De juiste IPC-A-610-klasse kiezen voor een box build-programma

Wanneer een box build-aanvraag bij een EMS-fabriek binnenkomt, is een van de eerste vragen van de offerte-engineer aan welke IPC-klasse het product moet voldoen. Het antwoord verandert het inspectieplan, de AOI-instellingen, de specificatie van de kale printplaat, het vaardigheidsniveau van de operators en de prijs. Veel aanvragen laten dit open, en dan offreert de fabriek haar eigen standaard, die bijna altijd Klasse 2 is.

Dit artikel legt uit wat de drie klassen van IPC-A-610 betekenen, waar de criteria verschillen, hoe de norm zich verhoudt tot IPC J-STD-001 en IPC/WHMA-A-620 en hoe u de klasse in uw tekeningen en aanvraag opneemt, zodat elke fabriek hetzelfde offreert. Het is geschreven voor engineers en inkopers die box build assemblage in Vietnam of elders inkopen.

De criteria hieronder zijn samengevat uit openbare beschrijvingen van IPC-A-610, een gelicentieerd document dat door IPC wordt verkocht. Controleer de exacte tabellen in de revisie die u contractueel vastlegt voordat u een kwaliteitsovereenkomst ondertekent.

Wat IPC-A-610 is, en wat het niet is

IPC-A-610, ‘Acceptability of Electronic Assemblies’, is de meest gebruikte vakmanschapsnorm voor bestukte printplaten. Revisie J verscheen in 2024. Het is een visuele acceptatienorm: ze vertelt een inspecteur hoe een afgewerkte soldeerverbinding, componentplaatsing, conformal coating of montage van hardware eruit moet zien om te worden geaccepteerd. Ze gebruikt vier condities voor elk criterium:

• Target: vrijwel perfect, wenselijk maar niet altijd haalbaar.
• Acceptabel: niet perfect, maar behoudt de integriteit en betrouwbaarheid in gebruik.
• Procesindicator: geen defect, maar een teken dat het proces aandacht nodig heeft. Herstelwerk is niet vereist.
• Defect: onaanvaardbaar; de unit moet worden herwerkt, gerepareerd, afgekeurd of na overleg ongewijzigd gebruikt.

Wat het niet is:

• Geen processpecificatie: soldeermethoden, materialen en procesverificatie staan in IPC J-STD-001.
• Geen norm voor kale printplaten: PCB-productie valt onder IPC-6012.
• Geen kabelnorm: crimps, splitsingen en kabelbomen vallen onder IPC/WHMA-A-620.
• Geen steekproefplan: hoeveel units worden geïnspecteerd, is een contractvoorwaarde.

De drie klassen

IPC-A-610 deelt producten in drie klassen in op basis van de gevolgen van een storing en de gebruiksomgeving. De norm maakt de gebruiker, dat wil zeggen de inkoper, verantwoordelijk voor de keuze.

• Klasse 1, algemene elektronische producten. De belangrijkste eis is dat het product werkt. Cosmetische onvolkomenheden worden getolereerd. Expliciete voorschriften voor Klasse 1 zijn ongebruikelijk bij professioneel box build-werk.
• Klasse 2, elektronische producten voor toegewijde toepassing. Blijvende prestaties en een lange levensduur zijn vereist, en ononderbroken werking is gewenst maar niet kritisch. De gebruikelijke eindgebruiksomgeving veroorzaakt geen storingen. De meeste commerciële, communicatie- en industriële producten vallen hieronder.
• Klasse 3, elektronische producten voor hoge prestaties of zware omgevingen. Blijvend hoge prestaties of prestaties op afroep zijn kritisch, stilstand wordt niet getolereerd en de apparatuur moet functioneren wanneer dat nodig is, vaak in een zware omgeving. Levensondersteunende systemen zijn het klassieke voorbeeld.

Een hogere klasse is niet simpelweg ‘betere kwaliteit’; het is een set strengere grenzen die zich alleen terugbetaalt wanneer een marginale verbinding ernstige gevolgen in het veld heeft.

Waar de criteria in de praktijk verschillen

De tabel hieronder toont representatieve criteria die tussen de klassen veranderen, plus contractpraktijken die meestal met de klasse meekomen. De eerste vier rijen zijn ontleend aan de criteria van de norm zoals die gewoonlijk worden samengevat; de laatste rijen zijn gangbare contractpraktijk, geen eisen van IPC-A-610 zelf.

Onderdeel	Klasse 1	Klasse 2	Klasse 3
Breedte van de eindverbinding van chipcomponenten (minimum)	50% van de breedte van aansluiting of pad	50%	75%
Zijdelingse overhang van chipcomponenten (maximum)	50% van de breedte van component of pad	50%	25%
Verticale vulling van de doorvoer bij through-hole	Minst streng	75% als gebruikelijk minimum, beperkte uitzonderingen bij zware thermische vlakken	Minimaal 75%
Bevochtiging rondom bij through-hole, aan de soldeerbestemmingszijde	Niet gespecificeerd	180 graden	270 graden
Bewijs van reinheid	Per proces	Objectief bewijs volgens J-STD-001	Objectief bewijs, vaak onderbouwd met kwalificatie via SIR of ionchromatografie
Inspectiedekking (contractpraktijk)	Op basis van steekproeven	AOI plus visuele steekproef	100% visueel plus AOI, röntgen op BGA en componenten met aansluitingen aan de onderzijde vaak voorgeschreven
Herstelwerk en reparatie (contractpraktijk)	Ruim	Normale grenzen	Strengere grenzen voor het aantal herstelcycli, reparaties vragen vaak goedkeuring van de inkoper

Uitsteeklengte van aansluitdraden, draadomwikkeling op aansluitpunten, dekking van conformal coating en schade aan het laminaat worden in Klasse 3 ook strenger. Het patroon is consistent: Klasse 3 accepteert minder afwijking van de target en maakt van meer ‘acceptabele’ condities uit Klasse 2 defecten.

Reinheid is een bewegend doel

Vroeger vertrouwde men op één goed/fout-getal uit een ROSE-meting (resistivity of solvent extract). Recente revisies van J-STD-001 zijn van dat getal afgestapt en eisen objectief bewijs dat de assemblage schoon genoeg is voor haar toepassing. Voor een product in Klasse 3 met hoogohmige circuits, conformal coating of blootstelling aan condensatie vragen inkopers vaak om gegevens over SIR (surface insulation resistance) of ionchromatografie van het werkelijke proces. Leg dat verzoek schriftelijk vast.

Hoe IPC-A-610, J-STD-001 en IPC/WHMA-A-620 samenhangen

Zie de documenten als een set, elk met een eigen klassekeuze:

• IPC J-STD-001 stelt de eisen aan gesoldeerde elektrische en elektronische assemblages: materialen, methoden en verificatie. Het is de proceskant.
• IPC-A-610 is de acceptatiekant voor dezelfde assemblages. Een fabriek kan bouwen volgens J-STD-001 en inspecteren volgens IPC-A-610.
• IPC/WHMA-A-620 dekt kabelconfectie en kabelbomen: crimpaansluitingen, snijklemverbindingen, splitsingen, connectoren, overmolding, markering en elektrische test. Het gebruikt dezelfde drie klassedefinities.
• IPC-6012 dekt de kale starre printplaat, opnieuw met Klasse 1, 2 en 3.

Bij een box build zijn meestal alle vier betrokken. Is de PCBA Klasse 3, dan hoort de kale printplaat normaal ook Klasse 3 te zijn, en elke kabel die dezelfde kritische functie heeft, hoort volgens IPC/WHMA-A-620 Klasse 3 te worden gebouwd. Niet-overeenkomende klassen zijn een van de meest voorkomende hiaten bij de beoordeling van een aanvraagpakket. Er bestaan ook addenda voor ruimtevaart- en militaire hardware die eisen bovenop Klasse 3 toevoegen; als uw programma die nodig heeft, noem ze dan expliciet.

Welke producten doorgaans welke klasse nodig hebben

De klasse volgt de gevolgen van een storing, niet de prijs van het product. Gebruikelijke toewijzingen:

Producttype	Gebruikelijke klasse	Opmerkingen
IoT-gateways, smart-home-hubs, wifi-meshnodes	Klasse 2	Normale commerciële verwachting
Consumentenaudio: luidsprekers, soundbars, koptelefoons	Klasse 2	Soms Klasse 1 voor zeer goedkope artikelen
Industriële controllers, PLC-behuizingen, edge-gateways	Klasse 2, soms Klasse 3 op geselecteerde printplaten	Klasse 3 waar stilstand duur is of trillingen en temperatuurwisselingen zwaar zijn
Displaymodules: digital signage, kiosken, POS-terminals	Klasse 2	Cosmetische specificatie weegt zwaarder dan de soldeerklasse
Trackers, wearables en scanners op batterijen	Klasse 2	Let op fine-pitch en componenten met aansluitingen aan de onderzijde
Wellness- en fitnessapparaten (niet FDA)	Klasse 2	Klasse 3 normaal gesproken niet vereist
Levensondersteunende of diagnostische medische apparatuur	Klasse 3	Meestal gecombineerd met eisen aan het kwaliteitssysteem volgens ISO 13485
Lucht- en ruimtevaart, defensie, veiligheidskritisch transport	Klasse 3 plus addenda	Vaak met klantspecifieke eisen

Gemengde klassen zijn toegestaan en vaak verstandig. Een slimme meter kan in het geheel Klasse 2 zijn, met de voedingsprintplaat als Klasse 3 voorgeschreven. Een industriële gateway kan Klasse 2 zijn, behalve de connectorprintplaat die naast een motoraandrijving zit.

Effect van Klasse 3 op kosten en yield

De overstap van Klasse 2 naar Klasse 3 beïnvloedt de kosten op meerdere plaatsen tegelijk:

• Inspectietijd. 100% visuele inspectie onder vergroting, plus AOI afgesteld op strengere grenzen, plus röntgen op area-array-behuizingen.
• First-pass yield. Verbindingen die als acceptabel voor Klasse 2 doorgaan, worden defecten in Klasse 3, dus meer units gaan naar herstelwerk. Het aantal herstelcycli is zelf vaak beperkt, wat de uitval verhoogt.
• Kale printplaten. Productie volgens IPC-6012 Klasse 3 vraagt strengere beheersing van annular ring, metallisatie en betrouwbaarheid van via’s en kost meer per paneel.
• Mensen en documentatie. Gecertificeerde IPC-specialisten op de lijn, uitgebreidere traceerbaarheidsrecords en een formelere afhandeling van procesindicatoren.
• Proceskwalificatie. Bewijs van reinheid, kwalificatie van het reflowprofiel en soms doorsneden van first articles.

Vaak genoemde meerprijzen voor assemblage- en inspectiearbeid in Klasse 3 liggen ruwweg tussen 10 en 30 procent boven Klasse 2 voor dezelfde printplaat, met daarbovenop een toeslag voor de kale printplaat. Dit zijn uitsluitend indicatieve cijfers; het werkelijke getal hangt af van het ontwerp, de mix van behuizingen en de fabriek, en moet worden bevestigd door offertes van fabrieken. Het kostenartikel in deze reeks, kosten van box build in Vietnam, laat zien waar inspectie en test in een volledige kostenopbouw zitten.

De praktische regel: schrijf geen Klasse 3 voor op een consumentenproduct omdat dat veiliger klinkt, en laat een werkelijk kritische assemblage niet op Klasse 2 staan om kosten te besparen.

Hoe u de klasse op tekeningen en in de aanvraag specificeert

Zet de klasse als notitie op elke assemblagetekening, niet alleen in een e-mail. Een typisch notitieblok:

1. Solderen volgens IPC J-STD-001, Klasse 2.
2. Vakmanschap en acceptatie volgens IPC-A-610, revisie J, Klasse 2.
3. Kabelconfectie en kabelbomen volgens IPC/WHMA-A-620, Klasse 2.
4. Kale PCB volgens IPC-6012, Klasse 2.
5. Waar deze tekening in strijd is met bovenstaande documenten, gaat deze tekening voor.

Voeg in de aanvraag zelf de punten toe die de norm aan het contract overlaat:

• Klasse per assemblage, met eventuele uitzonderingen in Klasse 3 opgesomd per onderdeelnummer.
• Revisie van elke norm die u contractueel vastlegt.
• Inspectiedekking: AOI, 100% of visuele steekproef, röntgen op welke behuizingen.
• Eis voor reinheid en het bewijs dat u verwacht.
• Materiaal en dekkingsgebieden van conformal coating, indien gebruikt.
• Grenzen voor herstelwerk en of reparaties uw goedkeuring nodig hebben.
• Steekproefplan voor de uitgaande inspectie, bijvoorbeeld een AQL volgens ISO 2859-1.
• Hoe procesindicatoren worden gerapporteerd en gevolgd.

De checklist voor box build-aanvragen behandelt de rest van het pakket: stuklijst, tekeningen, testspecificatie en volumes. Bent u niet zeker van de klasse, vermeld dat dan in de aanvraag en beschrijf de omgeving en de gevolgen van een storing; een goede engineer bij de fabriek stelt dan de juiste vervolgvragen.

Wat u een Vietnamese fabriek vraagt over haar capaciteit per IPC-klasse

Veel EMS-lijnen in de noordelijke clusters (Bac Ninh, Bac Giang, Hai Phong) en de zuidelijke clusters (Binh Duong, Dong Nai) bouwen voor exportklanten standaard volgens IPC-A-610 Klasse 2. Capaciteit voor Klasse 3 komt minder vaak voor en moet worden gecontroleerd, niet verondersteld. Nuttige vragen:

• Op welke revisie van IPC-A-610 en J-STD-001 zijn uw inspecteurs opgeleid en gecertificeerd?
• Hoeveel gecertificeerde IPC-specialisten (CIS) werken op de lijn, en is er een gecertificeerde trainer (CIT) in huis?
• Kunt u een geanonimiseerd inspectierapport of AOI-programma van een productie in Klasse 3 laten zien?
• Hebt u röntgeninspectie ter plaatse, en hoe verloopt de beoordeling van voids bij BGA’s?
• Hoe levert u objectief bewijs van reinheid?
• Volgens welke klasse van IPC/WHMA-A-620 werken uw kabeloperators?

Het bredere beoordelingsproces staat in een EMS-aanbieder in Vietnam beoordelen, en de gids voor box build assemblage legt uit waar inspectie in het totale projectverloop zit.

Offertes op een vergelijkbare basis krijgen

Twee offertes voor hetzelfde product, de ene in Klasse 2 met steekproefinspectie en de andere in Klasse 3 met 100% inspectie en röntgen, zijn niet te vergelijken. Door klasse, revisie en inspectiedekking in de aanvraag vast te leggen, sluiten de getallen op elkaar aan.

boxbuildvn.com is een matchingservice, geen fabriek. De eisen voor klasse en inspectie die u opgeeft, worden gebruikt om fabrieken te selecteren waarvan de opgegeven capaciteiten passen, waarna u die zelf controleert en rechtstreeks met hen werkt. Verstuur uw stuklijst, tekeningen en klasse-eisen via het box build-aanvraagformulier en word binnen 24 werkuren gekoppeld aan maximaal 3 Vietnamese EMS-fabrieken. Gratis voor inkopers, NDA op verzoek. Zie voor werk aan alleen PCBA of kabels EMS-contractproductie in Vietnam, of ga direct naar het aanvraagformulier.