Стандарты IPC: Все, что вы должны знать об этом
Стандарты IPC — это то, чего вы не можете избежать как надежный производитель печатных плат. Другими словами, вы не можете похвастаться производством надежных печатных плат без проверки стандартов IPC. Вот почему существует множество стандартов IPC, гарантирующих надежность вашего продукта. Итак, если вы новичок в проектировании печатных плат, важно учитывать стандарты IPC. Но есть вероятность, что вы можете столкнуться с некоторыми узкими местами на этом пути. Вот почему мы создали эту статью, чтобы помочь вам понять стандарты IPC. Кроме того, мы сделали его очень простым и понятным. Следовательно, вам не нужно беспокоиться, потому что мы обеспечим вас. Итак, если вы готовы, давайте начнем! 1. Что такое стандарты IPC? 2. Краткая история стандартов IPC (как все начиналось) 3. Наиболее распространенные стандарты IPC 4. Классификации и термины, используемые в стандартах IPC 5. Почему стандарты IPC важны при производстве печатных плат? Заключительные слова
1. Что такое стандарты IPC?
Прежде чем мы углубимся в тему, давайте посмотрим на определение стандартов IP. Во-первых, мы не можем определить стандарты IPC, не понимая, что такое «IPC». Таким образом, МПК является глобальным органом. И это позволяет производителям создавать качественную электронику в соответствии с проверенными стандартами. Но есть еще кое-что. Таким образом, IPC сертифицирует, обучает и информирует этих производителей. Таким образом, производители не отступают от стандартов IPC. Кроме того, IPC обеспечивает пропаганду государственной политики и маркетинговые исследования для производителей. Итак, вот кикер. IPC насчитывает более 4800 компаний-членов по всему миру. Кроме того, эти члены регулируются политикой организации. Кроме того, члены приходят из всех аспектов электронной промышленности. Итак, под корпусом мы видим электронику, поставщиков, дизайнеров и производителей печатных плат. Но это не все. Производители аутентичного оборудования и сборочные фирмы входят в состав IPC. В конце концов, в электронной промышленности не пропало ни одного заинтересованного лица. Кроме того, штаб-квартира организации находится в Баннокберне, штат Иллинойс, США. Кроме того, у него есть другие офисы в Соединенных Штатах. В других странах, таких как Китай, Индия, Россия и Швеция, также есть офисы IPC. Но есть еще кое-что. IPC получил аккредитацию от ANSI. После этого они получили сертификат организации по разработке стандартов.
Стандарты МПК
Итак, мы углубимся в стандарты IPC, так как теперь мы понимаем IPC. Стандарты IPC являются приемлемыми кодами в электронной промышленности. Кроме того, орган публикует коды стандартов для всех этапов производства. Следовательно, вы найдете эти коды на таких этапах, как проектирование, сборка, упаковка и т. д. Кстати, IPC насчитывает более 300 операционных стандартов. Кроме того, в его библиотеке более 1000 стандартов. Кроме того, за коды МПК отвечает комитет добровольцев. По большей части комитет разрабатывает, изменяет и создает стандарты IPC. В результате в процессе принимают участие более 3000 профессионалов в области электроники. Как правило, в состав комитета могут входить люди со всего мира. Таким образом, участники участвуют в процессе по электронной почте, лично или посредством телеконференции.
Чем занимается орган МПК (подробно)?
Во-первых, орган IPC предлагает программы валидации. И у них есть команда по анализу пробелов в стандартах. Таким образом, они используют свои средства, чтобы помочь производителям решить свои производственные проблемы. Кроме того, орган просвещает производителей о том, что нужно делать для соблюдения стандартов качества. Но это не все. Орган также ведет список квалифицированных производителей. Короче говоря, они создают его, чтобы помочь общественности открыть для себя продукты, соответствующие стандартам IPC. Кроме того, ассоциация имеет более 110 лицензированных IPC учебных центров по всему миру. Кроме того, организация предоставляет мультимедийные и онлайн-обучающие и образовательные ресурсы. Кроме того, они проводят информационные мероприятия, управленческие и технические конференции. Подводя итог, IPC APEX EXPO является крупнейшей выставочной выставкой в США. Южный Китай отвечает за APEX, который также принадлежит IPC. Кроме того, IPC проводит множество маркетинговых исследований. Кроме того, они проводят большую работу в области экологической политики и отношений с государственными органами. В заключение следует отметить, что IPC является активным сторонником электронной промышленности во всем мире. И у них есть регуляторы по всему миру.
Где вы получаете стандартные продукты IPC?
Итак, мы должны быть откровенны с вами. Стандартные продукты IPC не бесплатны. Поэтому не рассчитывайте получить их, не потратив ни копейки. Тем не менее, вы все равно можете получить скидку при покупке в магазине IPC в качестве члена. Кроме того, у них есть множество магазинов IPC, которым вы можете покровительствовать. Следовательно, отличным примером проверенного магазина IPC является ourpcb.com.
2. Краткая история стандартов IPC (как все начиналось)
В 1957 году IPC начал свою деятельность как Институт печатных плат. Затем шесть производителей печатных плат сформировали корпус. Позже, в 1958 году, IPC создала и опубликовала свою первую книгу. На тот момент книга разошлась тиражом до 25 000 экземпляров. Итак, название книги «Как проектировать и определять печатные схемы». 
3. Наиболее распространенные стандарты IPC
Источник:ipc.org Вот пять наиболее важных стандартов IP, которые вам следует знать.
3.1 МПК-6012
Орган назвал этот стандарт спецификацией качества и производительности для жестких печатных плат. Другими словами, IPC-6012 формирует критерий и производительность жестких плат. Таким образом, спецификации относятся к одной стороне и нескольким платам. Он также идеально подходит для печатных плат с металлическим сердечником. Кроме того, активные или пассивные встроенные печатные платы не остаются в стороне.
3.2 ИПК-А-600
Как мы упоминали ранее, IPC-A-600 — это приемлемость печатных плат. Он также известен как IPC-600. Этот стандарт устанавливает критерий для каждого класса продуктов. Кроме того, он определяет необходимые и идеальные условия для каждой печатной платы.
3.3 МПК-А-610
Стандарт IPC-A-610 — это приемлемость электронных сборок. Следовательно, он создает критерий приемлемости конечного продукта. Кроме того, это один из самых популярных стандартов, используемых органом IPC.
3.4 J-STD-001
Этот стандарт описывает критерии, необходимые для производства качественных паяных соединений. Кроме того, в нем рассказывается о методе и материале, задействованном в процессе. Короче говоря, стандарт фокусируется на управлении процессами. И это устанавливает требования к электронным продуктам.
3.5 IPC-7711/IPC-7721
Этот стандарт отвечает за доработку электронных узлов или ремонт. Он также следит за модификацией печатных плат и электронных узлов.
4. Классификации и термины, используемые в стандартах IPC
Очень важно обращать внимание на условия IPC. Почему? Это потому, что каждое слово означает разные вещи. Кроме того, он поставляется с двумя выбранными терминами. Итак, вы найдете эти термины в стандарте IPC-A-620. Они есть: Должен или должен: если вы видите какой-либо из этих терминов, это означает одно. Обсуждаемое требование является обязательным. Таким образом, это относится ко всем классам продуктов. Должен: это слово показывает рекомендацию. Кроме того, это полезно для отражения процедур. Кроме того, он идеально подходит для общих отраслевых практик в качестве руководства. Теперь вы понимаете термины, используемые в стандартах IPC, поэтому приступим к занятиям.
4.1 Классы электроники на основе стандартов IPC
Когда дело доходит до производства электроники, печатные платы делятся на три класса. Следовательно, каждая категория показывает качество печатной платы. Итак, классы:
IPC Class 1 – General Electronic Products
Первый класс — это то место, где вы ежедневно найдете электронику общего назначения. Кроме того, продукты этого класса имеют доски. Кроме того, у них самые низкие требования к качеству. Поэтому они обычно имеют короткий жизненный цикл. Однако есть еще кое-что. Основным требованием к продуктам первого класса является функциональное качество. Таким образом, работа с конечным продуктом является более важной. Кроме того, это один из самых мягких классов. Вот почему он допускает возможные дефекты. Так, отличным примером ее продукции являются смартфоны, игрушки и т. д.
IPC Класс 2 – Электронные продукты для специализированных услуг
Второй класс — электроника с длительным жизненным циклом и постоянной производительностью. Кроме того, продукты второго класса требуют бесперебойного обслуживания. Таким образом, производители следят за тем, чтобы продукция не вышла из строя в процессе эксплуатации. Другими словами, продукты этой категории приемлемы. Кроме того, у них длительный жизненный цикл. Итак, хороший совет здесь — знать класс, который вы хотите. После этого вы можете заняться дизайном доски. Таким образом, вы можете легко разрабатывать свои продукты для определенного класса. Примерами товаров в этой категории являются микроволновые печи, телевизоры и т. д.
Класс 3 IPC – Высокопроизводительные электронные продукты
Третий класс IPC состоит из критически важной электроники. Другими словами, в электронных продуктах класса 3 используются печатные платы. Кроме того, они следуют строгим правилам. Таким образом, продукты третьего класса IPC представляют собой высоконадежную электронику. Кроме того, они имеют длительный жизненный цикл с безотказным качеством. Так, примерами ее продукции являются военные радары, кардиостимуляторы и т. д.
4.2 Дополнительные термины, используемые в стандарте IPC
Вот дополнительные, которые вам могут быть интересны. Они есть:
Приемочные испытания
Приемочное испытание поможет вам узнать, приемлем ли продукт. Кроме того, продавец или покупатель должны с этим согласиться.
сборка
Сборка – это соединение нескольких деталей или узлов.
Критическая операция
Критическая операция — это процедура всего процесса. Таким образом, это обычно оказывает огромное влияние на качество готового продукта.
Интегральная схема
Этот термин относится к комбинации электронных компонентов. Он также известен как микрочип. Обычно они изготавливают его как единое целое. Тем самым он выполняет функцию микросхемы.
Сопротивляться
Резист — это материал покрытия. Следовательно, его функция заключается в защите определенных областей узора. Кроме того, это лучше во время тестирования или производства.
Предел прочности при изгибе
Прочность на изгиб также называют прочностью на изгиб. Кроме того, это сопротивление материала деформации. Кроме того, вот кикер. Прочность на изгиб показывает вам нечто жизненно важное. Он показывает силу, необходимую для разрушения тестового образца. Кроме того, он должен быть определенного диаметра, прежде чем он будет работать.
5. Почему стандарты IPC важны при производстве печатных плат?
Стандарты IPC держат производителей под контролем. То есть помогает им создавать надежные и безопасные печатные платы. Как? Производители обращают внимание на детали производственных стандартов. Таким образом, они сохраняют качество на протяжении всего процесса. Таким образом, они улучшают производственный процесс. И тем самым оправдывают ожидания клиентов. Стандарт IPC также поддерживает производителей следующими способами:
1. Повышение качества и надежности продукции
Стандарты IPC вступают в силу с самого начала производственного процесса. Итак, это означает одно. Конечный продукт будет работать лучше и прослужит дольше. Кроме того, это означает высокое качество и надежность.
Улучшенная связь
В стандартах IPC используется один и тот же язык. В результате снижается риск недопонимания. Таким образом, люди не могут смешивать терминологии. Кроме того, они могут легко определить жизненный цикл электронного устройства.
Снижение затрат
Если производители будут следовать стандартам IPC, им не нужно будет проводить проверки качества. Таким образом, это помогает снизить стоимость тестирования.
Поддерживает согласованность
Производителям довольно сложно поддерживать постоянство качества. Но это прекрасно, когда они следуют и поддерживают сертификацию IPC. Таким образом, продукты могут поддерживать качество. Кроме того, производитель может постоянно повышать удовлетворенность своих клиентов.
Сохраняет репутацию
Инженеры электронной промышленности знакомы со стандартами IPC. И это потому, что IPC признана во всем мире. Так вот в чем дело. Даже недавно принятые на работу сотрудники могут поддерживать вашу репутацию. Почему? Это потому, что есть стандарты, которым нужно следовать.
Заключительные слова
Мы не можем не подчеркнуть стандарты IPC. Кроме того, каждому производителю печатных плат необходимо соответствовать стандартам. Итак, если вы занимаетесь производством печатных плат, вам всегда необходимо соответствовать стандартам IP. Кроме того, вы многого выиграете, если будете соответствовать этим стандартам. Как? Вы повысите доверие к своему бренду. В результате вы получите больше клиентов, покровительствующих вашей фирме. Поэтому, если вы хотите получить дополнительные разъяснения по этой теме, свяжитесь с нами.
Welcome to Innovations Public Charter School
IPCS is best known for its student centered learning in multi-age groupings, inquiry and project-based focus, thematic integrative curriculum, arts and technology integration, parent participation, and its caring and experienced staff.
Innovation Public Charter School, 75-5815 Queen Ka`ahumanu Highway, Kailua Kona, HI 96740, United States (808) 331-3130
UIPA REQUEST: Email: uipa.ipcs@gmail.com / Mailing Address: 75-5815 Queen Ka’ahumanu Hwy Kailua-Kona, HI 96740
Проектирование устройств высокого напряжения с помощью калькулятора зазора PCB по стандарту IPC-2221
Стандарты проектирования и сборки печатных плат существуют не для того, чтобы создавать вам трудности, а чтобы получать единообразные продукты, от которых можно ожидать одинаковой работы в разных отраслях. В целях стандартизации были созданы инструменты обеспечения соответствия, включая калькуляторы для определенных компонентов проекта, процедуры контроля и аудита и многое другое.
Важным общим стандартом проектирования печатных плат (PCB) высокого напряжения является IPC-2221. В этом стандарте описаны многие важные аспекты проектирования, некоторые из которых сводятся к простым математическим формулам. Калькулятор стандарта IPC-2221 поможет быстро определить требования к расстоянию между токопроводящими элементами PCB с высоким напряжением и обеспечить безопасность создаваемой платы при рабочем напряжении. Если задать эти спецификации в виде автоматических правил в программном обеспечении, используемом для проектирования, то вы сможете работать, не отвлекаясь и не совершая ошибок при разводке платы.
Что такое IPC-2221?
IPC-2221 (редакция B, действующая с 2012 года) является общепринятым отраслевым стандартом, который описывает разнообразные аспекты проектирования печатных плат, например требования к материалам (включая подложки и покрытие), контролепригодности, терморегулированию и тепловой разгрузке, а также контактным кольцам и многому другому.
Какие-то из его рекомендаций заменяются другими, более конкретными стандартами проектирования. Например, стандарты IPC-6012 и IPC-6018 содержат спецификации проектирования соответственно жестких и высокочастотных печатных плат. Эти дополнительные стандарты в основном не противоречат стандартам IPC-2221 для обычных PCB. Однако IPC-2221 обычно не является квалификационным стандартом, используемым для оценки надежности продукции или показателей/дефектов производства. Для квалификационного тестирования производимых жестких печатных плат обычно используется IPC-6012 или IPC-A-600.
Расстояние между проводниками устройств высокого напряжения по стандарту IPC-2221B
В стандарте IPC-2221B изложены важные требования к проектированию печатных плат с высоким напряжением. Одним из этих требований является зазор между проводниками, который решает две проблемы.
- Возможность возникновения коронного разряда или диэлектрического пробоя при высокой напряженности электрического поля.
- Возможность образования проводящих анодных нитей, иногда называемого дендритным ростом (см. ниже).
Первый пункт наиболее важен, так как его легче всего контролировать, задав подходящий минимальный зазор между проводниками в плате. Второй эффект также можно купировать должным расстоянием между каналами, а также выбором материала и общей чистотой обработки. Необходимое расстояние для предотвращения этих эффектов сводится в стандарте IPC-2221 к функции напряжения между двумя проводниками.
Ниже показана таблица 6-1 из стандарта IPC-2221. Приведенные значения указывают минимальное расстояние между проводниками в зависимости от пикового напряжения постоянного или переменного тока между ними. Обратите внимание, что IPC-2221 устанавливает фиксированные значения минимального расстояния между проводниками только для напряжений до 500 В. Если напряжение превышает 500 В, то для расчета расстояния используются значения зазора на вольт, которые приведены в таблице. Каждый вольт выше 500 В увеличивает требуемый минимальный зазор на величину, указанную в нижней строке.
Не все печатные платы с высоким напряжением будут работать при высоком токе, но на тех, которые используют высокий ток, возможен значительный рост температуры, если проводники недостаточно крупные. Повышение температуры печатной платы происходит из-за джоулевого нагрева, который связан с сопротивлением проводника постоянному току. Из-за этого площадь поперечного сечения в проводниках с большим током тоже должна быть большой, соразмерно величине тока.
Для определения оптимальной площади поперечного сечения можно использовать калькуляторы на основе данных, опубликованных в стандартах IPC-2221 и IPC-2152. Набор данных, используемый в калькуляторе стандарта IPC-2152, более сложный, но он может давать более точные результаты, чем калькулятор IPC-2221.
- Воспользуйтесь бесплатным калькулятором IPC-2221 в Интернете
- Узнайте о различиях между калькуляторами IPC-2152 и IPC-2221
Стандарт IPC-9592B для силовых преобразовательных устройств
Стандарт IPC-9592B устанавливает требования к расстоянию между проводниками конкретно на силовых преобразовательных устройствах. При сопоставлении с требованиями IPC-2221 можно увидеть, что эти стандарты вполне согласованы. В таблице ниже приведены требования к расстояниям в соответствии с IPC-9592B. Они показывают минимально необходимое расстояние между каналами в зависимости от пиковых значений напряжения. Отличие данного стандарта в том, что расстояния при напряжении ниже лимита в 500 В из предыдущей таблицы указаны в виде формул с определенным шагом.
Минимальное расстояние (мм)
Диапазон напряжения (В)
Требования IPC-9592B к расстоянию между проводниками для силовых преобразовательных устройств.
Если поискать в Интернете, можно найти калькуляторы, в которых уже запрограммированы вышеуказанные значения. Определив подходящие расстояния, вы можете запрограммировать их в виде правил для зазора между объектами в своем проекте. Поскольку у вас могут быть разные контуры с разными напряжениями, можно запрограммировать правила проектирования со значениями для каждого из них. В этом случае вы сможете располагать некоторые контуры ближе друг к другу при плотной разводке.
Калькулятор зазора по стандартам IPC-9592 и IPC-2221B
Доступный ниже калькулятор подсчитывает безопасный зазор на основе вышеприведенных стандартов. Введите рабочее напряжение своей платы, и он рассчитает требуемый зазор для внутренних и внешних каналов, а также каналов с покрытием в разводке PCB. Калькулятор также выдает результаты для силовых преобразовательных устройств по стандарту IPC-9592.
Результаты по IPC-2221B
Результаты по IPC-9592
Дефекты электромиграции
Электромиграция — один из многих механизмов образования дефектов в платах с высоким напряжением и плотным расположением проводников. Когда два проводника доведены до высокого потенциала, может произойти электрохимический рост металлических дендритов, если проводники содержат осадки с водорастворимыми солями. Ниже показано изображение дендритного роста между двумя каплями припоя, полученное на растровом электронном микроскопе.
Эти металлические дендриты могут закоротить две точки на плате с высокой плотностью элементов. Это на самом деле является эффектом электрического поля, и именно поэтому существует требование к минимальному расстоянию между проводниками. Увеличение расстояния при определенной разности потенциалов уменьшает поле между проводниками, что тормозит рост дендритов.
Что есть помимо калькулятора IPC-2221?
Обратите внимание, что соблюдение стандарта IPC-2221 является добровольным. Однако если для изделий действуют строительные и электротехнические нормы и правила безопасности, то может потребоваться обязательное соблюдение стандартов UL или IEC в отношении утечек и зазоров. Например, соответствующий набор требований безопасности для ИТ- и телекоммуникационных изделий с питанием от сети переменного тока и аккумуляторов можно найти в стандарте IEC 62368-1 (заменившем стандарт IEC 60950-1). В отношении тока утечки расстояние, указанное в IPC-2221B, зависит от среднеквадратического значения рабочего напряжения, степени загрязнения (уровни от 1 до 3) и группы материалов. Определения последних двух терминов можно найти в стандартах UL 62368-1. Если вам необходимо выполнять требования IEC, IPC или других стандартов безопасности, вы можете задать соответствующие правила в подходящем программном обеспечении для проектирования печатных плат.
Чтобы предотвратить пробой между проводниками вдоль слоя из-за утечки, выбор материала так же важен, как и правильное расстояние между проводниками. Способность материала противодействовать пробою оценивается с помощью так называемого показателя стойкости к пробою (Comparative Tracking Index, «сравнительный индекс трекингостойкости», CTI). Значение CTI для слоистого материала печатной платы указывает пределы утечки для проводников по поверхности подложки. Стандарт IEC-60112 определяет значения CTI таким образом, что подложка с более высоким классом CTI может выдерживать более высокое напряжение, прежде чем произойдет пробой диэлектрика. Я расскажу об этом более подробно в следующей статье о высоковольтных слоистых материалах PCB и о том, как они выбираются. А пока просто отметьте, что утечка и зазор идут рука об руку и лучше всего начинать проектирование именно с определения правильных расстояний.
В основе инструментов САПР и функций маршрутизации Altium Designer ® лежит унифицированный механизм проектирования на базе правил, который автоматически проверяет вашу разводку по мере создания платы. Определив требования к зазору с помощью калькулятора IPC-2221, вы можете запрограммировать зазоры в правилах проектирования, чтобы обеспечить безопасную работу платы при высоком напряжении. Вам также будет доступен полный набор функций документирования, который поможет подготовиться к изготовлению и сборке.
Мы лишь поверхностно рассмотрели некоторые возможности Altium Designer на Altium 365. Начните использование бесплатной пробной версии Altium Designer + Altium 365 сегодня .
Reversing the COVID Effect
Strength is Critical to Health and Disease Prevention!
Muscular Strength Loss Greater then Expected- Increasing the Risk of the Worker for MSK’s!
The loss of absolute strength due to lockdown was about 8 times greater than what was seen each year between 2005-2019. Click the link below to read more about the increasing risk to the workforce.
Covid Lockdown-How Did It Impact the Health of the Worker?
Click the link below to read more!
Driven By Data. Reducing Workforce Cost.
Industrial Physical Capability Services provides standardized and objective isokinetic physical capability testing for new hires and employees returning to work. IPCS will reduce your overexertion injuries in a safe and legally defensible manner, simultaneously improving safety and performance, and significantly reducing workers’ compensation costs. Your workforce will ultimately be safer, healthier and more productive.