- Une stratégie de test box build superpose les tests au niveau carte (ICT, sondes mobiles, boundary scan) au test fonctionnel de l’unité, au burn-in, aux essais de sécurité et à l’inspection finale.
- Les bancs de test fonctionnel et leur logiciel sont normalement payés par l’acheteur en NRE, et c’est la spécification de test que vous rédigez qui détermine ce qu’ils vérifient.
- L’inspection finale est généralement réalisée par échantillonnage selon des niveaux AQL de l’ISO 2859-1 convenus au contrat, en plus du test fonctionnel à 100 %.
- Les usines peuvent accompagner la pré-conformité FCC, CE et RoHS, mais la certification formelle est réalisée par des laboratoires accrédités et la responsabilité légale reste au propriétaire de la marque ou à l’importateur.
Un box build ne vaut que par le dernier test qu’il a réussi avant d’être emballé. La PCBA peut respecter l’IPC-A-610, le faisceau peut réussir le test de continuité et le boîtier peut s’ajuster parfaitement, mais l’acheteur reçoit un produit fini et le juge sur sa mise sous tension, ses performances conformes à la spécification et son aspect au déballage.
Cet article passe en revue les niveaux de test qu’utilise habituellement un programme box build : tests au niveau carte, programmation du firmware, test fonctionnel, burn-in, essais de sécurité, étalonnage, inspection finale et échantillonnage avant expédition. Il traite aussi des points que les acheteurs laissent le plus souvent indéfinis : qui conçoit et paie les bancs, ce que doit contenir la spécification de test et où s’arrête l’accompagnement de l’usine en pré-conformité et où commence la certification formelle.
Les pratiques décrites sont celles qu’appliquent habituellement les usines EMS et box build. Chaque usine a ses propres méthodes, et le périmètre comme le coût doivent être confirmés dans leurs devis.
Les niveaux d’une stratégie de test box build
Les tests sont échelonnés pour détecter les défauts le plus tôt et au moindre coût. Un défaut trouvé au niveau carte coûte quelques minutes ; après l’assemblage final, il faut ouvrir un boîtier ; sur le terrain, c’est un retour produit.
| Niveau de test | Ce qu’il détecte | Banc nécessaire | Usage habituel |
|---|---|---|---|
| AOI et rayons X | Défauts de placement et de brasure, vides dans les BGA | Aucun banc spécifique au produit | Chaque carte, en ligne après refusion |
| Sondes mobiles | Courts-circuits, circuits ouverts, valeurs erronées ou manquantes | Pas de banc, programme uniquement | Prototypes, industrialisation, petits volumes |
| ICT (test in situ) | Courts-circuits, circuits ouverts, valeurs de composants, quelques contrôles sous tension | Banc à lit de clous par carte | Conceptions stabilisées en volume |
| Boundary scan (IEEE 1149.1, JTAG) | Défauts d’interconnexion sur les BGA et les cartes denses | Accès par connecteur uniquement | Cartes à accès limité pour les sondes |
| Programmation du firmware | Firmware, clés ou identifiants erronés ou absents | Gabarit de programmation ou intégration en ICT/FCT | Chaque carte ou unité |
| FCT (test fonctionnel) | Fonctionnement au niveau circuit et produit | Banc FCT et logiciel spécifiques | Chaque carte et/ou unité finie |
| Burn-in ou run-in | Défaillances précoces, problèmes thermiques | Racks, alimentations, enceinte climatique | 100% au lancement ou par échantillonnage ensuite |
| Hipot et continuité de terre | Défauts d’isolement et de terre des produits secteur | Testeur de sécurité | Chaque unité alimentée par le secteur |
| Contrôle visuel et d’aspect final | Rayures, jeux, erreurs d’étiquetage, pièces manquantes | Poste d’inspection, échantillons limites | Chaque unité |
| Audit AQL avant expédition | Défauts ayant échappé à tout ce qui précède | Aucun | Échantillon par lot |
Tous les produits n’ont pas besoin de tous les niveaux. Un traceur sur batterie peut se passer entièrement du hipot ; un contrôleur industriel alimenté par le secteur ne le peut pas.
Tests au niveau carte : ICT, sondes mobiles et boundary scan
L’ICT utilise un banc à lit de clous dont les pointes à ressort viennent au contact des points de test de la carte. Il mesure les valeurs des composants, détecte les courts-circuits et les circuits ouverts et peut effectuer en quelques secondes des tests limités sous tension. Ses limites sont le coût du banc, son délai de fabrication et la nécessité de points de test dans le routage, qui doivent être prévus dès la conception et non ajoutés après coup.
Les testeurs à sondes mobiles déplacent un petit nombre de sondes sur la carte sous contrôle d’un programme. Aucun banc n’est nécessaire, ce qui convient aux prototypes, à l’industrialisation de nouveaux produits et aux petites séries. Chaque carte prend des minutes plutôt que des secondes, ce qui en fait un goulet d’étranglement en volume.
Le boundary scan, défini par l’IEEE 1149.1 et couramment appelé JTAG, utilise la logique de test intégrée aux circuits compatibles pour vérifier les interconnexions inaccessibles aux sondes, comme les liaisons entre BGA. Il ne nécessite qu’un connecteur et est souvent combiné à la programmation de la mémoire flash par le même port.
Un parcours type : sondes mobiles pendant les prototypes et les séries pilotes, puis ICT une fois la conception figée et le volume suffisant pour justifier le banc, avec du boundary scan partout où l’accès est limité.
Programmation du firmware et enregistrement des numéros de série
La programmation est facile à négliger jusqu’à ce qu’elle devienne le goulet d’étranglement. Décidez :
- Où elle a lieu : composants préprogrammés par le distributeur, programmation in situ sur un gabarit, ou intégrée à l’ICT ou au FCT.
- Ce qui est écrit : firmware applicatif, bootloader, identifiants uniques, adresses MAC, données d’étalonnage, clés de sécurité.
- Comment c’est vérifié : relecture de la somme de contrôle ou de la version, enregistrée avec le numéro de série.
- Comment les versions sont gérées : un fichier de firmware validé avec version et somme de contrôle, et une règle écrite pour le cas où vous publiez une nouvelle version en cours de production.
Les clés et certificats de sécurité méritent leur propre procédure : qui les fournit, comment ils sont stockés à l’usine et comment les clés inutilisées sont comptabilisées.
Le suivi par numéro de série relie tous les autres tests entre eux. La pratique courante consiste à imprimer ou graver au laser une étiquette de numéro de série tôt dans le processus, à la scanner à chaque poste de test et à stocker les résultats dans la base de données de production de l’usine. Demandez les données dans un format d’export convenu, par lot, afin de pouvoir remonter de tout retour terrain à ses enregistrements de test.
Bancs de test fonctionnel (FCT)
Le FCT vérifie que la carte ou l’unité finie remplit sa fonction : rails d’alimentation dans la plage, interfaces qui communiquent, capteurs qui mesurent, radios qui émettent, écran et audio qui fonctionnent, boutons et LED qui répondent. C’est là que votre connaissance du produit compte le plus, car vous seul savez ce que « fonctionner » signifie.
Un poste FCT comprend généralement trois éléments : un banc (pointes pogo pour les cartes, ou connecteurs d’accouplement et brides pour les unités finies) ; des instruments comme des alimentations, des multimètres et des testeurs RF ; un logiciel de test qui enchaîne les étapes, applique les limites et enregistre les résultats avec le numéro de série. Le FCT au niveau carte et le FCT au niveau unité sont souvent utilisés ensemble : le premier détecte les défauts avant l’assemblage, le second valide le produit complet, faisceaux et pièces mécaniques compris.
Burn-in et run-in
Le burn-in et le run-in visent à détecter les défaillances précoces, la partie gauche de la « courbe en baignoire » de fiabilité, avant le client.
- Le run-in fait fonctionner le produit sous tension, souvent en parcourant ses fonctions, à température ambiante pendant une durée définie.
- Le burn-in ajoute une contrainte, généralement une température élevée et parfois des cycles de mise sous tension, pour accélérer les défaillances précoces.
Les durées couramment annoncées vont de quelques heures à 48 heures, selon le produit et le risque. Ces chiffres sont indicatifs ; la bonne durée découle de vos données de fiabilité et doit être chiffrée par l’usine, car les racks, l’énergie et la surface au sol augmentent avec elle. De nombreux programmes pratiquent un run-in à 100 % au lancement et passent à un burn-in par échantillonnage une fois les données de défaillance stabilisées.
Hipot, continuité de terre et autres essais de sécurité
Les produits alimentés par le secteur, ainsi que ceux dont l’alimentation externe est fabriquée en interne, nécessitent des essais de sécurité en ligne de production. L’ensemble habituel comprend l’essai de tenue diélectrique (hipot) entre les circuits secteur et les parties accessibles, et l’essai de continuité de terre pour les produits dotés d’une terre de protection. Les valeurs et durées d’essai proviennent de la norme de sécurité du produit (par exemple l’IEC 62368-1 pour les équipements audio, vidéo et informatiques) et de l’organisme de certification. Les programmes de suivi en usine des organismes de certification exigent couramment ces essais de routine et contrôlent les enregistrements lors des inspections d’usine.
Étalonnage avec enregistrement des données
Les produits comportant des capteurs, une fonction de mesure ou une émission RF nécessitent souvent un étalonnage : le poste mesure l’unité par rapport à des instruments de référence, calcule des coefficients, les écrit dans l’appareil et vérifie le résultat. Deux exigences ont leur place dans la spécification : les instruments de référence doivent eux-mêmes être étalonnés avec traçabilité, généralement par des laboratoires d’étalonnage accrédités ISO/IEC 17025, et chaque coefficient et résultat de vérification doit être enregistré avec le numéro de série.
Contrôle visuel et d’aspect final
Les litiges d’aspect figurent parmi les désaccords qualité les plus fréquents en box build, car « aucune rayure visible » ne signifie pas la même chose pour tout le monde. Une spécification d’aspect exploitable définit des zones de surface (par exemple A pour la face avant, B pour les côtés, C pour les surfaces cachées), la taille et le nombre de défauts admis par zone, la distance d’observation, le temps d’observation et l’éclairage. Des échantillons limites approuvés et signés par les deux parties règlent la plupart des questions plus vite que n’importe quelle règle écrite.
L’inspection finale vérifie aussi les étiquettes, le marquage du pays d’origine, les accessoires, les notices, les calages et la boîte de vente.
Inspection avant expédition et échantillonnage AQL
En plus du test fonctionnel à 100 %, les lots finis sont généralement audités par échantillonnage. La référence courante est l’ISO 2859-1, règles d’échantillonnage pour les contrôles par attributs, qui fixe la taille des échantillons et les critères d’acceptation et de rejet en fonction de la taille du lot, du niveau d’inspection et de l’AQL. Les réglages couramment annoncés au niveau d’inspection général II sont zéro défaut critique accepté, 0,65 ou 1,0 pour les défauts majeurs et 2,5 ou 4,0 pour les défauts mineurs, mais les valeurs doivent être convenues pour chaque produit. La classification des défauts, ce qui est critique, majeur ou mineur, a sa place dans la spécification d’inspection. De nombreux acheteurs recourent en complément à une inspection par un tiers indépendant.
Pré-conformité et certification formelle
Les usines peuvent souvent accompagner la pré-conformité FCC, CE et RoHS : balayages CEM en chambre ou avec des sondes de champ proche, criblage XRF des matériaux pour les substances réglementées, collecte des déclarations des fournisseurs et préparation des échantillons. C’est utile pour détecter les problèmes tôt. Ce n’est pas une certification.
- FCC : l’autorisation d’équipement passe par des laboratoires d’essai accrédités, un organisme de certification des télécommunications (TCB) délivrant la certification ; certains appareils peuvent relever à la place de la procédure de déclaration de conformité du fournisseur.
- CE : le fabricant ou l’importateur constitue le dossier technique et signe la déclaration UE de conformité sur la base de rapports d’essai ; un organisme notifié n’intervient que pour certaines directives et procédures d’évaluation de la conformité.
- RoHS : conformité à la directive 2011/65/UE modifiée, étayée par les déclarations des fournisseurs, le criblage et des essais en laboratoire si nécessaire.
La responsabilité légale de la conformité reste au propriétaire de la marque ou à l’importateur, pas à l’usine d’assemblage.
Qui conçoit et paie les bancs
Les bancs et logiciels de test sont propres au produit : ils sont donc normalement chiffrés en NRE, séparément du prix unitaire. Organisations courantes : l’usine conçoit et fabrique selon votre spécification de test ; vous fournissez un banc et un logiciel finis ; un prestataire de test tiers le fabrique. Les budgets couramment annoncés vont de quelques milliers d’USD pour un banc FCT simple à plusieurs dizaines de milliers pour l’ICT ou un test RF complexe ; ces chiffres sont purement indicatifs et doivent être confirmés par les devis des usines. L’article sur le coût d’un box build au Vietnam montre la place des NRE à côté du coût unitaire.
Convenez par écrit de la propriété des bancs et des logiciels, de la possibilité de les transférer vers une autre usine et de la prise en charge de l’entretien et des pointes de rechange.
Ce qu’il faut définir dans la spécification de test
| Section | Contenu |
|---|---|
| Périmètre | Quels tests à quelle étape, à 100% ou par échantillonnage |
| Étapes de test et limites | Chaque mesure avec valeur nominale, limites et unités |
| Équipements | Instruments, précision, exigences d’étalonnage |
| Firmware | Fichier, version, somme de contrôle, méthode de programmation |
| Burn-in ou run-in | Durée, température, profil d’alimentation, critères de réussite |
| Essais de sécurité | Valeurs hipot et continuité de terre issues de la norme de sécurité |
| Données | Champs enregistrés par numéro de série, format d’export, durée de conservation |
| Traitement des défaillances | Règles de re-test, analyse des défaillances, reporting |
| Aspect et AQL | Zones, échantillons limites, classes de défauts, niveaux AQL |
| Propriété | Propriété des bancs et logiciels, gestion des modifications |
Pour le reste du dossier RFQ, consultez la check-list RFQ box build. Pour les classes d’exécution, voir classes IPC-A-610, et pour les tests de câbles, voir faisceaux de câbles au Vietnam. Lors de l’évaluation d’une usine, demandez à voir un poste FCT en fonctionnement et un exemple d’enregistrement de test, comme décrit dans comment évaluer un prestataire EMS au Vietnam.
boxbuildvn.com est un service de mise en relation, pas une usine, et ne réalise aucun test. Envoyez votre nomenclature, vos plans et votre spécification de test via le formulaire RFQ box build et soyez mis en relation avec jusqu’à 3 usines EMS vietnamiennes sous 24 heures ouvrées. Gratuit pour les acheteurs, NDA sur demande. Pour en savoir plus sur le périmètre, consultez la page assemblage box build au Vietnam, ou passez directement au formulaire RFQ.
Questions fréquentes
Qui paie les bancs de test fonctionnel dans un programme box build ?
Dans la plupart des programmes, l’acheteur paie les bancs et le logiciel de test propres au produit en NRE, chiffrés séparément du prix unitaire. L’usine peut concevoir et fabriquer le banc selon votre spécification de test, ou vous pouvez le fournir. Convenez par écrit de la propriété du banc, de la possibilité de le transférer vers une autre usine et de la responsabilité de son entretien. Les budgets sont indicatifs et doivent être confirmés par les devis des usines.
Le burn-in est-il nécessaire pour tout produit box build ?
Non. Le burn-in et le run-in ajoutent du temps, de l’espace et un coût énergétique : on les utilise donc lorsque les défaillances précoces coûtent cher, par exemple pour les alimentations, les produits à forte charge thermique, les contrôleurs industriels ou tout équipement installé dans des endroits difficiles d’accès. Une approche courante consiste à pratiquer un run-in à 100 % au lancement, puis à passer à un burn-in par échantillonnage une fois que les données terrain et de test montrent un taux de défaillance stable.
Une usine EMS vietnamienne peut-elle certifier mon produit FCC ou CE ?
Non. Les usines peuvent accompagner la pré-conformité, par exemple des balayages CEM, un criblage RoHS et la préparation d’échantillons, mais l’autorisation d’équipement FCC formelle passe par des laboratoires d’essai accrédités et des organismes de certification. Pour le marquage CE, le fabricant ou l’importateur signe la déclaration de conformité sur la base de rapports d’essai, un organisme notifié n’intervenant que pour certaines directives et procédures. La responsabilité légale reste au propriétaire de la marque.
Quels niveaux AQL sont couramment utilisés pour l’inspection finale ?
Les niveaux couramment annoncés selon l’ISO 2859-1, niveau d’inspection général II, sont zéro défaut critique accepté, 0,65 ou 1,0 pour les défauts majeurs et 2,5 ou 4,0 pour les défauts d’aspect mineurs. Les bonnes valeurs dépendent de votre produit et de votre marché. Définissez dans la spécification d’inspection ce qui est critique, majeur et mineur, sinon les valeurs AQL n’ont aucune portée pratique.
Quelle est la différence entre l’ICT et le test par sondes mobiles ?
Les deux testent la carte assemblée pour détecter courts-circuits, circuits ouverts et valeurs de composants. L’ICT utilise un banc à lit de clous spécifique et teste une carte en quelques secondes à une minute, ce qui convient aux grands volumes mais exige des NRE de banc et des points de test. Le test par sondes mobiles utilise des sondes mobiles sans banc : il convient aux prototypes et aux petits volumes, mais chaque carte prend plusieurs minutes. De nombreux programmes démarrent en sondes mobiles et passent à l’ICT lorsque le volume augmente.