IPC : Stany dopuszczenia

IPC: Stany dopuszczenia

Standardy IPC określają stany, do jakich można przyporządkować daną charakterystykę w pustej płycie PCB, zmontowanym module lub we wiązce przewodów. W zależności od standardu mogą występować niewielkie różnice w nazwie danego stanu (np. IPC-A-600K określa wadę jako "nonconforming" a IPC-A-610H jako "defect"), ale w sumie sens pozostaje taki sam. Poszczególne stany zostały kolejno wymienione poniżej.

Stan docelowy

Stan docelowy to stan "idealny", nie zawsze możliwy do uzyskania. Nie jest bezwzględnie wymagany do zapewnienia niezawodności produktu.

Przykładowy stan idealny przedstawia poniższe zdjęcie. Stop lutowniczy pokrywa w 100% stronę docelową pola PCB. Lutowie zwilża po obwodzie wyprowadzenie komponentu i pole PCB w 360 stopniach. Ideał..

Uwaga! Stan docelowy został formalnie usunięty z niektórych standardów IPC takich jak: J-STD-001, IPC-A-610, IPC/WHMA-A-620. Ten stan został "włączony" w stan dopuszczalny. Powód formalnego usunięcia stanu docelowego przedstawiono w artykule: IPC-A-610H: Stan docelowy usunięty

Stan dopuszczalny

Stan dopuszczalny to taka sytuacja, która nie zawsze wygląda "idealnie", ale jest zupełnie wystarczająca do zachowania integralności i niezawodności produktu. Stan dopuszczalny może "seryjnie" występować i nie ma powodu do wprowadzania jakichkolwiek poprawek w produkcie.

Przykładowy stan dopuszczalny dla klasy 1, 2, 3 przedstawia poniższe zdjęcie. Stop lutowniczy wypełnia otwór w 100%, ale nie porywa pola lutowniczego po stronie docelowej lutowia, widoczne jest oryginalne złote pokrycie pola.

Częstym problemem w przemyśle elektronicznym jest poprawianie stanu dopuszczalnego, żeby wyglądał jak stan docelowy. Jest to działanie niepotrzebne, podnoszące koszty procesu produkcji oraz często pogarszające niezawodność produktów.

Stan wskaźnika procesu

Wskaźnik procesu to bardzo ciekawy stan. Nie jest to wada i jednocześnie nie jest to stan dopuszczalny. To jest coś "pomiędzy". Ten stan nie wpływa na kształt/dopasowanie i działanie produktu. Wskaźnik procesu możemy opisać w następujący sposób:

• Spowodowany przez przyczyny materiałowe lub procesowe np. wpływ wilgoci, wynik ręcznej pracy operatorów, zmienność maszyn itp.
• Należy monitorować ilość wskaźników procesu. Jeżeli jest ich "mało" to wszystko jest ok. Jeżeli ich ilość narasta, to oznacza, że "coś się dzieje" w naszym procesie i należy to zjawisko poprawić.
• Pojedyncze wskaźniki procesu nie muszą być rozpatrywane (np. naprawiane). Czyli przykładowo dostarczony produkt do klienta nie powinien być uważany za wadliwy.

Przykładowy wskaźnik procesu dla klasy 2 i 3 przedstawia poniższe zdjęcie. W stopie lutowniczym widoczny jest niewielki otwór (pęcherz powietrza). Typowo jest spowodowany zwiększoną ilością wilgoci w laminacie PCB w czasie procesu lutowania a czasami jest to kwestia temperatury nagrzewania lub jakości metalizacji w otworze płytki PCB.

Stan wady

Wada to stan, który może spowodować:

• Brak zachowania kształtu/dopasowania. Uniemożliwia to dalszy montaż produktu lub możliwość podłączenia okablowania przez użytkownika końcowego czy też samej instalacji produktu. Po prostu coś "nie pasuje" fizycznie.
• Pogorszenie lub utratę funkcji produktu w środowisku końcowego użytkowania. Taka sytuacja spowoduje awarię urządzenia (np. pęknięcie połączenia lutowanego, pęknięcie wyprowadzenia komponentu, korozję elektrochemiczną itp.).

Wada powinna zostać "rozpatrzona zgodnie z zaleceniem", czyli musimy podjąć decyzję co zrobić z wadliwym stanem. Możemy taki stan przerobić (rework), naprawić (repair), zezłomować produkt ("scrap") lub świadomie dopuścić ("use as is").

Przykładowy stan wady dla klasy 2 i 3 przedstawia poniższe zdjęcie. Stop lutowniczy wypełnia otwór mniej niż 75%.

Stan nieokreślony

Jeżeli mamy do czynienia ze stanem, który nie jest określony jako wskaźnik procesu lub jako wada, to wtedy taki stan jest uważany za dopuszczalny. Jeżeli jednak okaże się, że wpływa negatywnie na kształt/dopasowanie lub na działanie, to wtedy nie jest dopuszczalny.

W niektórych standardach IPC ten stan jest nazywany "Not Established". W takim przypadku, jeżeli nie określono kryteriów odrzucenia, nie ustalono z klientem innych zasad, to wtedy ten stan jest dopuszczalny.

Stan łączony (IPC-A-610)

Wg IPC-A-610 stan łączony to pojawienie się jednocześnie kilku stanów innych niż wady w jednym miejscu. Standardy IPC nie rozważają stanów łączonych, tylko rozpatrują każdy stan indywidualnie.

Więc jeżeli te stany są rozpatrywane indywidualnie (każdy "oddzielnie") to produkt nie jest wadliwy, ale jeżeli wystąpią razem to może być problem..

Producent powinien być "wyczulony" na takie zdarzenia i jest odpowiedzialny za identyfikację takich stanów. Użytkownik (klient) jest odpowiedzialny za identyfikacje stanów łączonych, gdzie występuje obawa co do działania produktu w jego środowisku użytkowania.

Przykładowy stan łączony w klasie 3 to połączenie lutowane THT z wypełnieniem pionowym 75% (stan dopuszczalny) i jednocześnie obwodowe zwilżenie wyprowadzenia po stronie docelowej lutowia wynosi nieco powyżej 270 stopni (stan dopuszczalny). Czy taka sytuacja może być więc dopuszczalna, skoro obie charakterystyki są formalnie dopuszczalne? Może przez to połączenie przepływa bardzo duży prąd i rezystancja połączenia będzie niewystarczająca? Może występują znaczące drgania i takie połączenie może łatwiej pęknąć? Czy aby na pewno można taki stan dopuścić? To są właśnie dylematy stanów łączonych..

Podsumowanie

Typowe stany, jakie określają standardy IPC to "stan dopuszczalny", "stan wskaźnika procesu" "stan wady" oraz czasami możemy zauważyć "stan nieokreślony". Należy także pamiętać, że "stan docelowy" został formalnie usunięty z części standardów IPC i można powiedzieć, że został włączony w stan dopuszczalny. Zapraszam do zapoznania się z artykułem na temat: IPC-A-610H: Stan docelowy usunięty