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• 陳泳睿
• 至德科技 jtep.net、新呈工業13年、資訊業6年
• IPC-A-620 CIT、IPC-A-610 CIS、IPC J-STD-001 CIS
• 台北城市科技大學電子科、台大EMBA 碩士、東吳科技法律碩士
班
• antoine@everbiz.com.tw; yung.jui.chen@gmail.com
• Line Group:IPC標準討論聯誼會;Line ID:anotinechen
4. 37XX個會員
IPC 服務概覽
• IPC(Institute of Printed Circuits)國際電子工業聯接協會是一家
全球性非盈利電子行業協會,總部位於美國伊利諾州Illinois 班諾
克本Bannockburn。
• IPC透過開發的標準、標準培訓與認證、工業專案、市場調查、
公共政策宣導等服務,滿足著全球產值達2.02兆美元的行業需求,
並早已成為電子行業同仁獲取技術、市場、管理知識的資訊平臺,
成為電子企業與客戶、同行、供應商建立業務合作的網路平臺。
Association Connecting Electronics Industries
5. IPC歷史與發展
IPC自1957 年由北美6家PCB製造商發起成立,最初全稱為 Institute of Printed Circuits 印製電路協會。
IPC活躍於
IEC
出版第一份《印製電
路板市場調研報告》
IPC正式成立
出版《IPC-A-600印製
電路板的可接受性》
定義EMSI行業
(電子製造服務業)
發起IPC印刷電路博覽
會(IPC Expo)
中國辦事處成立
出版《IPC-A-620標準》
成立設備制造商、焊料、無
鉛化等董事會、委員會
自1957年, IPC就致力於成為滿足電
子行業需求的全球技術性組織。
IPC的工作集中在設計、PCB製造和電子組
裝行業。協會名稱修正為 Association
Connecting Electronics Industries, 即國際電
子工業聯接協會,仍然保持IPC標識。
12. 供應鏈品質管制
印製板基材
IPC-4101,
4104, 4202,
4203, 4204
印製板的驗
收條件
IPC-A-600
印製板的規範和
技術指標
IPC-6011, 6012,
6013, 6017
焊接的電氣和
電子零件要求
J-STD-001
回流爐設備標準
AOI設備標準
NEW!
電子零件的可
接受性
IPC-A-610
線纜及線束零件
的要求與驗收
IPC-A-620
返工返修標準
IPC-7711/21
印製板基材
IPC-4101,
4104, 4202,
4203, 4204
組裝材料
J-STD-004
J-STD-005
IPC-HDBK-005
J-STD-006
IPC-SM-817
IPC-CC-830
HDBK-830
……
元器件
J-STD-020
J-STD-032
J-STD-033
IPC- 9501
IPC- 9502
……
測試方法
IPC-TM650
IPC-9691
材料聲明
IPC-1751
IPC-1752
基材
PCB
印製電路
供應商
EMS
電子加工服務商
OEM
原始設備製造商
元器件
焊料
清潔劑
助焊劑
SMEMA
設備制造商
協力
廠商
檢測機構
19. IPC可接受性等級劃分
缺陷條件 Defect
可接受條件 Acceptable
目標條件 Target
近乎完美或首選的情形,然而,這是一種理想而不是總能達到的情形,且對於保證零件在
使用環境下的可靠性並非必要的情形。
零件不必完美但要在使用環境下保持完整性和可靠性的特徵。
零件在其最終使用環境下不足以確保外形、裝配和功能(3F)的情形。
製程警示條件 Process Indicator
通常情況下它是非缺陷產品,也沒有影響到產品的外形、裝配和功能(3F)的情況。
• 這種情況是由於材料、設計和/或操作人員/機器設備等相關因素引起的,既不能完全滿足可接受條件又非缺陷。
• 應將製程警示納入程序控制系統進行健康。當製程警示的數量表明製程發生變異或朝著不理想的趨勢變化時,則
應該對工藝進行分析。結果可能要求採取措施以降低製程變異程度並提高品質。
範例:
[A1P2D3]
[N1D2D3]
[A1A2D3]
[D1D2D3]
30. IPC/WHMA-A-620B
線纜及線束零件的要求與驗收
• 強制模組 1 – 通用要求 General Requirements
• 可選模組 2 –壓接/壓著端子 Crimp,絕緣皮刺破連接 IDC
• 可選模組 3 – 焊接端子 Soldered
• 可選模組 4 – 連接器連接, 射出成型 Molding/灌膠成型 Potting
• 可選模組 5 – 銜接 Splices
• 可選模組 6 – 標記/標籤,緊固,線束/線纜的電氣遮罩,線纜/線
束防護層,與成品組件安裝
Marking and Labeling,Wire Bundle Securing,Shielding,
Cable/Wire Harness Protective Coverings
• 可選模組 7 – 銅軸及雙軸線纜組件 Coaxial & Biaxial Cable
• 可選模組 8 – 無焊繞接 Solderless Wrap
Editor's Notes 各位朋友大家好,我是至德科技的陳泳睿,很高興在這裡可以來介紹IPC,大家可別以為IPC就是工業電腦(Industrial PC),IPC真正說法是(Institute of Printed Circuits)。這是什麼呢?簡單的來說,就是一個致力於電子組裝相關品質標準。或許你會認為,這跟ISO有什麼不同?我常常形容,ISO就如同是學科,IPC就是術科。一個良好品質就如同我們去考駕照一樣,有筆試與路考,ISO 9001, 16949等就是筆試,IPC就是路考,再好的筆試,路考沒過,或者再好的路考,筆試沒過,都會發生交通事故,只有ISO沒有正確的品質標準,那頂多garbage in garbage out。你有再好的技術,卻沒有管理系統,你頂多孤芳自賞而已。ISO已經有太多的課程與老師了,我今天來講的就是術科,介紹一個品質標準。 IPC正確名稱是Association Connecting Electronic Industries國際電子工業連接協會,總部在伊利諾州[ ˌɪlə‘nɔɪ ]的班諾克本[ˈbænəkˌbɚn,],是一家全球性非營利電子行業協會,透過發表的標準、培訓與認證、工業專案、市場調查、公共政策宣導等服務,滿足全球產值達到2.02兆美元需求,並早已成為電子從業同仁獲取技術、市場、管理知識的資訊平台,與電子企業上下游業務合作的網絡平台。 IPC成立於1957年,當初全名為Institute of Printed Circuits,如今已經改為國際電子工業連接協會Association Connecting Electronics Industries,不過還是保留IPC標誌。在1957到1966年期間出版了IPC-A-600印刷電路板的可接性標準,1967到1976年IPC活耀於IEC,出版第一份印刷電路板市場調查報告,1977~1986接受ANSI認證,出版了IPC-A-610,不過10年前因為與ANSI合作不愉快就取消了合作,1987~1996年定義了EMSI行業並發起IPC EXPO印刷電路板博覽會,2002年IPC在中國成立辦事處,同年發表了第一本線纜標準IPC-A-620,台灣則是在2013年TPCA合作,之前台灣如果要考證,要買標準都是直接跟IPC美國總部或中國辦事處聯絡。我2013考取第一張CIT證書時候還是去深圳考的,現在不再需要大老遠去深圳,在台灣的TPCA就可以直接培訓與考證。
ANSI一直以來扮演強化美國企業在全球競爭力與提升美國生活品質的角色,負責統籌境內自願性標準的發展和使用,並體現世界各地與標準化相關之美國利益關係人(企業、協會、政府組織等)的需求與觀點。所有美國的標準發展組織皆須遵循ANSI所規定之「美國標準協會基本規定(ANSI Essential Requirements)」,以確保標準的發展符合公平、公開、共識決的原則。另外這項規定也強調開放式標準(open standard)並非是完全免費的服務,應該平衡標準使用者與智慧財產所有者的利益,在此項原則下,智慧財產所有者可提出收取合理的費用。 開發電子行業標準來協調全球合作溝通,這並不是說局限於電子業,只要有電子相關製造設計等都適用,例如航太等。
除此也提供工程技術人員的標準培訓與認證,透過培訓了解標準,讓操作員、品檢人員、供應商、製造商與客戶有一個可以遵循的標準。
只要有加入會員就可以了解行業的市場調查資料等訊息。透過IPC的平台可以與同業、同好、專家等互相交流,更可以進一步加入標準制定的行列。
最後還有一個仲裁人的角色,提供法院專業判斷,讓訴訟有一技術依循,讓判決公正。 既然IPC提供這麼好的服務,那為什麼要使用IPC標準?有三大理由,透過專業、科學、被眾多專業協會與安規的認定下的標準遵循,可以掌握最終產品的品質與可靠性,保持市場上的競爭力與名譽。
透過標準的學習,有利於客戶與供應商、公司內部同仁的溝通,大家有了共通語言,將降低資訊不一致所帶來的成本,並提升作業效率,減少重工、交期延誤、不良的浪費。
應用IPC標準可以達到統一公司內部技術鏈,也就是” ”研發-工藝(製造技術/生產技術/生技)-製造(量產)-品管(品檢)”,達到節省時間與降低機會成本。
IPC涵蓋許多行業與專業標準,例如軍工、航太、電信等,如果公司採用並發展出公司的標準系統,將有利於拓展公司本業,把時間來做最有利的生產,因此而降低機會成本。
透過標準的訂定的品質驗收標準可以來建立與管理供應鏈的可靠性。
接下來將從IPC標準體系樹來了解IPC標準層次,並說明如何從內部技術鏈與對供應商管理展開。 IPC標準有哪些,我們可以從這標準體系數來了解。IPC分為PCBA、PCB與Design設計三大類別,PCBA也就是電子組裝、PCB為印刷電路板,Design則是設計。可以從這看得出來IPC體系涵蓋範圍從設計到最終產品展出。所以從這圖面來看最底層黃底白字部分為設計相關標準,中間橘色底部分則是印刷電路板的標準,最上層紅底白字則是電子組裝的標準,左右兩側則是藍底色輔助性的標準,例如測試、材料、反工、工序等。我們可以看到IPC-2220、IPC-2581等都是設計相關,中間橘色底部分則是印刷電路板相關,例如IPC-4101, IPC-6011, IPC-A-600,最後最上層可以看到紅底部分,就是與組裝相關,例如J-STD-001, IPC-A-610 與 IPC-A-620。 這一頁是從IPC的網站上截取下來的標準樹。如果大家有興趣可以參考右下角的網址,這是免費的。 剛剛有講過如何應用IPC標準,透過標準樹展開到內部技術鏈”研發-工藝(製造技術/生產技術/生技)-製造(量產)-品管(品檢)”。
從研發角度來看,可以使用IPC-2220系列+7351到IPC-2581等,印刷電路板可以參考IPC-A-600,並輔以高頻或高速標準如IPC-2141, IPC-2251等。
從工藝,製造與品檢來看,印刷電路板同樣可以參考IPC-A-600,電子產品組裝部分可以參考J-STD-001焊接標準,IPC-A-610電子零件可接受性,IPC-A-620線纜及線束零件的要求與驗收,加上IPC-7711, IPC-7721重工反修等標準,並且可以輔以組裝材料相關標準,如J-STD-004, J-STD-005等。 從供應鏈管理的角度來看,對於EMS廠可以要求IPC-A-610,IPC-A-620與J-STD-001的規範,如果EMS廠有外包出去,同樣可以使用這規範來要求,例如EMS有外包線束,則可以要求廠商遵循IPC-A-620規範品檢與生產。如果是外包PCB,則可以使用IPC-A-600,IPC-6011等,如果是元器件可以參考J-STD-020等,如果是焊料方面,可以參考J-STD-004錫焊焊劑要求,J-STD-005焊膏技術要求等,對於PCB的基材有IPC-4101等。 如果不知道這標準所相對應的名稱可以到台灣慶聲網站上查詢相關標準中文說明。 IPC從1957年來對於生產技術投入不遺餘力,經過許多公司實施驗證後,IPC的標準已經成為他們品質工具的依循。不僅如此,美國國防部也批准取代原有MIL標準,例如IPC-D-275取代了MIL-STD-275,IPC-4101取代了MIL-S-13949,美國NASA也正是下文,採納部分IPC作為電子產品生產與品質標準。另外IPC也為航太電信有特別制定標準,以區別不同行業的需求,例如IPC-A-620 S就是航太的標準。 專業領域上的品質標準不同,相信大家都能夠理解,因此IPC也特別針對電信、航太、通訊等有特別制定標準,例如IPC-A-610 Telecom, IPC/WHMA-A-620 Space航太的標準。只要看到有一個太空梭的標誌很容易就了解這是航太相關。 從NASA的網站就可以了解,最近採用的標準是IPC-A-620來取代原本NASA-STD-8739.4的線束標準。 IPC不僅是制定標準,也有培訓認證的課程,這樣好處是IPC內部所培養的講師來講述自家的標準,比外部人員研讀後來教導來得更專業,這些講師都有相關業界經驗多年,經過IPC內部培訓後才有資格。
IPC標準相當多,IPC主要針對IPC-A-600,IPC-A-610,IPC-A-620,IPC J-STD-001與IPC-7711/7721等開相關課程,為什麼其他標準不開課,主要剛剛所講的課程為主要標準,其他都是輔助性標準,一旦您了解這些主軸性的標準,自己再去看輔助性的標準可以很快沒有偏差的理解。
除此IPC也有職業認證課程,例如CID互聯設計師認證,這是一個專為PCB研發開發人員所開設的課程,透過三天的講座可以了解PCB佈線技術,電性能、鑽孔、定位孔、Panel分板,印刷電路板的表面處理、塗覆、繪圖格式等。
CEPM EMS專案管理認證,顧名思義專門為EMS的專案經理所開設的管理課程,課程內容大多講述管理相關知識。
技術講座部分,IPC會不定期在舉辨技術相關的講座,如果有加入電子報就可以收到相關訊息。
在IPC的標準中,將電子產品分為三個等級,Class 1, 2, 3。等級一為普通類電子產品,只要可以實現完整功能既可,您可以將這類產品看作為消費性產品,運作當中功能不小心出了問題,不會影響重大傷害或金錢等。第二級就是比第一等級還要要求運行中要可以長時間運行,最好保持不間斷工作,一般情況下不會因為環境導致故障,包括通訊設備,複雜性商業機器,測量儀器等長時間使用機器或Server等。可以想像等級三就是一個高性能電子產品,一旦運作就不能出問題,使用時間長,環境苛刻等。例如軍用設備、航空、航太、救生設備等。
由上一簡報可以了解,IPC將產品分為三個等級,因此客戶如果要求供應商遵循IPC標準時候,應該明確標明告知要使用什麼等級,我認為可以達到以下四點好處。
告知製造商應該用什麼品質條件來生產與品檢
正確的標明等級可以減少不必要的溝通成本
正確的要求等級達到公平公正成本
明確的等級標示可以讓作業者體認到產品的重要性,進而做出符合需求的產品
除了IPC有劃分等級制度外,對於品質等級可以區分為,Target 目標、Acceptable 可接受條件、Defect 缺陷與Process Indicator製成警示四種驗收等級。
Target目標條件,是一個近乎完美的首選,通常無法再量產過程中實現,這是一個完美理想狀態,通常在量產的情況下極為難實現。
Acceptable可接受條件,也就是可以再量產情況下實現的狀態。 在IPC認證中分為三個種類,MIT(Master IPC Trainer)、CIT(Certificated IPC Trainer)與CIS(Certificated IPC Specialist),MIT為主任培訓師,除了教導CIT與CIS外,也可以為技術仲裁人,當客戶與廠商有品質上的爭議上出庭來作證。
CIT為公司內部被授予認證的培訓老師,可以在公司內部授課培訓CIS。CIS為標準中某一模組的專業操作員,這意味CIT要熟悉被認證的標準所有模組。
為什麼要這樣區分呢? MIT受雇於IPC,因此再培訓的品質他們可以掌控,此外也可以透過MIT培訓時候與業界交流,MIT必須跨領域懂得不同標準,所以可以跨領域教導與解惑。所以我們可以理解,工廠內部核可CIS作業員不需要了解某一標準的其他模組,只要熟知了解他經手作業的品質標準,CIT為公司內部跨部門講師。
認證證書有效期為2年,兩年後得重新考試,一方面了解CIT或CIS是否有遺忘,另外一方面當標準有更新時候可以更新知識。
這樣三階層設計讓IPC得以控制品質教學與實作,讓IPC標準得以掌控。
IPC-A-610是電子零件可接受性的標準,標準網羅電子組裝行業的生產技術標準、是品保、組裝、採購、工藝等部門必備的法典。該標準內容涵蓋無鉛焊接、電子元件極性和通孔的焊接標準、SMT和DIP零件、機械組裝、清潔、標記、塗覆以及層壓板要求。
我們可以看到610後面還多了一個E字母,這代表的是版本意思,同樣的在CIT or CIS認證證書也會標明,當初授證是哪個版本。 IPC J-STD-001是電子組裝焊接的要求,這標準不僅在IPC使用也通用在各產業,例如軍用MIL等。內容涵蓋焊接製程總則、適用文件、材料、電子元件和設備要求、焊接和組裝通用要求、導線和接線柱連接、透通孔安裝和端子、電子元件的表面貼裝、清洗工藝要求、PCB要求、塗覆和灌封、產品保證、返工和返修等。 IPC-7711/7721是有關電子零件重工、維修或修理的相關標準。內容關於通孔、表面貼裝重工、連接盤、導體和層壓板返修的通用技能。包括用於去除和更改塗敷層、表面貼裝以及通孔元器件的工具、材料和方法以及程式要求等內容。闡述了 對電路板和零件進行返修的規範要求。 IPC/WHMA-A-620是線纜及線束零件的要求與驗收,為什麼有多了一個WHMA,這是一個線束組織,Wiring Harness Manufacture’s Association,原本IPC沒有線束的標準,在2002年與WHMA共同開發出IPC-A-620這標準,2012年發表B版。2015年也被NASA認可可以替代原本MIL-STD-8739.4標準。
這標準線纜、線束裝配技術條件及驗收要求的國際性行業標準,描述了線纜、導線及線束零件的電子和機械品質可接受性。作為線纜線束行業進行工藝、材料和檢驗管理的指導標準,目前已為全球範圍的OEM和EMS公司廣泛採用。 IPC-A-600為印刷電路板的可接受性標準,是關於PCB裸板的理想條件、可接受條件和拒收條件而制定的驗收規範,是印製電路板驗收條件的詳細指導手冊。幫助員工對PCB裸板的品質保證和目檢驗收條件有一個全面的理解和掌握。H版本更新了撓性電路的增強板粘接要求、焊料芯吸要求、層壓板空洞/裂紋和彎折的痕跡要求。
CID互聯設計師認證,是針對需要設計電子組裝、電路板組裝等工程師所開的設計規範標準。熟知此標準就可以避免設計上的錯誤導致最終產品出錯。適合上這課程的人有硬體工程師、PCB設計師、CAD布局設計師、DFM工程師與PCB布局設計相關管理人員等。 EMS專案經理認證培訓課程,是專門為想要了解EMS環境下的營運、供應鏈管理、契約及法律等問題,課程會透過實際EMS案例讓學員了解。 以上講了這麼多有關IPC對於品質要求、培訓課程與標準規範,相信大家對IPC這個組織有一定的了解,這是一個全球性的協會組織,一直以來致力為世界範圍內的會員公司提升他們的競爭力並取得商業上的成功。自1957年透過IPC完善的平台,匯集電子工業產業內的翹楚合作,每年過貿易展覽、研討會、年度技術會議與電子服務等,不斷開發新的標準,讓會員在這訊息萬變世代中取得成功。您說,這麼好的組織為什麼不參與呢?
很多人都想說公司擺一本IPC認證的書籍就好,反正那都是品管的事情。其實不然,品檢是人人的職責,唯有人人品檢才會做出完美的品質。因此如果公司只買一本供奉著,不好好實施,那一切都枉然。更何況IPC的標準出版印刷都是那麼精美,上面有許多圖片,有受過訓練的人,不僅容易了解查詢,更可以在上面做備註,更有利於自己查詢。公司中低主管每人一本,那更顯示出此公司有制度,對客人的觀點,超越同行許多。作業員與中低主管各有一本,只要遇到品質問題就查詢,品質系統上下一致,即便同事離職,也不怕資訊傳承出了問題。這麼多好處,企業主何必小氣呢? 我最熟悉的IPC/WHMA-A-620標準。此標準分為8個模組,每個模組如畫面所示,所有有關線束都列在其中。例如….
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