24.07.2020Przemysław ProlejkoStandardy IPC są najważniejszymi i najczęściej stosowanymi standardami w projektowaniu obwodów drukowanych. Dlaczego się je wykorzystuje? Dzięki nim można zapewnić bezpieczeństwo i niezawodność.
W usługach produkcji elektroniki wyróżnia się trzy kategorie jakości montażu układów elektronicznych. Pierwsza klasa dokładności oznacza najniższą jakość, trzecia najwyższą. Klasy dokładności są definiowane odpowiednimi normami IPC, np. IPC-A-610 dla montażu powierzchniowego.
Wyróżniamy trzy klasy IPC, dla których określone są charakterystyczne produkty:
- klasa 1 IPC - ogólne produkty elektroniczne (np. latarki, zabawki),
- klasa 2 IPC - produkty o wyższej trwałości i niezawodności (np. laptop, robot kuchenny),
- klasa 3 IPC - produkty elektroniczne o wysokiej niezawodności (np. maszyny medyczne, militaria).
Klasa 1 IPC
Mówi się o niej jako o kategorii „elektroniki ogólnej”. Należą do niej urządzenia z najniższymi wymaganiami jakościowymi. Wykorzystuje się je w produktach, których oczekiwana długość życia jest stosunkowo krótka (np. zabawki). Koszt wytworzenia produktu jest w związku z tym niższy, niż przy bardziej złożonych i jakościowo wymagających procesach produkcyjnych zgodnych z normami klasy 2 lub 3 IPC.
Klasa 2 IPC
Urządzenia z klasy drugiej to produkty elektroniczne, od których wymaga się wydajności, ale ich cykl życia trwa zwykle od kilku do kilkunastu lat. Oczekuje się, że będą działały niezawodnie, jednak zakłócenia nie wywołają sytuacji krytycznej. Z tego typu urządzeń można tu wymienić m.in. telewizor lub tablet. Nie trudno zauważyć, że w tym przypadku awaria byłaby bardziej irytująca i dotkliwa, niż w przypadku urządzeń klasy 1, jednak nie zagrażałaby życiu (jak przy wielu urządzeniach klasy 3).
Projektując produkt do wytworzenia, należy określić, do której klasy będzie on należał. Projektowanie rozwiązania dla klasy 2 wymaga innej specyfikacji od tego dla 3. Ciekawostką jest to, że urządzenia wyprodukowane w klasie 2 często spełniają wiele wymogów klasy 3, lecz rzadko wszystkie te wymogi.
Klasa 3 IPC
W tej grupie znajdują się produkty elektroniczne o wysokiej niezawodności. Dotyczą ich ściśle określone wytyczne ze względu na istotną rangę urządzeń.
Produkt spełniający wymagania klasy 3 IPC powinien zawierać komponenty elektroniczne, które są niezawodne, gdyż wymaga się od niego nieprzerwanej pracy. Mogą to być urządzenia o zastosowaniu medycznym (jak rozrusznik serca czy aparaty używane na oddziale intensywnej terapii), wojskowym (np. radar), ale również rozwiązania z innych dziedzin. Wymagania dotyczące solidności są tu najbardziej rygorystyczne. Układy elektroniczne klasy 3 są najwyższej jakości, dlatego wiele produktów elektronicznych, które mogłyby znajdować się w klasie 2 (głównie ze względu na ich przeznaczenie), produkowanych jest w wyższym standardzie. Dlaczego? Korzyści wynikające z wyższej jakości mogą przewyższyć koszty ewentualnych akcji sewisowych.
Podsumowując: elektronika klasy 1 to elementy o krótszej żywotności i trwałości. Elektronika klasy 2 posiada dłuższy cykl życia i ma większe znaczenie. W końcu elektronika klasy 3 to urządzenia o znaczeniu krytycznym, mające z założenia działać niezawodnie, niezależnie od sytuacji.
Różnice pomiędzy klasą 2 IPC a klasą 3 IPC
Firmy świadczące usługi produkcji elektroniki często decydują się wyłącznie na produkowanie w klasie 2 oraz 3, gdyż wymagają one wyższych standardów. Procesy produkcyjne są tu stworzone zgodnie z tymi wyśrubowanymi wymaganiami.
Na czym jednak polega różnica między 2 a 3 klasą IPC w produkcji płytek elektronicznych? Jest to głównie dokładność położenia i lutowania komponentów SMT i THT. Klasa 3 posiada również wyższe wymagania co do czystości zespołów. Wszystkie te kwestie muszą być określone już na etapie projektowania i uwzględniać normy IPC klasy 3. Wykorzystując odpowiednie oprogramowanie, które łączy w sobie funkcje projektowania, weryfikacji i produkcji, można precyzyjnie zrealizować cały projekt zgodnie ze standardami IPC.
Jakie czynniki brać pod uwagę wybierając klasę IPC?
Pierwsza kwestia, to oczywiście końcowe zastosowanie produktu. W niektórych branżach w grę wchodzi jedynie klasa 3. W innych przypadkach: urządzenia opłaca się produkować zgodnie ze standardami klasy 3 – pomimo tego, że wystarczająca byłaby klasa 2.
Wykorzystując procesy produkcyjne dla klasy 3 trzeba liczyć się ze wzrostem kosztów spowodowanych dodatkowymi testami i kontrolami. Produkty elektroniczne muszą być specjalnie zaprojektowane dla określonej klasy, zgodnie z właściwą dla danego etapu normą IPC, np. dla montażu powierzchniowego – IPC-A-610.
