Por que os Padrões IPC-6012 e IPC-A-600 Importam na Fabricação de PCB

A IPC (Institute of Printed Circuits) é uma associação comercial global que atende às indústrias de montagem de PCB e eletrônicos. A IPC verifica a qualidade de PCBs e PCBA fabricados, aplicando algumas diretrizes de inspeção. A IPC possui vários guias que fabricantes de PCB devem seguir ao fabricar seus PCBs. Os dois documentos guias IPC mais primários são o IPC-6012 e o IPC-A-600. O IPC-6012 lida com as especificações de qualificação e desempenho de PCBs rígidos. Por outro lado, o IPC-A-600 aborda a aceitabilidade de PCBs. Recentemente, o IPC-A-600 parece ser o documento mais amplamente usado e aceito. Este artigo destaca a importância do IPC-6012 e IPC-A-600 na produção de PCBs.

1. O que é IPC?

O Institute of Printed Circuits (IPC) é uma organização internacional respeitável que orienta a indústria de interconexões eletrônicas. Ela faz isso através de mudanças e padrões que empresas que operam neste setor devem seguir. A IPC é uma associação dedicada, tendo visto a adesão subir para mais de 4.000 empresas membros.

O Institute of Printed Circuits representa os elementos/dimensões fundamentais da indústria, como design, fabricação de PCB, montagem eletrônica e teste final. O Institute of Printed Circuits é uma entidade dirigida por membros. Por esse motivo, atua como fonte de padrões da indústria, pesquisa de mercado, treinamento e advocacia de políticas públicas.

Além disso, o Institute of Printed Circuits apoia vários programas que atendem às necessidades de cerca de 2 trilhões de dólares americanos na indústria global de eletrônicos. Fundada em 1957 e sediada em Illinois, a IPC possui vários padrões de PCB sob sua responsabilidade que fabricantes de PCB devem cumprir em todos os momentos.

(Imagens de alta tecnologia da IPC)

2. Por que Precisamos Realizar Verificação IPC?

Você já tentou projetar um PCB, enviá-lo ao seu fabricante, apenas para descobrir que eles não conseguiam fabricá-lo porque você ignorou os padrões IPC? Você não está sozinho, pois este é um problema que muitos designers de PCB enfrentam quase diariamente. Se você quer garantir a produção de suas placas sem atrasos ou dificuldades, deve cumprir os padrões IPC.

Mas por que os padrões IPC importam?

Existe necessidade de cumprir os padrões IPC? Existem várias razões fundamentais pelas quais os padrões IPC importam. Primeiro, os padrões IPC ajudam designers e fabricantes a economizar muito tempo antes de fabricar seus produtos. Ao realizar verificação IPC, designers e fabricantes de PCB economizam muito tempo necessário para retrabalho em caso de recall.

Além disso, fabricar PCBs confiáveis, seguros e de alto desempenho exige atenção aos detalhes e algum compromisso com a qualidade em todo o processo de produção. Ao aderir aos padrões IPC, placas de circuito impresso alcançam isso com facilidade. Para empresas fabricarem produtos confiáveis e de alta qualidade que atendam ou até superem as expectativas dos clientes, a conformidade com os padrões IPC é necessária.

Aderindo aos padrões IPC, as empresas se beneficiam de melhor qualidade e confiabilidade do produto.

Isso, por sua vez, tornará a empresa competitiva e lucrativa. Além disso, traz comunicação aprimorada. Ao aderir a esses padrões, as empresas melhoram canais de comunicação interna e externamente. Padrões IPC garantem que todos usem a mesma terminologia enquanto concordam com expectativas definidas.

Também, ao aderir aos padrões IPC, provedores de serviço de PCB corretos são assegurados de custos reduzidos de fabricação de PCB. Com qualidade aprimorada e falta de comunicação, há pouca ou nenhuma probabilidade de retrabalhos e atrasos. Padrões IPC também trazem reputação aprimorada da empresa, além de novas oportunidades. Cumprir padrões reconhecidos internacionalmente, como os da IPC, dá à empresa credibilidade instantânea.

(Planta de produção de microchips)

3. Padrões de Montagem IPC para Fabricação de PCB

Existem muitos padrões IPC que fabricantes de PCB devem cumprir em todos os momentos. No entanto, como mencionado anteriormente, o mais amplamente usado e aceito é o IPC-A-6012. Se você se lembra, o IPC-A-6012 lida com a Aceitabilidade de Montagens Eletrônicas. Embora todos os padrões IPC sejam essenciais, existem alguns que você não pode ignorar independentemente da situação. Mas isso não implica que o resto seja inútil ou não mereça atenção significativa. Alguns dos mais básicos incluem:

IPC-6012 – Especificação de Qualificação e Desempenho para Placas Impressas Rígidas

O IPC 6012 é um padrão que estabeleceu e definiu o desempenho e qualificação de requisitos para HDI, e PCBs passivos/ativos. Esses padrões estabelecem tipos de placas de madeira enquanto descrevem as condições que placas de madeira Classe 1, 2, 3 e 3A devem atender.

IPC-A-600 – Aceitabilidade de Placas Impressas, Verificação de Documentos

O IPC-A-600 é amplamente usado e uma das formas mais aceitas na indústria de PCB IPC. O IPC-A-600 gira em torno do manuseio de montagens eletrônicas, além de métodos aceitáveis para instalação de hardware. Não é só isso sobre os padrões IPC-A-600. Também aborda o que constitui resultados satisfatórios de soldagem e muitos outros aspectos de placas de circuito de furo passante e montagem em superfície.

IPC-A-630 – Fabricação de Gabinetes Eletrônicos

O IPC-A-630 é um Padrão de Aceitabilidade para Fabricação, Inspeção e Teste de Gabinetes Eletrônicos. É um padrão simples que fornece os requisitos necessários para fabricação, inspeção e teste de gabinetes eletrônicos. O IPC-A-630 direciona usuários finais, e mais ainda fabricantes, a fabricar itens confiáveis e funcionais.

IPC 7711 / 7721C – Retrabalho de Montagem Eletrônica

Seu fabricante contratado terá que usar ou confiar em informações deste documento para reparar ou retrabalhar sua montagem de PCB aos padrões IPC. Como o nome sugere, IPC 7711/7721C é tudo sobre retrabalho de montagem eletrônica. Se seu design não atender aos padrões exigidos, seu fabricante contratado pode ter que reparar ou retrabalhá-lo.

Como mencionado muito antes, existem muitos outros padrões/especificações IPC que se aplicam a Prototipagem Rápida de PCB. Impressão 3D de PCB não apenas faz a PCB, mas também faz a Montagem de Placa de Circuito Impresso (PCBA). No entanto, os quatro mencionados acima são alguns dos mais básicos. Os acima são os mais primários que fabricantes contratados respeitáveis e confiáveis têm que usar. Os quatro mencionados acima podem garantir o sucesso e a funcionalidade adequada de suas placas.

(Placa-mãe de computador com soquete de processador CPU)

4. A Diferença entre IPC-6012 e IPC-A-600

Algumas diferenças notáveis entre os padrões IPC-6012 e IPC-A-600 valem a pena notar, conforme destacado na seção abaixo:

4.1 IPC-6012 é uma Especificação de Desempenho

O IPC-6012 é mais uma especificação de desempenho. Sendo uma especificação de desempenho, o IPC-6012 define os requisitos padrão, além das especificações necessárias para cada Classe de PCBs.

4.1.1 Classificação: Classe 1, Classe 2 e Classe 3

Classe 1 são placas eletrônicas gerais que consistem em vida limitada e funções "simples". Essas funções simples são aquelas que você encontrará em dispositivos como controles remotos. Classe 2 é para produtos eletrônicos dedicados. Aqui, você pode esperar que as placas tenham vida útil estendida, significando que você pode usá-las em computadores, condicionadores de ar ou telas de televisão. Por fim, existem produtos Classe 3. Estes são ligeiramente mais rigorosos em tolerância comparados a placas Classe 1 e 2. São altos em termos de confiabilidade e encontram grande aplicabilidade nas indústrias médica e militar.

4.1.2 Algumas Especificações do IPC-6012

Abaixo estão algumas das especificações únicas do IPC-6012 que valem a pena notar:

Dimensional

A menos que especificado na especificação ou desenho, placas de circuito impresso devem atender às dimensões mínimas requeridas nos padrões IPC-6012.

Soldabilidade

Soldabilidade refere-se à rapidez com que um metal pode ser molhado por solda fundida. De acordo com padrões IPC-6012, todos os lotes de placas de circuito impresso devem passar por testes de soldabilidade. De acordo com padrões IPC-6012, soldabilidade ruim é um defeito significativo.

Visual

Inspeção visual é obrigatória para todas as placas de circuito impresso. A inspeção visual ou verificação final de qualidade é necessária antes da liberação do produto. Todos os painéis estão sujeitos a inspeção visual, a menos que especificado de outra forma.

Largura e Espaçamento do Condutor

Largura e espaçamento do condutor referem-se ao intervalo mínimo de ar entre duas características de cobre adjacentes. Geralmente, os requisitos para condutor e espaçamento de largura devem ser menores que 0,007 polegadas. Qualquer coisa mais ou menos que 0,007 polegadas é subpadrão.

Superfícies do Condutor

Pequenos furos e arranhões são aceitáveis em planos de tensão para placas de circuito impresso Classe 2 e Classe 3. No entanto, não devem exceder 1,0 mm em termos de sua dimensão mais longa. Além disso, não deve haver mais de quatro superfícies de condutor por lado.

Limpeza

De acordo com padrões IPC-6012, limpeza é obrigatória. Aqui, todas as placas de circuito impresso devem estar limpas antes da aplicação de revestimento de resistência à solda. Placas sujas contendo contaminantes não devem ser permitidas no mercado. Limpeza é obrigatória antes e após a aplicação de revestimento de resistência à solda.

Integridade Estrutural

De acordo com padrões IPC-6012, existem vários aspectos de integridade estrutural que todos os PCBs devem atender. Baseado em padrões IPC-6012, todas as placas de circuito impresso devem atender aos requisitos de integridade estrutural, especialmente para cupons de teste de avaliação de estresse térmico.

4.1.3 Processo de Design de Produção

Os padrões IPC-6012 especificam os processos que devem entrar no design de produção de PCBs. Aqui, toda a especificação de terra e espaçamento deve estar dentro das tolerâncias recomendadas. Além disso, os furos de perfuração devem atender aos requisitos de tamanho e qualidade. As especificações de máscara de solda também devem estar dentro das tolerâncias recomendadas.

4.1.4 Requisitos de Desempenho São Mais Precisos

Quando se trata de padrões IPC-6012, os requisitos de desempenho são um pouco mais precisos. Quando se trata de requisitos de desempenho, os usuários precisam considerar o que o fornecedor deve entregar em princípio. Também indica o tipo de material usado e os testes que a placa passou para provar sua funcionalidade.

4.1.5 Requisitos Dimensionais de Placa Impressa - Inspeção Interna de:

Tamanho do Furo – Baseado em padrões IPC-6012, o tamanho do furo de PCBs padrão deve ser 0,8 mm de diâmetro. A maioria dos fabricantes tipicamente recomenda um furo de 0,040 polegadas, que é exatamente 1,00 mm de diâmetro.

Precisão do Padrão e Precisão da Característica do Padrão – Precisão do padrão ajusta a regularidade da mobilidade do usuário para a mobilidade real do usuário. Aumentar o nível de precisão do padrão melhora o padrão de mobilidade do usuário. Quando se trata de padrões IPC-6012, precisão do padrão e precisão da característica do padrão são essenciais. Todos os caminhos em um PCB devem estar em uníssono uns com os outros em todos os momentos.

Breakout de Anel Anular (interno e externo) – O propósito principal dos anéis anulares é estabelecer boas conexões entre traço de cobre e o átomo do via. Anéis anulares servem como âncoras para o circuito. IPC-6012 tem especificações sobre breakout de anel anular.

Breakouts de anel anular ocorrem devido à largura insuficiente do anel durante a fase de design. De acordo com padrões IPC-6012, a largura mínima do anel anular precisa ser 0,007 polegadas. Isso evitará breakouts internos e externos.

4.1.6 Usado para Avaliar a Integridade da Estrutura do PCB

Padrões IPC-6012 quando se trata de avaliar a integridade da estrutura da placa de circuito impresso. Algumas questões de integridade sob IPC-6012 que fabricantes de PCB precisam estar atentos incluem:

Integridade de Metalização e Vazios

Problemas referentes à deposição podem comprometer interconexões dentro das paredes dos furos de uma placa de circuito impresso. No final, a placa de circuito impresso pode falhar ou não funcionar como desejado.

Vazios e Rachaduras de Laminação

Vazios de laminação e tentativas são problemas comuns durante a fabricação de PCB. Um furo de laminação é a ausência de resina epóxi em áreas que deveriam conter alguma resina epóxi. Por outro lado, rachaduras dentro de PCBs podem ocorrer durante processos de estresse elevado. Isso pode acontecer termicamente ou mecanicamente. O documento de padrões IPC-6012 tem especificações sobre como minimizar ou evitar vazios e rachaduras de laminação.

Deslaminação

Deslaminação é um modo de falha caracterizado por um material fraturando em camadas. O documento IPC-6012 contém medidas sobre como evitar deslaminação. Se você quer evitar separação em camadas, os materiais certos são necessários.

Remoção de Resina (Hatchback)

Hatchback é o processo de remover resina epóxi das paredes laterais de um furo de via perfurado. A razão para fazer isso é garantir que haja excelente conectividade elétrica entre as camadas de uma placa de circuito impresso.

Padrões IPC-6012 exigem que a resina epóxi usada seja facilmente removível se necessário. O material de resina epóxi deve ser aquele que seria fácil de remover se precisar de remoção. Manter excelente conectividade elétrica entre as camadas é essencial para roteamento de sinal.

Remoção de Smear

Na fabricação de placas de circuito impresso, remoção de smear é necessária. O propósito de realizar remoção de smear é livrar-se de smear na parede do furo para permitir a formação de conexões elétricas na camada interna do circuito.

Além disso, a remoção de smear permite a construção de adesão adequada da parede do furo. Baseado em padrões IPC-6012, remoção de smear é necessária antes de metalização de furo passante.

Breakouts de Furo, Internos e Externos

Breakouts de furo, tanto internos quanto externos, são condições onde o pad não circunda os furos. Breakouts de furo são problemas que muitos fabricantes enfrentam ao fabricar PCBs. Problemas de furo podem ocorrer tanto interna quanto externamente em uma placa de circuito impresso.

Pads Levantados

Em uma placa de circuito impresso, pads levantados podem ocorrer. Pads levantados ocorrem como resultado de uma combinação de problemas físicos e térmicos. Se os pads não se posicionarem corretamente, podem trazer falha de partes do PCB ou do PCB inteiro.

Pads levantados acontecem naturalmente ao tentar dessoldar partes/componentes da placa. Também pode ocorrer se você trabalhar demais a junta a um ponto onde ligações adesivas entre a placa e o cobre são danificadas.

Espessura de Metalização

Espessura de metalização é essencial na produção de PCBs. Quando se trata de placas de circuito, consistência importa muito. Espessura de metalização é um padrão necessário para placas de circuito. Embora exista um padrão oficial de espessura de metalização, existem tamanhos altamente comuns e preferidos por fabricantes.

Baseado em padrões IPC de placa de circuito impresso, a espessura de metalização deve ser 1,57 mm, ou aproximadamente 0,062 polegadas. Mesmo que o design e fabricação de PCBs de hoje tendam a ser menores, a espessura de metalização permanece a mais comum para quase todos os formatos.

Hoje, é mais preciso dizer que existe uma faixa de espessura de metalização padrão ou típica de PCB. Alguns dos mais comuns incluem 0,0031 polegadas (0,78 mm), 0,093 polegadas (2,36 mm) e 0,062 polegadas (1,57 mm).

Espessura de Folha, Interna e Externa

Em placas de circuito impresso, folhas de cobre atuam como espessura de cobre base aplicada em camadas internas e externas. Os padrões IPC permitem até uma redução máxima de 10% na espessura da folha.

De acordo com padrões IPC-6012, espessura de folha (tanto interna quanto externa) importa muito. A maioria dos fabricantes de placas de circuito impresso tipicamente usa folhas de ½ oz.

Núcleos Metálicos

Uma placa de circuito impresso com núcleo metálico é um tipo de PCB consistindo de materiais metálicos como base. O propósito de usar metal é garantir o desvio de calor longe de alguns dos componentes mais críticos da placa. Algumas das áreas essenciais incluem o núcleo metálico e o dissipador de calor metálico.

Padrões IPC-6012 indicam que a distribuição uniforme de camadas deve estar em cada lado do metalcore em PCBs multicamadas. Como exemplo, em uma placa de 12 camadas, o metalcore deve estar no centro consistindo de 6 camadas na parte inferior e seis camadas do metalcore na parte superior.

4.1.7 Características

Como mencionado anteriormente, padrões IPC-6012 são mais uma especificação de padrão de desempenho. Padrões IPC-6012 definem requisitos padrão além dos requisitos de especificação necessários para cada classe de placas de circuito impresso. Algumas das características essenciais aqui incluem questões de limpeza, soldabilidade e superfícies de condutor, para citar alguns.

4.2 Documentos de Inspeção IPC-A-600

Como mencionado anteriormente, IPC-6012 difere de IPC-600 de várias maneiras. Assim como padrões IPC-6012, existem padrões IPC-A-600 que fabricantes de PCB devem cumprir em todos os momentos. IPC-A-600 tem padrões para arte de PCB. O documento IPC-A-600 consiste em critérios de aceitação abrangentes para condições alvo, aceitáveis e não conformes em PCBs nus.

Como mencionado anteriormente, o IPC-A-600 é o padrão mais amplamente usado que a IPC conseguiu publicar. Tal torna o IPC-A-600 uma escolha natural para certificação. Como mencionado anteriormente, padrões IPC-6012 diferem de padrões IPC-A-600. Os seguintes são alguns padrões IPC-A-600 que o tornam diferente dos padrões IPC-6012:

4.2.1 Possui Muitas Imagens e Desenhos

O IPC-6012 não contém muitas fotos e gráficos. Fotografias e ilustrações são necessárias quando se trata de design e fabricação de PCBs. A diferença é que IPC-6012 não contém muitas fotos e imagens, ao contrário do IPC-A-600. Como o IPC-A-600 contém muitas fotografias e desenhos, muitos designers o preferem mais que os padrões IPC-6012.

Se você quer projetar e fabricar PCBs IPC sem muitos problemas, pode ter que ficar com placas que cumprem padrões IPC-A-600. Com isso, você obterá imagens de como fazer tudo.

4.2.2 Projetado para Fins de Inspeção

Padrões IPC-A-600 dão a um montador de placa de circuito impresso a informação para fazer um trabalho de qualidade baseado em inspeção de entrada. IPC-A-600 enfatiza Design for Inspection (DFI). Design for Inspection é um princípio de engenharia propondo que medições e métodos de inspeção usados na certificação de conformidade requerem consideração precoce no design do produto.

Saber condições aceitáveis significa que montadores não terão que cavar mais fundo em seus bolsos se recalls de produtos acontecerem. Conhecer condições não conformes salva montadores de placas de circuito impresso de operações caras de montagem de componentes.

Quando se trata de design e fabricação de PCBs, IPC-A-600 enfatiza muito Design for Inspection (DFI). Entre outras coisas, Design for Inspection no design e fabricação de PCBs traz custos menores e margens de lucro altas. A incapacidade de considerar questões de Design for Inspection (DFI) pode vir com custos ocultos altos.

4.2.3 Características

Assim como IPC-6012, IPC-A-600 tem algumas características também. Alguns dos componentes ou requisitos aqui incluem requisitos de furo passante metalizado, padrões de material dielétrico gravado, recuo de resina e questões relacionadas a vazios.

5. Como Escolher Padrão IPC-A-600 ou IPC-6012

A maioria dos designers de placa de circuito impresso parece confusa quando se trata de escolher entre padrões IPC-A-600 e IPC-6012. Mas a escolha entre os dois depende do tamanho e dos requisitos do seu projeto. Fabricantes devem cumprir várias especificações de inspeção abrangentes encontradas nos padrões IPC. Designers também precisam ter cuidado em relação às regras de design requeridas em todos os padrões IPC.

IPC-A-600 e IPC-6012 são dois dos documentos guias mais primários, também conhecidos como documentos de desempenho e inspeção. O IPC-6012 é a especificação, com o IPC-A-600 sendo a representação visual do formulário IPC-6012. Aqui estão algumas coisas essenciais a notar quando se trata de escolher entre padrões IPC-A-600 e IPC-6012:

Ambos os Padrões São Essenciais para Obter um Produto PCB de Alta Qualidade

Ambos IPC-A-600 e IPC-6012 são cruciais quando você quer obter PCBs de alta qualidade. Ambos têm características e especificações que produtores de PCB devem satisfazer.

Embora IPC-A-600 possa conter padrões superiores comparados a IPC-6012, ambos são essenciais para produzir PCBs de alta qualidade. A escolha entre os dois depende da magnitude e requisitos do seu projeto.

Escolha do Produto

Como o nome sugere, escolha do produto envolve escolher ou selecionar o melhor produto entre as opções disponíveis. Dependendo dos padrões usados ao fabricar um PCB, você无疑 terá que escolher entre um PCB fabricado em conformidade com padrões IPC-6012 ou IPC-A-600.

Para as melhores placas de circuito impresso, você pode ter que optar por aquelas fabricadas sob padrões IPC-A-600. Os padrões IPC-A-600 são ligeiramente superiores às medidas IPC-6012. Como você pode bem saber, o IPC-6012 é uma especificação que estabelece e define os requisitos de desempenho e qualificação necessários para a fabricação de placas de circuito impresso rígidas.

IPC-6012 Determina os Requisitos Desejados de Placa Rígida

IPC-6012 para selecionar o tamanho desejado da placa de circuito impresso. As condições aqui se aplicam a quase todos os tipos de PCBs.

Os tipos de PCBs aqui incluem PCBs multicamadas, face única, PCBs ativos/passivos, HDI e PCBs de núcleo metálico. Sendo uma especificação de desempenho, o IPC-6012 define os requisitos padrão além das especificações requeridas.

Padrões IPC-A-600 Encontram Uso Pesado para Especificações de Inspeção Futuras

Padrões IPC-A-600 são ligeiramente superiores às medidas IPC-6012. Eles são usados especificamente para especificações futuras em uma placa de circuito impresso.

(Placas de circuito impresso e chips)

6. IPC 6012 – Determinar Critérios de Aceitação de Produto com Fornecedores

Critérios de aceitação são as condições que um produto deve satisfazer ou atender para ser aceito por clientes, usuários ou outras partes interessadas. Em outras palavras, estes são alguns requisitos ou padrões pré-estabelecidos que um produto particular deve atender. IPC-6012 e IPC-A-600 determinam critérios de aceitação de produto com fornecedores. Eles consistem em medidas e meios que um produto deve atender para ser considerado aceitável.

Por exemplo, o IPC-A-600 e IPC-6012 contêm vários níveis de qualidade de aceitação que determinam o número máximo de unidades defeituosas, além do qual um lote pode enfrentar rejeição automática. Limites de aceitação determinam quantas amostras precisam ser selecionadas e postas sob inspeção e a fronteira entre recusa e aceitabilidade para produtos defeituosos.

Além disso, IPC-A-600 e IPC-6012 têm vários guias que fabricantes usam para fornecer uma metodologia padrão para inspecionar placas de circuito impresso. Um produto deve atender alguns aspectos: limpeza, soldabilidade, largura e espaçamento do condutor, para citar alguns.

(Placa PCB avançada que atende regulamentos IPC)

Resumo

Quase todos os fabricantes de placas de circuito impresso afirmam ser compatíveis com IPC-6012 ou IPC-A-600. A maioria afirma ter a capacidade de fabricar placas que atendam a qualquer uma das classes. Mas nem todos são quem dizem ser. Mas nós da WellPCB somos compatíveis com IPC-6012 e IPC-A-600. Empregamos IPC-6012 para estabelecer os requisitos de nossas placas de circuito impresso.

Também usamos IPC-A-600 para especificações de inspeção futuras. Entre em contato conosco para mais informações e outras capacidades que temos. Se você quer saber mais sobre nosso nível de qualidade e certificações, ligue para nós. Ficaríamos encantados em agendar um tour informativo para você.