L`AVANTAGE DES NORMES IPC DANS LA FABRICATION

L'AVANTAGE DES NORMES IPC DANS LA FABRICATION
DES CARTES ÉLECTRONIQUES
Partie 2 : Les circuits imprimés
Étude de cas du groupe NCAB : réduction des coûts et garantie de
fiabilité
Par Lars Wallin, Représentant de l’IPC pour l’Europe (www.ipc.org)
Traduction : Pierre-Jean Albrieux – Président d’IFTEC (www.iftec.fr)
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
« nordaméricaines », 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 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.
1 -
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
Photo : Les fichiers Gerber sont controlés avec les norms IPC par le
Département FAO de NCAB
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
2 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.
IFTEC
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