IPC klasse 2 VS klasse 3: de forskellige designregler
som printkortproducent spørger designere os ofte om forskellen mellem IPC klasse 2 og klasse 3. Klasse 1 findes, selvom vi sjældent producerer brædder, der falder ind under denne klassificering. De fleste gange, selvom slutanvendelsen af produktet kun kræver klasse 1, vil vi gøre det Klasse 2 bare for at sikre en bedre ydeevne. Denne artikel hjælper dig med at forstå de forskellige designregler for IPC klasse 2 og klasse 3 printkort.
der er fire IPC-klassifikationer. Klasse 1 er tildelt general electric boards med en begrænset levetid og en “enkel” funktion, som dem, du kan finde i Fjernbetjeninger. Klasse 2 er for dedikerede service elektroniske produkter. Dette betyder, at du forventer, at tavlen har en forlænget levetid, så du kan placere den i et fjernsyn, en computer eller et klimaanlæg. Klasse 3 PCB er strammere i tolerancer i modsætning til klasse 1 og klasse 2 boards. John Perry, direktør for Printed Board Standards and Technology hos IPC, forklarede:
“klasse 3 omfatter produkter, hvor fortsat høj ydeevne eller performance-on-demand er kritisk, produktets nedetid kan ikke tolereres, slutbrugermiljøet kan være usædvanligt hårdt, og produktet skal fungere, når det kræves.”
disse kredsløbskort er meget pålidelige. De bruges til at opnå høje præstationer i militæret eller i medicinsk, for eksempel. IPC-6012DS klasse 3A omfatter rum og militær flyelektronik. Det er den højeste klasse for printkort.
klasse 1 – Generelle elektroniske produkter
klasse 1-tavler tildeles generelle elektroniske tavler med en begrænset levetid og en enkel funktion. Denne klasse omfatter de fleste typiske dagligdags produkter. Klasse 1-tavlerne tillader forskellige kosmetiske defekter, så længe det ikke påvirker bestyrelsens funktion. Pålideligheden af produktet er ikke en kritisk faktor i disse typer af brædder. For eksempel kan de findes i tv-fjernbetjeninger, LED-lys, børns legetøj osv. De er de billigste plader til fremstilling i branchen, men de kommer med en begrænset forventet levetid.
klasse 2 – dedikeret service elektroniske produkter
klasse 2-tavler har højere pålidelighed og forlænget levetid. De følger strengere standarder end klasse 1, men tillader nogle kosmetiske ufuldkommenheder.
her foretrækkes uafbrudt service, men ikke kritisk. Klasse 2-produkterne udsættes ikke for ekstreme miljøforhold. Bestyrelsen forventes at køre kontinuerligt, men dens drift er ikke ekstremt kritisk. Disse typer af bestyrelser er implementeret i dine bærbare computere, smartphones, tabletter, kommunikationsudstyr, etc.
klasse 3 – højtydende elektroniske produkter
klasse 3 boards skal give en fortsat ydeevne eller ydeevne efter behov. Der kan ikke være nogen nedetid på udstyret, og miljøet til slutanvendelse kan være usædvanligt hårdt. Høje niveauer af inspektion og test udføres på disse tavler med strenge standarder. Dette gør klasse 3-tavlerne meget pålidelige. Denne kategori omfatter kritiske systemer som livsstøttesystemer, militært udstyr, elektroniske overvågningssystemer, bil-PCB osv.
IPC 6012 klasse 3/a
IPC-6012 klasse 3/A er relativt en ny klasse, der omfatter plads og militær flyelektronik. Dette er den højeste klasse for trykte kredsløb. Klasse 3 / a-tavlerne kræver meget strenge produktionskriterier, da tavlerne skal forblive operationelle under kritiske forhold som Outerspace osv. Disse plader er dyre at fremstille i forhold til de andre klasser, da de skal være tæt på perfektion. De findes i rumfart, militære luftbårne systemer og missilsystemer.
den største forskel mellem alle disse klasser er graden af inspektion. Klasserne definerer de tilladte fejl under fremstillingen af brædderne.
hvad er forskellen mellem klasse 2 og klasse 3 til samling?”De største forskelle mellem klasse 2 og klasse 3 findes i komponentplacering for overflademonterede komponenter, renhedskrav baseret på resterende forurenende stoffer på samlingerne, pletteringstykkelser som defineret i plettering gennem hullet og på overfladen af PCB.”
under samlingen kan overflademonterede komponenter være let placeret af puden. Dette er, hvad vi kalder en visuel defekt, da det normalt ikke påvirker den elektriske og mekaniske ydeevne. Det betyder derfor ikke noget for klasse 2 printkort. Klasse 3 accepterer dog ikke nogen ufuldkommenhed, og denne type monteringsfejl vil medføre, at printkortet fejler inspektionen.
den mængde tøndefyldning, der kræves til gennemgående hulledninger, er 50% for klasse 2 og 75% for klasse 3. Da det kan være delikat at få pastaen i små belagte gennemgående huller (PTH), er Sierra ‘ s råd at designe din PTH 15 mils over blydiameteren. På denne måde har du 7,5 mils på hver side, hvilket gør det lettere for pastaen at fylde tønden.
| faktorer | klasse 2 | klasse 3 |
|---|---|---|
| overflademonterede komponenter | kan placeres let af puden. (Betragtes som en visuel defekt, påvirker ikke den elektriske og mekaniske ydeevne) | ufuldkommenheder er ikke acceptable, herunder visuelle fejl. denne form for ufuldkommenhed vil få kredsløbskortet til at mislykkes inspektionen |
| mængde tøndefyld | gennemgående hulledninger 50% | gennemgående hulledninger 75% |
hvad er forskellen mellem klasse 2 og klasse 3 for PCB manufacturing?
ringformet ring og boreudbrud
90 grader ringformet breakout
et andet emne klasse 2 og klasse 3 adskiller sig fra er boreudbrud. Klasse 2 tillader udbrud fra den ringformede ring, mens klasse 3 ikke accepterer løftede eller brudte ringformede ringe. Klasse 3-tavler skal være meget pålidelige, og når der er en breakout, er det for svært at finde ud af, hvor meget der virkelig er brudt ud, og hvor meget det virkelig påvirker forbindelsen med puden. For klasse 2 er 90 graders udbrud af hullet fra land tilladt, forudsat at minimum lateral afstand opretholdes.
IPC klasse 3 acceptabel ringformet ring
leder til landkrydsareal
lederkrydset kan ikke reduceres med mere end 20% af den mindste lederbredde, der er angivet på ingeniørtrækningen. Lederkrydset bør aldrig være mindre end 2 mils eller den mindste linjebredde, alt efter hvad der er mindre. For klasse 3 kan den mindste indre ringformede ring ikke være mindre end 1 mil. Den eksterne ringformede ring kan ikke være mindre end 2 mils. Det måles fra indersiden af PTH-tønden til kanten af landpuden og kan have en reduktion på 20% af den mindste ringformede ring i isolerede områder på grund af defekter, som f.eks.
der vil være en forskel mellem den designede ringformede ring og den fremstillede / faktiske ringformede ring. Dette skyldes forskydning i materialer under printkortets fremstillingsproces. For at opfylde klasse 3-kravene bruger Sierra Pluritec-maskiner til at opdage skiftet i materiale, programmel til at omskalere boreplaceringerne og synsboring for nøjagtigt at placere borene.
IPC ringformede ring acceptkriterier
| funktion | klasse 1 | klasse 3 | klasse 3 |
|---|---|---|---|
| forgyldt gennemgående hul | 180⁰ ringformet ringudbrud fra jorden er acceptabelt, forudsat at den mindste laterale afstand opretholdes. jord – /lederkrydset bør ikke reduceres med mere end 30% af den mindste lederbredde. |
90⁰ ringformet ringudbrud fra jorden er acceptabel, forudsat at den mindste laterale afstand opretholdes. jord – /lederkrydset bør ikke reduceres med mere end 20% af den mindste lederbredde. lederkrydset bør ikke være mindre end 0,05 mm eller den mindste linjebredde, alt efter hvad der er mindre. |
den mindste ringformede ring bør ikke være mindre end 0,05 mm. den mindste ydre ringformede ring kan have en reduktion på 20% af den mindste ringformede ring. |
Hvad er designreglerne for ringformede ringe?
for at opnå accept For klasse 2 og klasse 3, Følg nedenstående tabeller udgivet af Altium. Den første giver de ringformede ringkrav til mekanisk boret blind, Begravet og gennemgående huller på kobber:
IPC klasse 2 bor & Paddiameter til 1/2 ounce kobber
| bore | Pad | Anti-Pad | PCB tykkelse | billedformat |
|---|---|---|---|---|
| 0.006″ | 0.016″ | 0.026 “ | op til 0.039″ | 6.5:1 |
| 0.008″ | 0.018″ | 0.028″ | op til 0.062″ | 7.75:1 |
| 0.010″ | 0.020″ | 0.030″ | op til 0.100″ | 10:01 |
| 0.012″ | 0.022″ | 0.032″ | op til 0.120″ | 10:01 |
| 0.0135″ | 0.024″ | 0.034″ | op til 0,135 ” | 10:01 |
IPC klasse 3 bore & Pad Diameter for 1/2 ounce kobber
| bore | Pad | Anti-Pad | PCB tykkelse | billedformat |
|---|---|---|---|---|
| 0.008″ | 0.023″ | 0.033″ | op til 0.062″ | 7.75:1 |
| 0.010″ | 0.025″ | 0.035″ | op til 0.100″ | 10:01 |
| 0.012″ | 0.027″ | 0.037″ | op til 0.120″ | 10:01 |
| 0.0135″ | 0.028″ | 0.038″ | op til 0.135″ | 10:01 |
og disse tabeller er til forskellige kobber tykkelser:
| bor & Pad Diameter | 8 lag eller derunder | >8 lag |
|---|---|---|
| IPC klasse 2 | Paddiameter over bor | Paddiameter Over bor |
| 1/4 kobber | 0.010″ | 0.010″ |
| 3/8 kobber | 0.010″ | 0.010″ |
| 1/2 kobber | 0.010″ | 0.010″ |
| 1 kobber | 0.012″ | 0.012″ |
| 2 kobber | 0.014″ | 0.014″ |
| 3 kobber | 0.016″ | 0.016″ |
| 4 kobber | 0.018″ | 0.018″ |
| bor & Pad Diameter | 8 lag eller derunder | >8 lag | bor & Paddiameter | 8 lag eller derunder | >8 lag |
|---|---|---|---|---|---|
| IPC klasse 2 | Paddiameter over bor | Paddiameter Over bor | IPC klasse 3A | Paddiameter Over bor | Paddiameter Over bor |
| 1/4 kobber | 0.013″ | 0.015″ | |||
| 3/8 kobber | 0.013″ | 0.015″ | |||
| 1/2 kobber | 0.013″ | 0.015″ | 1/2 kobber | 0.013″ | 0.015″ |
| 1 kobber | 0.015″ | 0.017″ | 1 kobber | 0.015″ | 0.017″ |
| 2 kobber | 0.016″ | 0.018″ | 2 kobber | 0.016″ | 0.018″ |
| 3 kobber | 0.019″ | 0.021″ | |||
| 4 kobber | 0.022″ | 0.024″ |
PCB dielektrisk krav
minimum dielektrisk for klasse 2 og klasse 3 er 3,5 mils.
krav til PCB gennemgående hulbelægning
krav til klasse 3 er også mere astringerende for hulrum i kobber. På Circuitnet sagde Paul Reid, programkoordinator ved Interconnect Solutions, “et kobberhulrum er, hvor kobberbelægningen i hullets tønde mangler at udsætte det dielektriske materiale i det borede hul. Klasse 2 tillader et tomrum i 5% af hullerne. Klasse 3 og 3/a tillader ingen hulrum.”Kravet til belægningstykkelse for klasse 2 er 0,8 mil i modsætning til 1 mil for klasse 3.
dette er blot nogle få krav, der adskiller sig mellem klasse 2 og klasse 3. Som sædvanligt er det bedste råd, vi kan give dig, at kommunikere med din PCB-producent. De vil guide dig og hjælpe dig med at få det rigtigt første gang. Du bør også anmode om et tværsnit af dit bord for at sikre, at din butik opfyldte dine klasse 2 eller klasse 3 krav. For en mere detaljeret forklaring læse vores indlæg på 6 DFM spørgsmål.
PCB-tværsnit for at verificere spec-kravet
visuelle og Røntgeninspektioner er ikke altid nok til at sikre integriteten af et bord. For at sikre, at din PCB-producent opfyldte dine krav, skal du bede om en tværsnitsanalyse. Denne destruktive teknik er den bedste måde at verificere din PCB interne struktur, hovedsagelig ved hjælp af et mikroskop. Testen kan kontrollere for forskellige aspekter, såsom revner, hulrum i loddefuger, gennemgående hulfyldning osv.
nedenfor er et tværsnit af et klasse 2 kredsløbskort:
og dette er et tværsnit af en klasse 3A bord:
på Sierra udfører vi proces tværsnit for hvert kredsløbskort, vi fremstiller på hvert trin i byggeprocessen. Vi kontrollerer for dielektrisk, plasma etch, loddemaske tykkelse, Kobber, plating osv. Og hvis vi ikke opfylder kundens krav, afviser vi bestyrelsen og bygger en anden. Hvis du har brug for en rapport, kan du bede om et endeligt tværsnit. Vi sender dig et dokument med alt, hvad vi testede, og resultaterne. Mikrosektionsanalyserapporten ser sådan ud:
inspektions-og acceptkriterier
efter produktets slutanvendelse er inspektionsgraden det, du skal tage i betragtning, når du vælger, hvilken klassificering din PCB skal falde ind i. Husk, at inspektion er en af de faktorer, der øger omkostningerne, når en samling går fra klasse 2 til klasse 3.
når du tænker over det, er PCBA (Printed Circuit Board Assembly) ikke en simpel opgave. Brættet skal fungere korrekt, når det er samlet med alle dets komponenter, materialer og Loddet for at holde dem sammen. Afhængigt af hvilken klasse dit bord falder ind i, vil de krav, du skal opfylde for inspektion, afvige. Dette er, når nogle IPC-dokumenter er nyttige til at indstille niveauet for acceptkriterier for hver produktklasse.
dokumentation
på Circuitnet lavede Leo Lambert, vicepræsident for EPTAC, en liste over de mest betydningsfulde dokumenter, som er “IPC 2220-serien til printkortdesign og fabrikation, IPC 6010-seriedokumenterne til kortets ydeevne og kvalitet, IPC-a 600 til krav til Kortaccept, J-STD-001 til lodningskrav og IPC-a-610 til godkendelseskrav.”
der er en misforståelse, der kun forbinder klasse 3-tavler med luftfartsfeltet. Det er ofte sandt, men Klasse 3 er ikke eksklusivt til rumfart eller nogen anden industri. Kriterierne for de fire IPC-klasser er baseret på anvendelsen af produktet. Derfor kan Klasse 3 også være kriterierne for flyelektronik, militær, industriel og medicinsk anvendelse.
det giver mening, at mange klasse 3-tavler er til rumfart. De produkter, der lanceres i rummet, skal være meget pålidelige for at forhindre enhver fejl, der kan være kritisk. Og den ekstra inspektion er bare for dyr for det kommercielle og forbrugermarked.
når du har brug for et klasse 3 printkort, indebærer det, at produktet skal bygges i henhold til de komplette IPC-kriterier. Dette betyder, at design-og fremstillingsteamene skal tage højde for laminatvalg, pletteringstykkelse, ringformede ringkrav, fremstillingsprocesser, materielle kvalifikationer, facilitetsarrangementer, inspektionskriterier osv. for at producere bestyrelsen, der opfylder alle klasse 3 krav.
For mere design information, tjek med vores DESIGN SERVICE team.
i en anden artikel vil vi diskutere klasse 3 for fleks i henhold til IPC-6013, dokumentet om kvalifikations-og ydelsesspecifikationen for fleksible PCB ‘ er.
i mellemtiden kan du læse vores artikel om IPC-2581 indstillet til at gå på pension Gerber-filer og IPC-6012 eller IPC-a-600, hvilken standard skal du bruge?