Der Nutzen von IPC Richtlinien in der Produktionskette – Teil 2 Fallstudie: Kosten senken und Zuverlässigkeit steigern - EPP

Der Nutzen von IPC Richtlinien in der Produktionskette – Teil 2

Fallstudie: Kosten senken und Zuverlässigkeit steigern

Die IPC-Richtlinien als erfolgreiches Werkzeug für mehr Qualität und Zuverlässigkeit
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Seit 1957 unterstützt IPC die Elektronikindustrie mit ihren Richtlinien für Unternehmen und ihre Angestellte in der Herstellung von Elektronik-Hardware auf einem hohen Qualitätsniveau. Für viele Jahrzehnte wurden die IPC-Richtlinien als „nordamerikanische Richtlinien“ angesehen, aber seit den frühen 1990 Jahren haben sie sich in alle Teile der elektronischen Welt verbreitet. Die Frage ist nun: Welchen Nutzen haben die IPC Richtlinien in der Prozesskette für elektronische Hardware?
Lars Wallin, Europa-Repräsentant der IPC
Um Antworten auf diese Frage zu bekommen, erklären mehrere Unternehmen in Europa, vertreten durch die Elektronikentwicklung, CAD, Leiterplatten Produktion, Bestückung und Löten, wie sie IPC Richtlinien in ihrer täglichen Arbeit routiniert verwenden.
Dies ist der zweite Artikel in einer Reihe und wird umfasst von dem Leiterplatten PCB Lieferant, der NCAB Group, mit Hauptsitz in Stockholm, Schweden.
IPC Richtlinien war nicht die erste Wahl
NCAB Konzern wurde 1993 gegründet und hat seine Wurzeln in Schweden, wo die Vertriebsorganisation ansässig ist. Die Leiterplatten Fabrik des Konzenrs befindet sich in Malaysia. Das Unternehmen, änderte im Laufe der Zeit seine Strategie und ist heute ein integrierter PCB Produzent mit voller Verantwortung für den gesamten PCB Lieferungsprozess. Derzeit hat der Konzern etwa 25 Leiterplatten Fabriken in Europa und im Fernen Osten. Mit 12 Tochtergesellschaften mit 135 Mitarbeitern in verschiedenen europäischen Ländern und China, ist man einer der größten Anbieter von Leiterplatten in Europa und liefert jährlich mehr als 45 Millionen Leiterplatten.
In den frühen 90er Jahren waren IPC Richtlinien in Europa und insbesondere in Skandinavien relativ unbekannt. Die dominierende Norm für Leiterplatten war damals Perfag, entwickelt und veröffentlicht vom dänischen Leiterplatten Verband. Deshalb war es für NCAB selbstverständlich, in seiner Anfangsphase Perfag als Unternehmensnorm zu nutzen. Im Jahr 2002 wurde realisiert, dass man einen aktuelleren, relevanteren und bekannteren Standard benötigt, um die hohen Qualitätsanforderungen der europäischen Kunden erfüllen zu können. Die Wahl war einfach, da mit IPC Richtlinien auch Leiterplatten in China gefertigt wurden, wo der Konzern seine wichtigsten Werke etabliert hat. Zur gleichen Zeit begannen die großen OEM-Unternehmen in Europa mit Outsourcing und brauchten einen internationalen Standard für die Großaufträge von elektronischer Hardware. Mit ihrem umfassenden Programm für komplette elektronische Hardware-Ketten wurde IPC die ultimative Wahl für den Konzern.
Nutzung für Produzenten von Leiterplatten
Für NCAB und alle ihre Hersteller müssen die Leiterplatten so produziert werden, dass keine Probleme beim Bestücken und Löten passieren. Es ist noch wichtiger, dass die Kunden keine teuren Modifikationen oder Reparaturen für schlechte Leiterplatten durchführen müssen. Um das Risiko zu eliminieren, fordert der Konzern, dass alle ihre Hersteller folgende IPC Richtlinien im Produktionsprozess anwenden: Die IPC-6010 Serien, die Familie von dem Leiterplattes Leistungsfähigkeit Dokumente. Die Richtlinien enthalten Hinweise über den grundlegenden Inhalt von Spezifikationen für Leiterplatten. Das Dokument ermöglicht es, die Beziehungen zwischen Leiterplattenkäufer und Leiterplattenhersteller zu stabilisieren und zu rationalisieren, umso die Bereitstellung der Leiterplatten in gleichbleibender und akzeptabler Abnahmequalität zu sichern. NCAB benutzt die IPC Klasse 2 als Richtwert mit den Ausnahmen für Kupfermetallisierung, wie immer ist Klasse 3, und Reinigung von 1,56 bis 1,0 µg/cm². NCAB haben entwickelt es einige Klassifikation für beglaubigen und verlangen zwei Schleifbildern pro Batch.
IPC-A-600H, Abnahmekriterien für Leiterplatten. Die Richtlinie beinhaltet auf ca. 150 Seiten A4 eine Zusammenstellung von Abnahmekriterien mit vielen farbigen Abbildungen für die visuelle Qualitätskontrolle von Leiterplatten. Sie ist das 'Schwesterdokument' der IPC-A-610E im Leiterplattenbereich und korrespondiert mit den Richtlinien zur Qualifikation und Leistungsspezifikation von Leiterplatten, der IPC-6010-Serie. NCAB wünsch zu feststellen dass Operatoren, Inspektoren und Ingenieuren am die Lieferanten sowie Kunden haben die letze Informationen.
  • IPC-4101C, Spezifikationen für Basismaterialien für starre Leiterplatten und Multilayern. Beinhaltet die Anforderungen an Basismaterialien, als hier Laminate oder Prepregs bezeichnet inkludiert Basismaterialen für bleifreie Prozessen.
  • IPC-840E, Qualifikation und Leistungsspezifikation für permanente Lötstopplack und Flexible Decklage.
  • Die IPC-4550 Serien, Spezifikation für chemisch Nickel/Gold (ENIG), chemisch Silber und chemisch Zinn für Oberflächen von Leiterplatten
  • J-STD-003B, Lötbarkeitstests für Leiterplatten. Beschreibt Prüfverfahren, Fehlerdefinitionen und Illustrationen zur Bewertung der Lötbarkeit von Leitern auf der Oberfläche unbestückter Leiterplatten, Anschlussflächen und durch metallisierten Löchern unter Verwendung von Zinn/Blei- oder bleifreien Lotlegierungen.
  • IPC-4761, Designrichtlinie für den Schutz von Verbindungslochstrukturen bei Leiterplatten. Enthält umfassende Informationen für Designer und Hersteller über alle existierenden Verfahren zum Schutz von Verbindungslöchern (Vias) auf Leiterplatten mittels Tenting (Überspannen), Plugging (Verschließen), Filling (Verfüllen) und Capping (Abdecken).
  • J-STD-609A, Markierung und Kennzeichnung von Bauteilen, Leiterplatten und Leiterplattenbaugruppen zur Identifizierung von „verbleit“ (Pb), „bleifrei“ (Pb-frei) und weiteren Eigenschaften.
  • IPC-1601, Richtlinie für die Handhabung und Lagerung von Leiterplatten. Die neue Richtlinie liefert Vorschläge für die angemessene Handhabung, Verpackungsmaterialien und -methoden, Umgebungs- und Lagerbedingungen für Leiterplatten. Diese haben den Zweck Leiterplatten vor Verunreinigungen, physischer Beschädigung, Beeinträchtigung der Lötbarkeit, elektrostatischer Entladung (ESD), falls erforderlich und der Aufnahme von Feuchtigkeit zu schützen.
Der größte Teil der europäischen Kunden des Konzerns arbeiten mit den RoHS Direktiven und den Bedingungen bezüglich Flammenhemmung und Blei. Die RoHS Direktiven haben mehrere Ausnahmen, z.B. die Kategorien acht und neun (In die Neue RoHS Direktive von 2011 sind diese o.g. zwei Ausnahmen nicht mehr eine Ausnahme), zusätzlich Flugzeuge, Raumfahrzeuge des Militär. NCAB spezifiziert sehr genau, was benötigt wird, damit die Lieferanten die Schwierigkeiten mit RoHS verstehen.
Die Unternehmensgruppe fördert IPC Richtlinien für seine Kunden und zertifiziert seine Lieferanten. Für diejenigen, die Erfahrung in der Elektronik-Hardware Produktionskette haben, ist die perfekte Lötstelle das wichtigste Teil einer Leiterplatte. Wenn sie eine Fabrik mit schlecht gestalteten Daten und/oder ein nicht geeignetes Basismaterial versorgen, wird die gelieferte Leiterplatten nicht die perfekte Lötstelle als Endergebnis erzielen können. In diesem Sinne, empfiehlt NCAB ihren Kunden das sie nur ein Basismaterial in Übereinstimmung mit IPC-4101C nutzen. Wenn ein Kunde die IPC Klasse 3 für seine Leiterplatten verlangt, überprüft die NCAB CAM Abteilung die Eingangsdaten (Gerber Files) gegen die IPC-2220 Leiterplatten Design Serie und die dritte Klasse Bedingungen. Der Konzern versteht sich als ein Schlüssel in der Bereitstellung von Lösungen, so dass alle drei Parteien (Fabriken, Kunden und NCAB) optimale Ergebnisse haben können um perfekte Lötstellen bei minimalen Kosten zu produzieren. Die Methode des Unternehmens kann in mehrere Schritte aufgeteilt werden:
  • 1. Weiterbildung von Vertriebspersonal und Technikern in allen Tochtergesellschaften in Europa und China auf IPC Richtlinien und die verschiedenen Klassen und Ebenen.
  • 2. Informieren Sie alle Kunden über die gesponserten IPC Seminare, Workshops und Fachtagungen auf IPC Richtlinien und ihren Stellenwert in der Elektronik-Hardware Produktionskette. Es werden auch eigenen Seminare gehalten, um die IPC Richtlinien und weitere Informationen zu fördern.
  • 3. Alle der neuen und bestehenden Lieferanten werden anhand eines Audit-Verfahren über die Einhaltung der IPC Richtlinien geprüft. Um hohe Qualität und Zuverlässigkeit gewährleisten zu können, werden alle Hersteller von Leiterplatten direkt vom Unternehmen regelmäßig geprüft. Bei der Genehmigung einer neuen Fabrik, führt man Fabrik-Audits und die Leiterplatten Proben werden im Labor in Schweden getestet, wobei die Prüfungen mit IPC-A600H und J-STD-003B auf Lötbarkeit gemacht werden.
Vorteile der Verwendung von IPC Richtlinien
Wenn die Anzahl der bestückten Leiterplatten mit vielen Funktionen steigt, erhöhen sich Komplexität und Kosten deutlich. Kombiniert man den Preis einer Leiterplatte mit anderen anspruchsvollen Bauteilen inklusive Bestückung und Löten, so erhält man ein teures Produkt. In diesem Sinne ist es dem Konzern wohl bewusst, dass nicht ordnungsgemäß konzipierte und produzierte Leiterplatten eine finanzielle Katastrophe für seine Kunden werden kann. Für die Unternehmensgruppe sind die IPC Richtlinien seit mehr als 15 Jahren sehr erfolgreiche Werkzeuge. Die Richtlinien erhöhen nicht nur Qualität und Zuverlässigkeit, sondern machen es auch für die Unternehmen, sowie Lieferanten und Endkunden einfacher auf der ganzen Welt zu kommunizieren.
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