14. FED-Konferenz 2006 Workshop 8 Durchgängige Anwendung von IPC-Richtlinien im Entstehungsprozess von Elektronik

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1 14. FED-Konferenz 2006 Workshop 8 Teil1 Beachtung in den Entwicklungsphasen und Gesamtbetrachtung Gerhard Gröner FED-Vorstandsmitglied IPC-Masterinstructor g.groener.nea@t-online.de Teil 2 Anwendung von IPC-Richtlinien zur Leiterplattenfertigung Johann Hackl Abteilungsleiter AV und CAM Häusermann GmbH johann.hackl@haeusermann.co.at Teil 3 IPC-Richtlinien bei einem EMS-Provider Provider Thomas Mückl Leiter Kompetenzcentrum Lötstellenbeurteilung Zollner Elektronik AG thomas_mueckl@zollner.de FED-Konferenz 06 in Kassel, Workshop 8 Gerhard Gröner, FED 1

2 Teil 1 Beachtung in den Entwicklungsphasen und Gesamtbetrachtung Gerhard Gröner FED-Vorstandsmitglied IPC-Masterinstructor g.groener.nea@t-online.de FED-Konferenz 06 in Kassel, Workshop 8 Gerhard Gröner, FED 2

3 1. Beachtung in den Entwicklungsphasen und Gesamtbetrachtung Gliederung: a. Die drei Klassen b. Richtlinienbeachtung in der Entwicklung c: Information und Schulung FED-Konferenz 06 in Kassel, Workshop 8 Gerhard Gröner, FED 3

4 a. Die drei Klassen: Die Erfordernisse für das Endprodukt entsprechen den Eigenschaften eines einzelnen Bauteils oder einer Baugruppe in deren fertiggestelltem Zustand. Um sicherzustellen, dass das Bauteil oder die Baugruppe wie beabsichtigt funktionieren, muss die Umgebung, in der sie später betrieben werden sollen, zum Zeitpunkt der Entwicklung und vor Beginn des LP-Designs bekannt sein. Betriebsbedingungen für ein Gerät, wie z.b. Umgebungstemperatur, von Bauelementen erzeugte Wärme, Ventilation, Erschütterung, Vibration usw. bedingen unterschiedliche Materialien, Toleranzen und Gestaltungsvariationen für das Endprodukt. Um die Kommunikation zwischen Entwicklung und den Fertigung zu erleichtern, wurden verschiedene Leistungsklassen entwickelt, die die wachsenden Anforderungen hinsichtlich technologischem Anspruch, funktionaler Leistungsfähigkeit und Häufigkeit bzw. Aufwand an Wartung oder Beanspruchungsprüfung wiederspiegeln. FED-Konferenz 06 in Kassel, Workshop 8 Gerhard Gröner, FED 4

5 a. Die drei Klassen Klasse 1: Gewöhnliche Elektronikprodukte (General Electronic Products) Die Hauptforderung an die Produkte dieser Klasse ist, dass die fertige Baugruppe funktioniert. Klasse 2: Zweckbestimmte Elektronikprodukte (Dedicated Service Electronic Products) Klasse 3: Hochleistungselektronik (High Performance Products) Hierunter fallen Produkte, für die kontinuierliche Leistung und verlängerte Lebensdauer gefordert sind und für die unterbrechungsfreier Betrieb erwünscht, aber nicht kritisch ist. Die typische Anwendungsumgebung bewirkt keinen Ausfall. Hierunter fallen Produkte, für die kontinuierliche Hochleistung oder Leistung auf Abruf kritisch ist, bei denen ein Funktionsausfall nicht toleriert wird, die Endanwendungsumgebung besonders harsch sein kann, und das Gerät jederzeit funktionsfähig sein muss, z.b. in lebenserhaltenden oder anderen kritischen Systemen. FED-Konferenz 06 in Kassel, Workshop 8 Gerhard Gröner, FED 5

6 a. Die drei Klassen Diese sollen zu Erreichung gemeinsamer Qualitätsrichtlinie für Kunden und Lieferanten dienen, wobei der Kunde die Klasse vorgibt. Auf diese Klassen fokussieren die beiden Abnahmerichtlinien IPC-A-600-G für Leiterplatten und IPC-A610-D für Baugruppen. Sie verstehen sich als Mindestforderungen. Diese nehmen Bezug auf ein breites Spektrum an IPC-Richtlinien von der Entwicklung über Leiterplattenherstellung bis hin zum Endprodukt. Es ist deshalb wichtig, dass von Anfang an, also schon in Definitionsphasen, Klarheit darüber besteht und die Entwicklung sich danach und den daraus entsehenden Fertigungsanforderungen richtet. Die wiederum setzt die Einbeziehung und Information aller an der Produktfindung Beteiligten voraus! FED-Konferenz 06 in Kassel, Workshop 8 Gerhard Gröner, FED 6

7 b. Richtlinienbeachtung in der Entwicklung Lastenheft Pflichtenheft Vorserienunterlagen Serienunterlagen Definition Konzeption Entwicklung Verifikation Produktion Fertigungsüberleitung Auswahl Produktklasse, damit 1. Festlegungen für Entwicklung und Fertigung Vorklärung Technologie, Fertigungsmöglichkeiten, Materialauswahl LP-Konzeptgespräch vor Design, letzte kostengünstige Gelegenheit der Absprache aller Beteiligten Bei Redesign u. Änderungen auch Richtlinien überprüfen 1. Fertigungsunterlagen mit Bezug zu Richtlinien Bearbeitung nach Klasse und Richtlinien FED-Konferenz 06 in Kassel, Workshop 8 Gerhard Gröner, FED 7

8 b. Richtlinienbeachtung in der Entwicklung Lastenheft Pflichtenheft Definition Konzeption Auswahl Produktklasse, damit 1. Festlegungen für Entwicklung und Fertigung: Damit wird die Klasse in den Abnahmekriterien IPC-A-600-G und IPC-A-610-D festgelegt. Beachtung bei allen nachfolgenden Schritten, auch die referenzierenden Richtlinien. Erfordert Absprachen, damit beginnt hier die Fertigungsüberleitung. Vorklärung Technologie, Fertigungsmöglichkeiten, Materialauswahl: Mögliche Auswirkungen aus IPC-610- Serie Anforderungen an Leiterplatten, IPC Serie Laminate, J-STD-001- Serie und J-STD-020-Serie, (IPC-7070) Baugruppenfertigung, IPC-7711-Serie Reparatur und Nacharbeit auf die weitere Entwicklung. Noch zu beachten: IPC-1066 Angaben zu Bauelemente und IPC-MI660 Testmethoden für Materialien, sowie IPC-PC-90 Statistische Prozesskontrolle. FED-Konferenz 06 in Kassel, Workshop 8 Gerhard Gröner, FED 8

9 b. Richtlinienbeachtung in der Entwicklung Vorserienunterlagen Serienunterlagen Entwicklung Verifikation LP-Konzeptgespräch vor Design, letzte kostengünstige Gelegenheit der Absprache aller Beteiligten: Ständige Überprüfung der bisherigen Regeleinflüsse. Beachtung der IPC-2220-Serie LP-und Baugruppendesign (FED-22-02A Designrichtlinie) sowie IPC-7350-Serie Bauelementeanschlussarten (anstelle bisherige IPC-SM-782) Bei Redesign u. Änderungen auch Richtlinien überprüfen. Bei Änderung von Fertigungsdurchläufen u. ä. Auswirkungen auf Veränderte Vorgaben achten. Kompatibilität beachten Fertigungsunterlagen mit Bezug zu Richtlinien. Nach IPC-D-350- Serie (veraltet), IPC Serie (umstritten) Ev. Hinweise auf Unterlagen einbringen. FED-Konferenz 06 in Kassel, Workshop 8 Gerhard Gröner, FED 9

10 b. Richtlinienbeachtung in der Entwicklung Fertigungs-Richtlinien können Einflüsse auf das LP-und Baugruppendesign haben! FED-Konferenz 06 in Kassel, Workshop 8 Gerhard Gröner, FED 10 1

11 b. Richtlinienbeachtung in der Entwicklung Vor jeder LP-Entwicklung, Vorserienauswertung oder Änderung und vor jedem Redesign sollte ein Leiterplatten-Konzeptgespräch mit allen Beteiligten stattfinden. Hierbei werden die bisherigen Festlegungen und Planungen überprüft und gegebenenfalls korrigiert, soweit noch nicht geschehen, Klassifizierungen, Bauteilearten, Test- und Fertigungstechnologien sowie Größe, Art, Nutzeneinteilung, Schaltungsaufteilung, Designregeln der Leiterplatte (...) festgelegt. Somit werden hierbei auch alle Einwirkungen der Regelwerke mit beachtet! FED-Konferenz 06 in Kassel, Workshop 8 Gerhard Gröner, FED 11

12 c: Information und Schulung System der IPC-Design-, Fertigungs- und QS-Richtlinien FED-Konferenz 06 in Kassel, Workshop 8 Gerhard Gröner, FED 12

13 c. Information und Schulung IPC-Richtlinien werden oft zu IEC-Normen und damit auch gültig für DIN/EN (IEC- und DIN-Nummern sind gleich) Beispiele für Übereinstimmungen von IPC-Richtlinien und IECNormen: IPC-D-350 IPC- SM-840 IPC-D-356 IPC-TM-650 IPC IPC-7351 IPC-RB-276 J-STD-001A IPC-A-610 J-STD-004 J-STD-005 J-STD-006 Digital PWB Format Solder Mask Bare Board Electrical Test Test Methods Manual Impedance Control Land Pattern Requirements Rigid Printed Boards Soldering Requirements Acceptability of Solder Joints Flux Requirements Solder Paste Requirements Solid Solder Materials FED-Konferenz 06 in Kassel, Workshop 8 Gerhard Gröner, FED IEC IEC IEC IEC ,-2, -3 IEC IEC IEC IEC to -4 IEC to -4 IEC IEC IEC

14 c. Information und Schulung Eine Reihe von IPC-Richtlinien wurden vom FED ins Deutsche übersetzt und sind dort auch erhältlich IPC-2221 Designrichtlinie allgemein IPC-2222 Designrichtlinie für starre Leiterplatten IPC-2223 Designrichtlinie für flexible Leiterplatte Sind Bestandteile der FED-Designrichtlinie FED-22-02A IPC-6011 Allgemeine Leistungsspezifikationen für Leiterplatten IPC-6012B Qualifikation und Leistungsspezifikationen starrer Leiterplatten IPC-A-600G Abnahmekriterien für Leiterplatten JSTD-001D Anforderungen an gelötete Baugruppen IPC-A610D Abnahmekriterien für elektrische Baugruppen Weitere Informationen: FED-Shop FED-Konferenz 06 in Kassel, Workshop 8 Gerhard Gröner, FED 1

15 c. Information und Schulung Informationsmöglichkeiten zu IPC-Richtlinien Eine Übersicht zum IPC-Richtlinien-Angebot samt Kurzbeschreibungen erhält man in erster Linie aus dem aktuellen IPC-Katalog. Der FED informiert auch in seinen Internetseiten unter in der Rubrik Normen/Richtlinien ständig über neue IPC-Dokumente oder deren Veränderungen Mit gelangt man in die Home Page des IPC mit einer Reihe weitergehender verschiedener Informationsmöglichkeiten. Durch Anklicken des Verweises Standards Activities kommt man auf die StandardSeiten. Durch Anklicken von IPC Status of Standardization ruft man die Status-Übersicht auf und kann sich nun die einzelnen Erarbeitungs- bzw. Bestätigungsetappen der Dokumente anschauen. FED-Konferenz 06 in Kassel, Workshop 8 Gerhard Gröner, FED 15

16 c. Information und Schulung IPC-Abnahmekriterien in der Kette und die dazu notwendigen Schulungen IPC-A-610D u. Schulung IPC-A-600G u. Schulung ProduktManagement LP-MaterialEinkauf Design LP-Fertigung IPC-A-610D u. Schulung IPC-A-600G u. Schulung FED-Konferenz 06 in Kassel, Workshop 8 IPC-A-610D u. Schulung LP-Einkauf bei BG-Fertiger LPQS IPC-A-610D u. Schulung BauteileEinkauf Baugruppen- BGQS Fertigung Reparatur Nacharbeit OEM-Einkauf Verantwortliche IPC-A-610D u. Schulung Gerhard Gröner, FED 16

17 c. Information und Schulung Eine wichtiger Baustein ist die Schulung aller am Entstehungsprozess Beteiligter. Neben den internen Schulungsmaßnahmen werden externe Kurse angeboten. Der FED bietet für IPC-A-610-Kurs für Spezialisten (CIS) und Trainer (CIT) an. Baugruppenfertigung egal ob Inhouse oder beim Dienstleister, national oder global erfordert einheitliche Beurteilungsgrundlagen für die visuelle Überprüfung der Fertigungsqualität elektronischer Baugruppen. Durch die Schulung der Mitarbeiter bzw. das Training zum Ausbilder nach IPC-A-610 lassen sich in den Firmen beträchtliche Kosten einsparen. Angesprochen sind ebenfalls Mitarbeiter in Einkauf und Qualitätssicherung. FED-Konferenz 06 in Kassel, Workshop 8 Gerhard Gröner, FED 17

18 c. Information und Schulung Stufenförmiges Kurssystem des FED für LP-Designer Im Stufenförmiges Kurssystem des FED für LP-Designer, das auf den Richtlinien der IPC-2220-Serie und der FED-Designrichtlinie beruht sind auch Elemente der Abnahmekriterien enthalten. Dies führt neben den IPC-Zertifikaten zum CID (Cerdified Interconnect Designer) und CID+ zum FEDDesigner. Dem einzigendeutschen Wissens- und Qualitätsnachweis für LP-Designer. Diese Kurse finden auch zunehmend Interesse bei anderen in der Entstehungskette Beteiligten. FED-Konferenz 06 in Kassel, Workshop 8 Leiterplattendesignerkurs IPC-Zertifikat CID Aufbaukurs I Aufbaukurs II Aufbaukurs III FED-Zertifikat mit CID+ Gerhard Gröner, FED 18

19 c. Information und Schulung Warum IPC? Der amerikanische Fachverband IPC erstellt sehr aktiv Normen, Richtlinien und Technische Reports. Nach den Erfahrungen des FED ist das IPC weltweit die einzige Institution, die eine breite Palette dieser Dokumente durchgehend für den gesamten Prozess der Entwicklung und Herstellung von Leiterplatten sowie kompletten elektronischen Baugruppen anbietet. Das IPC ist zudem bemüht, den Übergang zu neuen Baugruppentechniken in der Praxis möglichst frühzeitig mit entsprechenden Normen und Richtlinien zu unterstützen. Qualität ist ein gesamtheimliches Problem aller Beteiligten. Eine garantierte kontinuierliche Qualität setzt eine zweckmäßige Anwendung von Richtlinien voraus. Qualität ist dabei nur soweit zu realisieren, wie es dem geplanten Einsatzzweck des Produktes entspricht. Die Nutzung von Richtlinien führt zu stabilen Fertigungsprozessen und damit zu den Vorgaben entsprechenden Produkten. Dabei darf durch fehlende Information und schlechter Kommunikation der Qualitäts-, Zeit- und Kostenverlauf nicht gestört und unterbrochen werden! FED-Konferenz 06 in Kassel, Workshop 8 Gerhard Gröner, FED 19

20 Danke für die Aufmerksamkeit! FED-Konferenz 06 in Kassel, Workshop 8 Gerhard Gröner, FED 20 1