- Eine Teststrategie für Box Build legt Prüfungen auf Baugruppenebene (ICT, Flying Probe, Boundary Scan) unter Funktionstest, Burn-in, Sicherheitsprüfungen und Endprüfung auf Geräteebene.
- Prüfadapter und Testsoftware für den Funktionstest zahlt in der Regel der Käufer als NRE, und Ihre Prüfspezifikation bestimmt, was geprüft wird.
- Die Ausgangsprüfung erfolgt meist als Stichprobe nach den vertraglich vereinbarten AQL-Stufen der ISO 2859-1, zusätzlich zum 100-prozentigen Funktionstest.
- Fertiger können bei der Pre-Compliance für FCC, CE und RoHS unterstützen, die formale Zertifizierung erfolgt aber durch akkreditierte Labore, und die rechtliche Verantwortung bleibt beim Markeninhaber oder Importeur.
Ein Box Build ist nur so gut wie der letzte Test, den er vor dem Verpacken bestanden hat. Die PCBA mag IPC-A-610 erfüllen, der Kabelbaum die Durchgangsprüfung bestehen und das Gehäuse passen, aber der Käufer erhält ein fertiges Produkt und beurteilt es danach, ob es einschaltet, die Spezifikation erfüllt und beim Auspacken einwandfrei aussieht.
Dieser Artikel geht die Prüfebenen durch, die ein Box-Build-Programm typischerweise nutzt: Prüfungen auf Baugruppenebene, Firmware-Programmierung, Funktionstest, Burn-in, Sicherheitsprüfungen, Kalibrierung, Endprüfung und Stichproben bei der Ausgangsprüfung. Er behandelt auch die Punkte, die Einkäufer am häufigsten offenlassen: wer Prüfadapter konstruiert und bezahlt, was die Prüfspezifikation enthalten muss und wo die Pre-Compliance-Unterstützung des Fertigers endet und die formale Zertifizierung beginnt.
Die beschriebenen Verfahren entsprechen dem, was EMS- und Box-Build-Fertiger typischerweise tun. Jeder Fertiger hat seine eigenen Methoden, und Umfang und Kosten müssen in den Angeboten bestätigt werden.
Die Ebenen einer Box-Build-Teststrategie
Die Prüfung ist gestaffelt, damit Fehler so früh und so günstig wie möglich gefunden werden. Ein Fehler auf Baugruppenebene kostet Minuten; nach der Endmontage bedeutet er, ein Gehäuse zu öffnen; im Feld bedeutet er eine Rücksendung.
| Prüfebene | Was sie findet | Benötigter Adapter | Typischer Einsatz |
|---|---|---|---|
| AOI und Röntgen | Bestückungs- und Lötfehler, Voids unter BGAs | Kein produktspezifischer Adapter | Jede Baugruppe, inline nach dem Reflow |
| Flying Probe | Kurzschlüsse, Unterbrechungen, falsche oder fehlende Werte | Kein Adapter, nur Programm | Prototypen, NPI, kleine Stückzahlen |
| ICT (In-Circuit-Test) | Kurzschlüsse, Unterbrechungen, Bauteilwerte, einige Prüfungen unter Spannung | Nadelbettadapter je Baugruppe | Stabile Designs bei Serienmengen |
| Boundary Scan (IEEE 1149.1, JTAG) | Verbindungsfehler an BGAs und dicht bestückten Baugruppen | Nur Zugang über Steckverbinder | Baugruppen mit eingeschränktem Sondenzugang |
| Firmware-Programmierung | Falsche oder fehlende Firmware, Schlüssel, IDs | Programmiervorrichtung oder im ICT/FCT | Jede Baugruppe oder jedes Gerät |
| FCT (Funktionstest) | Funktion auf Schaltungs- und Produktebene | Kundenspezifischer FCT-Adapter und Software | Jede Baugruppe und/oder jedes fertige Gerät |
| Burn-in oder Run-in | Frühausfälle, thermische Probleme | Gestelle, Netzgeräte, Klimakammer | 100% beim Anlauf oder später als Stichprobe |
| Hipot und Schutzleiterprüfung | Isolations- und Erdungsfehler bei Netzgeräten | Sicherheitsprüfgerät | Jedes Gerät mit Netzanschluss |
| Abschließende Sicht- und Oberflächenprüfung | Kratzer, Spalte, Etikettenfehler, fehlende Teile | Prüfplatz, Grenzmuster | Jedes Gerät |
| AQL-Audit bei der Ausgangsprüfung | Durchschlupf aus allen oben genannten Ebenen | Keiner | Stichprobe je Los |
Nicht jedes Produkt braucht jede Ebene. Ein batteriebetriebener Tracker kann auf Hipot ganz verzichten; eine Industriesteuerung mit Netzteil nicht.
Prüfungen auf Baugruppenebene: ICT, Flying Probe und Boundary Scan
ICT nutzt einen Nadelbettadapter mit Federkontaktstiften, die Testpunkte auf der Baugruppe kontaktieren. Er misst Bauteilwerte, erkennt Kurzschlüsse und Unterbrechungen und kann in Sekunden begrenzte Prüfungen unter Spannung durchführen. Die Grenzen sind Adapterkosten, Lieferzeit des Adapters und der Bedarf an Testpunkten im Layout, die von Anfang an eingeplant werden müssen und nicht später ergänzt werden können.
Flying-Probe-Tester bewegen eine kleine Zahl von Sonden programmgesteuert über die Baugruppe. Es wird kein Adapter benötigt, daher eignet sich das Verfahren für Prototypen, Neuprodukteinführung (NPI) und kleine Serien. Jede Baugruppe braucht Minuten statt Sekunden, daher wird es bei Serienmengen zum Engpass.
Boundary Scan, definiert in IEEE 1149.1 und meist JTAG genannt, nutzt die in kompatible ICs eingebaute Testlogik, um Verbindungen zu prüfen, die Sonden nicht erreichen, etwa Netze zwischen zwei BGAs. Es braucht nur einen Steckverbinder und wird oft mit der Flash-Programmierung über denselben Port kombiniert.
Ein typischer Weg: Flying Probe bei Prototypen und Pilotserien, dann ICT, sobald das Design eingefroren ist und die Menge den Adapter rechtfertigt, mit Boundary Scan überall dort, wo der Zugang eingeschränkt ist.
Firmware-Programmierung und Seriennummernerfassung
Die Programmierung wird leicht übersehen, bis sie zum Engpass wird. Legen Sie fest:
- Wo sie stattfindet: vorprogrammierte Bauteile vom Distributor, In-System-Programmierung auf einer Vorrichtung oder als Teil von ICT oder FCT.
- Was geschrieben wird: Anwendungsfirmware, Bootloader, eindeutige IDs, MAC-Adressen, Kalibrierdaten, Sicherheitsschlüssel.
- Wie sie verifiziert wird: Rücklesen von Prüfsumme oder Version, erfasst zur Seriennummer.
- Wie Versionen gesteuert werden: eine freigegebene Firmware-Datei mit Version und Prüfsumme und eine schriftliche Regel, was geschieht, wenn Sie während der laufenden Produktion eine neue freigeben.
Sichere Schlüssel und Zertifikate verdienen ein eigenes Verfahren: wer sie bereitstellt, wie sie beim Fertiger gespeichert werden und wie nicht verwendete Schlüssel nachgewiesen werden.
Die Seriennummernverfolgung verbindet alle anderen Prüfungen. Üblich ist, früh ein Seriennummernetikett zu drucken oder zu lasern, es an jeder Prüfstation zu scannen und die Ergebnisse in der Produktionsdatenbank des Fertigers zu speichern. Fordern Sie die Daten je Los in einem vereinbarten Exportformat an, damit Sie jede Feldrücksendung bis zu ihren Prüfaufzeichnungen zurückverfolgen können.
Prüfadapter für den Funktionstest (FCT)
Der FCT prüft, ob die Baugruppe oder das fertige Gerät seine Funktion erfüllt: Versorgungsspannungen im Toleranzbereich, Schnittstellen kommunizieren, Sensoren liefern Messwerte, Funkmodule senden, Display und Audio funktionieren, Tasten und LEDs reagieren. Hier zählt Ihr Produktwissen am meisten, denn nur Sie wissen, was „funktioniert“ bedeutet.
Eine FCT-Station besteht typischerweise aus drei Teilen: einem Adapter (Pogo-Pins für Baugruppen oder Gegenstecker und Spannvorrichtungen für fertige Geräte); Messgeräten wie Netzgeräten, Multimetern und HF-Testern; Testsoftware, die die Schritte ablaufen lässt, Grenzwerte anwendet und Ergebnisse zur Seriennummer erfasst. FCT auf Baugruppenebene und FCT auf Geräteebene werden oft beide eingesetzt: Der erste findet Fehler vor der Montage, der zweite bestätigt das komplette Produkt einschließlich Kabelbäumen und mechanischer Teile.
Burn-in und Run-in
Burn-in und Run-in sollen Frühausfälle finden, die linke Seite der „Badewannenkurve“ der Zuverlässigkeit, bevor der Kunde es tut.
- Run-in betreibt das Produkt unter Spannung, oft mit zyklischem Durchlaufen der Funktionen, bei Raumtemperatur über eine festgelegte Dauer.
- Burn-in fügt Belastung hinzu, meist erhöhte Temperatur und teils Ein-Aus-Zyklen, um Frühausfälle zu beschleunigen.
Häufig genannte Dauern reichen von einigen Stunden bis 48 Stunden, abhängig von Produkt und Risiko. Diese Zahlen sind Richtwerte; die richtige Dauer ergibt sich aus Ihren Zuverlässigkeitsdaten und muss vom Fertiger kalkuliert werden, weil Gestelle, Energie und Fläche mit ihr skalieren. Viele Programme fahren beim Anlauf 100-prozentiges Run-in und wechseln zu stichprobenbasiertem Burn-in, sobald die Ausfalldaten stabil sind.
Hipot, Schutzleiterprüfung und andere Sicherheitsprüfungen
Netzbetriebene Produkte und Produkte mit selbst gefertigten externen Netzteilen benötigen Sicherheitsprüfungen in der Fertigungslinie. Der übliche Umfang ist die Spannungsfestigkeitsprüfung (Hipot) zwischen Netzstromkreisen und berührbaren Teilen sowie die Schutzleiter- oder Erdverbindungsprüfung bei Produkten mit Schutzleiter. Prüfwerte und Prüfdauern kommen aus der Produktsicherheitsnorm (zum Beispiel IEC 62368-1 für Audio-, Video- und IT-Geräte) und von der Zertifizierungsstelle. Die Fertigungsüberwachungsprogramme der Zertifizierungsstellen verlangen diese Stückprüfungen üblicherweise und kontrollieren die Aufzeichnungen bei Werksinspektionen.
Kalibrierung mit Datenerfassung
Produkte mit Sensoren, Messfunktion oder HF-Ausgang brauchen oft eine Kalibrierung: Die Station misst das Gerät gegen Referenzinstrumente, berechnet Koeffizienten, schreibt sie in das Gerät und verifiziert das Ergebnis. Zwei Anforderungen gehören in die Spezifikation: Die Referenzinstrumente müssen selbst rückführbar kalibriert sein, typischerweise über nach ISO/IEC 17025 akkreditierte Kalibrierlabore, und jeder Koeffizient und jedes Verifikationsergebnis muss zur Seriennummer erfasst werden.
Abschließende Sicht- und Oberflächenprüfung
Streit über die Optik gehört zu den häufigsten Qualitätsdiskussionen beim Box Build, weil „keine sichtbaren Kratzer“ für verschiedene Menschen Verschiedenes bedeutet. Eine brauchbare Oberflächenspezifikation definiert Sichtzonen (zum Beispiel A für die Frontseite, B für Seitenflächen, C für verdeckte Flächen), zulässige Fehlergröße und Fehleranzahl je Zone, Betrachtungsabstand, Betrachtungsdauer und Beleuchtung. Freigegebene Grenzmuster, von beiden Seiten unterschrieben, klären die meisten Fragen schneller als jede schriftliche Regel.
Die Endprüfung kontrolliert außerdem Etiketten, Ursprungslandkennzeichnung, Zubehör, Anleitungen, Verpackungseinlagen und den Verkaufskarton.
Ausgangsprüfung und AQL-Stichproben
Zusätzlich zum 100-prozentigen Funktionstest werden fertige Lose meist per Stichprobe auditiert. Die übliche Referenz ist ISO 2859-1, Stichprobenverfahren für die Attributprüfung, die Stichprobenumfänge sowie Annahme- und Rückweisezahlen auf Basis von Losgröße, Prüfniveau und AQL festlegt. Häufig genannte Einstellungen bei allgemeiner Prüfstufe II sind null zulässige kritische Fehler, 0,65 oder 1,0 für Hauptfehler und 2,5 oder 4,0 für Nebenfehler, die Werte müssen aber je Produkt vereinbart werden. Die Fehlerklassifizierung, also was kritisch, Haupt- oder Nebenfehler ist, gehört in die Prüfspezifikation. Eine unabhängige Prüfung durch Dritte ist eine Option, die viele Einkäufer zusätzlich nutzen.
Pre-Compliance oder formale Zertifizierung
Fertiger können häufig bei der Pre-Compliance für FCC, CE und RoHS unterstützen: EMV-Scans in einer Kammer oder mit Nahfeldsonden, RFA-Screening (XRF) von Materialien auf beschränkte Stoffe, Sammeln von Lieferantenerklärungen und Vorbereiten von Mustern. Das hilft, Probleme früh zu erkennen. Eine Zertifizierung ist es nicht.
- FCC: Die Gerätezulassung läuft über akkreditierte Prüflabore, wobei eine Telecommunication Certification Body (TCB) die Zertifizierung erteilt; für manche Geräte kann stattdessen das Verfahren der Supplier’s Declaration of Conformity genutzt werden.
- CE: Der Hersteller oder Importeur erstellt die technische Dokumentation und unterzeichnet die EU-Konformitätserklärung auf Grundlage von Prüfberichten; eine benannte Stelle ist nur bei einigen Richtlinien und Konformitätsbewertungsverfahren beteiligt.
- RoHS: Konformität mit der Richtlinie 2011/65/EU in der geänderten Fassung, gestützt auf Lieferantenerklärungen, Screening und bei Bedarf Laborprüfungen.
Die rechtliche Verantwortung für die Konformität bleibt beim Markeninhaber oder Importeur, nicht beim Montagebetrieb.
Wer Prüfadapter konstruiert und bezahlt
Prüfadapter und Software sind produktspezifisch und werden daher in der Regel als NRE (einmalige Entwicklungskosten) getrennt vom Stückpreis angeboten. Übliche Modelle: Der Fertiger konstruiert und baut nach Ihrer Prüfspezifikation; Sie stellen einen fertigen Adapter samt Software bei; ein externes Testhaus baut ihn. Häufig genannte Budgetspannen reichen von einigen tausend USD für einen einfachen FCT-Adapter bis zu mehreren zehntausend USD für ICT oder komplexe HF-Prüfungen; das sind nur Richtwerte, die durch Angebote der Fertiger bestätigt werden müssen. Der Kostenartikel, Box-Build-Kosten in Vietnam, zeigt, wie NRE neben den Stückkosten steht.
Vereinbaren Sie schriftlich, wem Adapter und Software gehören, ob sie zu einem anderen Fertiger verlagert werden dürfen und wer Wartung und Ersatzprüfstifte bezahlt.
Was in die Prüfspezifikation gehört
| Abschnitt | Inhalt |
|---|---|
| Umfang | Welche Prüfungen in welcher Phase, 100% oder Stichprobe |
| Prüfschritte und Grenzwerte | Jede Messung mit Nennwert, Grenzwerten und Einheiten |
| Ausrüstung | Messgeräte, Genauigkeit, Kalibrieranforderungen |
| Firmware | Datei, Version, Prüfsumme, Programmiermethode |
| Burn-in oder Run-in | Dauer, Temperatur, Lastprofil, Bestehenskriterien |
| Sicherheitsprüfungen | Hipot- und Schutzleiterwerte aus der Sicherheitsnorm |
| Daten | Je Seriennummer erfasste Felder, Exportformat, Aufbewahrung |
| Fehlerbehandlung | Regeln für Wiederholprüfungen, Fehleranalyse, Berichtswesen |
| Oberfläche und AQL | Zonen, Grenzmuster, Fehlerklassen, AQL-Stufen |
| Eigentum | Eigentum an Adaptern und Software, Änderungssteuerung |
Für den Rest des Anfragepakets siehe die Box-Build-Checkliste für Anfragen. Zu Verarbeitungsklassen siehe IPC-A-610 Klassen, und zu Kabelprüfungen siehe Kabelbaumfertigung in Vietnam. Wenn Sie einen Fertiger prüfen, lassen Sie sich eine laufende FCT-Station und eine beispielhafte Prüfaufzeichnung zeigen, wie in So prüfen Sie einen EMS-Dienstleister in Vietnam beschrieben.
boxbuildvn.com ist ein Vermittlungsservice, kein Fertiger, und führt keine Prüfungen durch. Senden Sie Ihre Stückliste (BOM), Zeichnungen und Prüfspezifikation über das Box-Build-Anfrageformular und Sie werden innerhalb von 24 Geschäftsstunden mit bis zu 3 vietnamesischen EMS-Fertigern zusammengebracht. Kostenlos für Einkäufer, NDA auf Anfrage. Mehr zum Leistungsumfang finden Sie auf der Seite Box-Build-Montage in Vietnam, oder gehen Sie direkt zum Anfrageformular.
Häufige Fragen
Wer bezahlt die Prüfadapter für den Funktionstest in einem Box-Build-Programm?
In den meisten Programmen zahlt der Käufer produktspezifische Prüfadapter und Testsoftware als NRE (einmalige Entwicklungskosten), getrennt vom Stückpreis angeboten. Der Fertiger kann den Adapter nach Ihrer Prüfspezifikation konstruieren und bauen, oder Sie stellen ihn bei. Vereinbaren Sie schriftlich, wem der Adapter gehört, ob er zu einem anderen Fertiger verlagert werden darf und wer ihn wartet. Budgetzahlen sind Richtwerte und müssen durch Angebote der Fertiger bestätigt werden.
Ist Burn-in für jedes Box-Build-Produkt notwendig?
Nein. Burn-in und Run-in kosten Zeit, Fläche und Energie, deshalb werden sie dort eingesetzt, wo Frühausfälle teuer sind: Netzteile, Produkte mit hoher thermischer Last, Industriesteuerungen oder alles, was an schwer zugänglichen Orten installiert wird. Ein gängiger Ansatz ist 100-prozentiges Run-in beim Serienanlauf und danach der Wechsel zu stichprobenbasiertem Burn-in, sobald Feld- und Prüfdaten eine stabile Ausfallrate zeigen.
Kann ein vietnamesischer EMS-Fertiger mein Produkt für FCC oder CE zertifizieren?
Nein. Fertiger können bei der Pre-Compliance unterstützen, etwa mit EMV-Scans, RoHS-Screening und der Vorbereitung von Mustern, aber die formale FCC-Gerätezulassung läuft über akkreditierte Prüflabore und Zertifizierungsstellen. Für CE unterzeichnet der Hersteller oder Importeur die Konformitätserklärung auf Grundlage von Prüfberichten, eine benannte Stelle ist nur bei einigen Richtlinien und Verfahren beteiligt. Die rechtliche Verantwortung bleibt beim Markeninhaber.
Welche AQL-Stufen werden bei der Ausgangsprüfung üblicherweise verwendet?
Häufig genannte Werte nach ISO 2859-1, allgemeine Prüfstufe II, sind null zulässige kritische Fehler, 0,65 oder 1,0 für Hauptfehler und 2,5 oder 4,0 für kosmetische Nebenfehler. Die richtigen Werte hängen von Ihrem Produkt und Markt ab. Legen Sie in der Prüfspezifikation fest, was als kritisch, Haupt- und Nebenfehler gilt, sonst haben die AQL-Zahlen keine praktische Bedeutung.
Was ist der Unterschied zwischen ICT und Flying-Probe-Test?
Beide prüfen die bestückte Leiterplatte auf Kurzschlüsse, Unterbrechungen und Bauteilwerte. ICT nutzt einen kundenspezifischen Nadelbettadapter und prüft eine Baugruppe in Sekunden bis zu einer Minute, was zu hohen Stückzahlen passt, aber NRE für den Adapter und Testpunkte erfordert. Flying Probe arbeitet mit beweglichen Sonden ohne Adapter und eignet sich daher für Prototypen und kleine Stückzahlen, braucht aber mehrere Minuten pro Baugruppe. Viele Programme beginnen mit Flying Probe und wechseln mit wachsender Menge zu ICT.