ボックスビルド案件に適したIPC-A-610クラスの選定

ボックスビルドのRFQがEMS工場に届くと、見積担当のエンジニアが最初に尋ねる質問の1つが、製品がどのIPCクラスを満たす必要があるかです。その答えによって、検査計画、AOIの設定、ベア基板の仕様、作業者のスキルレベル、そして価格が変わります。多くのRFQはこの項目を空欄のままにしており、その場合、工場は自社の標準で見積を出します。それはほぼ常にClass 2です。

この記事では、IPC-A-610の3つのクラスの意味、基準の違い、IPC J-STD-001およびIPC/WHMA-A-620との関係、そしてすべての工場が同じ内容で見積を出すよう図面とRFQにクラスを記載する方法を説明します。ベトナムでのボックスビルド組立やその他の地域で調達を行うエンジニアとバイヤーのために書いています。

以下の基準は、IPCが販売するライセンス文書であるIPC-A-610について、公開されている説明から要約したものです。品質協定書に署名する前に、契約で採用する改訂版の正確な表を確認してください。

IPC-A-610とは何か、何ではないか

IPC-A-610「Acceptability of Electronic Assemblies(電子アセンブリの許容基準)」は、プリント基板アセンブリのワークマンシップ規格として最も広く使われています。Revision Jは2024年に発行されました。これは目視による合否判定の規格です。完成したはんだ接合部、部品の配置、コンフォーマルコーティング、ハードウェアの取付けが合格となるためにどうあるべきかを検査員に示します。各基準について4つの状態を用います。

• ターゲット: 完璧に近い状態。望ましいが、常に達成できるとは限りません。
• 許容: 完璧ではないが、使用中の完全性と信頼性を維持できる状態。
• プロセスインジケーター: 欠陥ではないが、工程に注意が必要であることを示す兆候。手直しは不要です。
• 欠陥: 許容できない状態。製品は手直し、修理、廃棄、または合意による現状使用となります。

IPC-A-610ではないもの:

• 工程仕様ではありません。はんだ付けの方法、材料、工程の検証はIPC J-STD-001にあります。
• ベア基板の規格ではありません。PCBの製造はIPC-6012が対象です。
• ケーブルの規格ではありません。圧着、スプライス、ハーネスはIPC/WHMA-A-620が対象です。
• 抜取計画ではありません。何台を検査するかは契約条件です。

3つのクラス

IPC-A-610は、故障がもたらす結果と使用環境によって製品を3つのクラスに分けています。規格は、選定の責任を使用者、つまりバイヤーに置いています。

• Class 1、一般電子製品。 主な要件は製品が機能することです。外観上の不完全さは許容されます。業務用のボックスビルドでClass 1を明示的に指定することはまれです。
• Class 2、専用サービス電子製品。 継続的な性能と長い寿命が求められ、途切れのない稼働は望ましいものの重要ではありません。一般的な最終使用環境で故障が生じることはありません。商用、通信、産業用の製品の多くがこれに該当します。
• Class 3、高性能または過酷環境電子製品。 継続的な高性能または要求時の確実な動作が重要で、停止は許されず、多くの場合過酷な環境でも必要なときに機能しなければなりません。生命維持システムが典型例です。

上位のクラスは単に「より良い品質」ではありません。境界上の接合部が市場で深刻な結果を招く場合にのみ見合う、より厳しい限度値の集まりです。

実務上で基準が異なる点

下表は、クラス間で変わる代表的な基準と、通常クラスに付随する契約上の慣行を示しています。最初の4行は一般的に要約されている規格の基準から引用したもので、最後の行はIPC-A-610自体の要件ではなく、一般的な契約上の慣行です。

項目	Class 1	Class 2	Class 3
チップ部品の端部接合幅(最小)	電極幅またはランド幅の50%	50%	75%
チップ部品の側面はみ出し(最大)	部品幅またはランド幅の50%	50%	25%
スルーホールの垂直充填	最も緩い基準	一般的に最小75%、大きな熱容量のプレーンには限定的な例外	最小75%
スルーホールのはんだ到達面における円周方向のぬれ	規定なし	180度	270度
清浄度の根拠	工程による	J-STD-001に基づく客観的な根拠	客観的な根拠。SIRやイオンクロマトグラフィーによる認定で裏付けることが多い
検査範囲(契約上の慣行)	抜取りベース	AOI + 抜取りの目視	全数目視 + AOI。BGAや下面電極部品にはX線を指定することが一般的
手直しと修理(契約上の慣行)	緩やか	通常の制限	手直し回数の制限が厳しく、修理にはバイヤーの承認が必要なことが多い

リードの突出し、端子へのワイヤー巻付け、コンフォーマルコーティングの被覆範囲、積層板の損傷もClass 3で厳しくなります。傾向は一貫しています。Class 3ではターゲットからの逸脱をより少なくしか認めず、Class 2で「許容」とされる状態の多くが欠陥になります。

清浄度の基準は変化している

以前の慣行では、ROSE(溶媒抽出液の抵抗率)の単一の合否数値に頼っていました。J-STD-001の最近の改訂版はその数値から離れ、アセンブリが用途に対して十分に清浄であることの客観的な根拠を求めています。高インピーダンス回路、コンフォーマルコーティング、結露にさらされるClass 3製品では、バイヤーは実際の工程におけるSIR(表面絶縁抵抗)やイオンクロマトグラフィーのデータを求めることが一般的です。この要求は書面で行ってください。

IPC-A-610、J-STD-001、IPC/WHMA-A-620の関係

これらの文書は、それぞれ独自のクラス選定を持つ一式として考えてください。

• IPC J-STD-001 は、はんだ付けされた電気・電子アセンブリの要求事項(材料、方法、検証)を定めています。工程側の規格です。
• IPC-A-610 は、同じアセンブリの合否判定側の規格です。工場はJ-STD-001に従って製造し、IPC-A-610に従って検査できます。
• IPC/WHMA-A-620 は、ケーブル・ワイヤーハーネスアセンブリを対象とします。圧着端子、圧接、スプライス、コネクタ、オーバーモールド、表示、電気試験です。同じ3つのクラス定義を使います。
• IPC-6012 は、ベアのリジッド基板を対象とし、こちらもClass 1、2、3があります。

ボックスビルドには通常この4つすべてが関わります。PCBAがClass 3であれば、ベア基板も通常はClass 3にすべきであり、同じ重要機能を担うケーブルはIPC/WHMA-A-620 Class 3で製造すべきです。クラスの不一致は、RFQ資料をレビューした際に見つかる最も一般的な抜けの1つです。宇宙・軍用機器向けには、Class 3にさらに要件を加える補遺もあります。プログラムで必要な場合は明示的に指定してください。

製品ごとに一般的に必要なクラス

クラスは製品の価格ではなく、故障がもたらす結果によって決まります。一般的な割り当ては次のとおりです。

製品の種類	一般的なクラス	注記
IoTゲートウェイ、スマートホームハブ、Wi-Fiメッシュノード	Class 2	商用製品の標準的な期待値
民生オーディオ: スピーカー、サウンドバー、ヘッドホン	Class 2	非常に低価格の製品ではClass 1の場合もある
産業用コントローラー、PLC筐体、エッジゲートウェイ	Class 2、一部の基板はClass 3	停止のコストが高い場合や、振動・温度サイクルが厳しい場合はClass 3
ディスプレイモジュール: デジタルサイネージ、キオスク端末、POS端末	Class 2	はんだのクラスより外観仕様が重要
バッテリー駆動のトラッカー、ウェアラブル、スキャナー	Class 2	ファインピッチ部品と下面電極部品に注意
ウェルネス・フィットネス機器(FDA対象外)	Class 2	通常Class 3は不要
生命維持用または診断用の医療機器	Class 3	通常ISO 13485の品質システム要件と組み合わせる
航空宇宙、防衛、安全上重要な輸送機器	Class 3 + 補遺	顧客固有の要件を伴うことが多い

クラスの混在は認められており、多くの場合理にかなっています。スマートメーターであれば全体をClass 2とし、電源基板をClass 3に指定することがあります。産業用ゲートウェイであれば、モーター駆動部の隣に配置されるコネクタ基板以外をClass 2とすることがあります。

Class 3がコストと歩留まりに与える影響

Class 2からClass 3に移行すると、複数の箇所で同時にコストに影響します。

• 検査時間。 拡大下での全数目視検査に加え、厳しい限度値に調整したAOI、エリアアレイパッケージのX線検査。
• 直行率。 Class 2で許容とされる接合部がClass 3では欠陥になるため、手直しに回る製品が増えます。手直しの回数自体も制限されることが多く、廃棄が増えます。
• ベア基板。 IPC-6012 Class 3の製造では、ランド幅、めっき、ビアの信頼性の管理が厳しくなり、パネルあたりのコストが上がります。
• 人員と文書化。 ラインに配置する認定IPCスペシャリスト、より充実したトレーサビリティ記録、プロセスインジケーターのより正式な取り扱い。
• 工程の認定。 清浄度の根拠、リフロープロファイルの認定、場合によっては初品の断面観察。

同じ基板で比べた場合、Class 3の組立と検査の人件費は、Class 2に対しておおよそ10から30パーセント上乗せされると提示されることが一般的で、さらにベア基板の割増が加わります。これらは目安の数値にすぎません。実際の数字は設計、パッケージ構成、工場によって異なり、工場の見積で確認する必要があります。このシリーズのコストに関する記事ベトナムのボックスビルドコストでは、コスト全体の内訳の中で検査と試験がどこに位置するかを示しています。

実務上のルール: 安全そうに聞こえるからといって民生製品にClass 3を指定しないこと。そして、本当に重要なアセンブリをコスト削減のためにClass 2のままにしないことです。

図面とRFQでのクラスの指定方法

クラスはメールだけでなく、各アセンブリ図面に注記として記載してください。一般的な注記ブロックは次のとおりです。

1. はんだ付けはIPC J-STD-001、Class 2に従う。
2. ワークマンシップと合否判定はIPC-A-610、Revision J、Class 2に従う。
3. ケーブル・ハーネスアセンブリはIPC/WHMA-A-620、Class 2に従う。
4. ベアPCBはIPC-6012、Class 2に従う。
5. 本図面と上記文書が矛盾する場合は、本図面を優先する。

RFQ本体には、規格が契約に委ねている項目を追加してください。

• アセンブリごとのクラス。Class 3の例外は部品番号ごとに列挙します。
• 契約で採用する各規格の改訂版。
• 検査範囲: AOI、全数または抜取りの目視、どのパッケージにX線検査を行うか。
• 清浄度の要件と、期待する根拠。
• 使用する場合は、コンフォーマルコーティングの材料と被覆範囲。
• 手直しの制限と、修理にお客様の承認が必要かどうか。
• 出荷時の抜取計画。例えばISO 2859-1に基づくAQL。
• プロセスインジケーターの報告と傾向管理の方法。

資料一式の残り(BOM、図面、検査仕様、数量)は、ボックスビルドRFQチェックリストで解説しています。クラスが分からない場合は、その旨をRFQに記載し、使用環境と故障がもたらす結果を説明してください。優れた工場のエンジニアであれば、適切な追加質問をしてきます。

ベトナムの工場にIPCクラスの対応能力について確認すべきこと

北部の集積地(Bac Ninh、Bac Giang、Hai Phong)や南部の集積地(Binh Duong、Dong Nai)にある多くのEMSラインは、輸出向けの顧客に対して標準でIPC-A-610 Class 2で製造しています。Class 3の対応能力はそれほど一般的ではなく、想定するのではなく検証すべきです。有用な質問は次のとおりです。

• 検査員はIPC-A-610とJ-STD-001のどの改訂版で教育と認定を受けていますか?
• ラインで働く認定IPCスペシャリスト(CIS)は何人いますか。社内に認定トレーナー(CIT)はいますか?
• Class 3製造の検査報告書やAOIプログラムを、機密部分を伏せて見せていただけますか?
• 工場内にX線検査装置はありますか。BGAのボイド評価はどのような手順で行いますか?
• 清浄度の客観的な根拠をどのように提供しますか?
• ケーブル作業者はIPC/WHMA-A-620のどのクラスで作業していますか?

評価プロセス全体はベトナムのEMSプロバイダーを評価する方法で、案件全体の流れの中で検査がどこに位置するかはボックスビルド組立ガイドで解説しています。

同一基準で見積を得る

同じ製品に対する2つの見積でも、一方が抜取検査のClass 2、もう一方が全数検査とX線検査のClass 3であれば比較できません。RFQでクラス、改訂版、検査範囲を固定すれば、数字がそろいます。

boxbuildvn.comは工場ではなく、マッチングサービスです。お客様が明記したクラスと検査の要件は、申告された能力が合致する工場を絞り込むために使われ、その後の検証とお取引はお客様が工場と直接行います。ボックスビルドRFQフォームからBOM、図面、クラスの要件をお送りいただければ、24営業時間以内に最大3社のベトナムEMS工場とマッチングします。バイヤーは無料、ご要望に応じてNDAを締結します。PCBAのみやケーブル作業についてはベトナムのEMS受託製造をご覧いただくか、直接RFQフォームをご利用ください。