Die richtige IPC-A-610-Klasse für ein Box-Build-Programm wählen

Wenn eine Box-Build-Anfrage bei einem EMS-Werk eingeht, lautet eine der ersten Fragen des kalkulierenden Ingenieurs, welche IPC-Klasse das Produkt erfüllen muss. Die Antwort verändert den Prüfplan, die AOI-Einstellungen, die Spezifikation der unbestückten Leiterplatte, die Qualifikation der Werker und den Preis. Viele Anfragen lassen den Punkt offen, und das Werk kalkuliert dann mit seinem eigenen Standard, der fast immer Klasse 2 ist.

Dieser Artikel erklärt, was die drei Klassen von IPC-A-610 bedeuten, wo sich die Kriterien unterscheiden, wie die Norm mit IPC J-STD-001 und IPC/WHMA-A-620 zusammenhängt und wie Sie die Klasse in Zeichnungen und Anfrage festschreiben, damit jedes Werk dasselbe kalkuliert. Er richtet sich an Ingenieure und Einkäufer, die Box-Build-Montage in Vietnam oder anderswo beschaffen.

Die folgenden Kriterien sind aus öffentlichen Beschreibungen von IPC-A-610 zusammengefasst, einem lizenzierten Dokument, das von IPC vertrieben wird. Prüfen Sie die genauen Tabellen in der vertraglich vereinbarten Revision, bevor Sie eine Qualitätssicherungsvereinbarung unterzeichnen.

Was IPC-A-610 ist und was nicht

IPC-A-610, „Acceptability of Electronic Assemblies“, ist der am weitesten verbreitete Verarbeitungsstandard für bestückte Leiterplatten. Revision J erschien 2024. Es handelt sich um einen visuellen Abnahmestandard: Er sagt einem Prüfer, wie eine fertige Lötstelle, eine Bauteilplatzierung, eine Schutzlackierung oder eine Hardwaremontage aussehen muss, um abgenommen zu werden. Für jedes Kriterium verwendet er vier Zustände:

• Zielzustand (Target): nahezu perfekt, wünschenswert, aber nicht immer erreichbar.
• Akzeptabel (Acceptable): nicht perfekt, erhält aber Integrität und Zuverlässigkeit im Einsatz.
• Prozessindikator (Process indicator): kein Fehler, aber ein Zeichen, dass der Prozess Aufmerksamkeit braucht. Keine Nacharbeit erforderlich.
• Fehler (Defect): nicht akzeptabel; die Einheit muss nachgearbeitet, repariert, verschrottet oder nach Vereinbarung wie vorliegend verwendet werden.

Was die Norm nicht ist:

• Keine Prozessspezifikation: Lötverfahren, Materialien und Prozessverifizierung stehen in IPC J-STD-001.
• Keine Leiterplattennorm: Die Leiterplattenherstellung regelt IPC-6012.
• Keine Kabelnorm: Crimpungen, Spleiße und Kabelbäume regelt IPC/WHMA-A-620.
• Kein Stichprobenplan: Wie viele Einheiten geprüft werden, ist eine Vertragsbedingung.

Die drei Klassen

IPC-A-610 ordnet Produkte nach den Folgen eines Ausfalls und nach der Einsatzumgebung drei Klassen zu. Die Norm macht den Anwender, also den Einkäufer, für die Wahl verantwortlich.

• Klasse 1, allgemeine elektronische Produkte. Die Hauptanforderung ist, dass das Produkt funktioniert. Kosmetische Mängel werden toleriert. Ausdrückliche Vorgaben nach Klasse 1 sind in der professionellen Box-Build-Montage selten.
• Klasse 2, elektronische Produkte für spezielle Einsatzzwecke. Dauerhafte Funktion und verlängerte Lebensdauer sind gefordert, ein unterbrechungsfreier Betrieb ist erwünscht, aber nicht kritisch. Die typische Einsatzumgebung würde keine Ausfälle verursachen. Die meisten kommerziellen, Kommunikations- und Industrieprodukte liegen hier.
• Klasse 3, Hochleistungselektronik oder Elektronik für raue Umgebungen. Dauerhafte Hochleistung oder Funktion auf Abruf ist entscheidend, Ausfallzeiten sind nicht hinnehmbar, und das Gerät muss funktionieren, wenn es gebraucht wird, oft in rauer Umgebung. Lebenserhaltende Systeme sind das klassische Beispiel.

Eine höhere Klasse bedeutet nicht einfach „bessere Qualität“; sie ist ein Satz strengerer Grenzwerte, der sich nur auszahlt, wenn eine grenzwertige Lötstelle ernste Folgen im Feld hat.

Wo sich die Kriterien in der Praxis unterscheiden

Die folgende Tabelle zeigt repräsentative Kriterien, die sich zwischen den Klassen ändern, sowie Vertragspraktiken, die üblicherweise mit der Klasse einhergehen. Die ersten vier Zeilen stammen aus den Kriterien der Norm in ihrer gängigen Zusammenfassung; die letzten Zeilen sind typische Vertragspraxis, keine Anforderungen von IPC-A-610 selbst.

Merkmal	Klasse 1	Klasse 2	Klasse 3
Breite der Endlötstelle bei Chipbauteilen (Minimum)	50 % der Anschluss- oder Padbreite	50 %	75 %
Seitlicher Überstand bei Chipbauteilen (Maximum)	50 % der Bauteil- oder Padbreite	50 %	25 %
Vertikale Hülsenfüllung bei Durchsteckmontage	Am wenigsten streng	75 % typisches Minimum, begrenzte Ausnahmen bei massiven Wärmeflächen	75 % Minimum
Umfangsbenetzung bei Durchsteckmontage, Lotzielseite	Nicht festgelegt	180 Grad	270 Grad
Nachweis der Sauberkeit	Nach Prozess	Objektiver Nachweis nach J-STD-001	Objektiver Nachweis, oft gestützt durch SIR- oder Ionenchromatografie-Qualifizierung
Prüfabdeckung (Vertragspraxis)	Stichprobenbasiert	AOI plus Sichtprüfung als Stichprobe	100 % Sichtprüfung plus AOI, Röntgen bei BGA und Bauteilen mit verdeckten Anschlüssen häufig vorgeschrieben
Nacharbeit und Reparatur (Vertragspraxis)	Großzügig	Normale Grenzen	Engere Grenzen bei der Zahl der Nacharbeitszyklen, Reparaturen oft nur mit Freigabe des Einkäufers

Auch Anschlussdrahtüberstand, Drahtumwicklung an Anschlüssen, Abdeckung durch Schutzlack und Laminatschäden werden in Klasse 3 strenger bewertet. Das Muster ist durchgängig: Klasse 3 akzeptiert weniger Abweichung vom Zielzustand und macht aus mehr Zuständen, die in Klasse 2 „akzeptabel“ sind, Fehler.

Sauberkeit ist ein bewegliches Ziel

Früher stützte man sich auf einen einzigen ROSE-Wert (Resistivity of Solvent Extract) als Bestanden/Nicht-bestanden-Kriterium. Neuere Revisionen von J-STD-001 sind von dieser Kennzahl abgerückt und verlangen einen objektiven Nachweis, dass die Baugruppe für ihre Anwendung sauber genug ist. Bei einem Produkt der Klasse 3 mit hochohmigen Schaltungen, Schutzlackierung oder Betauung fordern Einkäufer häufig SIR-Daten (Surface Insulation Resistance, Oberflächenisolationswiderstand) oder Ionenchromatografie-Daten zum tatsächlichen Prozess an. Halten Sie diese Forderung schriftlich fest.

Wie IPC-A-610, J-STD-001 und IPC/WHMA-A-620 zusammenwirken

Betrachten Sie die Dokumente als Satz, jedes mit seiner eigenen Klassenwahl:

• IPC J-STD-001 legt die Anforderungen an gelötete elektrische und elektronische Baugruppen fest: Materialien, Verfahren und Verifizierung. Das ist die Prozessseite.
• IPC-A-610 ist die Abnahmeseite für dieselben Baugruppen. Ein Werk kann nach J-STD-001 fertigen und nach IPC-A-610 prüfen.
• IPC/WHMA-A-620 regelt Kabelkonfektionen und Kabelbäume: Crimpanschlüsse, Schneidklemmtechnik, Spleiße, Steckverbinder, Umspritzung, Kennzeichnung und elektrische Prüfung. Die Norm verwendet dieselben drei Klassendefinitionen.
• IPC-6012 regelt die unbestückte starre Leiterplatte, ebenfalls mit Klasse 1, 2 und 3.

Eine Box-Build-Montage umfasst in der Regel alle vier. Ist die PCBA nach Klasse 3 spezifiziert, sollte normalerweise auch die unbestückte Leiterplatte Klasse 3 sein, und jedes Kabel, das dieselbe kritische Funktion trägt, sollte nach IPC/WHMA-A-620 Klasse 3 gefertigt werden. Nicht zueinander passende Klassen gehören zu den häufigsten Lücken, die bei der Prüfung eines Anfragepakets auffallen. Außerdem gibt es Zusätze (Addenda) für Raumfahrt- und Militärhardware, die über Klasse 3 hinaus Anforderungen stellen; wenn Ihr Programm sie braucht, nennen Sie sie ausdrücklich.

Welche Produkte typischerweise welche Klasse brauchen

Die Klasse folgt den Folgen eines Ausfalls, nicht dem Preis des Produkts. Typische Zuordnungen:

Produkttyp	Typische Klasse	Hinweise
IoT-Gateways, Smart-Home-Hubs, WLAN-Mesh-Knoten	Klasse 2	Übliche kommerzielle Erwartung
Unterhaltungsaudio: Lautsprecher, Soundbars, Kopfhörer	Klasse 2	Klasse 1 gelegentlich bei sehr günstigen Artikeln
Industriesteuerungen, SPS-Gehäuse, Edge-Gateways	Klasse 2, teils Klasse 3 auf ausgewählten Platinen	Klasse 3, wo Stillstand teuer ist oder Vibration und Temperaturwechsel stark sind
Displaymodule: Digital Signage, Kioske, POS-Terminals	Klasse 2	Die kosmetische Spezifikation zählt mehr als die Lötklasse
Batteriebetriebene Tracker, Wearables, Scanner	Klasse 2	Auf Fine-Pitch-Bauteile und Bauteile mit verdeckten Anschlüssen achten
Wellness- und Fitnessgeräte (ohne FDA-Bezug)	Klasse 2	Klasse 3 normalerweise nicht erforderlich
Lebenserhaltende oder diagnostische Medizintechnik	Klasse 3	Meist kombiniert mit Anforderungen an das Qualitätssystem nach ISO 13485
Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, sicherheitskritische Verkehrstechnik	Klasse 3 plus Addenda	Oft mit kundenspezifischen Anforderungen

Gemischte Klassen sind zulässig und oft sinnvoll. Ein Smart Meter kann insgesamt Klasse 2 sein, während die Netzteilplatine als Klasse 3 vorgeschrieben ist. Ein Industrie-Gateway kann Klasse 2 sein, mit Ausnahme der Steckverbinderplatine, die neben einem Motorumrichter sitzt.

Kosten- und Ausbeuteauswirkungen von Klasse 3

Der Wechsel von Klasse 2 zu Klasse 3 wirkt sich an mehreren Stellen gleichzeitig auf die Kosten aus:

• Prüfzeit. 100 % Sichtprüfung unter Vergrößerung, dazu AOI mit engeren Grenzwerten und Röntgen bei Area-Array-Gehäusen.
• Erstausbeute. Lötstellen, die in Klasse 2 als akzeptabel durchgehen, werden in Klasse 3 zu Fehlern, sodass mehr Einheiten in die Nacharbeit gehen. Die Zahl der Nacharbeitszyklen ist oft selbst begrenzt, was den Ausschuss erhöht.
• Unbestückte Leiterplatten. Die Fertigung nach IPC-6012 Klasse 3 verlangt engere Vorgaben für Restring, Metallisierung und Via-Zuverlässigkeit und kostet mehr pro Nutzen.
• Personal und Dokumentation. Zertifizierte IPC-Spezialisten an der Linie, vollständigere Rückverfolgbarkeitsaufzeichnungen und ein formellerer Umgang mit Prozessindikatoren.
• Prozessqualifizierung. Sauberkeitsnachweis, Qualifizierung des Reflow-Profils und teilweise Schliffbilder an Erstmustern.

Häufig genannte Aufschläge für Montage- und Prüfarbeit nach Klasse 3 liegen bei etwa 10 bis 30 Prozent gegenüber Klasse 2 für dieselbe Baugruppe, zuzüglich Aufschlägen für die unbestückte Leiterplatte. Das sind nur Richtwerte; die tatsächliche Zahl hängt vom Design, dem Bauteilmix und dem Werk ab und muss durch Angebote der Werke bestätigt werden. Der Kostenartikel dieser Reihe, Kosten der Box-Build-Montage in Vietnam, zeigt, wo Prüfung und Test in einer vollständigen Kostenaufstellung stehen.

Die praktische Regel: Schreiben Sie bei einem Konsumprodukt nicht Klasse 3 vor, nur weil es sicherer klingt, und belassen Sie eine wirklich kritische Baugruppe nicht bei Klasse 2, um Kosten zu sparen.

Wie Sie die Klasse auf Zeichnungen und in der Anfrage angeben

Setzen Sie die Klasse als Vermerk auf jede Baugruppenzeichnung, nicht nur in eine E-Mail. Ein typischer Vermerkblock:

1. Löten nach IPC J-STD-001, Klasse 2.
2. Verarbeitung und Abnahme nach IPC-A-610, Revision J, Klasse 2.
3. Kabelkonfektionen und Kabelbäume nach IPC/WHMA-A-620, Klasse 2.
4. Unbestückte Leiterplatte nach IPC-6012, Klasse 2.
5. Bei Widersprüchen zwischen dieser Zeichnung und den obigen Dokumenten gilt diese Zeichnung.

Ergänzen Sie in der Anfrage selbst die Punkte, die die Norm dem Vertrag überlässt:

• Klasse je Baugruppe, mit allen Ausnahmen nach Klasse 3 nach Teilenummer aufgelistet.
• Revision jeder vertraglich vereinbarten Norm.
• Prüfabdeckung: AOI, 100 % oder stichprobenweise Sichtprüfung, Röntgen bei welchen Gehäusen.
• Sauberkeitsanforderung und der erwartete Nachweis.
• Material und Abdeckungsbereiche der Schutzlackierung, falls verwendet.
• Grenzen für Nacharbeit und ob Reparaturen Ihre Freigabe erfordern.
• Stichprobenplan für die Warenausgangsprüfung, zum Beispiel ein AQL nach ISO 2859-1.
• Wie Prozessindikatoren gemeldet und im Trend verfolgt werden.

Die Box-Build-RFQ-Checkliste behandelt den Rest des Pakets: Stückliste (BOM), Zeichnungen, Testspezifikation und Mengen. Wenn Sie sich bei der Klasse unsicher sind, sagen Sie das in der Anfrage und beschreiben Sie die Umgebung und die Folgen eines Ausfalls; ein guter Werksingenieur stellt dann die richtigen Rückfragen.

Was Sie ein vietnamesisches Werk zur Fähigkeit bei IPC-Klassen fragen sollten

Viele EMS-Linien in den nördlichen Clustern (Bac Ninh, Bac Giang, Hai Phong) und den südlichen Clustern (Binh Duong, Dong Nai) fertigen für Exportkunden standardmäßig nach IPC-A-610 Klasse 2. Fähigkeit nach Klasse 3 ist seltener und sollte überprüft, nicht vorausgesetzt werden. Nützliche Fragen:

• Auf welche Revision von IPC-A-610 und J-STD-001 sind Ihre Prüfer geschult und zertifiziert?
• Wie viele zertifizierte IPC-Spezialisten (CIS) arbeiten an der Linie, und gibt es einen zertifizierten Trainer (CIT) im Haus?
• Können Sie einen geschwärzten Prüfbericht oder ein AOI-Programm aus einer Fertigung nach Klasse 3 zeigen?
• Haben Sie Röntgeninspektion vor Ort, und wie läuft die Bewertung von Voids bei BGAs ab?
• Wie erbringen Sie einen objektiven Sauberkeitsnachweis?
• Nach welcher Klasse von IPC/WHMA-A-620 arbeiten Ihre Kabelkonfektionäre?

Der umfassendere Prüfprozess wird in EMS-Dienstleister in Vietnam prüfen behandelt, und der Leitfaden zur Box-Build-Montage erklärt, wo die Prüfung im gesamten Projektablauf steht.

Angebote auf vergleichbarer Basis einholen

Zwei Angebote für dasselbe Produkt, eines nach Klasse 2 mit Stichprobenprüfung und eines nach Klasse 3 mit 100 % Prüfung und Röntgen, lassen sich nicht vergleichen. Wenn Klasse, Revision und Prüfabdeckung in der Anfrage festgelegt sind, werden die Zahlen vergleichbar.

boxbuildvn.com ist ein Vermittlungsdienst, kein Fertiger. Die Klassen- und Prüfanforderungen, die Sie angeben, dienen dazu, Werke vorauszuwählen, deren angegebene Fähigkeiten passen; anschließend prüfen Sie diese und arbeiten direkt mit ihnen zusammen. Senden Sie Ihre Stückliste, Zeichnungen und Klassenanforderungen über das Box-Build-Anfrageformular und lassen Sie sich innerhalb von 24 Geschäftsstunden mit bis zu 3 vietnamesischen EMS-Werken zusammenbringen. Kostenlos für Einkäufer, NDA auf Wunsch. Für reine PCBA- oder Kabelaufträge siehe EMS-Auftragsfertigung in Vietnam, oder gehen Sie direkt zum Anfrageformular.