Американське галузеве об'єднання IPC відомо багатьом фахівцям електронної промисловості в усьому світі завдяки його активній діяльності в галузі стандартизації. Однак якщо запитати фахівця, що він дійсно знає про стандарти IPC, то, як правило, ці знання обмежуються одним або в кращому випадку кількома стандартами. І найчастіше це стандарт IPC-A-610D з критеріями приймання електронних модулів. Однак IPC пропонує підприємствам набагато більше корисних стандартів для їх повсякденної роботи. Знання систематичної структури стандартів і різноманітності змісту - умова для широкого їх застосування. У даній статті представлений короткий огляд структури стандартів і актуального стану процесу розробки нових документів.
Дедалі більше значення стандартів і об'єднань
У зв'язку зі стрімким технічним розвитком в області конструювання і технологій виробництва електроніки, а також у зв'язку з мінливими загальними економічними умовами технічні директиви або стандарти не втратили свого значення для промисловості. Навпаки, зростаюче розподіл окремих завдань або спеціалізація, яка відбувається в промисловості за допомогою аутсорсингу і / або глобалізації процесу виробництва, тільки підсилює потребу в актуальних технічних директивах, які допомагають в роботі. Внаслідок цих тенденцій електронні модулі виготовляє все більша кількість фахівців з різним рівнем освіти, диференційованими вимогами до кваліфікації і якості продукції, а також з різною культурно-етнічної підгрунтям при зростаючих економічних вимогах. Це означає, що стає все складніше дотримуватися певний мінімально допустиму межу якості продукції. Для досягнення цієї мети підприємство має докладати більше зусиль, ніж раніше.
У брошурі DIN (Deutsches Institut f # 252; r Normung eV- Німецький інститут стандартизації) г-н Отто Кинцле, один із засновників цієї організації, дав таке визначення стандартизації: «Стандартизація - це виняткове певне рішення повторюваного завдання при відповідно заданих наукових, технічних і економічні можливості ».
Стандарти або директиви є тим самим загальнодоступну базу знань з виваженими, узагальненими і визнаними корисними знаннями. Вони допомагають користувачеві використовувати загальну базу знань і розробляти єдині уявлення про якість. Саме ця властивість має дуже велике значення для економіки, схильною до глобалізації, і при триваючому процесі аутсорсингу. Чим актуальніше стандарти відображають рівень знань певної галузі, тим більше їх важливість для економіки. Для вирішення певного кола завдань, замість того, щоб заново «винаходити колесо», потрібно розробити специфічні для певного підприємства стандарти, які, в свою чергу, засновані на загальноприйнятих стандартах.
При застосуванні актуальних стандартів компанії отримують «мінімально необхідний імпульс для просування вперед». Економічна користь від застосування актуальних стандартів очевидна: вони полегшують підприємствам швидке досягнення прибутковості. Це суттєва причина того, що галузеве об'єднання американської електронної промисловості IPC (Institute for Printed Circuits -Інститут друкованих плат, тепер Association Connecting Electronics Industries-Асоціація, яка об'єднує електронну промисловість) з моменту свого утворення активно займається розробкою стандартів для цієї галузі промисловості. Згідно точного опису в брошурі організації DIN технічна стандартизація є «завданням самоврядування зацікавлених в цьому кіл з включенням державних структур», тобто завданням самих підприємств електронної промисловості. Керівництво IPC знає, що сучасні системи стандартів необхідно постійно оновлювати і піддавати доопрацюванні під керівництвом галузевого об'єднання. На цьому наголошує важливу роль, яку функціонує галузеве об'єднання може грати для електронної промисловості своєї країни і за її межами.
Малюнок. Розподіл роботи по стандартизації між IPC та іншими міжнародними галузевими промисловими об'єднаннями
Зростаюче поле діяльності IPC: розробка стандартів
Таблиця 1. IPC-стандарти для виробництва електроніки, перекладені в Китаї, Японії і Німеччині (станом на 07.08.08)
Близький Схід (Ізраїль)
Німецьке галузеве об'єднання з проектування і виробництва друкованих плат і електронних модулів - FED (Fachverband Elektronik Design e.V.) - займає одну з провідних позицій за кількістю перекладів (14) найбільш важливих стандартів IPC (табл. 3). На додаток до них була також переведена документація для навчання і сертифікації співробітників підприємств відповідно до стандарту IPC-A-610D (CIT = Certified IPC Trainer і CIS = Certified IPC Specialists) [3]. Тематика переведених стандартів включає в себе найбільш важливі процеси виготовлення електронних модулів і тим самим дозволяє німецьким підприємствам скористатися повним асортиментом документів IPC. Це особливо важливо для співробітників, рівень володіння технічною англійською мовою яких не дозволяє їм надійно використовувати англомовні оригінали документів. Для нових співробітників, які до цього працювали в іншій галузі, це веде до полегшення початкового застосування стандартів IPC.
Таблиця 3. Стандарти IPC, які були переведені на німецьку мову організацією FED
Specification for Base Materials for Rigid and Multilayer Printed Boards
IPC-2221A
IPC-2 222
IPC-2223A
IPC-7351A
Generic Standard on Printed Board Design
Sectional Design Standard for Rigid Printed Boards
Sectional Design Standard for Flexible Printed Boards
Generic Requirements for Surface Mount Design and Land
Pattern Standard
виготовлення
друкованих плат
IPC-6011
IPC-6012B
IPC-6013
IPC-A-600G
Generic Performance Specification for Printed Boards
Qualification and Performance
Specification for Rigid Printed Boards Qualification and Performance
Specification for Flexible Printed Boards
Acceptability of Printed Boards
виготовлення
електронних
вузлів
IPC JSTD-001D
IPC-A-610D
IPC / JEDEC
J-STD-020D
IPC / JEDEC
J-STD-033B.1
Requirements for Soldered Electrical and Electronic Assemblies
Acceptability of Electronic Assemblies
Moisture / Reflow Sensitivity Classification for Nonhermetic Solid State Surface Mount Devices
Handling, Packing, Shipping and Use of Moisture / Reflow Sensitive Surface Mount Devices
Rework and Repair Guide *
Terms and Definitions for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits
* На даний момент організація FED переводить цей стандарт на німецьку мову
Основна структура і загальна застосування системи стандартів
Метою IPC було і є створення повної системи стандартів, починаючи від ламинатов і проектування і закінчуючи кінцевим електронним вузлом. Окремі стандарти для ламінатів, проектування, виготовлення друкованих плат і електронних вузлів, по ремонту, доопрацювання і т. Д. Розроблені за принципом конструктора. Вони «надбудовуються», як частково всередині конкретної технічної теми, так і в ланцюжку виробництва електроніки. Товсті стрілки в таблиці 4 символізують двовимірний принцип основних напрямків: для кожного основного кроку створення електронного вузла розроблена серія стандартів, на чолі якої знаходиться документ з основними вимогами щодо цієї теми (ламінати, проектування і т. Д.). Подальші стандарти, які присвячені певним темам, ієрархічно продовжують ці базові або основні документи. Таким чином, створюється серія стандартів.
Таблиця 4. Зв'язок по змісту стандартів IPC
Виготовлення електронних модулів
IPC-4100-серія
Ламінати для жорстких
або багатошарових ПП:
IPC-4101B
Спеціальні ламінати:
IPC-4110 (phenolic resin)
IPC-4121
(Multilayer Core)
IPC / JPCA-4101 (HDI)
IPC-4103 (High Speed)
IPC-4200-Serie
IPC-4202 (flex dielectric)
IPC-4203 (flex dielectric)
IPC-4204 (flex dielectric)
IPC-2220-серія
Загальні вимоги
з проектування:
IPC-2221A
особливі вимоги
з проектування:
IPC-2 222 (rigid PCB)
IPC-2223B (flex PCB)
IPC-2224 (PC Card)
IPC-2225 (MCM)
IPC-2226 (HDI-PCB)
IPC-2250-Serie:
IPC-2251 (High-Speed)
IPC-2252 (RF / Microwave)
IPC-6010-серія
Загальні вимоги
до виготовлення ПП:
IPC-6011
особливі вимоги
до ПП:
IPC-6012B (rigid PCB)
IPC-6013A (flex PCB)
IPC-6015 (MCM)
IPC-6016 (HDI-PCB)
IPC-6018A
(Microwave)
J-STD-серія
Загальні вимоги
до процесів пайки:
J-STD-001D
Особливі проблеми пайки:
J-STD-002C
(Тест на паяемости компонентів)
J-STD-003B (Тест на паяемости ПП)
J-STD-004A (Вимоги до флюсу)
J-STD-005
(Вимоги до паяльним паст)
J-STD-020D
(Вологість - пайка оплавленням -
класифікаційний тест
компонентів SMT)
IPC-7711 / 21B
доопрацювання,
ремонт,
модифікація
електронних
модулів
IPC-7351A
Land Pattern
IPC-A-600G
візуальні критерії
приймання ПП
IPC-A-610D
Візуальні критерії приймання
електронних модулів
IPC / WHMA-A-620A
візуальні вимоги
і критерії приймання кабелів
і кабельних стовбурів
Наприклад, стандарт IPC-2221 являє собою базовий напрямок серії стандартів з проектування IPC-222x. Документи IPC-2222 до 2226 з описом певних і специфічних тем підкріплюють стандарт IPC-2221. При необхідності серія стандартів може бути доповнена новими стандартами. Так, наприклад, в даний момент стандарт IPC-6017 Qualification and Performance Specification for Embedded Passive Printed Boards всередині серії IPC-6010, яка містить вимоги до друкованих плат, знаходиться в процесі розробки. Швидкий і актуальний огляд структури системи стандартів IPC можна отримати за допомогою схеми розгалуження стандартів IPC (IPC Specification Tree), яка в зв'язку зі своїм обсягом не може бути представлена в даній статті, але доступна для скачування в Інтернеті [4].
У своїх стандартах IPC бере за основу поділ готових електронних приладів на три класи:- Клас 1: побутова електроніка - General Electronic Products.
- Клас 2: промислова електроніка - Dedicated Service Electronic Products.
- Клас 3: спеціальна електроніка - High Performance Products.
Розширення області стандартизації
Так як для військової і авіаційно-космічної техніки в деяких випадках недостатньо і без того високих вимог до електроніки 3-го класу, кілька років тому IPC фактично додала новий клас - 3 +.
Для виконання своєї стратегії глобалізації IPC намагається останнім часом оновлювати найбільш важливі основні стандарти з періодичністю в 2-3 роки відповідно до актуальним рівнем технічного розвитку. У багатьох випадках це успішно відбувається, як приклад можна привести стандарти IPC-J-STD-001, IPC-A-610D. У таблиці 5 представлені важливі стандарти для технології пайки, видані не більше трьох років тому. У цих стандартах вже частково врахований перехід на безсвинцеві процеси пайки і використання екологічних матеріалів.
Таблиця 5. Актуальність стандартів для технології пайки і паяльних матеріалів
Surface Mount Placement Characterization
Під питанням, однак, чи буде серед цих документів стандарт IPC-2152 Standard for Determining Current Carrying Capacity in Printed Board Design. Відповідна робоча група IPC спільно з університетськими партнерами вже 4 роки займається розробкою цього дуже важливого стандарту. Запланований стандарт повинен містити нові діаграми для дизайну провідників друкованих плат в залежності від допустимого навантаження по струму. Приводом для розробки стала необхідність заміни вже кілька десятиліть містяться в стандарті по дизайну IPC-D-275, а пізніше і в стандарті IPC-2221 кривих з можливістю навантаження по струму на нове сімейство характеристик у зв'язку з сучасними конструкціями електронних вузлів з високою щільністю компоновки і вже недостатньою диференціацією.
Залишається тільки чекати, чи буде проект з розробки цього стандарту взагалі коли-небудь успішно завершений, так як з моменту початку роботи над IPC-2152 вже значно зросли вимоги, перш за все до багатошаровим друкованим платам.
Про заплановані нових стандартах (табл. 7-8) можна відзначити наступне:- J-STD-075 Classification of Non-IC Electronic Components for Assembly Processes - новий стандарт, який в якості доповнення до J-STD-20D (напівпровідникові компоненти) повинен допомогти поліпшити надійність процесів і електронних модулів.
- Стандарти IPC-7094 Design and Assembly Process Implementation for Flip Chip and Die Size Components, а також J-STD-029 Performance and Reliability Test Methods for Flip Chip, Chip Scale, BGA and Other Surface Mount Array Package Applications присвячені обробці компонентів, що вмонтовуються по технології FlipChip, а також обробці безкорпусних мікрочіпів.
- Стандарт IPC-7251 Generic Requirements for Through-Hole Design and Land Pattern Standard допомагає при проектуванні друкованих плат з монтажем компонентів в отвори, так як в новому стандарті IPC-7351A SMT Land Pattern описуються тільки SMD-компоненти.
- Стандарт IPC-1 601 Printed Circuit Board Storage and Handling Guidelines допоможе підприємствам у використанні друкованих плат щодо їх зберігання і поводження з ними, так як цього питання необхідно приділяти більше уваги в зв'язку з переходом на безсвинцеві технології пайки і більш диференційовану конфігурацію поверхні.
- Стандарт J-STD-709 Definition of Maximum Limits on Bromine and Chlorine Used in Materials for Low Halogen Electronic Components and Assemblies розширює аспекти екологічних продуктів в системі стандартів IPC.
З інформацією про актуальний стан розробки нових документів можна ознайомитися на інтернет-сторінках IPC в Status of Standardization [5].
література
Завантажити статтю в форматі pdf