Leitfaden zu den IPC-Standards für Leiterplatten

Gehe zu:

• Warum sind IPC-Standards wichtig?
• Verbesserte Produktqualität und Zuverlässigkeit
• Verbesserte Kommunikation
• Reduzierte Kosten
• Verbesserter Ruf und neue Möglichkeiten
• Terminologie, die Sie kennen sollten
• Eine Geschichte der IPC-Standards
• Beispiele für IPC-Standards
• Unsere Verpflichtung zur Qualität

Wie Hersteller von Leiterplatten oder (PCBs) wissen, ist die Sicherstellung der Qualität während des gesamten Herstellungsprozesses von entscheidender Bedeutung und erfordert in allen Phasen sorgfältige Aufmerksamkeit. Die Einhaltung der Standards des Fachverbandes IPC kann dabei helfen.

Was ist IPC?

IPC ist der Handelsverband für die elektronische Verbindungsindustrie. Es bietet Industriestandards für die Montage und den Schutz elektronischer Geräte sowie Schulungen, Marktforschung und öffentliche Interessenvertretung.

IPC ist eine von Mitgliedern getragene Organisation und hat mehr als 3.000 Mitgliedsunternehmen auf der ganzen Welt. Zu seinen Mitgliedern gehören Unternehmen aus allen Bereichen der globalen Elektronikindustrie, darunter Designer, Zulieferer, Platinenhersteller, Montageunternehmen und Erstausrüster.

Die Organisation begann 1957 als Institut für gedruckte Schaltungen. Später änderte es seinen Namen in Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits aufgrund der Erweiterung auf Verpackungen und elektronische Baugruppen aus unbestückten Platinen. 1999 nahm es den Namen IPC mit dem Slogan Association Connecting Electronics Industries an.

IPC hat seinen Hauptsitz in Bannockburn, Illinois, und verfügt über weitere Niederlassungen in den USA und weltweit, darunter in Indien, China, Schweden und Russland.

Das American National Standards Institute (ANSI) hat IPC als Normungsorganisation akkreditiert. Was sind die IPC-Standards? Sie sind die anerkanntesten Akzeptanzcodes in der Elektronikindustrie. Die Organisation veröffentlicht Standards für nahezu jede Phase des Entwicklungszyklus elektronischer Produkte, einschließlich Design, Einkauf, Montage, Verpackung und mehr.

IPC hat derzeit mehr als 300 aktive Standards und mehr als 1.000 Standards in seiner Ressourcenbibliothek. Elektronikdesigner auf der ganzen Welt verwenden diese Standards für alles, von generischen Referenzdesigns bis hin zu kundenspezifischeren Blaupausen.

Ausschüsse von Freiwilligen aus der gesamten Elektronikindustrie entwerfen, bearbeiten und stimmen über IPC-Standards ab. Mehr als 3.000 Branchenexperten auf der ganzen Welt beteiligen sich an diesem Prozess. Ausschüsse können Personen aus der ganzen Welt umfassen, da Mitglieder über persönliche Treffen, Telefonkonferenzen und E-Mail teilnehmen können.

Der Verband bietet Validierungsserviceprogramme an, einschließlich einer Analyse von Lücken in Standards, die Unternehmen dabei unterstützt, Fertigungsprobleme anzugehen und zu bestimmen, was sie tun müssen, um die Einhaltung von Standards zu erreichen. Es führt eine Liste qualifizierter Hersteller und qualifizierter Produkte, um Ihnen dabei zu helfen festzustellen, ob ein Produkt den IPC-Elektronormen entspricht.

Weltweit gibt es mehr als 110 IPC-lizenzierte Schulungszentren. Die Organisation bietet auch Online- und Multimedia-Bildungs- und Schulungsressourcen an. Hier finden Bildungsveranstaltungen sowie Fach- und Managementkonferenzen statt, darunter die IPC APEX EXPO, die größte Ausstellung der Elektronikfertigungsindustrie in Nordamerika, und die APEX South China.

Darüber hinaus führt die Organisation Marktforschung durch und arbeitet in den Bereichen Government Relations und Umweltpolitik. IPC setzt sich für die Elektronikindustrie bei Aufsichtsbehörden auf der ganzen Welt ein.

Was ist IPC PCB?

Da IPC Standards für die Elektro- und Elektronikindustrie erstellt, spielt es auch eine entscheidende Rolle bei der Erstellung von Standards für Leiterplatten. Sie finden IPC-Standards für die PCB-Fertigung in jeder Phase des PCB-Produktionsprozesses, einschließlich Design und Fertigung.

Beispielsweise spielt IPC zu Beginn der Erstellung einer Leiterplatte eine Rolle bei der Festlegung von Standards für Dateiformate, PCB-Designsoftware, Designleitfäden und elektronische Produktdokumentation. Diese Standardspezifikationen für Leiterplatten betreffen auch die geeigneten Materialien für Leiterplattenbaugruppen, oberflächenmontierte Geräte und Oberflächenveredelungen. Darüber hinaus spielen sie eine Rolle beim Testen und Beurteilen der Akzeptanz von Leiterplatten.

Die IPC-Leiterplattennormen legen auch Anforderungen für das Löten elektrischer und elektronischer Arbeiten in Leiterplatten fest. Diese Lötnormen beziehen sich häufig auf Reflow- und Wellenlöten sowie Lötspleiße. Unternehmen verlassen sich auch auf sie, um zu prüfen, ob ihre elektrischen und elektronischen Baugruppen während der Herstellung akzeptabel sind. IPC-Standards decken auch Kabel- und Kabelbaumbaugruppen ab. Schließlich legen sie Akzeptanzstandards für die Herstellung, Inspektion und Prüfung von Elektronikgehäusen fest, bevor die Leiterplatte als Endprodukt freigegeben wird.

Warum sind IPC-Standards wichtig?

Die Herstellung sicherer, zuverlässiger und leistungsstarker PCB-Produkte erfordert während des gesamten Produktionsprozesses ständige Aufmerksamkeit für Details und Engagement für Qualität. Die Einhaltung der IPC-Standards während des gesamten Prozesses kann Unternehmen dabei helfen, dies zu erreichen.

So wie die Produktionsprozesse für Leiterplatten schrittweise vorgehen, bauen die IPC-Standards alle aufeinander auf. Mit so vielen Standards für PCB-Design, -Bestückung, -Fertigung und -Inspektion können Sie einen IPC-Standard für nahezu jede Phase der Produktion implementieren.

Um qualitativ hochwertige, zuverlässige Produkte zu erzielen, die die Kundenerwartungen erfüllen, müssen sich Unternehmen, die an der Herstellung von Leiterplatten und den Produkten, die sie verwenden, beteiligen, durch die Verwendung von IPC-Standards und Zertifizierungen für Leiterplatten zur Qualität verpflichten.

Die Einhaltung der IPC-Standards kann einem Unternehmen dabei helfen, seine Prozesse und Produkte auf vielfältige Weise zu verbessern. Nachfolgend sind vier der wichtigsten Vorteile aufgeführt:

1. Verbesserte Produktqualität und Zuverlässigkeit

Die Einhaltung der IPC-Standards während des gesamten Herstellungsprozesses kann Unternehmen dabei helfen, die Qualität und Zuverlässigkeit ihrer Produkte zu verbessern. Die Entwicklung von Produkten mit besserer Leistung und längerer Lebensdauer trägt dazu bei, ein Unternehmen wettbewerbsfähiger und profitabler zu machen und die Kundenzufriedenheit zu verbessern.

IPC-Standards können helfen, Prozesse zu verbessern und auch die Konsistenz von Produkten zu erhöhen. Durch die Verwendung von IPC-Standards bei der Inspektion von Leiterplatten und anderen Produkten kann eine gleichbleibende Qualität sichergestellt werden.

2. Verbesserte Kommunikation

Die Einhaltung der IPC-Standards hilft, die Kommunikation sowohl intern als auch extern zu verbessern, indem sichergestellt wird, dass alle die gleiche Terminologie verwenden und sich auf die Erwartungen einigen. Intern können Mitarbeiter, die die gleiche Sprache sprechen, zusammenarbeiten und einfacher die Änderungen vornehmen, die für Verbesserungen erforderlich sind. IPC-Standards verbessern auch die Kommunikation mit Kunden, Zulieferern, Aufsichtsbehörden und anderen. Die Verwendung der gleichen Terminologie kann Missverständnisse verhindern, die zu Produktionsverzögerungen und Inkonsistenzen und möglicherweise zu unzufriedenen Kunden führen können.

3. Reduzierte Kosten

Die Verbesserungen, die sich aus der Verwendung von IPC-Standards ergeben, können zur Kostensenkung beitragen. Die Verbesserung der Qualität und die Minimierung von Fehlkommunikationen verringern die Wahrscheinlichkeit von Verzögerungen und Nacharbeiten. IPC-Standards können es Unternehmen auch ermöglichen, den Ressourcenverbrauch zu minimieren und die Effizienz zu steigern.

4. Verbesserter Ruf und neue Möglichkeiten

Die Einhaltung international anerkannter Standards wie denen von IPC verleiht einem Unternehmen sofort Glaubwürdigkeit. Selbst wenn jemand nichts über Ihr Unternehmen weiß, kann er sich Ihres Engagements für Qualität sicher sein, wenn er sieht, dass Sie die IPC-Standards befolgen. IPC-Standards verbessern die Qualität Ihrer Produkte und verbessern Ihren Ruf. Letztendlich trägt die Einhaltung dieser Standards dazu bei, Kunden anzuziehen, die Tür zu neuen Möglichkeiten zu öffnen und Sie wettbewerbsfähiger zu machen.

Terminologie der IPC-Standards, die Sie kennen sollten

Um den Benutzern zu helfen, seine Standards zu verstehen und mit ihnen zu arbeiten, stellt IPC Definitionen der verwendeten Begriffe zur Verfügung. Diese gemeinsame Terminologie kann auch dazu beitragen, die Kommunikation in der gesamten Branche genauer und effizienter zu gestalten. Sie können eine vollständige Liste der Namen und Definitionen von IPC erwerben, aber Sie können sich trotzdem über einige der wichtigsten Begriffe und Klassifikationen unten informieren:

Was bedeuten IPC-Klassen?

IPC unterteilt Leiterplatten in der Elektronikfertigung in drei verschiedene Klassen. Diese Klassen signalisieren die Qualität der Leiterplatte, wobei Klasse 1 die niedrigste Qualität und Klasse 3 die höchste Qualität ist. Unternehmen, die Elektronik mit Leiterplatten herstellen, sollten sich dieser unterschiedlichen Klassen bewusst sein, da sie die Sicherheits- und Leistungsspezifikationen vorgeben, die Unternehmen bei Inspektionen erfüllen müssen, sowie die für die Produkte geltenden Qualitätsstandards.

Erfahren Sie unten mehr darüber, wie IPC die drei Klassen elektronischer Produkte definiert:

• Klasse 1 – allgemeine elektronische Produkte: Produkte der Klasse 1 sind für Anwendungen vorgesehen, bei denen die Hauptanforderung die Funktion der fertigen IPC-Baugruppe ist. Diese Klasse umfasst die meisten typischen Alltagsprodukte und Unterhaltungselektronik.
• Klasse 2 – elektronische Produkte für dedizierte Dienste :Produkte der Klasse 2 müssen eine hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer aufweisen. Ein unterbrechungsfreier Betrieb ist vorzuziehen, aber nicht entscheidend. Die Nutzungsumgebung des Produkts würde normalerweise keine Fehler verursachen. Einige Beispiele für diese Produkte sind Mikrowellen und Laptops.
• Klasse 3 – elektronische Hochleistungsprodukte: Produkte der Klasse 3 müssen kontinuierliche Leistung oder Leistung auf Abruf erbringen. Es darf keine Ausfallzeit der Ausrüstung geben, und die Endanwendungsumgebung kann außergewöhnlich rau sein. Die Ausrüstung muss funktionieren, wenn sie benötigt wird. Diese Kategorie umfasst kritische Systeme wie Lebenserhaltungssysteme. Leiterplatten der Klasse 3 werden in fortschrittlichen medizinischen Geräten, sauberer Technologie und maschinellem Lernen verwendet.

Andere Terminologie

Neben der Kenntnis der Klassifizierungen verschiedener elektronischer Produkte gibt es noch einige andere Begriffe, mit denen Sie sich vielleicht vertraut machen möchten. Da IPC häufig die folgenden Begriffe verwendet, werden Sie ihnen wahrscheinlich begegnen, wenn Sie Leiterplatten herstellen, und Sie sollten sich die Zeit nehmen, um zu erfahren, was sie bedeuten:

• Abnahmetests: Die Tests, die erforderlich sind, um festzustellen, ob ein Produkt akzeptabel ist, wie zwischen Käufer und Verkäufer vereinbart.
• Montage: Mehrere Teile, Unterbaugruppen oder Kombinationen daraus zusammengefügt.
• Widerstehen Ein Beschichtungsmaterial, das verwendet wird, um bestimmte Bereiche eines Musters während der Herstellung oder Prüfung vor der Wirkung eines Ätzmittels, einer Plattierung, eines Lötmittels oder anderer Beschichtungen zu maskieren oder zu schützen.
• Integrierter Schaltkreis: Eine Kombination aus untrennbar verbundenen Schaltungselementen, die an Ort und Stelle gebildet und auf oder in einem einzigen Basismaterial miteinander verbunden sind, um eine Mikroschaltungsfunktion auszuführen.
• Biegefestigkeit: Die Zugfestigkeit der äußersten Faser eines Materials, das gebogen werden muss.
• Kritischer Vorgang: Ein Vorgang eines Gesamtprozesses, der einen wesentlichen Einfluss auf die Eigenschaften des fertigen Produkts hat.
• Prozessindikator: Eine Abweichung an einem Produkt, die seine Zuverlässigkeit, Passform oder Funktion nicht beeinträchtigt, wie z. B. eine verfärbte Isolierung oder eine Lötstelle mit einem kleinen Loch.

Eine Geschichte der IPC-Standards

Die Elektronikindustrie hat sich im Laufe der Jahre durch die Einführung neuer Technologien, Vorschriften und Erwartungen erheblich verändert. Mit der Entwicklung der Branche sind die IPC-Standards mitgewachsen. Hier ist ein kurzer Überblick über die Geschichte der IPC-Standards.

1950er-1970er

Wie bereits erwähnt, wurde das Institut für gedruckte Schaltungen ursprünglich 1957 gegründet, als sich sechs Leiterplattenhersteller zusammenschlossen.

Im Jahr nach seiner Gründung veröffentlichte IPC sein Buch How to Design and Specific Printed Circuits. Das Buch war die erste große Veröffentlichung der Organisation und wurde mehr als 25.000 Mal verkauft.

1964 veröffentlichte IPC die erste Version von IPC-A-600, der Akzeptanz von Leiterplatten – dem IPC-Standard für die Akzeptanzanforderungen für unbestückte Leiterplatten. Der Standard wurde seitdem sieben Mal überarbeitet und aktualisiert. Heute ist es nach wie vor die führende Quelle für visuelle Unterstützung für Akzeptanzanforderungen für unbestückte Platinen in der IPC-6010-Serie.

1977 änderte IPC seinen Namen in Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits, als Reaktion auf die wachsende Zahl von Unternehmen für die elektronische Montage, die sich dem Verband anschlossen.

Im nächsten Jahr sponserte die Organisation ihre erste große internationale Veranstaltung – die Printed Circuit World Convention. An der Veranstaltung, die in London stattfand, nahmen Verbände für Leiterplatten aus der ganzen Welt teil. Zu den Sponsoren der Konferenz gehörten neben dem IPC, damals Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits, das European Institute for Printed Circuits, das Institute of Circuit Technology UK, die Japan Printed Circuit Association und das Printed Circuit Group Institute of Metal Finishing UK .

1980er-2000er

1983 veröffentlichte IPC die erste Version von IPC-A-610, Acceptability of Electronic Assemblies. Der Standard ist der am häufigsten veröffentlichte und referenzierte in der Geschichte der Organisation.

1994 wurde die IPC Printed Circuits Expo in Boston mit mehr als 1.700 Besuchern eröffnet. Die Messe umfasste fast 100 Ausschusssitzungen, 60 Fachbeiträge und 17 Workshops zur Entwicklung von Standards.

1994 bot IPC zum ersten Mal sein Zertifizierungs- und Schulungsprogramm für die Akzeptanz elektronischer Baugruppen, IPC-A-610B, an. Dieses Programm bleibt eines der beliebtesten der Organisation. Heute hat IPC mehr als 10.000 Zertifizierungen von Ausbildern für das Programm ausgestellt. Diese zertifizierten Ausbilder haben etwa 125.000 Branchenexperten geschult.

1997 reichte IPC seine Standards zum ersten Mal bei ANSI zur Genehmigung ein.

1998 änderte die Organisation ihren Namen offiziell in IPC und nahm den Slogan Association Connecting Electronics Industries an, um den Namen einfacher zu machen und Verwirrung um ihn herum zu vermeiden.

1999 veröffentlichte IPC eine Stellungnahme zur Verwendung von Blei in der Leiterplattenherstellung und Elektronikmontage. Außerdem wurde mit der Entwicklung einer bleifreien Roadmap begonnen.

2000-heute

Im Jahr 2002 führte IPC einen seiner am weitesten verbreiteten und am besten angenommenen Standards ein – IPC-A-620, Anforderungen und Akzeptanz für Kabel- und Kabelbaumbaugruppen.

2007 feierte die Organisation ihr 50-jähriges Bestehen.

2008 arbeitete die Industrie an der Einführung bleifreier Lote. Als Reaktion auf die mit dem Übergang verbundenen Schwierigkeiten arbeitete IPC mit dem Joint Electron Device Engineering Council und der Electronic Components Association zusammen, um den IPC-J-STD-075-Standard zu erstellen, die Klassifizierung elektronischer Nicht-IC-Komponenten für Montageprozesse.

Im Jahr 2010 veröffentlichte IPC IPC-1601, Richtlinien zur Handhabung und Lagerung von Leiterplatten, die Ratschläge zum Schutz von Leiterplatten vor Verunreinigung, Feuchtigkeitsaufnahme, Verschlechterung der Lötbarkeit, elektrostatischer Entladung und physischer Beschädigung geben.

2017 feierte IPC sein 60-jähriges Bestehen. Zu diesem Zeitpunkt hatte die Organisation mehr als 4.000 Mitgliedsseiten in 79 Ländern.

Beispiele für IPC-Standards

Es gibt IPC-Standards für fast jede Phase des Leiterplattenherstellungsprozesses. Um Ihnen eine Vorstellung davon zu geben, was diese Standards beinhalten, sehen Sie sich die folgenden Beispiele an:

• Was ist IPC-2581? IPC-2581 ist ein generischer Standard, der beim Senden von Informationen zwischen einem PCB-Designer und einem Hersteller oder Montageunternehmen verwendet wird. Es bietet ein standardisiertes Format für den Austausch von Konstruktionsdaten, das dabei hilft, konsistente Produktionsergebnisse zu gewährleisten.
• Was ist IPC-2221? IPC-2221 ist die Standardrichtlinie für den Prozess des Leiterplattendesigns. Innerhalb der 2220-Serie gibt es auch einen IPC-Standard für flexible Leiterplatten sowie Standards für starre und MCM-L-Leiterplatten. IPC-2221 behandelt Themen wie Konstruktionslayout, Stücklisten, Materialien, mechanische und physikalische Eigenschaften, elektrische Eigenschaften, Wärmemanagement und mehr.
• Was ist IPC-4101C? IPC-4101C deckt Anforderungen an Basismaterialien ab, die typischerweise als Laminat oder Prepreg bezeichnet werden und hauptsächlich für die Verwendung mit starren Leiterplatten oder Mehrschichtplatten verwendet werden. Es befasst sich mit den verwendeten Materialien, ihren Abmessungen und ihren Eigenschaften.
• Was ist IPC-6012B? IPC-6012B legt Qualifikations- und Leistungsanforderungen für die Herstellung starrer Leiterplatten fest. Es bietet Anforderungen für die verschiedenen Arten von Produktklassen in Bereichen wie strukturelle Integrität, Lötbarkeit und Leiterabstand.
• Was ist IPC-A-600F? IPC-A-600F legt die Akzeptanzkriterien für Leiterplatten fest. Es beschreibt, welche beobachtbaren Bedingungen einer Leiterplatte akzeptabel und nicht konform sind – sowie die Zielbedingungen – für alle Teile der Leiterplatte, von den Goldfingern bis zur Kupferbeschichtung. Es ist die visuelle Darstellung der Anforderungen, die in anderen Spezifikationen vorgebracht werden.
• Was ist J-STD-001? IPC J-STD-001 beschreibt die Materialien, Methoden und andere Kriterien für die Herstellung hochwertiger gelöteter Verbindungen. Es konzentriert sich auf die Prozesssteuerung und legt Anforderungen für eine Reihe elektronischer Produkttypen fest.
• Was ist IPC-A-610? IPC-A-610, Acceptability of Electronic Assemblies, stellt Kriterien für die Akzeptanz von Endprodukten bereit. Es ist der am weitesten verbreitete Standard, den das IPC veröffentlicht.
• Was ist IPC-A-620? IPC-A-620 enthält Kriterien für die Akzeptanz von Kabel-, Draht- und Kabelbaumbaugruppen und kann als eigenständiges Dokument für den Kauf von Produkten dienen.
• Was ist IPC-TM-650? IPC-TM-650 enthält Richtlinien zur Bewertung verschiedener Aspekte von PCBs. Beispielsweise beschreibt die Testmethode IPC-TM-650 2.6.14.1 Methoden zum Testen der Neigung einer Platte zur elektrochemischen Migration an der Oberfläche. Der Test misst den Widerstand gegen den Stromfluss über eine PCB-Substratoberfläche. IPC-TM-650-2.3.25.1 beschreibt ein Verfahren zum Testen der Ionenreinheit von blanken Leiterplatten, was wichtig ist, da ionische Kontamination Probleme verursachen kann, die eine Leiterplatte defekt machen.

Unsere Verpflichtung zur Qualität

IPC-Standards sind für alle Unternehmen, die an der Herstellung von Leiterplatten und elektronischen Produkten beteiligt sind, unerlässlich. Sie tragen dazu bei, Qualitätsprodukte zu gewährleisten, Kosten zu senken, die Kommunikation zu optimieren, die Wettbewerbsfähigkeit zu steigern und die Glaubwürdigkeit zu verbessern.

Millennium Circuits fühlt sich diesen Qualitätsstandards sowie unserem Motto „Kundenservice neu definieren“ verpflichtet. Unser Ziel ist es, Ihnen jederzeit die ideale Leiterplatte für Ihre Anforderungen zu liefern.

Haben Sie Fragen zu IPC-Standards, dem PCB-Designprozess oder Ihren Projektanforderungen? Sie können uns kontaktieren, indem Sie dieses Formular ausfüllen oder uns unter 717-558-5975 anrufen. Sie können auch ein schnelles Angebotsformular ausfüllen. Wir freuen uns darauf, von Ihnen zu hören.

Kostenloses Angebot anfordern