Electronique Mag - Le journal de l'électronique.

Depuis 1957, IPC soutient le secteur électronique par le biais de normes destinées à aider les entreprises et les opérateurs individuels à produire du matériel électronique de haute qualité. Pendant de nombreuses décennies, les normes IPC étaient considérées comme des normes « nord-américaines », mais depuis le début des années 1990, elles se sont étendues à l’ensemble du monde de l’électronique. La question aujourd’hui est : quel avantage les normes IPC ont-elles à offrir à la « supply chain » de la production des cartes électroniques ? Afin de répondre à cette question, plusieurs entreprises européennes issues du secteur de la conception électronique, de la CAO, de la production des circuits imprimés, de l’assemblage et du brasage expliquent de quelle manière elles utilisent les normes IPC dans leurs activités quotidiennes.

Il s’agit du second article de la série, il portera sur un fournisseur de circuits imprimés nus (PCB), le groupe NCAB, siégeant à Stockholm, en Suède. Les normes IPC n’étaient pas le premier choix du groupe NCAB Le groupe NCAB, fondé en 1993, est né de l’association d’une usine suédoise de fabrication de circuits imprimés située en Malaisie et d’une société commerciale basée en Suède. Au fil du temps, l’entreprise a changé de stratégie pour devenir un fabricant de circuits imprimés intégré assumant la responsabilité totale de l’ensemble du processus de production de circuits imprimés. Aujourd’hui, le groupe NCAB possède environ 25 usines de fabrication de circuits imrpimés en Europe et en Extrême-Orient. Rassemblant 12 filiales dans plusieurs pays d’Europe et en Chine et 135 employés, le groupe NCAB est l’un des plus importants fournisseurs de cartes nues en Europe avec plus de 45 millions de circuits imprimés livrés chaque année.

Au début des années 1990, les normes IPC étaient relativement peu connues en Europe et plus particulièrement en Scandinavie. La norme prédominante à l’époque en matière de cartes nues était la norme PERFAG, développée et publiée par l’association danoise de circuits imprimés. Il était donc naturel pour NCAB d’utiliser PERFAG comme norme pour l’entreprise lors de sa phase de démarrage. En 2002, NCAB a réalisé la nécessité d’utiliser une norme plus actuelle, plus pertinente et mieux connue afin de satisfaire les exigences des clients européens en termes de qualité et de fiabilité. Le choix fut aisé dans la mesure où les normes IPC étaient bien établies auprès des fabricants de cartes nues en Chine, où NCAB possédait ses principales installations. Au même moment, de grands équipementiers européens commencèrent à sous-traiter et eurent besoin d’une norme internationale de référence pour les contrats importants d’achat de matériel électronique. Grâce à son programme complet couvrant l’ensemble de la chaîne de fabrication de matériel électronique, IPC fut le choix final du groupe NCAB.

Utilisation des normes IPC chez les fournisseurs de circuits imprimés

Pour NCAB, toutes leurs usines de fabrication de circuits imprimés doivent produire des cartes qui ne posent aucun problème lors de l’assemblage et du brasage. Il est encore plus essentiel pour NCAB que son client n’ait à supporter aucune retouche ni réparation due à des circuits imprimés défectueux. Pour éliminer ce risque, NCAB exige de toutes ses usines de circuits imprimés qu’elles respectent les normes IPC suivantes dans leur processus de production :

 La série IPC-6010, ensemble des documents relatifs à la performance des circuits imprimés. Ces normes fournissent les critères de métallisation et de revêtement de surface, les exigences en matière d’intégrité des trous métallisés, les exigences des vernis épargne de brasage et des couches de protection, et les dispositions d’assurance qualité comprenant les fréquences de vérification des échantillons et d’inspection des lots. NCAB utilise l’IPC classe 2 comme norme par défaut, excepté pour la métallisation qui est toujours de classe 3, et pour la propreté qui est renforcée allant de 1,56 à 1,0 μg eqNaCl/cm². NCAB a développé sa propre classification de vérification et demande deux micro-sections par lot.

 IPC-A-600H, Acceptability of Printed Circuit Boards [acceptabilité des circuits imprimés nus]. Ce guide imprimé en quadrichromie fournit des illustrations et des photographies des conditions « objectifs », «  acceptables » et « non conformes » qui peuvent être observées de façon interne ou externe sur les circuits imprimés. NCAB souhaite s’assurer que ses opérateurs, ses inspecteurs et ses ingénieurs disposent des mêmes informations consensuelles établies par les fournisseurs et les clients du secteur.

 IPC-4101C, Specification for Base Materials for Rigid and Multilayer PCBs [Spécifications des matériaux de base destinés aux circuits imprimés nus rigides et multicouches]. Traite des exigences relatives aux matériaux de base des produits laminés et des prépregs, y compris les matériaux de base pour les procédés sans plomb.

 IPC-840E, Qualification and Performance Specification of Permanent Solder Mask and Flexible Cover Materials [Spécifications de qualification et de performance des épargnes de brasage et des matériaux de revêtement flexibles].

 La série IPC-4550, Specifications for ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold), Immersion Gold and Immersion Tin [Spécifications pour l’ENIG (Nickel Or chimique), Or chimique et étain chimique].

 J-STD-003B, Solderability Tests for Printed Boards [Tests de brasabilité pour les circuits imprimés]. Indique les méthodes de test, les définitions des défauts et les illustrations pour évaluer l’aptitude au brasage des pistes des circuits imprimés, des plages d’accueil et des trous métallisés utilisant des alliages étain/plomb ou sans plomb.

 IPC-4761, Design Guide for Protection of Printed Board Via Structures [Guide de conception pour la protection des vias des circuits imprimés]. Fournit aux concepteurs et aux fabricants des informations détaillées concernant toutes les méthodes existantes pour protéger les vias des circuits imprimés : le masquage, le bouchage, le remplissage et le recouvrement.

 IPC-609A, Marking and Labeling of Components, PCBs and PCBAs to Identify Lead (Pb), Lead-Free (Pb-Free) and other Attributes [Marquage et étiquetage des composants, des circuits imprimés nus des circuits imprimés câblés pour identifier le plomb, le sans plomb et d’autres attributs].

 IPC-1601, Printed Board Handling and Storage Guidelines [Indications pour le stockage et la manipulation des circuits imprimés]. Ce document fournit les indications relatives à la protection des cartes nues contre toute contamination, dégât physique, dégradation de l’aptitude au brasage et l’exposition à l’humidité. La majorité des clients européens de NCAB doivent satisfaire les directives RoHS et ses exigences en matière d’interdiction de certains retardateurs de flammes et du plomb. Dans la mesure où la directive RoHS a obtenu des exemptions telles que les catégories huit et neuf (actuellement en cours de suppression progressive) plus le militaire, l’aéronautique et l’aérospatial, NCAB est très pointilleux concernant la spécification de ce qui est requis et la compréhension des exigences RoHS par ses sites de fabrication.

Le groupe NCAB promeut les normes IPC auprès de ses clients et contrôle ses fournisseurs

Pour ceux qui ont l’expérience de la chaîne de production de matériel électronique, l’obtention d’un joint de brasure parfait est la partie la plus importante d’une carte nue. Si vous fournissez des données peu fiables et/ou des spécifications de matériaux non adaptées à une usine de fabrication de circuits imprimés, le produit fournit ne permettra pas d’obtenir un joint de brasure parfait. En considérant ce fait, NCAB recommande fortement à ses clients d’utiliser un matériau de base conforme à la norme IPC-4101C. Si un client a besoin d’une classe 3 IPC pour ses circuits imprimés, le département FAO de NCAB vérifie toujours les données d’entrée (fichiers Gerber) par rapport à la série de normes IPC-2220 et à ses exigences de classe 3. NCAB se considère comme étant la clé de voute et le maillon le mieux placé de la « supply chain » pour fournir des solutions afin que les trois parties (les usines, le client et NCAB) puissent obtenir des résultats optimums et des joints de brasure parfaits pour un coût minime. La méthode utilisée par NCAB peut être subdivisée en plusieurs étapes :

1.La formation de l’ensemble du personnel technique et commercial de NCAB au sein de toutes ses filiales en Europe et en Chine aux normes IPC et à ses différents niveaux et classes.

2.Informer l’ensemble des clients des séminaires, ateliers et conférences techniques sponsorisés par IPC sur les normes d’IPC et la place qu’elles occupent au sein de la chaîne de production de matériel électronique. NCAB organise également ses propres séminaires clients pour présenter les normes et les informations IPC.

3.La garantie que les nouveaux et les actuels fournisseurs de cartes nues de NCAB respectent les exigences des normes IPC via une procédure d’audit. Toutes les usines produisant des cartes nues pour NCAB sont auditées régulièrement afin de garantir une qualité et une fiabilité irréprochables. Lors de l’approbation d’une nouvelle usine, NCAB réalise des audits des installations et teste des échantillons de cartes nues dans son laboratoire en Suède, selon des contrôles effectués par rapport aux normes IPC-A600H et J-STD-003B relatives à l’aptitude au brasage.

Avantages de l’utilisation des normes IPC

Lorsque le nombre de fonctions des circuits imprimés augmente, la complexité et le coût augmentent également de façon significative. Combinez le prix d’une carte nue avec celui d’autres composants sophistiqués, incluez l’assemblage et le brasage et vous obtiendrez un produit coûteux. En considérant cette information, NCAB est conscient qu’un circuit imprimé conçu et produit de façon incorrecte peut entraîner des désastres financiers pour ses clients.

Aux yeux du groupe NCAB, les normes IPC ont prouvé leur utilité depuis plus de 15 ans. Les normes IPC augmentent non seulement la qualité et la fiabilité, mais elles facilitent également la communication de l’entreprise avec ses fournisseurs et ses clients finaux implantés dans le monde entier.