IPC Class 3 prakticky

Desky, vyráběné ve třídě 3 dle IPC, jsou určeny pro náročné aplikace. Uplatní se tam, kde je vyžadován vysoký, trvalý a kritický výkon, případně všude, kde je prostředí pro fungování desek neobvykle drsné a nelze tolerovat výpadek produktu. Ve všech těchto případech se používají spolehlivé rigid desky vyrobené dle IPC standardů pro třídu 3, a to konkrétně dle IPC-600G a IPC-6012D. Standard IPC-600G definuje kritéria přijatelnosti vad v procesu výroby desky plošného spoje, od vstupního materiálu až po finální výstupní kontrolu. Kritéria přijatelnosti jsou odstupňována třídami 1, 2 nebo 3, přičemž pro třídu 3 platí ta nejpřísnější kritéria. Standard IPC-6012D specifikuje kvalitativní kritéria, respektive měřitelné specifikace sledované charakteristiky desky plošného spoje, dále stanovuje kontrolní a testovací metody pro každou charakteristiku desky a v neposlední řadě definuje kontrolní plán, dle kterého má být deska zkontrolována tak, aby vyhověla požadavkům třídy 3.

Certifikát o shodě a Protokol o mikrovýbrusu

Po důkladném zaškolení zaměstnanců a nastudování požadavků výše uvedených standardů byly uzpůsobeny naše procesy tak, aby bylo systémově zajištěno a ošetřeno, že jakákoli rigid deska, vyrobená ve standardu třetí třídy, bude splňovat kritéria a předepsané specifikace. Mimo tato provedená procesní nastavení došlo k rozsáhlé změně v prokazování provedených kontrol. Co není změřeno a ověřeno, jako by nebylo provedeno. Zákazníkovi se musí dokladovat splnění specifikací.  V našem přídě je toto realizováno prostřednictvím dokumentu s názvem "Certificate of  Compliance", který obsahuje výsledky měření a výsledky vizuálního zhodnocení desky plošného spoje, a s pomocí Protokolu o mikrovýbrusu, ve kterém jsou vyhodnoceny kvalitativní  a vizuální požadavky spojené s mikrovýbrusem. Spolu s kuponem jsou oba protokoly odeslány zákazníkovi. Ověření parametrů desky plošného spoje pomocí tzv. typové zkoušky, proběhlo ve spolupráci s externí společností.

Shoda výrobků s požadavky třídy 3 je prakticky realizována pomocí statistické přejímky na dané výrobní zakázce dle požadavků IPC-6012, případně podle požadavků zákazníka. Přejímacím a uvolňovacím kritériem je 100% shoda všech kontrolovaných a měřených parametrů na kuponu. Počet kuponů se mění v závislosti na počtu přířezů a úrovně akceptované hodnoty kvality dle zásad pro statistickou přejímku. Čím více kuponů a čím přísnější akceptovaná hodnota kvality, tím více se provádí měření na více kuponech.  

Obsah kontrolního kuponu

Kontrolovaný kupon je před kontrolním měřením a vizuálním vyhodnocením podroben termálnímu zatížení podle testovací metody IPC-TM-650 - metoda 2.6.8. Následně se každá strana vyhodnocuje samostatně.

Kupon pro mikrovýbrus obsahuje:

1. spoj šířky 200 µm,
2. izolační mezeru 200 µm,
3. každý typ použitého otvoru na desce (zcela prokovené, slepé, pohřbené, microvia, zaplněné, apod.), a to o velikosti nejmenšího použitého průměru od každého typu díry,
4. prokovený otvor skrz o průměru 1,00 mm,
5. masku,
6. okruží u prokovených děr jednotné velikosti 200 mikronů.

 Počet kuponů je definován hodnotou AQL, která je úměrná počtu vyráběných přířezů.

Vyhodnocování mikrovýbrusu 

Na mikrovýbrusu vizuálně vyhodnocujeme všech následujících 42 faktorů – pokud to tedy povaha a charakter produktu umožňuje. Názvosloví je ustáleno v angličtině a je převzato z IPC-A-600, stejně tak jako i kritéria přijatelnosti pro každou uvedenou charakteristiku.

Desky vyhovující požadavkům třídy 3 musí být v provozu spolehlivé za všech okolností, proto je tloušťka mědi jedním z hlavních kritérií, které musí bezpodmínečně vyhovovat specifikacím. Na obrázku s tabulkou je možno se podívat na minimální požadavky, které musí být dodrženy:

Dodržení specifikací pro ostatní charakteristiky je rovněž samozřejmostí. Níže vybíráme některé, jenž jsou zpřísněné oproti třídě 2:

Vzdálenost mezi vodiči:

Pro vnitřní i vnější vrstvy (Conductor spacing) je redukce nominální vzdálenosti mezi vodiči maximálně o 20 % (30 % pro třídu 2).

Přerušení (Electrical requirements):

Žádné přerušení během elektrického testování. Testovací hodnota ≤ 10 Ω (třída 2 ≤ 50 Ω).

Zkraty (Electrical requirements):

Žádné zkraty během elektrického testování. Testovací hodnota ≥ 10 MΩ (třída 2 ≥ 2 MΩ).

Integrita mědi, prázdná místa (Copper plating voids):

Max. 80 μm etchback (třída 2 max. 100 μm etchback).

Kvalita laminátu:

Textura je vidět (Wave exposure).

Žádná viditelná textura (třída 2 - je dovoleno, pokud se nesníží zbytková izolační mezera mezi vodiči pod specifikační minimum).

Nasmáčení (Deweting):

Deweting 3 – 5 % (třída 2 Deweting 2 – 5 %).