Als we het hebben over de fabricage van een kale printplaat (ook wel PCB genoemd) worden in het algemeen 2 IPC documenten gebruikt.
Degene die in de electronica producerende industrie het meest bekend is, is de IPC-A-600. De A in de beschrijving geeft aan dat het aanvaardbaarheidseisen (Acceptance Criteria) betreft, de officiële titel is Acceptatie van geassembleerde printplaten (Acceptability of Printed Boards).
Als we kijken naar het fabricageproces van kale printplaten kunnen we de daadwerkelijke fabricage stappen en de inspectie stap onderscheiden. Voordat de printplaten de fabriek verlaten en naar de klanten gestuurd worden, wordt er een laatste inspectie stap uitgevoerd. Bij veel printplaat leveranciers wordt hierbij de IPC-A-600 gebruikt. De geproduceerde printplaat wordt hierbij vergeleken met de eisen in de IPC-A-600.
Dit document is gebaseerd op twee verschillende inspectiemethodes. De printplaten die geleverd moeten worden, worden visueel geïnspecteerd met behulp van een vergrootglas of microscoop. Dit om te bepalen of aan de eisen voor van buitenaf zichtbare eigenschappen voldaan wordt.
Bovendien worden intern zichtbare eigenschappen geïnspecteerd aan de hand van speciale test coupons om een zekere proces stabiliteit te controleren en verzekeren. Aangezien dit een destructieve inspectie methode is, wordt dit niet uitgevoerd aan alle printplaten die geleverd moeten worden.
Het grote aantal afbeeldingen helpt de gebruiker van de IPC-A-600 om de eisen beter te begrijpen door beeldinformatie te verstrekken over de onderwerpen die in deze norm aan de orde komen.
Enkele onderwerpen in de IPC-A-600 waarbij de inspectie voor de hele printplaat plaats vindt zijn soldeer finishes, gaten, zowel doorgemetalisseerd als niet-gemetalliseerd, gedrukte contacten, markering, soldeermasker, spoorafmetingen.
De test coupons worden wellicht onderzocht inzake problemen als laminaatholtes, delaminatie, verwijdering van de versmering, geleiderdikte, zowel voor externe als interne lagen, laagafstand, scheurvorming, eilandringen, etcetera.
In de laatste uitgave van de IPC-A-600 is ook informatie opgenomen over microvia’s, zowel niet-gevuld als koper gevuld en ook Cap plating van gevulde via’s.
Een van de hoofdstukken behandelt de inspectie criteria voor flexibele en Rigid-Flex printplaten alsmede metaalkern printplaten. Het laatste hoofdstuk behandelt algemene richtlijnen voor de omgang met printplaten en de reinheids- en soldeerbaarheidstests die uitgevoerd moeten worden.
In veel gevallen geeft de inkoopdocumentatie die gebruikt wordt bij de bestelling van printplaten aan dat de IPC-A-600 het document is dat voor de inspectie gebruikt dient te worden.
Het andere document is de IPC-6012. Eigenlijk is dit een deel uit een serie van documenten, ook wel genoemd Qualification and Performance Specifications for Printed Boards (Kwalificatie- en prestatie-eisen voor printplaten). De basis van deze serie vormt de IPC-6011 norm, hierin vinden we de definitie van de productklassen en algemene eisen bijvoorbeeld over documentatie, kwalificatie beoordeling, kwaliteitsborging etcetera.
IPC-6012 is het document wat de kwalificatie- en prestatie-eisen voor starre printplaten bevat. Andere normen in deze serie zijn IPC-6013, IPC-6015, IPC-6017 en IPC-6018.
Onderwerpen in dit IPC-6012 document zijn: materiaaleisen, eisen voor visuele inspectie, eisen aan soldeermasker, elektrische eisen en de elektrische tests die men moet uitvoeren, reinheidseisen en de uit te voeren tests. Ook worden een aantal specifieke eisen die door een klant in het contract vereist kunnen worden opgesomd en beschreven. Bovendien vind men de definities en eisen met betrekking tot rework en reparatie. Een hoofdstuk behandelt bepalingen voor kwaliteitsborging.
Ondanks dat de IPC-A-600 criteria en de visuele interpretatie voor de inspectie van microsecties bevat, gaat de IPC-6012 nog een stapje verder en in op zaken als de frequentie van microsecties die doorgevoerd moeten worden gerelateerd aan de batch grootte en productklasse (*).
IPC-6012 bespreekt ook de minimale dikte van eindfinishes en koperplatering in de doorgemetalisseerde gaten en via’s. Algemeen kan men zeggen dat de afmetingen en toleranties die in de regel gebruikt worden bij de printplaat fabricage in diverse tabellen opgenomen zijn.
Specifieke, afwijkende criteria voor ruimtevaart toepassingen zijn te vinden in de addendum voor deze industrietak, het IPC-6012ES document, wat opbouwt op de algemene IPC-6012E. Een ander addendum document voor deze IPC-6012E is de IPC-6012EM, waarin we specifieke criteria voor kale printplaten voor medische toepassingen vinden. Specifieke eisen voor automotive toepassingen zijn te vinden in de IPC-6012DA, die nog op de vorige versie van de IPC-6012 gebaseerd is. Alle addendums bouwen voort op de algemene IPC-6012 en geven de criteria weer die in deze takken van industrie normaliter gebruikt worden.
Als u zichzelf afvraagt of u de IPC-A-600 of de IPC-6012 moet gebruiken, zou de vraag eigenlijk moeten zijn voor welke toepassing u deze wilt gebruiken. Als het alleen maar zou zijn om te inspecteren (hetzij de gehele printplaat visueel of door middel van geautomatiseerde apparatuur [AOI] of de microsecties met de test coupons) dan zou de IPC-A-600 het juiste document kunnen zijn, zeker aangezien deze norm zich richt op de criteria en heel veel voorbeelden in de vorm van afbeeldingen biedt. Dergelijke inspecties kunnen uitgevoerd worden tijdens de stappen in het proces van de printplaat fabricage, als eindinspectie bij de printplaatfabrikant of als inkomende inspectie bij de assembleur of EMS.
Meer informatie met betrekking tot de daadwerkelijke processen en materialen in gebruik bij de productie stappen en voor diepgaande informatie over de toepasselijke tests die in het kader van de kwaliteitsborging doorgevoerd dienen te worden is de IPC-6012 het geschikte document als het gaat over starre printplaten. Dit kunnen enkelzijdige printplaten, multi-layers, HDI printplaten, printplaten met geïntegreerde passieve componenten of metaalkernprintplaten zijn.
Het is het voorkeursdocument voor proces ingenieurs en inkopers werkzaam bij printplaat leveranciers, maar zowel designers als ook assemblageproces ingenieurs bij EMS of OEM bedrijven kunnen er veel profijt van hebben.
Als u overweegt een van de bovengenoemde documenten te gebruiken, zou het wellicht een goed idee zijn om alle ins en outs te leren kennen door deel te nemen aan een IPC certificerings training gebaseerd op deze documenten. Dergelijke certificerings trainingen worden voor beide documenten aangeboden door PIEK en zullen uw kennisniveau verhogen. Bovendien zal training u helpen de criteria correct te gebruiken en verkeerde interpretaties te voorkomen, wat tijd en geld kan besparen. Profiteer van de ruime ervaring die de PIEK-trainers hebben in het gebruik van deze documenten in de dagelijkse praktijk en vermijd de valkuilen in het dagelijks leven door misinterpretatie.
