Wskaźnik procesu w standardach IPC. Kluczowe zasady oraz przykłady

Wprowadzenie

W przemyśle elektronicznym oraz częściowo elektrotechnicznym kluczową rolę w definiowaniu wymagań jakościowych odgrywają standardy opracowane przez organizację IPC.

Najbardziej znane z nich to IPC-A-600, IPC-A-610, J-STD-001 oraz IPC/WHMA-A-620. Te standardy wprowadzają takie pojęcia jak: kryteria pierwszeństwa, klasy wyrobów oraz stany dopuszczenia. Dzięki temu możemy łatwiej ocenić jakość wykonania elektroniki. W kwestii stanów dopuszczenia, wyróżniamy nastpujące przypadki:[1][2][3]

• Stan docelowy (ang. Target) - to przypadek idealny. Obecnie wycofany z niektórych standardów, takich jak IPC-A-610 czy IPC/WHMA-A-620. Powody omówiono w artykule: IPC-A-610 stan docelowy usunięty.
• Stan dopuszczalny (ang. Acceptable) - nie zawsze idealny, ale wystarczający dla prawidłowego funkcjonowania produktu. Obecnie, usunięty stan docelowy jest jedym z przypadków stanu dopuszczalnego, czyli stan dopuszczalny między innymi "zawiera" w sobie stan docelowy.
• Wskaźnik procesu (ang. Process Indicator) - stan niebędący wadą, ale odbiegający od pełnej dopuszczalności.
• Wada (ang. Defect), określana w IPC-A-600 jako niezgodność (ang. Non-conforming). Jest to stan negatywnie wpływający na montaż, dopasowanie lub działanie produktu (Form, Fit, Function - FFF), wymagający podjęcia odpowiednich działań, takich jak naprawa, przeróbka (ang. rework, repair), złomowanie lub warunkowe dopuszczenie.

Tematem niniejszego artykułu jest wskaźnik procesu. Wyjaśniamy, czym jest ten stan oraz jak należy go interpretować.

Wskaźnik procesu

Wskaźnik procesu to taki stan, który nie jest wadą ale jednocześnie nie jest też klasyfikowany jako stan dopuszczalny. Ten stan nie wpływa na „kształt, dopasowanie ani funkcjonowanie produktu” - (ang. Form, Fit, Function - FFF), jednie sygnalizuje potencjalne odchylenia w procesie produkcyjnym.

Zgodnie z wytycznymi IPC[1][2][3], wskaźnik procesu można opisać następująco:

• Przyczyna wynika z ograniczeń w materiale, projekcie lub technologii. Zmienność parametrów materiału oraz niedoskonałości materiałów (np. wilgoć w laminacie PCB) mogą powodować ten stan. Kolejnym aspektem jest projekt wyrobu lub zmienność procesu wytwarzania, np. zmienność parametrów maszyn, zużycie narzędzi czy ręczna praca operatorów.
• Należy monitorować. Pojedyncze przypadki wskaźników procesu nie wymagają natychmiastowej interwencji. Wskaźniki powinny być monitorowane, a w przypadku wystąpienia dużych odchyłek lub trendów należy przeanalizować proces i podjąć działania doskonalące.
• Zalecenie nie jest wymagane. Pojedyncze wskaźniki procesu nie muszą być poddawane tzw. "zaleceniu" - czyli nie ma konieczności decydowania, czy dany wskaźnik procesu należy naprawić, zezłomować produkt lub dopuścić go do użytku. Nie ma obowiązku podejmowania takich działań. Jeśli jednak producent zdecyduje się na podjęcie działań, jest to możliwe, ale nie jest obligatoryjnie wymagane przez IPC. Wskaźnik procesu nie jest wadą, dlatego pojedyncze przypadki (w normalnej ilości) nie powinny stanowić podstawy do reklamacji produktu.

Podsumowując: wskaźnik procesu jest zjawiskiem tolerowanym, o ile występuje sporadycznie. Jego obecność nie dyskwalifikuje wyrobu, ale stanowi informację dla producenta. Jeśli liczba wskaźników procesu rośnie, jest to sygnał do analizy i poprawy procesu. Pojedyncze wskaźniki procesu nie powinny być traktowane jako wada, dlatego klient nie powinien reklamować ani zwracać wyrobów, które je zawierają.

Przykłady wskaźnika procesu

Połączenie lutowane zawiera widoczny niewielki otwór (pęcherz powietrza), przy jednoczesnym spełnieniu pozostałych wymagań. Zjawisko to może być spowodowane zwiększoną wilgocią w PCB, niewłaściwą temperaturą podgrzewania PCB lub jakością metalizowanych otworów. Tego typu zjawisko jest wskaźnikiem procesu w klasie 2 i 3 zgodnie z IPC-A-610J, pkt. 5.2.2.

Przewód (linka 12 żył) z uszkodzoną jedną żyłą. Liczba uszkodzonych żył nie przekracza limitów podanych w tabelach dla danego standardu. Ten przykład to wskaźnik procesu dla klasy 1 i 2 wg IPC-A-610J pkt. 6.3.2.1 oraz wg IPC/WHMA-A-620E pkt. 3.2:

Podsumowanie

Wskaźnik procesu w standardach IPC to bardzo dobre rozwiązanie z punktu widzenia jakości i niezawodności produktów. Producenci i klienci otrzymują jasne wytyczne, że niektóre stany występujące w produktach są zjawiskami tolerowanymi, o ile pojawiają się w niewielkiej ilości. Nie ma konieczności podejmowania działań korekcyjnych - wystarczy monitorowanie sytuacji. Takie podejście pozwala na redukcję niepotrzebnych kosztów napraw lub złomowania.

Dodatkowo, standardy IPC wymagają monitorowania wskaźników procesu oraz podejmowania działań korygujących, jeśli jest to konieczne. W tym zakresie warto zapoznać się z narzędziami i metodami, takimi jak SPC - statystyczne sterowanie procesem oraz plan kontroli.