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Mittwoch, 22 Juli 2020 07:00

Neue Normendokumente vom IPC

von Dr.-Ing. Hartmut Poschmann
Geschätzte Lesezeit: 4 - 8 Minuten
Abb. 1: Logo des IPC Abb. 1: Logo des IPC

Weltweite Normenarbeit ist nach wie vor ein schwieriges Kapitel, zumal die Technik schnell vorwärts geht. Der US-amerikanische Fachverband IPC gehört mit acht Richtlinien im 1. Quartal 2020 immer noch zu den aktivsten Organisationen im Bereich der Elektronik. Doch ergibt eine Durchsicht seines bestehenden Dokumentenbestands, dass der Verband aus Kapazitätsgründen gezwungen ist, sich bezüglich der Aktualisierung auf einen kleinen Teil seiner Standards zu konzentrieren und andere eben ,liegenzulassen'.

Der IPC kündigte im 1. Quartal 2020 die Veröffentlichung von fünf überarbeiteten Richtlinien an, die mehrere Bereiche der Entstehungskette von Elektronik abdecken [1]:

  • IPC-1791A: Trusted Electronic Designer,
    Fabricator and Assembler Requirements
  • IPC-2223E: Sectional Design Standard
    for Flexible/Rigid-Flexible Printed Boards
  • IPC-2591-Version 1.1 Connected Factory Exchange (CFX)
  • IPC-6012E: Qualification and Performance
    Specification for Rigid Printed Boards
  • IPC/WHMA-A-620D: Requirements and Acceptance for Cable and Wire Harness Assemblies

Hinzu kamen drei Ergänzungen zu bestehenden Basis-Standards für die Fertigung spezieller Elektronik: IPC-J-STD-001GS-AM1, IPC-A-610GC, IPC J-STD-001GA/IPC-A-610GA.

Tabelle 1 gibt dazu eine Übersicht mit deutschen Dokumententiteln, den Erscheinungsdaten der aktualisierten und der abgelösten Ausgaben. Dabei fällt auf, dass die Zeitabstände zwischen dem Herausgabedatum der neuen und alten Fassung mit einem bis fünf Jahren gar nicht so groß sind.

 

Tab. 1: Herausgegebene aktualisierte Richtlinien des IPC im 1. Quartal 2020

Nummer

Titel

Erscheinungs-datum

Vorgänger

Erscheinungs-datum Vorgänger

IPC-1791A

Anforderungen an vertrauenswürdige Designer, Leiterplatten- und Baugruppenhersteller

Januar 2020

IPC-1791

September 2018

IPC-2223E

Design-Richtlinie für flexible Leiterplatten

Januar 2020

IPC-2223D

September 2016

IPC- 6012E

Qualifikations- und Leistungsspezifikation für starre Leiterplatten

Februar 2020

IPC-6012D

September 2015

IPC-2591-
Version 1.1

Datenaustausch in der vernetzten Fabrik (CFX)

Januar 2020

IPC-2591

April 2019

IPC-J-STD-
001GS-AM1

Ergänzung zu IPC J-STD-001G für elektronische Hardware für Weltraum- und Militäranwendungen. Anforderungen an gelötete elektrische und elektronische Baugruppen (Änderung 1)

März 2020

IPC-J-STD-001GS

(bleibt Basis-dokument)

April 2018

IPC-A-610GC

Telekommunikationsergänzung zu IPC-A-610G Akzeptanz elektronischer Baugruppen

Januar 2020

IPC-A-610FC

Februar 2017

IPC J-STD-001GA/IPC-A-610GA

Automobilergänzung zu IPC J-STD-001G Anforderungen für gelötete elektrische und elektronische Baugruppen und IPC-A-610G Akzeptanz elektronischer Baugruppen

Februar 2020

kein

-

IPC/WHMA-A-620D

Anforderungen und Abnahmekriterien für Kabel- und Kabelbaum-Baugruppen

Januar 2020

IPC/WHMA-A-620C

Januar 2017

 

Bemerkenswert ist auch, dass die Ergänzungs-Richtlinien, die spezielle Anforderungen an bestimmte Sonderelektronik für Telekom, Automobile, Weltraum- und Militärtechnik festlegen, etwa ein bis zwei Jahre nach Erscheinen des jeweiligen aktualisierten Basisdokumentes erscheinen. Diese Zeit benötigt man offensichtlich zur Prüfung, ob die neuen bzw. präzisierten Festlegungen des revisionierten Basisdokumentes den besonderen Anforderungen der Spezialelektronik gerecht werden oder ,nachgebessert' werden müssen.

PL07 20 957Abb. 1: Logo des IPC

Mit Hochdruck arbeitet der IPC mit seinen Gremien auch an der weiteren Präzisierung des CFX-Standards für die vernetzte Fabrik IPC-2591.Möglicherweise wird in den kommenden Jahren dieses Thema noch eine größere Rolle spielen, denn eines der jetzt bereits im Ergebnis der Corona-Krise diskutierten Themen in der Industrie ist die Beschleunigung der Digitalisierung bzw. Fabrikautomatisierung in Richtung ‚Lights-Out-Fertigung' (,Menschenleere Fabrik', autonome Fertigung).

Beispiele für Änderungen

Nachfolgend werden kurz Beispiele dafür gebracht, was sich in den aktualisierten Richtlinien verändert hat:

  • IPC-1791A bietet Mindestanforderungen, Hinweise und Verfahren für Organisationen bzw. Firmen, die sich mit Entwicklung, Herstellung und Bestückung von Leiterplatten befassen, um vertrauenswürdige Lieferanten für Märkte zu werden, die ein hohes Maß an Vertrauen in die Integrität der gelieferten Produkte erfordern. Ein neuer Anhang D befasst sich mit den Anforderungen für die Vertrauenszertifizierung von Organisationen außerhalb der USA, die sich mit Konstruktions-, Fertigungs- und Montagetätigkeiten befassen. Mehrere Abschnitte wurden aktualisiert und den Gliederungspunkten 1 (Scope, Anwendungsbereich) und 3.0 (Anforderungen) hinzugefügt. Weiterhin wurden Klassifikationsmerkmale der Klassen 1, 2 und 3 hinzugefügt.
  • IPC-2223E stellt Entwicklern von flexiblen/starr-flexiblen Leiterplatten aktualisierte Bilder, neue Abschnitte und Kommentare zu Microvia-Stapeln, Back-Drilling und zweireihigen ZIF-Steckverbindern (Zero Insertion Force) zur Verfügung.
  • IPC-6012E bietet neue Akzeptanzkriterien für Back-Drilling-Löcher sowie eine Diskussion über Zuverlässigkeitsfragen für Microvia-Strukturen in Produkten der Klasse 3 und legt neue Anforderungen für die Kupfermetallisierung von Löchern in neuen Designs fest.
  • IPC-2591 V1.1 legt die Anforderungen für den omnidirektionalen Informationsaustausch zwischen Herstellungsprozessen und zugehörigen Hostsystemen für die Baugruppenfertigung fest. Anhang A wurde eine kurze Beschreibung aller Änderungen gegenüber V1.0 hinzugefügt und Anhang B enthält Akronyme und Abkürzungen.
  • IPC/WHMA-A-620D bietet denjenigen, die mit den Anforderungen an Kabelbäume und ihrer Abnahme zu tun haben, einige neue Abnahmekriterien, Zahlen und Grafiken zu den anzustrebenden Bedingungen, Überarbeitungen der lötfreien Wickelabschnitte und einen neuen Abschnitt über das Umspritzen von flexiblen Flachkabeln (Abb. 2).

Abb. 2: Titelblatt der englischen Ausgabe von IPC/WHMA-A-620C von 2017Abb. 2: Titelblatt der englischen Ausgabe von IPC/WHMA-A-620C von 2017

Besonderheit Addendum
IPC J-STD-001GA/IPC-A-610GA

Die Richtlinie IPC J-STD-001GA/IPC-A-610GA ‚Automotive Addendum to IPC J-STD-001G Requirements for Soldered Electrical and Electronic Assemblies and IPC-A-610G Acceptability of Electronic Assemblies' ist ein Novum. Die Ergänzung (Addendum) ist das erste Dokument dieser Art, welches die Verwendung von J-STD-001 und IPC-A-610 zusammen mit den Anforderungen im Addendum fordert. Es behandelt den gesamten Herstellungsprozess von Elektronikbaugruppen von der Montage bis hin zur Inspektion sowie die Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Baugruppe für die Automobilindustrie.

Die Mitglieder des Standard-Komitees, die 17 Länder vertreten, arbeiteten über zweieinhalb Jahre intensiv an dem Addendum, um die Kriterien und Abnahmeanforderungen für Leiterplattenbaugruppen für die Automobilindustrie zu behandeln, die nicht von IPC-A-610G und IPC J-STD-001G abgedeckt werden. Der Ausschuss ließ sich von dem Prinzip leiten, Kriterien festzulegen, die zusätzlich zu den Kriterien in den Basisdokumenten und in einigen Fällen an deren Stelle verwendet werden, um die Zuverlässigkeit gelöteter elektrischer und elektronischer Baugruppen zu gewährleisten, die in der Betriebsumgebung des Automobilbereichs funktionieren müssen.

Der IPC hat sich speziell bei den vielen Komitee-Mitgliedern für ihre Beteiligung an der Entwicklung von Richtlinien und Ergänzungen (Addendums) für die Elektronikbranche bedankt, denn sie tragen wesentlich dazu bei, die Elektronik noch besser zu produzieren.

Das neue Automotive-Addendum zu J-STD-001G und IPC-A-610G sowie die anderen genannten Standards können über [2] bestellt werden. Alle genannten neuen Dokumente sind bisher nur in Englisch erhältlich.

In Kürze erwartbare Richtlinien

Der Übersicht ‚IPC Status of Standardization' in [1] kann entnommen werden, welche neue Richtlinien sich in Erarbeitung befinden bzw. zu welchen Richtlinien eine Aktualisierung (Revision) läuft. In nächster Zeit ist die Freigabe der in Tabelle 2 aufgeführten Standards zu erwarten. Die Übersicht enthält Dokumente, die sich bereits im Stadium der Endabstimmung (Proposed Standard for Ballot) befinden. Es handelt sich hier bei allen Dokumenten um in derAktualisierung befindliche Ausgaben (Abb. 3).

 

Tab. 2: Standards in der letzten Abstimmungsetappe vor der Freigabe

Nummer

Titel

Abzulösendes

Dokument

Erscheinungs-datum

IPC-1755A

Standard für Datenaustausch zu Konfliktmineralien

IPC-1755

April 2014

IPC-2222B

Designrichtlinie für starre organische Leiterplatten

IPC-2222A

Dezember 2010

IPC-4552B

Spezifikation für chemisch Nickel/Gold (ENIG)-Beschichtungen von Leiterplatten

IPC-4552A

August 2017

IPC-7093A

Richtlinie für den Design- und Verarbeitungsprozesses von SMT-Komponenten mit Anschluss am Boden (Bottom Termination Components)

IPC-7093

März 2011

IPC-7526A

Handbuch zur Reinigung von Schablonen und falsch bedruckten Leiterplatten

IPC-7526

Februar 2007

Abb. 3: IPC-7093 von 2011 wird es bald aktualisiert als IPC-7093A gebenAbb. 3: IPC-7093 von 2011 wird es bald aktualisiert als IPC-7093A geben

 

Standards mit Aktualisierungsbedarf

Tabelle 2 beinhaltet beispielsweise mit IPC-2222B und IPC-7526A Richtlinien, die schon seit zehn Jahren oder länger nicht aktualisiert wurden. Immerhin ist ja IPC-2222 der Fach(Sectional)-Standard für das Design starrer Leiterplatten und als A-Revision vor zehn Jahren erschienen. Seitdem hat sich das Design deutlich weiterentwickelt, so dass die kommende B-Version überfällig ist. IPC-2221 als übergeordneter (Generic)Standard stammt als B-Version von Dezember 2012, was auch ziemlich lange her ist und ebenfalls überprüft werden müsste.

Obwohl der IPC bemüht ist, die Kernunterlagen für Design und Fertigung von Elektronik alle vier bis sechs Jahre zu überarbeiten, gelingt das nicht durchgängig. Beispiele dafür sind:

  • J-STD-004B: Requirements for Soldering Fluxes (Herausgabe 12/2008, Amendment 11/2011)
  • J-STD-005A: Requirements for Soldering Pastes (Herausgabe 2/2012)
  • IPC-HDBK-005: Guide to Solder Paste Assessment (Herausgabe 1/2006)
  • J-STD-006C: Requirements for Electronic Grade Solder Alloys and Fluxed and Non-Fluxed Solid Solders for Electronic Soldering Applications (Herausgabe 7/2013)

Gerade bei Flussmitteln und Lotpasten hat es in den vergangenen Jahren eine deutliche Weiterentwicklung gegeben, so dass hier der IPC trotz Schwierigkeiten bei der Aktivierung mancher Standard Committees versuchen müsste, die Aktualisierungslücke nicht zu groß werden zu lassen.

Referenzen:

[1] www.ipc.org/Status.aspx
[2] https://shop.ipc.org

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  • Ausgabe: 7
  • Jahr: 2020
  • Autoren: Dr.-Ing. Hartmut Poschmann

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