epätäydellisyyttä ja tämäntyyppinen kokoonpano harha aiheuttaa piirilevyn epäonnistumista tarkastuksessa.

Läpireikäisten johtimien täytön määrä on 50% luokassa 2 ja 75% luokassa 3. Koska se voi olla herkkä saada tahna pieniin päällystetty läpi reikiä (PTH), Sierran neuvo on suunnitella PTH 15 mils yli halkaisija johtaa. Näin saat 7,5 milliä kummallekin puolelle, mikä helpottaa tahnan täyttymistä tynnyriin.

tekijät	Luokka 2	luokka 3
pinta-asennuskomponentit	voidaan sijoittaa hieman pois alustasta. (Pidetään näköhäiriönä, ei vaikuta sähköiseen tai mekaaniseen suorituskykyyn)	epätäydellisyydet eivät ole hyväksyttäviä, mukaan lukien näköhäiriöt. tällainen epätäydellisyys aiheuttaa sen, että piirilevy epäonnistuu tarkastuksessa
tynnyrin täyttömäärä	läpireikäjohtimet 50%	läpireikäjohtimet 75%

mitkä ovat luokan 2 ja luokan 3 väliset erot PCB-valmistuksessa?

rengasrenkaan ja poran puhkeaminen

toinen aihealue Luokka 2 ja luokka 3 eroavat toisistaan on poran puhkeaminen. Luokka 2 sallii rengasrenkaan irtoamisen, kun taas luokka 3 ei hyväksy rengasrenkaan irtoamista tai murtumista. Luokan 3 levyjen on oltava erittäin luotettavia ja kun puhkeaminen on, on liian vaikea selvittää, kuinka paljon on todella rikki ja kuinka paljon se todella vaikuttaa yhteyden pad. Luokassa 2 sallitaan reiän purkautuminen maasta 90 astetta edellyttäen, että minimiväli sivusuunnassa säilyy.

johtimen liitosta ei voida pienentää enempää kuin 20% insinööripiirustuksessa määritellystä johtimen vähimmäisleveydestä. Johtimen liitos ei saa koskaan olla pienempi kuin 2 mils tai pienin linjan leveys, kumpi on pienempi. Luokan 3 osalta rengasmaisen renkaan pienin sisärengas ei saa olla alle 1 milliä. Ulkoinen rengasmainen rengas ei voi olla alle 2 mils. Se mitataan sisäpuolelta PTH tynnyri reunaan maa pad ja voi olla 20% vähennys vähintään rengasmainen rengas eristetyillä alueilla johtuen vikoja, kuten kuoppia, nirhaumia, neulanreiät, tai lommoja.

suunnitellun rengasrenkaan ja valmistetun / varsinaisen rengasrenkaan välillä on ero. Tämä johtuu materiaalien siirtymisestä piirilevyn valmistusprosessin aikana. Luokan 3 vaatimusten täyttämiseksi Sierra käyttää Pluritec-koneita havaitakseen materiaalin muutoksen, ohjelmistoja porauspaikkojen uudelleen skaalaamiseen ja vision-porausta porien täsmälliseen sijoittamiseen.

IPC rengasrenkaan hyväksymiskriteerit

ominaisuus	Luokka 1	luokka 3	luokka 3
pinnoitettu läpivientireikä	180⁰ rengasmainen rengasreikä maalta on hyväksyttävä, kunhan minimiväli sivusuunnassa säilyy. maa-ja johdinliitäntää ei saa pienentää enempää kuin 30 prosenttia johtimen vähimmäisleveydestä.	90⁰ rengasmainen rengasrikko maalta on hyväksyttävä, kunhan minimiväli sivusuunnassa säilyy. maa-ja johdinliitäntää ei saa pienentää enempää kuin 20 prosenttia johtimen vähimmäisleveydestä. johtimen liitoksen on oltava vähintään 0,05 mm tai linjan vähimmäisleveys sen mukaan, kumpi on pienempi.	rengasmaisen renkaan vähimmäismäärän tulee olla vähintään 0, 05 mm. rengasmaisen renkaan vähimmäismäärä voi pienentyä 20%.

mitkä ovat rengasrenkaiden suunnittelusäännöt?

luokkien 2 ja 3 hyväksymiseksi seuraa alla olevia altiumin julkaisemia taulukoita. Ensimmäinen antaa rengasmaisen renkaan vaatimukset mekaanisesti poratulle sokealle, haudatulle ja ½ Ozin kuparin reikien läpi:

IPC-luokan 2 poralle & tyynyn halkaisija 1/2 Ozin kuparille

Pora	Pad	Anti-Pad	piirilevyn paksuus	kuvasuhde
0.006″	0.016″	0.026 ”	asti 0.039″	6.5:1
0.008″	0.018″	0.028″	asti 0.062″	7.75:1
0.010″	0.020″	0.030″	asti 0.100″	10:01
0.012″	0.022″	0.032″	asti 0.120″	10:01
0.0135″	0.024″	0.034″	enintään 0, 135″	10:01

IPC Class 3 Pora & Pad halkaisija 1/2 oz kupari

Pora	Pad	Anti-Pad	piirilevyn paksuus	kuvasuhde
0.008″	0.023″	0.033″	asti 0.062″	7.75:1
0.010″	0.025″	0.035″	asti 0.100″	10:01
0.012″	0.027″	0.037″	asti 0.120″	10:01
0.0135″	0.028″	0.038″	asti 0.135″	10:01

ja nämä taulukot ovat eri kuparipaksuuksille:

Pora & tyynyn halkaisija	8 kerrosta tai vähemmän	>8 kerrokset
IPC Luokka 2	tyynyn halkaisija yli poran	tyynyn halkaisija yli poran
1/4 oz Copper	0.010″	0.010″
3/8 Oz Copper	0.010″	0.010″
1/2 oz Copper	0.010″	0.010″
1 oz Copper	0.012″	0.012″
2 oz Copper	0.014″	0.014″
3 oz Copper	0.016″	0.016″
4 oz Copper	0.018″	0.018″

Pora & tyynyn halkaisija	8 kerrosta tai vähemmän	>8 kerrokset	Poraus & padan halkaisija	8 kerrosta tai vähemmän	>8 kerrokset
IPC Luokka 2	padon halkaisija yli poran	padon halkaisija yli poran	IPC luokan 3a	padon halkaisija yli poran	padon halkaisija yli poran
1/4 oz Copper	0.013″	0.015″
3/8 Oz Copper	0.013″	0.015″
1/2 oz Copper	0.013″	0.015″	1/2 oz Copper	0.013″	0.015″
1 oz Copper	0.015″	0.017″	1 oz Copper	0.015″	0.017″
2 oz Copper	0.016″	0.018″	2 oz Copper	0.016″	0.018″
3 oz Copper	0.019″	0.021″
4 oz Copper	0.022″	0.024″

PCB: n Dielektrinen vaatimus

luokan 2 ja luokan 3 Dielektrinen minimi on 3,5 mils.

PCB-läpireiän pinnoitusvaatimus

luokan 3 vaatimukset supistavat myös kuparin tyhjiöitä. On Circuitnet, Paul Reid, ohjelmakoordinaattori PWB Interconnect Solutions, sanoi, ” kupari tyhjiö on, jos Kupari Pinnoitus tynnyri reikä puuttuu altistaa dielektrisen materiaalin porattu reikä. Luokka 2 sallii yhden tyhjiön 5%: ssa rei ’ istä. Luokka 3 ja 3 / A eivät salli tyhjätiloja.”Luokan 2 pinnoituspaksuusvaatimus on 0,8 mil verrattuna luokkaan 3 1 mil.

nämä ovat vain muutamia vaatimuksia, jotka eroavat luokan 2 ja luokan 3 välillä. Kuten tavallista, paras neuvo, jonka voimme antaa sinulle, on kommunikoida PCB-valmistajasi kanssa. He opastavat sinua ja auttavat sinua saamaan sen oikein ensimmäisellä kerralla. Sinun pitäisi myös pyytää poikkileikkaus oman hallituksen varmista, että kauppa täyttää luokan 2 tai luokan 3 vaatimukset. Tarkempi selitys Lue postauksemme 6 DFM kysymyksiä.

PCB-läpileikkaus, jolla voidaan tarkistaa spec-vaatimus

silmämääräiset ja Röntgentarkastukset eivät aina riitä varmistamaan levyn eheyttä. Varmista, että PCB-valmistajasi täyttää vaatimuksesi, pyydä poikkileikkausanalyysi. Tämä tuhoava tekniikka on paras tapa tarkistaa piirilevyn sisäinen rakenne, useimmiten mikroskoopilla. Testi voi tarkistaa eri näkökohtia, kuten halkeamia, onteloita juotosliitokset, läpi reiän täyttö, jne.

alla on luokan 2 piirilevyn poikkileikkaus:

ja tämä on luokan 3A kartongin poikkileikkaus:

Sierrassa teemme prosessin aikana poikkileikkauksia jokaiselle valmistamallemme piirilevylle rakennusprosessin jokaisessa vaiheessa. Tarkistamme dielektrisen, plasmaetsauksen, juotosmaskin paksuuden, kuparin, pinnoituksen jne. Jos emme täytä asiakkaan vaatimuksia, hylkäämme laudan ja rakennamme uuden. Jos tarvitset raportin, voit pyytää lopullisen läpileikkauksen. Lähetämme sinulle asiakirjan, jossa on kaikki testaamamme tiedot ja tulokset. Micro section-analyysiraportti näyttää tältä:

tarkastus-ja hyväksymiskriteerit

tuotteen loppukäytön jälkeen tarkastusaste on se, mitä sinun tulee ottaa huomioon valitessasi, mihin luokitukseen PIIRILEVYSI kuuluu. Muista, että tarkastus on yksi niistä tekijöistä, jotka nostavat kustannuksia, kun kokoonpano siirtyy luokasta 2 luokkaan 3.

kun asiaa ajattelee, PCBA (painetun piirilevyn kokoonpano) ei ole yksinkertainen tehtävä. Hallituksen on oikein toimia, kun koottu kaikki sen osat, materiaalit ja juote pitää ne yhdessä. Riippuen siitä, mihin luokkaan lautasi kuuluu, vaatimukset, jotka sinun on täytettävä tarkastusta varten, vaihtelevat. Tällöin jotkut IPC-asiakirjat ovat käteviä kunkin tuoteluokan hyväksymiskriteerien asettamiseksi.

Documentation

On Circuitnet, Leo Lambert, Vice President of EPTAC, teki luettelon merkittävimmistä asiakirjoista, jotka ovat ”IPC 2220 series for circuit board design and manufacturing, the IPC 6010 series documents for board performance and quality, IPC-a 600 for board Acceptability requirements, J-STD-001 for soldering requirements and IPC-a-610 for Acceptability requirements.”

on harhaluulo, jonka mukaan luokan 3 levyt kytkettäisiin vain ilmailu-ja avaruusteollisuuteen. Se on usein totta, mutta luokka 3 ei ole yksinomaan ilmailu-ja avaruusteollisuudelle tai muulle teollisuudelle. Neljän IPC-luokan kriteerit perustuvat tuotteen soveltamiseen. Siksi luokka 3 voi olla myös avioniikan, sotilaallisten, teollisten ja lääketieteellisten sovellusten kriteerit.

on järkevää, että suuri osa luokan 3 laudoista on tarkoitettu ilmailu-ja avaruusteollisuudelle. Avaruuteen laukaistavien tuotteiden on oltava erittäin luotettavia, jotta kriittiset viat voidaan estää. Ja lisätarkastus on aivan liian kallis kauppa-ja kuluttajamarkkinoille.

kun vaaditaan luokan 3 piirilevyä, se tarkoittaa, että tuote on rakennettava täydellisten IPC-kriteerien mukaan. Tämä tarkoittaa, että suunnittelu ja valmistus joukkueet on otettava huomioon laminaatti valinta, pinnoitus paksuus, rengasmainen rengas vaatimukset, valmistusprosessit, materiaali pätevyys, tilat järjestelyt, tarkastuskriteerit, jne. tuottaakseen hallituksen, joka täyttää kaikki luokan 3 vaatimukset.

lisätietoja suunnittelusta saat SUUNNITTELUPALVELUSTIIMILTÄMME.

toisessa artikkelissa keskustelemme Flex-luokasta 3 IPC-6013: n mukaan, joka on asiakirja joustavien PCB: iden pätevyydestä ja suorituskyvystä.

sillä välin, voit lukea artikkelimme IPC – 2581 asetettu eläkkeelle Gerber tiedostoja ja IPC-6012 tai IPC-a-600, mitä standardia sinun pitäisi käyttää?