IPC Class 2 VS Class 3: a különböző tervezési szabályok

mint áramköri gyártó, a tervezők gyakran kérdezik tőlünk a különbség IPC Class 2 és Class 3. Az 1. osztály létezik, bár ritkán gyártunk olyan táblákat, amelyek ebbe a besorolásba tartoznak. Legtöbbször, még akkor is, ha a termék végső felhasználása csak az 1.osztályt igényli, a jobb teljesítmény biztosítása érdekében 2. osztályba soroljuk. Ez a cikk segít megérteni az IPC Class 2 és Class 3 áramköri lapok különböző tervezési szabályait.

négy IPC osztályozás létezik. Az 1. osztályt korlátozott élettartamú és “egyszerű” funkcióval rendelkező general electric táblákhoz rendelik, mint például a távirányítókban. A 2. osztály a dedikált szolgáltatási elektronikai termékekre vonatkozik. Ez azt jelenti, hogy elvárja, hogy a tábla hosszabb élettartamú legyen, így televízióba, számítógépbe vagy légkondicionálóba helyezheti. A 3. osztályú PCB-k tűréshatárai szigorúbbak, szemben az 1. és 2.osztályú táblákkal. John Perry, az IPC nyomtatott tábla szabványokért és technológiáért felelős igazgatója elmondta:

” a 3. osztályba olyan termékek tartoznak, ahol a folyamatos nagy teljesítmény vagy igény szerinti teljesítmény kritikus fontosságú, a termék leállása nem tolerálható, a végfelhasználási környezet ritkán durva lehet, és a terméknek szükség esetén működnie kell.”

ezek az áramköri lapok rendkívül megbízhatóak. Arra használják őket, hogy magas teljesítményt érjenek el például a katonaságban vagy az orvostudományban. Az IPC-6012DS 3a osztály magában foglalja az űr – és katonai repüléstechnikát. Ez a nyomtatott áramköri lapok legmagasabb osztálya.

1.osztály – általános elektronikai termékek

az 1. osztályú táblákat korlátozott élettartamú és egyszerű funkcióval rendelkező Általános elektronikus táblákhoz rendelik. Ez az osztály a legjellemzőbb mindennapi termékeket tartalmazza. Az 1. osztályú táblák különféle kozmetikai hibákat tesznek lehetővé, amennyiben ez nem befolyásolja a tábla működését. A termék megbízhatósága nem kritikus tényező az ilyen típusú táblákban. Például megtalálhatók a TV távirányítóiban, LED-es lámpákban, gyerekjátékokban stb. Ezek a legolcsóbb táblák gyártása az iparban, de korlátozott élettartammal rendelkeznek.

2. osztály – dedikált szolgáltatás elektronikus termékek

a 2. osztályú táblák nagyobb megbízhatósággal és hosszabb élettartammal rendelkeznek. Szigorúbb szabványokat követnek, mint az 1.osztály, de megengednek néhány kozmetikai hiányosságot.

itt a megszakítás nélküli szolgáltatás előnyösebb, de nem kritikus. A class 2 termékek nincsenek kitéve szélsőséges környezeti feltételeknek. A tábla várhatóan folyamatosan működik, de működése nem rendkívül kritikus. Az ilyen típusú táblákat laptopjaiban, okostelefonjaiban, táblagépeiben, kommunikációs berendezéseiben stb.

3. osztály – nagy teljesítményű elektronikai termékek

a 3. osztályú tábláknak folyamatos teljesítményt vagy igény szerinti teljesítményt kell biztosítaniuk. A berendezések nem állhatnak le, és a végfelhasználási környezet rendkívül kemény lehet. Magas szintű ellenőrzést és tesztelést végeznek ezeken a táblákon, szigorú szabványokkal. Ez a 3. osztályú táblákat rendkívül megbízhatóvá teszi. Ez a kategória magában foglalja a kritikus rendszereket, például az életfenntartó rendszereket, a katonai felszereléseket, az elektronikus megfigyelő rendszereket, az autóipari PCB-ket stb.

IPC 6012 3/A osztály

az IPC-6012 3/A osztály viszonylag új osztály, amely magában foglalja az űr-és katonai repüléstechnikát. Ez a nyomtatott áramkörök legmagasabb osztálya. A 3 / A osztályú táblák nagyon szigorú gyártási kritériumokat igényelnek, mivel a tábláknak kritikus körülmények között, például a külső térben stb. Ezeket a táblákat drága gyártani a többi osztályhoz képest, mivel közel kell lenniük a tökéletességhez. Megtalálhatók a repülőgépiparban, a katonai légi rendszerekben és a rakétarendszerekben.

ezen osztályok közötti fő különbség az ellenőrzés mértéke. Az osztályok meghatározzák a megengedett hibákat a táblák gyártása során.

mi a különbség a 2. és a 3. osztály között az összeszerelés tekintetében?

Umut Tosun, a Zestron America Alkalmazástechnológiai vezetője kifejtette: “a 2.és a 3. osztály közötti fő különbségek a felületre szerelhető alkatrészek alkatrészeinek elhelyezésében, a szerelvényeken lévő maradék szennyeződéseken alapuló tisztasági követelményekben, az átmenő furatok bevonatában meghatározott vastagságokban és a PCB-k felületén találhatók.”

az összeszerelés során a felületre szerelhető alkatrészeket kissé le lehet helyezni a padról. Ezt nevezzük vizuális hibának, mivel általában nem befolyásolja az elektromos és mechanikai teljesítményt. Ezért nem számít a 2. osztályú áramköri lapoknak. A 3. osztály azonban nem fogad el semmilyen tökéletlenséget, és az ilyen típusú összeszerelési hiba miatt az áramköri lap meghiúsul az ellenőrzésen.

az átmenő furatvezetékekhez szükséges hordótöltés mennyisége 50% a 2.osztály és 75% a 3. osztály esetében. Mivel kényes lehet a pasztát kis bevonatú átmenő lyukakba (PTH) juttatni, Sierra azt tanácsolja, hogy tervezze meg PTH 15 mil-jét az ólom átmérőjén. Így mindkét oldalán 7,5 Mil lesz, ami megkönnyíti a paszta számára a hordó kitöltését.

tényezők	2. osztály	osztály 3
a	felületre szerelhető alkatrészek kissé elhelyezhetők a padon. (Vizuális hibának tekinthető, nem befolyásolja az elektromos és mechanikai teljesítményt)	a hiányosságok nem elfogadhatók, beleértve a vizuális hibákat is. ez a fajta tökéletlenség az áramköri lap meghibásodását okozza az ellenőrzés során
a hordó töltésének mennyisége	átmenő furatvezetékek 50%	átmenő furatvezetékek 75%

mi a különbség a 2. és a 3. osztály között a PCB gyártás során?

gyűrűs gyűrű és fúró kitörés

egy másik téma osztály 2 és 3 osztály különböznek a fúró kitörések. A 2. osztály lehetővé teszi a gyűrűs gyűrű kitörését, míg a 3. osztály nem fogad el felemelt vagy törött gyűrűs gyűrűket. A 3. osztályú tábláknak rendkívül megbízhatónak kell lenniük, és ha kitörés van, túl nehéz megtudni, hogy mennyi valóban kitört, és mennyire befolyásolja a padhoz való kapcsolatot. A 2. osztály esetében a lyuk 90 fokos kitörése a szárazföldről megengedett, feltéve, hogy a minimális oldaltávolságot fenntartják.

a vezető csomópont nem csökkenthető a műszaki rajzon megadott minimális vezetékszélesség 20% – ánál nagyobb mértékben. A vezető csomópontja soha nem lehet kevesebb, mint 2 mil vagy a minimális vonalszélesség, attól függően, hogy melyik kisebb. A 3. osztály esetében a minimális belső gyűrűs gyűrű nem lehet kevesebb, mint 1 mil. A külső gyűrűs gyűrű nem lehet kevesebb, mint 2 mil. A PTH hordó belsejétől a földpárna széléig mérve a minimális gyűrűs gyűrű 20% – kal csökkenhet elszigetelt területeken hibák, például gödrök, hornyok, lyukak vagy horpadások miatt.

különbség lesz a tervezett gyűrűs gyűrű és a gyártott / tényleges gyűrűs gyűrű között. Ennek oka az anyagok eltolódása az áramköri lap gyártási folyamata során. A 3. osztály követelményeinek való megfelelés érdekében a Sierra Pluritec gépeket használ az anyagváltozás felfedezéséhez, szoftvert a fúróhelyek átméretezéséhez, és látásfúrást a fúrók pontos elhelyezéséhez.

IPC gyűrűs gyűrű Elfogadási Kritériumok

funkció	1. osztály	3. osztály	osztály 3
Plated-through furat	180jack gyűrű alakú gyűrű kitörés a föld elfogadható, feltéve, hogy a minimális oldalsó távolság megmarad. a föld/vezető csomópontot nem szabad a minimális vezetékszélesség 30% – ánál nagyobb mértékben csökkenteni.	90jack gyűrűs gyűrű kitörés a föld elfogadható, feltéve, hogy a minimális oldaltávolság megmarad. a föld/vezető csomópontot nem szabad a minimális vezetékszélesség 20% – ánál nagyobb mértékben csökkenteni. a vezetőcsatlakozás nem lehet kevesebb, mint 0,05 mm vagy a minimális vonalszélesség, attól függően, hogy melyik kisebb.	a minimális gyűrűs gyűrű nem lehet kevesebb, mint 0,05 mm. a minimális külső gyűrűs gyűrű 20% – kal csökkentheti a minimális gyűrűs gyűrűt.

melyek a gyűrűs gyűrűk tervezési szabályai?

a 2.és 3. osztály elfogadottságának eléréséhez kövesse az Altium által közzétett alábbi táblázatokat. Az első megadja a gyűrű alakú gyűrű követelmények mechanikusan fúrt vak, eltemetett, és átmenő lyukak a 6 oz réz:

IPC Class 2 fúró & Pad átmérője 1/2 oz réz

fúró	Pad	Anti-Pad	PCB Vastagság	képarány
0.006″	0.016″	0.026 “	legfeljebb 0.039″	6.5:1
0.008″	0.018″	0.028″	akár 0.062″	7.75:1
0.010″	0.020″	0.030″	akár 0.100″	10:01
0.012″	0.022″	0.032″	akár 0.120″	10:01
0.0135″	0.024″	0.034″	legfeljebb 0,135 ”	10:01

IPC 3. osztályú fúró & Pad átmérő 1/2 oz rézhez

fúró	Pad	Anti-Pad	PCB Vastagság	képarány
0.008″	0.023″	0.033″	akár 0.062″	7.75:1
0.010″	0.025″	0.035″	akár 0.100″	10:01
0.012″	0.027″	0.037″	akár 0.120″	10:01
0.0135″	0.028″	0.038″	akár 0.135″	10:01

ezek a táblázatok különböző rézvastagságúak:

fúró & Pad átmérő	8 réteg vagy kevesebb	>8 rétegek
IPC osztály 2	Pad Átmérő a fúró felett	Pad Átmérő a fúró felett
1/4 oz réz	0.010″	0.010″
3/8 oz réz	0.010″	0.010″
1/2 oz réz	0.010″	0.010″
1 oz réz	0.012″	0.012″
2 oz réz	0.014″	0.014″
3 oz réz	0.016″	0.016″
4 oz réz	0.018″	0.018″

fúró & Pad átmérő	8 réteg vagy kevesebb	>8 rétegek	fúró & Pad átmérő	8 réteg vagy kevesebb	>8 rétegek
IPC osztály 2	Pad Átmérő a fúró felett	Pad Átmérő a fúró felett	IPC osztály 3a	Pad Átmérő a fúró felett	Pad Átmérő a fúró felett
1/4 oz réz	0.013″	0.015″
3/8 oz réz	0.013″	0.015″
1/2 oz réz	0.013″	0.015″	1/2 oz réz	0.013″	0.015″
1 oz réz	0.015″	0.017″	1 oz réz	0.015″	0.017″
2 oz réz	0.016″	0.018″	2 oz réz	0.016″	0.018″
3 oz réz	0.019″	0.021″
4 oz réz	0.022″	0.024″

PCB dielektromos követelmény

a 2.és a 3. osztály minimális dielektrikuma 3,5 Mil.

PCB átmenő furatbevonási követelmény

a 3. osztályú követelmények szintén összehúzóbbak a réz üregeihez. A Circuitnet-en Paul Reid, a PWB Interconnect Solutions programkoordinátora elmondta: “a réz üreg az, ahol a lyuk hordójában lévő rézbevonat hiányzik, felfedve a fúrt lyuk dielektromos anyagát. A 2. osztály lehetővé teszi az egyik ürességet a lyukak 5% – ában. A 3. és a 3/A osztály nem tesz lehetővé üregeket.”A 2.osztályba tartozó bevonatvastagság követelménye 0,8 mil, szemben a 3. osztályba tartozó 1 mil-rel.

ez csak néhány követelmény, amely különbözik a 2. és a 3.osztálytól. Mint általában, a legjobb tanács, amit adhatunk, az, hogy kommunikáljon a PCB gyártójával. Ők segítenek neked, és segítenek az első alkalommal. Kérnie kell a tábla keresztmetszetét is, hogy megbizonyosodjon arról, hogy üzlete megfelel-e az Ön osztályának 2 vagy osztály 3 követelmények. Részletesebb magyarázatért olvassa el a 6 DFM kérdésről szóló bejegyzésünket.

PCB keresztmetszet a specifikációs követelmény ellenőrzéséhez

a vizuális és röntgenvizsgálatok nem mindig elegendőek a tábla integritásának biztosításához. Annak érdekében, hogy a PCB gyártója megfeleljen az Ön igényeinek, kérjen keresztmetszeti elemzést. Ez a romboló technika a legjobb módja annak, hogy ellenőrizze a PCB belső szerkezetét, többnyire mikroszkóp segítségével. A teszt különféle szempontokat ellenőrizhet, például repedéseket, üregeket a forrasztási kötésekben, átmenő furatok kitöltését stb.

az alábbiakban egy 2. osztályú áramköri lap keresztmetszete látható:

és ez egy 3a osztályú tábla keresztmetszete:

a Sierra-nál az építési folyamat minden egyes szakaszában gyártunk minden áramköri lapot. Ellenőrizzük a dielektromos, plazma maratást, a forrasztómaszk vastagságát, a réz, a bevonat stb. És ha nem felelünk meg az ügyfél igényeinek, elutasítjuk a táblát, és építünk egy másikat. Ha jelentésre van szüksége, kérheti a végső keresztmetszetet. Küldünk Önnek egy dokumentumot, amely tartalmazza mindazt, amit teszteltünk és az eredményeket. A mikroszakasz elemzési jelentése így néz ki:

ellenőrzési és elfogadási kritériumok

a termék végső felhasználása után az ellenőrzés mértékét kell figyelembe venni, amikor kiválasztja, hogy melyik osztályba tartozik a PCB. Ne feledje, hogy az ellenőrzés az egyik olyan tényező, amely növeli a költségeket, amikor egy szerelvény a 2.osztályból a 3. osztályba kerül.

ha belegondolunk, a PCBA (nyomtatott áramköri lap összeszerelése) nem egyszerű feladat. A táblának megfelelően kell működnie, miután összeszerelte az összes alkatrészét, anyagát és a forrasztót, hogy összetartsa őket. Attól függően, hogy melyik osztályba tartozik a tábla, az ellenőrzéshez teljesítendő követelmények eltérőek lesznek. Ez az, amikor néhány IPC-dokumentum hasznos lehet az egyes termékkategóriák elfogadási kritériumainak meghatározásához.

dokumentáció

a Circuitnet-en Leo Lambert, az EPTAC alelnöke listát készített a legjelentősebb dokumentumokról, amelyek a következők: “az IPC 2220 sorozat az áramköri lapok tervezéséhez és gyártásához, az IPC 6010 sorozatú dokumentumok a tábla teljesítményéhez és minőségéhez, az IPC-A 600 a kártya elfogadhatósági követelményeihez, a J-STD-001 a forrasztási követelményekhez és az IPC-A-610 az elfogadhatósági követelményekhez.”

van egy tévhit, amely a 3. osztályú táblákat csak a repülőgépiparhoz köti. Gyakran igaz, de a 3. osztály nem kizárólag az űrkutatásra vagy bármely más iparágra vonatkozik. A négy IPC osztály kritériumai a termék alkalmazásán alapulnak. Ezért a 3. osztály lehet a repülési, katonai, ipari és orvosi alkalmazások kritériuma is.

logikus, hogy sok 3.osztályú tábla repülőgépipar számára készült. Az űrbe indított termékeknek rendkívül megbízhatónak kell lenniük, hogy megakadályozzák a kritikus hibákat. És a kiegészítő ellenőrzés túl drága a kereskedelmi és fogyasztói piac számára.

ha 3. osztályú áramköri lapra van szüksége, ez azt jelenti, hogy a terméket a teljes IPC kritériumoknak megfelelően kell megépíteni. Ez azt jelenti, hogy a tervezési és gyártási csapatoknak figyelembe kell venniük a laminátum kiválasztását, a bevonat vastagságát, a gyűrűs gyűrű követelményeit, a gyártási folyamatokat, az anyagminősítéseket, a létesítmények elrendezését, az ellenőrzési kritériumokat stb. annak érdekében, hogy a tábla, amely megfelel az összes Class 3 követelményeknek.

további tervezési információkért forduljon tervezési SZERVIZCSAPATUNKHOZ.

egy másik cikkben megvitatjuk a flex 3.osztályát az IPC-6013 szerint, a rugalmas PCB-k minősítési és teljesítmény-specifikációjáról szóló dokumentumot.

közben elolvashatja az IPC-2581-ről szóló cikkünket, amely a Gerber fájlok és az IPC-6012 vagy az IPC-A-600 visszavonására szolgál, melyik szabványt használja?