IPC-A-610におけるクラス3の受入基準は、この規格の中で最も厳しい外観基準であり、また最も誤用されやすい基準でもあります――慎重になりすぎて過剰に不合格とされたり、あるいは作業者が過去のプログラムで身に付いたクラス2の習慣に流されて適用が不十分になったりします。本ガイドでは、SMT と THT の両方について、実際にクラス3がクラス2と接合部レベルでどこが異なるのか、そして目視検査が AOI や X線検査に「置き換えられる」のではなく、それらとどのように併存し補完し合うのかを解説します。
現在の支配的な改訂版はIPC-A-610J2024年3月に発行され、2020年の改訂版Hに取って代わった。Jでは「ターゲット」コンディションカテゴリーは完全に削除され、コンディションは現在、単純に次のように分類されている。許容できる,プロセス指標、または欠陥— さらに、検査員ごとのばらつきを減らすために、規格の写真基準ライブラリを大幅に拡充しました。以下の参照はすべて Rev J を前提としていますが、改訂によって合否判定の文言が変わる可能性があるため、見積もりや図面ごとに、必ずサプライヤーが認証している改訂版を確認してください。
クラス3が適用される場面 ― それが単なる「より厳しいクラス2」ではない理由
IPC-A-610 は、その 3 つのクラスを ～によって定義しているフィールド故障の結果、製品の複雑さによるのではなく、
クラス1— 外観上の多少の傷や欠陥が許容され、機能のみが求められる一般的な電子製品。
クラス2— 専用サービス用電子機器：長寿命が期待されるが、断続的な故障は許容される。ほとんどの産業用オートメーションおよび試験装置用ボードは、特別な指定がない限り、ここがデフォルトとなる。
クラス3— 継続稼働が重要で、現場での故障が許容されない高性能・高信頼性製品。このカテゴリには、一般的に安全機能を備えた産業用制御システム、半導体試験装置、非植込み型医療用電子機器が含まれます。
医療関連のプログラムについて特筆すべき点として：当社は…IATF 16949認証ただし ISO 13485 ではないため、ここでいうクラス3医療関連業務は、設計管理や規制文書のサポートではなく、製造側における外観検査およびプロセスの厳格さを対象としています。
本当のクラス2からクラス3への移行は、単なる1つの数値ではなく、クラス3では〜に対する許容範囲がなくなるという点にあります曖昧さクラス2では「プロセス指標のみ」（外観上の問題であり、信頼性には関係しない）として受け入れられる欠陥状態も、クラス3では不合格となることが多い。これは、クラス3では接合部の濡れ推測ではなく、視覚的に確認できるようにすること。
SMTはんだ接合基準：クラス3で何が厳格化されるのか
チップ部品（抵抗器、コンデンサー、MLCC）。フィレットは両端の端子部に向かって明確な濡れ上がりを示していなければなりません。クラス2では、フィレットの一部が外観上の問題としてノークリンフラックス残渣によって隠れていても許容される場合がありますが、クラス3では、隠れている、あるいは判別が曖昧なフィレットは検証不能と見なされ、不合格となります。端部オーバーラップおよび側方オーバーハングは端子およびパッドの形状に対して確認され、クラス3ではクラス2よりも実質的に厳しいマージンが適用されます。これらは寸法に依存し、記憶に基づく誤引用が起こりやすいため、正確なパーセンテージについては現行の Rev J の表を参照してください。
QFP / SOP ガルウィングリード。ヒールフィレットとトーフィレットの両方が存在し、リードの全幅にわたって（トー部だけでなく）目視で濡れていることが必要です。リードとパッドの位置ずれ公差もより厳しくなり、許容範囲を超えたパッドの露出は、クラス2ではプロセス指標にとどまる場合でも、クラス3では不合格条件となります。一般的にSMTはんだ接合部の欠陥モードコールドジョイントやブリッジングのような欠陥も、このより厳しい許容範囲に基づいて判定されます。
BGA と QFNこれらの接合部はパッケージ本体の下に位置するため、ここでいう「目視検査」は肉眼による検査だけを意味するわけではありません。パッケージ端部で外周のボールが見える場合には、そのぬれ角が直接確認されます。大部分の隠れた接合部については、ぬれ状態の確認は機能的には3D AOI（表面形状および共面性）およびX線（内部ボイドおよびブリッジング）— この手法は、Rev H 以降、ボトムターミネーテッドコンポーネント（BTC）の判定基準に対する本規格の継続的な重視によって強化されてきました。ボイド率の測定方法および IPC-A-610 クラス基準に対する評価方法の詳細については、当社の … をご覧ください。BGAボイド率受入れ基準これは、クラス3 BGA/QFNプログラムがAOIやX線検査をオプションの追加機能として扱うことができない核心的な理由です――これらのパッケージにおいては、彼らはは目視検査
THTはんだ付け接合部の基準：スルーホール充填、ウィッキング、銅被覆
スルーホール接続は、他の部分ではSMTが多用されている基板であっても、産業用電源およびコネクタインターフェースでは依然として一般的であり、クラス3では次の3つの分野がより厳格化されています。
垂直ホールフィル— クラス3はクラス2よりも実質的に高い最小はんだ充填の期待値を設定しており、設計上セカンダリ側が目視可能な箇所では、基板の両面にぬれのエビデンスが求められます。具体的なパーセンテージのしきい値については、記憶に頼るのではなく、現在使用している IPC-A-610J の表から直接参照してください。これは、この規格の中でも特に頻繁に引用される — そして頻繁に誤って引用される — 数値のひとつだからです。
リードへのはんだのウィッキング― クラス3では、単にバレルが充填されているかどうかではなく、副側リードを伝っての濡れ上がりを確認します。濡れ上がりの証拠がないままバレルが満たされている状態は「充填されている」とは判断できますが、「十分に濡れている」とは限らず、クラス3では後者が確認されていることが求められます。
銅／パッド被覆率— 円環リング周辺の連続した濡れが確認されること。クラス 2 では外観上許容される部分的なデウェッティングも、許容された弧を超えて濡れの連続性が途切れた時点で、クラス 3 では不良となる。
3D AOI、目視検査、X線検査：代替の連鎖ではなく、階層的なシステム
自動検査についてよくある誤解は置き換えますクラス3での人間による最終確認。実際はその逆であり、クラス3ではより多くの検査レイヤーが求められる。なぜなら、それぞれのレイヤーが、他のレイヤーでは構造的に確認できない部分をカバーしているからである。
| レイヤー | 何を検出するか | それに欠けているもの |
|---|---|---|
| 3D SPI（リフロー前） | 欠陥が固定されてしまう前に、ペースト量・高さ・オフセットを調整する | リフロー後の濡れ性品質 |
| 3D AOI（再フロー後） | 平面性、ブリッジ、フィレット形状、立ち上がり（トゥームストーニング）、部品の有無／極性 | サブパッケージのボイド、BGA/QFN下の隠れたブリッジング |
| ビジュアル（人間） | あいまいな境界的事例、外観上の問題か機能上の問題かの判断、汚染、表示の判読性 | 隠れた継ぎ目、高頻度の統計的一貫性 |
| オフラインX線 | BGA/QFNのボイド、ヘッドインピロー、隠れたブリッジング ― リードフレームパッケージ向けの斜め角度ビューを含む | 表面の濡れに関する色／質感の手がかり |
実務的なシーケンス：リフロー前にSPIがペーストの問題を検出する。3D AOIリフロー直後に、目視可能な形状については即座にループを閉じます。X線検査は、特定の隠れた接合部（BGA、QFN、高密度のTHTクラスター）をターゲットにします。訓練を受けた検査員は、自動しきい値ではフラグは立つものの自力では確信をもって分類できないグレーゾーンの事例について判定を下します。クラス3では、これらの層のいずれか一つでも省略すると、そのクラスが排除することを目的としているまさにそのあいまいさが再び持ち込まれてしまいます。
クラス3基板のリワーク：単なる「注意深く作業する」だけでなく、より厳格な管理を
リワークは熱的および機械的なリスクを伴い、クラス3のより厳しい公差はそれを最も許容しにくいものとします。クラス3のリワークにおける健全な実務には一般的に次の事項が含まれます。
ユニットごとの文書化された手直し記録- 欠陥箇所、根本原因、手直し方法、作業者、および日付を、基板の UID によって紐づけてスマートMESトレーサビリティしたがって、再作業の履歴は最終検査および出荷までシリアル番号とともに引き継がれます。
各接合部または各部品ごとの手直し試行回数の上限— 同じパッドに対して繰り返しサーマルサイクリングを行うと、密着性および銅の健全性が劣化します。業界慣行としては、リワークに2回以上失敗した接合部は、再リワークを試みるのではなく、エンジニアリング判断にエスカレーションすべきシグナルとみなすのが一般的です。— その具体的な閾値は、固定的かつ普遍的なルールではなく、プログラムレベルのエンジニアリング判断によって決定されます。
リワーク時の治具ベースの熱制御手作業によるリワーク中に、支持されていない基板や反りのある基板を扱うと、新たな共面性不良が発生する可能性があります。人工石材製備品基板を水平に保ち、ホットエアやはんだごてによるリワーク作業中の局所的な熱を管理するのを助けます。
再作業後の必須再検査— 再加工された継手と、その工程によって影響を受けた隣接する継手は、～を通じて戻る必要がある3D AOIユニットが下流工程へ進む前に。再検査（re-AOI）の実施が文書化されていない再加工されたクラス3接合部は、定義上、未検証の接合部である。
実際に判断が下される場所
クラス3の却下および誤却下の大半は、繰り返し発生する一連の外観シナリオの周辺に集中している。例えば、ガルウィングリードのヒール部における限界的なぬれ角度、BGAのX線画像における判定が曖昧なボイド率、THTコネクタの穴埋めが境界値レベルである状態、チップ部品における外観上の問題か機能上の問題か判断がつきにくいディウェッティングなどである。これらこそ、検査員のトレーニングと参照画像（IPC-A-610Jで最も拡充された領域）が、単なる数値仕様以上に重要となる事例である。
クラス3の受入れに関する特定の質問や、判定しようとしているX線／AOI画像がありますか？お問い合わせいただければ、お客様の用途に対して、当社チームが現在の IPC-A-610 規格に照らして詳細に確認いたします。
便利なリソース
・BGAはんだ接合部の品質管理方法
•SMT実装におけるBGAはんだ付け技術
•BGA実装における最適なはんだ接合のためのエンジニアに優しい手法
•初回品検査
•BGAパッケージと従来のSMT/SMDリワークの比較
