非对称 PCB 叠加翘曲:IPC 测试标准指南

2 级还是 3 级?决定产品成败的 IPC-A-610 决定

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大多数买家都不假思索地默认为 2 级。对于某些产品来说,这没什么问题。而对于其他产品,这种捷径最终会导致召回。以下是如何做出正确选择的方法。.

几乎每一次 PCB 采购谈话中都会提到一个问题,通常都是不假思索地快速提出:“二类还是三类?对于许多买家来说,答案是条件反射式的。二类。继续。.

这种条件反射式的回答对很多产品来说都没有问题。但在一些特殊情况下,选择错误的 IPC-A-610 可接受性等级会造成真正的后果--审计失败、产品责任风险,以及在受监管行业中可能导致生产线停产的质量事件。.

本指南并不是一个完整的 IPC-A-610 标准. .关于这一点,您可以阅读标准本身。这是采购专业人员的实用决策框架,他们需要选择正确的等级,与制造商进行正确沟通,并验证他们是否真正得到了所支付的产品。.

什么是 IPC-A-610

IPC-A-610 是由 IPC(全球电子行业贸易协会)发布的行业标准。该标准规定了可接受的焊点、元件贴装和电路板组装。它被全球制造商和买家用作共同的质量参考点。.

该标准根据故障后果将电子设备分为三个等级:

第 1 类 - 普通电子设备。. 外观不如功能重要,偶尔出现故障可以接受的产品。消费玩具、基本家用电器。实际上,电子制造业的大部分产品都不再按照 1 级标准生产。.

第 2 类 - 专用服务电子设备。. 大多数商业和工业产品的标准。需要延长性能寿命,但最终使用环境不是异常恶劣,故障也不是灾难性的。计算机、通信设备和绝大多数 B2B 电子产品都属于此类。.

第 3 类 - 高性能电子产品。. 不间断性能至关重要、环境恶劣或故障可能导致人员受伤或重大损失的产品。医疗设备、军用电子设备、航空航天和某些工业控制系统。.

关键的区别不在于电路板的复杂程度。而是故障的后果。一块有十个元件的简单 3 级电路板需要比有数百个元件的复杂 2 级电路板更严格的检查。.

IPC-A-600 和 IPC-A-610 的区别

IPC-A-600 - 印刷电路板的可接受性

在放置任何元件之前,覆盖裸电路板本身。它规定了制作完成的电路板上可接受和有缺陷的情况。.

内容包括:层压板空隙、镀铜厚度、环圈完整性、阻焊层附着力、表面光洁度质量、弯曲和扭曲、孔壁质量、内层登记。PCB 制造商和进货检验团队使用它来验收或拒绝裸板。.

IPC-A-610 - 电子装配的可接受性

涵盖元件焊接到电路板上后的组装 PCBA。它规定了可接受的焊点质量、元件位置、清洁度和机械损伤。.

内容包括:焊缝形状和尺寸、元件对齐、抬起引线、冷焊点、桥接、保形涂层、标记和损坏标准。它适用于生产线上的装配厂和质量检验员。.

二级和三级之间有哪些变化

了解 IPC-A-610 等级 2 与等级 3 的区别对于做出明智的采购决策至关重要。虽然两种分类都能确保装配质量,但验收标准的差距会直接影响产品的可靠性和制造成本。这种比较是为您的特定应用选择合适等级的基础。了解主要区别有助于您理解为什么 3 级成本更高,以及为什么它很重要。.

焊点要求. IPC-A-610 检验标准规定了 PCB 组装质量各个方面的精确测量和视觉标准。这些标准提供了客观的基准,消除了主观判断,并在全球制造商和买家之间创造了一种共同语言。通过 2 级检验的焊点可能会被 3 级标准拒之门外。.

元件放置公差。. 3 级允许的元件放置偏移较小。稍有偏移的 SMT 元件可能会通过 Class 2,但无法通过 Class 3。.

焊接桥接和短路. 两个级别都拒绝接受焊桥,但第 3 级检查员对近乎失误的情况进行更严格的检查,而第 2 级检查员可能会接受这种情况。.

检查范围。. 3 级通常要求 100% 检测,通常包括自动光学检测和针对 BGA 和隐藏接头的 X 射线检测。2 级通常允许基于抽样的检测。.

文件要求。. 3 级生产需要更详细的可追溯性记录 - 批量代码、操作员记录、机器设置。这些记录工作导致成本增加。.

真正的成本差异

如果您要求供应商按 2 级和 3 级对同一块电路板进行报价,您应该期望 3 级电路板 价格 20-40% 会更高,有时甚至更高。成本差异来自几个方面。.

首先,成品率较低。更严格的验收标准意味着更多的电路板被拒收,而这些被拒收的电路板仍然需要消耗材料和人工。供应商会将这些因素考虑在内。.

其次,检查更彻底、更耗时。对每块电路板进行 100% AOI 所需的时间比抽样检查更长。对 BGA 组件进行 X 射线检测需要专用设备。人工成本增加。.

第三,记录增加了行政管理费用。保持第 3 类合规所需的可追溯性记录不仅仅是存储问题,还需要训练有素的员工和系统来正确跟踪。.

当您 获取 PCB 组装报价, 比较 2 级和 3 级规格的价格,以确保成本差异反映实际质量和检验要求。透明的定价显示了等级之间的细分,这表明我们是一个知识渊博、诚实守信的制造合作伙伴。. 要么是他们在合规方面偷工减料,要么是他们的 2 级定价本来就太高。.

当您一定需要 3 级时

在某些监管和合同情况下,Class 3 并非可有可无。如果您的产品属于上述任何一种情况,Class 3 合规性是起点,而不是额外的附加值。.

美国食品和药物管理局监管的医疗器械。. 大多数二类和三类医疗器械都需要符合三类标准的文件化装配流程。这不仅是最佳实践,也是 510(k) 或 PMA 提交程序的一部分。.

军事和国防合同。. MIL 规范要求通常与 IPC-A-610 第 3 级相对应。如果您向国防供应链供货,您的合同几乎肯定会明确规定这一点。.

航天和航空。. 通过 AS9100 认证的供应商和 DO-160 的环境资质要求都促使买家向 3 级采购。.

工业安全系统。. 石油和天然气、发电或重型制造等环境中的 PLC 和安全控制器。如果故障会引发停机或安全事件,则应使用 3 级。.

专业的 PCB 组装服务 应根据您的具体应用要求和监管环境,指导您完成等级选择过程。合适的生产合作伙伴会帮助您在成本考虑和质量要求之间取得平衡,而不是简单地为所有项目默认一个等级。为标准商业产品选择 3 级大多会增加成本,却不会带来有意义的质量效益。.

如何将要求写入合同

口头确认供应商 “按照 3 级标准工作 ”的价值微乎其微。重要的是如何将这一要求记录到您的 采购单 或质量协议。.

您的订单文件至少应说明

  • 适用的 IPC-A-610 修订版
  • 级别(2 级或 3 级)
  • 是否需要进行 AOI 和/或 X 射线检测
  • 检测覆盖率(3 级为 100%)
  • 文件和可追溯性要求
  • 什么是不符合项以及所需的响应流程

如果贵公司有一份经认可的供应商名单,那么符合 IPC-A-610 的指定等级应该是一项资格要求,而不是逐个订单进行协商。.

核实供应商是否符合标准

这是大多数采购指南都会跳过的部分。在采购订单中说明 IPC 等级要求并不能保证您一定能得到它。下面是验证的方法。.

要求检查人员提供 IPC-A-610 认证记录。. IPC-A-610 认证要求检查员必须完成正规培训并通过严格的考试,以验证其能力。这些认证要求确保了标准在不同制造工厂的一致应用,并为买家提供了对检验质量的信心。合格的检验员由 IPC 认证,您的供应商应能向您出示检验电路板人员的当前认证记录。.

索取检查报告格式。. 在下第一份订单之前,请询问检验报告的内容。认真达到 3 级标准的供应商会有一份标准化的详细报告。不那么严格的供应商会给你看一些含糊不清的东西,或者说他们可以应要求提供。.

进行源审计。. 与 经认证的 PCB 制造商 保持最新 IPC-A-610 认证和记录在案的质量体系可降低风险,并确保您的组件符合特定要求。认证验证应成为供应商资格认证流程的一部分。您通常可以在一小时内判断出一家工厂的质量体系是否真正支持他们所声称的要求。.

要求提供第一份检查文件。. 在首次生产时,要求提供完整的首件报告,根据 IPC-A-610 标准记录检查结果。这将为您提供一个基准,并证明他们的工艺能力。.

一个实际测试:询问你的供应商他们所遵循的是 IPC-A-610 的哪个版本,以及最近一次更新有哪些变化。如果他们无法回答,那么他们的 “3 级合规性 ”很可能只是能力声明中的一个复选框,而不是他们的一贯做法。.

通俗易懂的决策框架

在 IPC-A-610 等级 2 和等级 3 之间做出选择的过程应该是系统性的,并以记录在案的风险评估为基础。这一决定直接影响制造成本、质量结果和法律责任,因此是采购文件中最重要的规范之一。.

1.该产品的故障是否会对人体造成潜在危险? 如果是,则为 3 级。.

2.该产品是否用于受管制行业? 如果是,几乎肯定是第 3 级。.

3.该产品是否需要在恶劣环境中可靠运行? 极端温度、振动和湿度?如果是,请考虑 3 级。.

4.这是标准操作条件下的非关键商业产品吗? 第 2 类几乎肯定是合适的。.

如果有疑问,在产品投入现场使用后,弄错的成本几乎总是高于预先指定 Class 3 的成本。但是,盲目地为所有产品指定 Class 3 会增加成本,却不会增加价值。正确的答案取决于产品的实际用途。.

常见问题

如果出现质量问题,能否在生产中期从 2 级转为 3 级?

从技术上讲是可以的,但这需要重新验证生产工艺,安装额外的检测设备,而且通常会降低最初的产量。生产中期的成本增加通常高于一开始就指定 3 级。现有库存可能需要重新检验或报废。.

是否所有医疗设备都需要 IPC-A-610 3 级装配?

大多数 FDA II 类和 III 类医疗器械要求将 3 级装配标准作为质量体系文件的一部分。然而,一些低风险的 I 类医疗器械可能符合 2 类标准。您的监管提交要求和风险分析决定了适当的分类。.

如何验证我的制造商确实使用了经过认证的检验员?

要求提供当前的 IPC-A-610 认证记录,显示检查员姓名、认证级别、签发日期和到期日期。IPC 认证要求每两年更新一次。如有需要,您可以直接与 IPC 核实,任何合法制造商都会毫不犹豫地提供这些文件。.

我应该在采购订单中指定哪些 IPC-A-610 修订版?

指定当前的修订版,除非合同要求使用特定的旧版本。截至 2024 年,当前版本为 IPC-A-610H。请务必在订单中明确说明版本号,而不是接受制造商使用的任何版本,因为不同版本的标准可能不同。.

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