Rational hóa Quy trình Tài liệu cho Tuân thủ Quy định

Ngành công nghiệp điện tử hoạt động trong một mạng lưới các quy định. Việc không tuân thủ những quy định này có thể tốn kém. Hãy xem xét rằng chi phí trung bình cho việc thu hồi sản phẩm trong ngành điện tử có thể đạt tới hàng triệu đô la, chưa kể đến thiệt hại cho uy tín thương hiệu. Áp lực liên tục để đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe và tốc độ phát triển công nghệ làm cho việc tạo ra tài liệu chính xác và hiệu quả trở nên cực kỳ quan trọng.

Vấn đề cốt lõi là: quy trình tài liệu không hiệu quả và lộn xộn tăng đáng kể nguy cơ không tuân thủ các quy định thiết yếu như RoHS, REACH, UL, CE, FCC, và các tiêu chuẩn cụ thể của ngành như IPC. Điều này, đến lượt nó, dẫn đến tăng chi phí dự án do phải làm lại, tiềm năng phạt tiền, trách nhiệm pháp lý, và đáng kể trì hoãn dự án. Hãy tưởng tượng một tình huống nơi một linh kiện quan trọng được phát hiện không tuân thủ RoHS sau khi sản phẩm đã đi vào sản xuất. Hậu quả có thể dao động từ việc phải làm lại tốn kém đến việc thiết kế lại sản phẩm hoàn toàn, có thể ngừng giao hàng và làm hại mối quan hệ với khách hàng.

Hiểu Biết về Các Quy Định

Quang cảnh quy định thiết kế và sản xuất PCB là một mảnh đất mìn. Nhiều quy định và tiêu chuẩn, xuất phát từ các cơ quan quản lý khác nhau và bao gồm các khía cạnh khác nhau về an toàn sản phẩm, tác động môi trường, và hiệu suất, phải được xem xét.

Các Quy Định và Tiêu Chuẩn Chính

Dưới đây không phải là danh sách đầy đủ, nhưng nó bao gồm những quy định có ảnh hưởng lớn và thường gặp nhất.

1. RoHS (Hạn chế Sử dụng các Chất Độc Hại)

Liên minh Châu Âu RoHS, được mô phỏng trong Hoa Kỳ, hạn chế sử dụng một số chất độc hại trong thiết bị điện và điện tử. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến thiết kế và sản xuất PCB vì nó giới hạn việc sử dụng các vật liệu như:

• Chì (Pb)
• Thủy ngân (Hg)
• Cadimi (Cd)
• Chromium sáu giá (CrVI)
• Polibrominated Biphenyls (PBB)
• Polibrominated Diphenyl Ethers (PBDE)  
• Bốn loại phthalate (được thêm vào trong RoHS 3): Bis(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP), Butyl benzyl phthalate (BBP), Dibutyl phthalate (DBP), và Diisobutyl phthalate (DIBP).

Những Điều Cần Lưu Ý: Việc lựa chọn linh kiện là rất quan trọng. Các nhà thiết kế phải đảm bảo rằng tất cả các linh kiện sử dụng trên PCB, bao gồm cả hàn, đều tuân thủ RoHS. Điều này đòi hỏi phải thu thập các bản khai báo vật liệu và chứng nhận tuân thủ từ các nhà cung cấp. Có những ngoại lệ cho một số ứng dụng (ví dụ, một số thiết bị y tế và thiết bị quân sự), nhưng những ngoại lệ này phải được ghi chép cẩn thận. Lưu ý rằng các khu vực khác, như Trung Quốc (China RoHS), có những quy định tương tự nhưng không giống hệt.

2. REACH (Đăng ký, Đánh giá, Cấp phép và Hạn chế Hóa chất)

REACH là một quy định khác của EU, nhưng nó rộng lớn hơn RoHS. Mục tiêu của nó là cải thiện việc bảo vệ sức khỏe con người và môi trường khỏi những rủi ro do hóa chất gây ra. REACH đặt trách nhiệm lên nhà sản xuất và người nhập khẩu để xác định và quản lý những rủi ro liên quan đến các chất họ sản xuất và tiếp thị tại EU.

Xem xét chính: Ảnh hưởng của REACH đối với PCB chủ yếu xoay quanh các Chất cực kỳ quan tâm (SVHCs). Nhà sản xuất phải cung cấp thông tin về SVHCs có trong sản phẩm của họ (bao gồm cả PCB) với nồng độ trên 0.1% theo trọng lượng. Điều này đòi hỏi sự giao tiếp chuỗi cung ứng cẩn thận và thu thập dữ liệu. Danh sách SVHCs được cập nhật thường xuyên, vì vậy việc cập nhật thông tin là rất quan trọng.

3. UL (Underwriters Laboratories)

UL là một công ty chứng nhận an toàn toàn cầu. Mặc dù không phải là quy định của chính phủ, chứng nhận UL thường là yêu cầu không chính thức để bán sản phẩm tại Bắc Mỹ, và nó được công nhận rộng rãi trên toàn cầu. Các tiêu chuẩn UL bao gồm nhiều khía cạnh an toàn, bao gồm an toàn điện, khả năng cháy và tính toàn vẹn cơ học.

Các Yếu Tố Cần Lưu Ý: Đối với PCB, tiêu chuẩn UL thường gặp nhất là UL 94, liên quan đến khả năng cháy của vật liệu nhựa. PCB thường cần đáp ứng một xếp hạng khả năng cháy cụ thể của UL 94 (ví dụ, V-0, V-1, V-2) tùy thuộc vào ứng dụng. Điều này ảnh hưởng đến việc chọn vật liệu nền PCB (ví dụ, FR-4). Khoảng cách và khoảng trống đúng đắn giữa các đường dẫn cũng rất quan trọng để đáp ứng các yêu cầu về an toàn điện của UL.

4. Dấu Hiệu CE

Dấu CE là một dấu hiệu tuân thủ bắt buộc đối với một số sản phẩm được bán trong Khu Vực Kinh Tế Châu Âu. Nó chỉ ra rằng một sản phẩm tuân thủ các chỉ thị liên quan của EU, bao gồm những chỉ thị liên quan đến an toàn, sức khỏe và bảo vệ môi trường.  

Các Yếu Tố Cần Lưu Ý: Để có được dấu CE cho một sản phẩm chứa PCB yêu cầu phải chứng minh sự tuân thủ với tất cả các chỉ thị áp dụng. Điều này thường bao gồm Chỉ thị Tương thích Điện từ, Chỉ thị Điện Áp Thấp (đối với các sản phẩm hoạt động ở một số mức điện áp nhất định), và, tất nhiên, RoHS và REACH. Một Hồ sơ Kỹ thuật Xây dựng (TCF) chứa tất cả tài liệu liên quan (các tệp thiết kế, báo cáo kiểm tra, tuyên bố tuân thủ) là cần thiết cho việc đánh dấu CE.

5. FCC (Ủy ban Truyền thông Liên bang)

Tại Hoa Kỳ, FCC quản lý việc giao tiếp liên bang và quốc tế qua radio, truyền hình, dây dẫn, vệ tinh và cáp. Đối với các PCB tích hợp bất kỳ hình thức giao tiếp không dây nào (ví dụ, Bluetooth, Wi-Fi, di động) hoặc có khả năng phát ra nhiễu sóng radio không mong muốn, việc tuân thủ FCC là bắt buộc.  

Xem xét chính: Điều này bao gồm việc đáp ứng các yêu cầu cụ thể về phát xạ bức xạ và dẫn. Việc che chắn đúng cách, nối đất và kỹ thuật bố trí cẩn thận là rất quan trọng để giảm thiểu phát xạ RF không mong muốn. Thường thì việc kiểm tra và chứng nhận bởi một phòng thí nghiệm được công nhận là cần thiết.

6. Tiêu chuẩn IPC

IPC (Hiệp hội Kết nối Các Ngành Công nghiệp Điện tử) là một hiệp hội thương mại toàn cầu đặt ra các tiêu chuẩn cho việc thiết kế, chế tạo, lắp ráp và kiểm tra PCB. Mặc dù không được quy định bắt buộc theo cùng một cách như các quy định như RoHS, các tiêu chuẩn IPC được ngành công nghiệp áp dụng rộng rãi và thường được coi là các phương pháp tốt nhất.

Xem xét chính: Các tiêu chuẩn IPC chính bao gồm:

• IPC-A-600: Tính chấp nhận của Bảng Mạch In (tiêu chí kiểm tra bằng mắt);
• IPC-2221: Tiêu chuẩn Chung về Thiết kế Bảng Mạch In;
• IPC-2581: Yêu cầu Chung cho Sản xuất Mô tả Dữ liệu và Phương pháp Chuyển giao của Sản phẩm Lắp ráp Bảng Mạch In (một tiêu chuẩn cho việc trao đổi dữ liệu thiết kế);
• IPC-7351: Yêu cầu Chung cho Thiết kế Gắn Bề mặt và Tiêu chuẩn Mẫu Đất.

Theo dõi những tiêu chuẩn này giúp đảm bảo chất lượng, độ tin cậy và khả năng sản xuất và gián tiếp hỗ trợ tuân thủ nhiều yêu cầu quy định. Tìm hiểu thêm về các lớp IPC và tuân thủ các tiêu chuẩn IPC.

7. Tiêu chuẩn Cụ thể theo Ngành

Tùy thuộc vào ứng dụng dự định của PCB, có thể áp dụng thêm các tiêu chuẩn cụ thể theo ngành:

• Thiết bị Y tế: ISO 13485 (hệ thống quản lý chất lượng cho thiết bị y tế), IEC 60601-1 (an toàn cơ bản và hiệu suất thiết yếu của thiết bị y tế điện tử).
• Ô tô: IATF 16949 (hệ thống quản lý chất lượng cho sản xuất ô tô), AEC-Q100 (kiểm tra đủ điều kiện căng thẳng cho mạch tích hợp).
• Hàng không vũ trụ: AS9100 (hệ thống quản lý chất lượng cho ngành công nghiệp hàng không vũ trụ).

Hãy nhớ rằng những tiêu chuẩn này thường có yêu cầu về tài liệu, truy xuất và quản lý rủi ro nghiêm ngặt hơn so với các tiêu chuẩn điện tử chung.

Phương pháp tốt nhất để Tối ưu hóa Tài liệu Trong Suốt Chu kỳ Đời sống Thiết kế PCB

Quản lý tuân thủ quy định trong lĩnh vực điện tử không chỉ là phản ứng với các yêu cầu. Đó là việc tích hợp tư duy chủ động, dựa trên tài liệu vào chính DNA của quy trình thiết kế và sản xuất. Cách tiếp cận nhìn xa trông rộng này biến tuân thủ thành một lợi thế chiến lược, đảm bảo tuân thủ quy định và tạo nền tảng cho sự đổi mới, chất lượng và thành công lâu dài trên thị trường.

Bạn muốn biết Altium 365 có thể hỗ trợ quản lý dữ liệu ECAD và quy trình tài liệu của bạn như thế nào? Khám phá cách nó đơn giản hóa tuân thủ quy định trong suốt vòng đời phát triển sản phẩm điện tử của bạn.