IPC- Bộ tiêu chuẩn “vàng” trong sản xuất PCB

Các nhà sản xuất PCB hẳn đều nắm rõ việc đảm bảo chất lượng trong suốt quá trình sản xuất là rất quan trọng và đòi hỏi sự chú ý cẩn thận ở tất cả các giai đoạn. Chính vì thế Việc tuân thủ các tiêu chuẩn IPC về sản xuất PCB rất cần thiết. Vì chúng giúp đảm bảo sản phẩm chất lượng, giảm chi phí, hợp lý hóa truyền thông, tăng khả năng cạnh tranh và nâng cao uy tín. 

1. Tổng quan chung về hiệp hội IPC

IPC (Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits) là hiệp hội thương mại cho ngành công nghiệp kết nối điện tử. Nó cung cấp các tiêu chuẩn công nghiệp về lắp ráp và bảo vệ thiết bị điện tử, cũng như đào tạo, nghiên cứu thị trường và vận động chính sách công.

IPC là một tổ chức do thành viên điều hành và có  hơn 3.000 công ty thành viên  trên khắp thế giới. Các thành viên của nó bao gồm các công ty trong tất cả các khía cạnh của ngành công nghiệp điện tử toàn cầu, bao gồm các nhà thiết kế, nhà cung cấp, nhà sản xuất bo mạch điện tử, công ty lắp ráp và nhà sản xuất thiết bị gốc.

Tổ chức  được thành lập vào năm 1957, khi sáu nhà sản xuất PCB kết hợp với nhau lấy tên gọi Viện Mạch in . Sau đó nó đổi tên thành Viện Mạch điện tử Kết nối và Đóng gói do việc mở rộng sang lĩnh vực đóng gói và lắp ráp điện tử từ  bo mạch trần. Năm 1999, nó lấy tên IPC, với khẩu hiệu là Hiệp hội kết nối các ngành công nghiệp điện tử.

IPC có trụ sở chính tại Bannockburn, Illinois, và có các văn phòng khác trên khắp Hoa Kỳ và thế giới, bao gồm cả ở Ấn Độ, Trung Quốc, Thụy Điển và Nga.

Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ (ANSI) đã  công nhận IPC là một tổ chức phát triển tiêu chuẩn. Các tiêu chuần IPC là những tiêu chuẩn được công nhận rộng rãi nhất trong ngành công nghiệp điện tử. Tổ chức xuất bản các tiêu chuẩn cho gần như mọi giai đoạn của chu kỳ phát triển sản phẩm điện tử, bao gồm thiết kế, mua, lắp ráp, đóng gói và hơn thế nữa.

IPC hiện có  hơn 300 tiêu chuẩn đang hoạt động  và hơn 1.000 tiêu chuẩn trong thư viện tài nguyên của mình. Các nhà thiết kế điện tử trên toàn thế giới sử dụng các tiêu chuẩn này cho mọi thứ, từ các thiết kế tham chiếu chung đến các bản thiết kế tùy chỉnh hơn.

Đọc thêm: Bảng mạch PCB là gì ? Tìm hiểu chung về mạch PCB

2. Tiêu chuẩn IPC về sản xuất PCB

2.1. Khái quát chung

IPC tạo ra các tiêu chuẩn cho ngành công nghiệp điện và điện tử trong đó bao gồm cả sản xuất PCB (bảng mạch in). Bạn có thể tìm thấy các tiêu chuẩn IPC về sản xuất PCB ở mọi giai đoạn của quy trình sản xuất PCB, bao gồm cả thiết kế và sản xuất.

Ví dụ, khi bắt đầu tạo ra bảng mạch PCB, IPC đóng vai trò thiết lập các tiêu chuẩn cho các định dạng tệp, phần mềm thiết kế PCB, hướng dẫn thiết kế và tài liệu sản phẩm điện tử. Các tiêu chuẩn này cũng ảnh hưởng đến các vật liệu thích hợp cho các cụm bo mạch PCB, các thiết bị gắn trên bề mặt và lớp hoàn thiện bề mặt. Ngoài ra, họ đóng một vai trò trong việc kiểm tra và đánh giá khả năng chấp nhận của bảng in.

Tiêu chuẩn về sản xuất bảng mạch in của IPC cũng đặt ra các yêu cầu đối với công việc hàn điện và điện tử trong PCB. Các tiêu chuẩn hàn này thường liên quan đến hàn chảy lại và hàn sóng, cũng như các mối hàn. Các công ty cũng dựa vào chúng để xem liệu các cụm điện và điện tử của họ có được chấp nhận trong quá trình sản xuất hay không. Tiêu chuẩn IPC cũng bao gồm các cụm dây cáp và dây nịt. Cuối cùng, họ đặt ra các tiêu chuẩn về khả năng chấp nhận cho việc sản xuất, kiểm tra và thử nghiệm các vỏ điện tử trước khi PCB được phát hành như một sản phẩm cuối cùng.

Đọc thêm: 5 loại bảng mạch PCB phổ biến nhất hiện nay

2.2. Bộ tiêu chuẩn IPC về sản xuất PCB

IPC là tiêu chuẩn/đặc tính kỹ thuật được áp dụng cho ngành công nghiệp lắp ráp điện tử, bộ tiêu chuẩn IPC do hiệp hội thương mại cho ngành công nghiệp kết nối điện tử ban hành thống nhất cho ngành bao gồm các vấn đề như sau:

General documents (Các bộ tài liệu tổng thể)

• IPC-T-50 Terms and Definitions
• IPC-2615 Printed Board Dimensions and Tolerances
• IPC-D-325 Documentation Requirements for Printed Boards
• IPC-A-31 Flexible Raw Material Test Pattern
• IPC-ET-652 Guidelines and Requirements for Electrical Testing of Unpopulated Printed Boards

Design specifications (Đặc tính kỹ thuật cho thiết kế)

• IPC- 2221 Generic Standard on Printed Board Design
• IPC-2223 Sectional Design Standard for Flexible Printed Boards

Material specifications (Đặc tính kỹ thuật nguyên vật liệu)

• IPC-FC-234 Pressure Sensitive Adhesives Assembly Guidelines for Single-Sided and Double-Sided Flexible Printed Circuits
• IPC-4562 Metal Foil for Printed Wiring Applications
• IPC-4101 Laminate Prepreg Materials Standard for Printed Boards
• IPC-4202 Flexible Base Dielectrics for Use in Flexible Printed Circuitry
• IPC-4203 Adhesive Coated Dielectric Films for Use as Cover Sheets for Flexible Printed Circuitry and Flexible Adhesive Bonding Films
• IPC-4204 Flexible Metal-Clad Dielectrics for Use in Fabrication of Flexible Printed Circuitry

Performance and inspection documents (Tài liệu về thực hiện và kiểm tra)

• IPC-A-600 Acceptance of Printed Wiring Boards
• IPC-A-610 Acceptability of Electronic Assemblies
• IPC-6011 Generic Performance Specification for Printed Boards
• IPC-6013 Specification for Printed Wiring, Flexible and Rigid-Flex
• IPC- 6202 IPC/JPCA Performance Guide Manual for Single- and Double-Sided Flexible Printed Wiring Boards
• PAS-62123 Performance Guide Manual for Single & Double Sided Flexible Printed Wiring Boards
• IPC-TF-870 Qualification and Performance of Polymer Thick Film Printed Boards

Flex assembly and materials standards (Tiêu chuẩn cho nguyên liệu và lắp ráp PCB mềm) 

• IPC-FA-251 Assembly Guidelines for Single and Double Sided Flexible Printed Circuits
• IPC-3406 Guidelines for Electrically Conductive Surface Mount Adhesives
• IPC-3408 General Requirements for Anisotropically Conductive Adhesives Films

Đọc thêm: TOP 4 cách kiểm tra PCB hiệu quả nhất hiện nay

2.3 Một số tiêu chuẩn IPC về sản xuất PCB

• IPC-2581  là một tiêu chuẩn chung được sử dụng khi gửi thông tin giữa nhà thiết kế PCB và nhà sản xuất hoặc công ty lắp ráp. Nó cung cấp một định dạng chuẩn hóa để trao đổi dữ liệu thiết kế giúp đảm bảo kết quả sản xuất nhất quán.
• IPC-2221  là một tiêu chuẩn chung cho việc thiết kế PCB. Trong dòng 2220, cũng có tiêu chuẩn IPC cho PCB linh hoạt, cũng như tiêu chuẩn cho PCB cứng và MCM-L. IPC-2221 giải quyết các chủ đề như bố cục thiết kế, danh sách bộ phận, vật liệu, đặc tính cơ và vật lý, tính chất điện, quản lý nhiệt và hơn thế nữa.

• IPC-4101C  bao gồm các yêu cầu đối với vật liệu cơ bản, thường được gọi là vật liệu cán mỏng hoặc prereg, chủ yếu để sử dụng với các bảng mạch in cứng hoặc bảng mạch in nhiều lớp. Nó đề cập đến các vật liệu được sử dụng, kích thước và tính chất của chúng.
• IPC-6012B  thiết lập các yêu cầu về chất lượng và hiệu suất để chế tạo và lắp ráp PCB cứng. Nó đưa ra các yêu cầu đối với các loại lớp sản phẩm khác nhau trong các lĩnh vực như tính toàn vẹn của cấu trúc, khả năng hàn và khoảng cách ruột dẫn.
• IPC J-STD-001  mô tả vật liệu, phương pháp và các tiêu chí khác để tạo ra các kết nối hàn chất lượng cao. Nó tập trung vào kiểm soát quá trình và đưa ra các yêu cầu đối với một loạt các loại sản phẩm điện tử.
• IPC-A-620  cung cấp các tiêu chí về khả năng chấp nhận của các cụm cáp, dây và dây nịt và có thể dùng như một tài liệu độc lập để mua sản phẩm.
• IPC-TM-650 cung cấp các hướng dẫn để đánh giá các khía cạnh khác nhau của bảng mạch PCB. Ví dụ,  phương pháp kiểm tra IPC-TM-650 2.6.14.1  mô tả các phương pháp kiểm tra xu hướng di chuyển điện hóa bề mặt của bo mạch. Thử nghiệm  đo khả năng chống lại dòng điện  chạy qua bề mặt chất nền PCB. IPC-TM-650-2.3.25.1 mô tả một phương pháp kiểm tra độ sạch ion của bảng dây in trần, điều này rất quan trọng vì nhiễm ion có thể  gây ra các vấn đề khiến PCB bị lỗi .

Đọc thêm: Quy trình sản xuất bảng mạch PCB

3. Tầm quan trọng của tiêu chuẩn IPC về sản xuất PCB

 Để sản xuất bảng mạch PCB an toàn, đáng tin cậy, hiệu suất cao đòi hỏi sự chú ý liên tục đến từng chi tiết và cam kết về chất lượng trong suốt quá trình sản xuất. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn IPC trong suốt quá trình có thể giúp các công ty đạt được điều đó. Cũng giống như các quy trình sản xuất PCB được thực hiện theo cách tiếp cận từng bước, các tiêu chuẩn IPC đều được xây dựng dựa trên nhau. Với rất nhiều tiêu chuẩn về thiết kế, lắp ráp, sản xuất và kiểm tra PCB, bạn có thể thực hiện tiêu chuẩn IPC cho gần như mọi giai đoạn sản xuất.

Để đạt được sản phẩm chất lượng cao, đáng tin cậy, đáp ứng mong đợi của khách hàng, các công ty tham gia sản xuất PCB và các sản phẩm sử dụng chúng phải cam kết chất lượng thông qua việc sử dụng các tiêu chuẩn và chứng nhận IPC cho bảng mạch in. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn IPC có thể giúp một công ty cải thiện các quy trình và sản phẩm của mình theo nhiều cách. Dưới đây là 3 lợi ích hàng đầu:

3.1. Cải thiện chất lượng và độ tin cậy của sản phẩm

Việc tuân thủ các tiêu chuẩn IPC trong suốt quá trình sản xuất PCB có thể giúp các công ty nâng cao chất lượng và độ tin cậy cho sản phẩm của họ. Tạo ra các sản phẩm hoạt động tốt hơn và tồn tại lâu hơn sẽ giúp công ty cạnh tranh hơn và có lợi hơn, cũng như cải thiện sự hài lòng của khách hàng.

Các tiêu chuẩn IPC có thể giúp cải thiện quy trình, tránh những sai sót trong quá trình sản xuất bo mạch điện tử và đồng thời tăng tính nhất quán và đảm bảo chất lượng đồng nhất của các bảng mạch in. 

3.2.Tạo ra sự đồng thuận 

Việc tuân thủ các tiêu chuẩn IPC giúp cải thiện giao tiếp cả bên trong và bên ngoài bằng cách đảm bảo mọi người sử dụng cùng một thuật ngữ và đồng ý về các kỳ vọng khi sản xuất PCB. Trong nội bộ, những nhân viên nói cùng một ngôn ngữ có thể cộng tác và dễ dàng thực hiện những thay đổi cần thiết để cải thiện. Bên cạnh đó, nó cũng cải thiện giao tiếp giữa công ty, nhà máy sản xuất PCB với khách hàng, nhà cung cấp, cơ quan quản lý và những người khác. Từ đó có thể ngăn chặn thông tin sai lệch có thể dẫn đến sự chậm trễ và mâu thuẫn trong sản xuất và khách hàng có thể không hài lòng.

3.3. Nâng cao danh tiếng

Việc tuân thủ các tiêu chuẩn được quốc tế công nhận như các tiêu chuẩn của IPC mang lại cho công ty sự tín nhiệm tức thì. Ngay cả khi ai đó không biết gì về doanh nghiệp hay công ty sản xuất bảng mạch PCB của bạn, khi họ thấy bạn tuân theo các tiêu chuẩn IPC, họ có thể yên tâm về cam kết chất lượng của bạn. Các tiêu chuẩn này sẽ nâng cao chất lượng sản phẩm của bạn, nâng cao danh tiếng của bạn. Cuối cùng, việc tuân theo những tiêu chuẩn này sẽ giúp thu hút khách hàng, mở ra cánh cửa cho những cơ hội mới và khiến bạn trở nên cạnh tranh hơn.

Đọc thêm: Giải Pháp Kiểm Tra Ngoại Quan Phát Hiện Lỗi, Phân Loại Sản Phẩm