QKC20150424：楊錫珪 - 印刷電路板工藝檢驗標準

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品質學會品質知識社群(QKC)研討會
專題：印刷電路板工藝檢驗標準
時間：2015年4月24日(星期五) 19:00 - 21:00
地點：品質學會九樓教室（台北市羅斯福路 2 段 75 號）
報告：楊錫珪會友
主持：周芳蘭會友

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電子產品 = 電子零件 + 印刷電路板 + 組裝

組裝 = 焊接 + 機械連結 + 佈線

電子產品品質 = 零件品質 + 組裝工藝品質

電子產品構裝層級分類粗細不一，有分三層、有分五層、有分七層。最簡潔者是分為三層：第一層零件(parts level)組裝、第二層電路板 (board level) 組裝、第三層單機 (unit level) 組裝：


電子零件早期以航太國防產業為主，1995 年以後則以民用通信電腦資訊產業為主，目前則朝向汽車與醫療應用發展。電子零件的選用標準與規格架構如下圖所示：


就品質與可靠度而言，電子產品構裝相關標準，包括電子零件品質標準與與組裝工藝標準，這兩項是造成電子產品生命週期浴缸曲線早夭期的主因，選用正確的零件與良好的工藝是消除早夭失效的根本方法（沒有不好的產品，做對的事，產生或確定本性），測試與篩選則是不得已的手段（汰除不好的物品，把事情做好，維持或恢復本性）。

目前規定和提供工藝標準人員資格認證的單位有美國國家航空暨太空總署及美國電子電路與電子連接產業協會 (Association Connecting Electronic Industries, IPC) 兩個機構。
NASA 的人員認證種類分為：

• 培訓師 (maser trainer)
• 訓練師 (trainer)
• 輔導員或教練 (instructor)
• 檢驗員 (inspector)
• 作業員 (operator)
  

IPC 的人員認證分為：

• MIT: Master IPC Trainer
• CIT: Certified IPC Trainer
• CIS: Certified IPC Application Specialist
• CID: Certified Interconnect Designer
• CID+: Advanced Certified Interconnect Designer
  

電子零件設計與製造規格相關文件：

• 國際電工委員會 (IEC) IECQ：民用電氣與電子零件，例如 IECQ QC 300000、QC 400000、...
• 美國電子產業協會 (EIA) (1957 - 2011)：一般電氣與電子零件
• 美國 JEDEC (1957 - )：半導體零件、微電路、積體電路 (IC)
• 美國 AEC ：車規零件
• 美國國防部哥倫布國防供應中心 (Defensce Supply Center Columbus, DSCC)：軍規零件， QPL、QML、...
• 美國國家航空暨太空總署 (NASA)：太空規零件，MIL-HDBK-978、EEE-INST-002、...
  

印刷電路板設計與製造規格相關文件：

• 美國電子連接產業協會 (IPC)：IPC-6010 (series)、IPC-6011、IPC-6012、IPC-6013、IPC-6014、IPC-6015、...
• 美國國防部 (DoD)：MIL-P-50884、MIL-P-55110、MIL-PRF-31032
• 美國國家航空暨太空總署：JPL-D-8208
  

電子產品焊接組裝工藝標準相關文件：

• 美國電子電路連接與構裝學會 (IPC): IPC/EIA J-STD-001, IPC-A-600 (裸板), IPC-A-610 (插件), IPC-A-620 (佈線)
• 美國國防部 (DoD)，DOD-STD-2000，MIL-STD-2000, MIL-HDBK-2000
• 美國國家航空暨太空總署 (NASA)：NASA-STD-8739.1、NASA-STD-8739.2、NASA-STD-8739.3、NASA-STD-8739.4
  

有關電子產品焊接工藝標準，目前美國國防部已經宣告，完全由 IPC 主導，採用 IPC 的制度；NASA 則是在 IPC 標準的基礎上，提出太空用途的額外特殊要求。

有關電子構裝工藝（焊接）標準，主要是以外觀目視檢查為主，從初期文字描述、簡單繪圖表達良品要求與不良品情形。2000 年以後，由電子製圖與影像技術突飛猛進，逐漸改以3D採色繪圖、實體照片等加以說明。而檢驗方法也從早期的裸眼目視、5X ~ 10 X 放大鏡輔助，現在則是使用電子顯微鏡，並配合自動光學檢驗儀 (AOI)、數位自動比圖。從設計到檢驗，採用電腦輔助工程 (CAE) 技術一氣呵成，品質人員扮演判斷仲裁者。

電子焊接工藝技術的主導組織從美國國防部 (DoD)、國家航空暨太空總署 (NASA)、到電子連接產業協會 (IPC)，此項技術的發展趨勢可從相關標準的發行時間次序看出一二，列舉如下：

• IPC-A-610:1963, Acceptability of Electronic Assemblies
• IPC-A-600:1964, Acceptability of Printed Boards
• IPC-A-600A:1970, Acceptability of Printed Boards
• IPC-A-600B:1974, Acceptability of Printed Boards
• IPC-A-600C:1978, Acceptability of Printed Boards
• DOD-STD-2000-1A:1985, Soldering Technology, High Quality/High Reliability
• DOD-STD-2000-2:1985, Part and Component Mounting for High Quality/High Reliability Soldered Electrical and Electronic Assemblies
• DOD-STD-2000-3:1985, Criteria for High Quality/High Reliability Soldering Technology
• DOD-STD-2000-4:1985, General Purpose Soldering Requirements for Electrical and Electronic Equipment
• DOD-STD-2000B:1986, Soldering Technology, High Quality/High Reliability (1994 廢止)
• MIL-STD-2000:1989, Standard Requirements for Soldered Electrical and Electronic Assemblies (美軍標準免費下載網頁)
• IPC-A-600D:1989, Acceotability of Printed Boards
• MIL-HDBK-2000:1990, Soldering of Electrical and Electronic Assemblies (1995 廢止)
• IPC-A-610A:1990, Acceptability of Electronic Assemblies
• MIL-STD-2000A:1991, Standard Requirements for Soldered Electrical and Electronic Assemblies (1995 廢止)
• IPC/EIA J-STD-001A:1992, Requirements for Soldered Electrical and Electronic Assemblies
• IPC-A-610B:1994, Acceptability of Electronic Assemblies
• IPC-A-600E:1995, Acceotability of Printed Boards
• IPC/EIA J-STD-001B:1996, Requirements for Soldered Electrical and Electronic Assemblies
• NASA-STD-8739.3:1997, Soldered Electrical Connections
• NASA-STD-8739.4:1998, Crimping, Interconnecting Cables, Harnesses, and Wiring
• NASA-STD-8739.5:1998, Fiber Optic Terminations, Cable Assemblies, and Installation
• NASA-STD-8739.1:1999, Workmanship Standard for Polymeric Application on Electronic Assemblies
• NASA-STD-8739.2:1999, Workmanship Standard for Surface Mount Technology
• IPC-A-600F:1999, Acceotability of Printed Boards
• 美國國家航空暨太空總署 (NASA) 2002年 〈工藝標準圖示參考文件〉(NASA Workmanship Standards Pictorial Reference) 英文網頁
• IPC/EIA J-STD-001C:2000, Requirements for Soldered Electrical and Electronic Assemblies
• IPC-A-610C:2000, Acceptability of Electronic Assemblies
• IPC/WHMA-A-620:2002, Requirements and Acceptance for Cable and Wire Harness Assemblies  (目錄)
• IPC-A-600G:2004, Acceptability of Printed Boards
• IPC/EIA J-STD-001D:2005, Requirements for Soldered Electrical and Electronic Assemblies
• IPC-A-610D:2005, Acceptability of Electronic Assemblies
• IPC/WHMA-A-620A:2006, Requirements  and Acceptance for Cable and Wire Harness Assemblies
• NASA-STD-8739.1A:2008, Workmanship Standard for Polymeric Application on Electronic Assemblies
• NASA-STD-8739.2-C2:2008, Workmanship Standard for Surface Mount Technology
• NASA-STD-8739.3-C3:2008, Soldered Electrical Connections
• NASA-STD-8739.4-C4:2008, Crimping, Interconnecting Cables, Harness, and Wiring
• NASA-STD-8739.5-C1:2008, Fiber Optic Terminations, Cable Assemblies, and Installation
• IPC-A-600H:2010, Acceptability of Printed Boards (目錄)
• IPC-A-610E:2010, Acceptability of Electronic Assemblies
• NASA-STD-8739.1A-C2:2011, Workmanship Standard for Polymeric Application on Electronic Assemblies
• IPC-A-620B:2012, Requirements and Acceptance for Cable and Wire Harness Assembies (草稿審查版)
• ...
  

IPC-A-610 目錄 (TOC)

• 1. 前言 (forward)
• 1.1 範圍 (scope)
• 1.2 目的 (purpose)
• 1.3 特殊設計 (specialized designs)
• 1.4 名詞與定義
• 1.5 範例與說明
• 1.6 檢驗方法
• 1.7 尺寸查證
• 1.8 放大輔助與燈光
• 2. 適用文件
• 3. 電子組裝處理
• 4. 硬體
• 5. 焊接
• 6. 端點連接
• 7. 穿孔技術
• 8. 表面粘著組裝
• 9. 元件損壞 (component damage)
• 10. 印刷電路板與組裝 (printed circuit boards and assemblies)
• 11. 分立佈線 (discrete wiring)
• 12. 高電壓 (high voltage)
  

參考資料：

• 美國國家航空暨太空總署 (NASA)電子零件與構裝計畫 (查看網站首頁)，其中構裝工藝標準計畫(查看網頁)
• 
  

官生平

hlperng 發表於 2015-4-21 19:18
電子產品構裝層級：

題目改為:IPC-A-610電子業組件國際上可允收標準

hlperng

介紹 IPC-A-610 電子業組裝國際上可允收標準
主講人：楊錫珪
周芳蘭：前輩講課、有禮物！

楊錫珪會友：
大家好，
IPC-A-610，比較專業，都是rule，專業性、實務的。
民國 55 年進入中原，1970 年畢業。
鴻海特助，企劃部經理 (2年)，印象中每到一個廠區，第一件是拜關公。
現為擷發科技公司董事長。

工業 4.0 崛起時代，工業革命歷程，
第一次工業革命（工業 1.0）：18 世紀，蒸汽機取代人力
第二次工業革命（工業 2.0）：19 世紀，電力取代動力
第三次工業革命（工業 3.0）：20 世紀，電腦、網際網路取代傳統 IT
第四次工業革命（工業 4.0）：21 世紀，機器人、大數據、3D 列印取代傳統的製造方式
工業 4.0 德國率先引領世界向前邁進，
從一隻章魚看德國最新的發展策略，，德國智慧工廠，
天下雜誌 104 年 2 月、546 期，德國的章魚戰略， 西門子金雞母（安貝格工廠）
BMW 車廠，智慧控制中心，急單、插單，各部門可以互相溝通、對話。告訴彼此的能量與限制，
機器人產業：研華、上銀，台灣排名第四，生產結束一定要檢查，
AOI: 自動光學檢驗 (automatic optical inspection)

IPC 介紹，大中華在上海，成員涵蓋電子業，OEM 34 %、EMS 企業 23 %、零件供應商 25 %、...
IPC 為團體會員制，會費35,000元/年，子公司 28,000元/年。
CSQ 為非營利事業，已於去年五月以學會名義個人自費入會，10,000元/年，每年一員受訓五天，17,500元，非會員35,000元。
台灣電路板學會開班，台灣已成立分支，五天、銲錫基本概念。
電子電路板和/或點子組裝，最低允收標準。
圖示、照片與說明文件
產品檢驗等級分為三級：
1 級：一般消費性電子產品，
2 級：特定用途電子產品，包括一些要求持續運行、及較常使用壽命的產品，
3 級：高性能電子產品，
分為 SMT 及 DIP 兩種焊接方式，無鉛製程實驗設計，ESD 靜電防護措施，ESDS，潛在破壞，測試無法檢測出來，亦有可能在測試時被發現為嚴重毀損。需採取以下措施：人員帶靜電手環、使用前測試 ok、隨時接地。防靜電容器、防靜電桌墊、地板或地墊（一般為黑色），靜電放電匯集點，利用釦子扣接導到接地大地，8 m、95 φ，靜電是微電、電力是大電力，不能使用同一個接地。
戴手套、防潮、絕緣，徒手只能握板邊，以免產生靜電。八、焊接技術 - 焊接異常

0.06 mm 太小會放電，腳太長、距離太小，
開路、短路、鏽蝕、缺件，斷腳、破裂

品質要求
L 型引腳、J 型引腳
SMT BGA 封裝
通孔插件 (DIP)
雙面焊點表面無瑕疵與空洞、引腳與焊盤熔融性良好、引腳伸出可充分辨識、引腳周圍有 100 % 的焊料填充、無填充翹起的跡象，