- Strategia testów box build układa testy na poziomie płytki (ICT, flying probe, boundary scan) pod testem funkcjonalnym urządzenia, burn-in, testami bezpieczeństwa i kontrolą końcową.
- Przyrządy do testów funkcjonalnych i oprogramowanie zwykle opłaca kupujący jako NRE, a napisana przez Ciebie specyfikacja testów decyduje o tym, co sprawdzają.
- Kontrola wyjściowa jest zwykle próbkowa wg poziomów AQL z ISO 2859-1 uzgodnionych w umowie, ponad 100 procentowym testem funkcjonalnym.
- Fabryki mogą wspierać testy wstępne zgodności FCC, CE i RoHS, ale formalną certyfikację przeprowadzają akredytowane laboratoria, a odpowiedzialność prawna pozostaje przy właścicielu marki lub importerze.
Box build jest tak dobry, jak ostatni test, który przeszedł przed spakowaniem. PCBA może spełniać IPC-A-610, wiązka może przechodzić test ciągłości, a obudowa może pasować, ale kupujący otrzymuje gotowy produkt i ocenia go po tym, czy się włącza, czy działa zgodnie ze specyfikacją i czy dobrze wygląda po wyjęciu z pudełka.
Ten artykuł przechodzi przez warstwy testów, które zwykle stosuje program box build: testy na poziomie płytki, programowanie firmware, test funkcjonalny, burn-in, testy bezpieczeństwa, kalibrację, kontrolę końcową i próbkowanie wyjściowe. Omawia także kwestie, które kupujący najczęściej zostawiają niezdefiniowane: kto projektuje i opłaca przyrządy, co musi zawierać specyfikacja testów i gdzie kończy się wsparcie fabryki w testach wstępnych zgodności, a zaczyna formalna certyfikacja.
Opisane praktyki to to, co fabryki EMS i box build zwykle robią. Każda fabryka ma własne metody, a zakres i koszt trzeba potwierdzić w jej wycenach.
Warstwy strategii testów box build
Testy są ułożone warstwowo, aby wady były wykrywane jak najwcześniej i jak najtaniej. Usterka znaleziona na poziomie płytki kosztuje minuty; po montażu końcowym oznacza otwarcie obudowy; w terenie oznacza zwrot.
| Warstwa testu | Co wychwytuje | Potrzebny przyrząd | Typowe zastosowanie |
|---|---|---|---|
| AOI i X-ray | Wady montażu i lutowania, pustki w BGA | Brak przyrządu dla produktu | Każda płytka, na linii po reflow |
| Flying probe | Zwarcia, przerwy, błędne lub brakujące wartości | Brak przyrządu, tylko program | Prototypy, NPI, mały wolumen |
| ICT (test w układzie) | Zwarcia, przerwy, wartości elementów, niektóre kontrole z zasilaniem | Przyrząd bed-of-nails dla każdej płytki | Stabilne projekty przy dużym wolumenie |
| Boundary scan (IEEE 1149.1, JTAG) | Błędy połączeń BGA i gęstych płytek | Tylko dostęp do złącza | Płytki z ograniczonym dostępem dla sond |
| Programowanie firmware | Błędny lub brakujący firmware, klucze, identyfikatory | Przyrząd programujący lub w ICT/FCT | Każda płytka lub urządzenie |
| FCT (test funkcjonalny) | Funkcja na poziomie obwodu i produktu | Dedykowany przyrząd FCT i oprogramowanie | Każda płytka i/lub gotowe urządzenie |
| Burn-in lub run-in | Wczesne awarie, problemy cieplne | Regały, zasilacze, komora | 100% przy wprowadzeniu, później próbkowo |
| Hipot i ground bond | Błędy izolacji i uziemienia w produktach sieciowych | Tester bezpieczeństwa | Każde urządzenie sieciowe |
| Końcowa kontrola wzrokowa i kosmetyczna | Rysy, szczeliny, błędy etykiet, brakujące części | Stanowisko kontroli, próbki graniczne | Każde urządzenie |
| Audyt AQL wyjściowy | Wady, które przeszły przez wszystkie powyższe | Brak | Próbka z partii |
Nie każdy produkt potrzebuje każdej warstwy. Lokalizator zasilany z baterii może całkiem pominąć hipot; sterownik przemysłowy z zasilaniem sieciowym nie może.
Testy na poziomie płytki: ICT, flying probe i boundary scan
ICT używa przyrządu bed-of-nails z sprężynowymi sondami stykającymi się z punktami testowymi na płytce. Mierzy wartości elementów, wykrywa zwarcia i przerwy oraz może wykonywać ograniczone testy z zasilaniem w kilka sekund. Ograniczeniami są koszt przyrządu, czas jego wykonania i potrzeba punktów testowych w układzie, które trzeba zaprojektować od początku, a nie dodawać później.
Testery flying probe przesuwają niewielką liczbę sond po płytce pod kontrolą programu. Przyrząd nie jest potrzebny, więc pasuje do prototypów, wprowadzania nowych produktów i małych serii. Każda płytka zajmuje minuty zamiast sekund, więc przy dużym wolumenie staje się wąskim gardłem.
Boundary scan, zdefiniowany w IEEE 1149.1 i zwykle nazywany JTAG, wykorzystuje logikę testową wbudowaną w zgodne układy scalone do sprawdzania połączeń, do których sondy nie sięgają, takich jak sieci BGA-BGA. Potrzebuje tylko złącza i często łączy się go z programowaniem pamięci flash przez ten sam port.
Typowa ścieżka: flying probe w prototypach i seriach pilotażowych, następnie ICT, gdy projekt jest zamrożony, a wolumen uzasadnia przyrząd, z boundary scan wszędzie tam, gdzie dostęp jest ograniczony.
Programowanie firmware i rejestrowanie numerów seryjnych
Programowanie łatwo przeoczyć, dopóki nie stanie się wąskim gardłem. Zdecyduj:
- Gdzie się odbywa: wstępnie zaprogramowane układy od dystrybutora, programowanie w systemie na przyrządzie lub jako część ICT albo FCT.
- Co jest zapisywane: firmware aplikacji, bootloader, unikalne identyfikatory, adresy MAC, dane kalibracyjne, klucze bezpieczeństwa.
- Jak jest weryfikowane: odczyt sumy kontrolnej lub wersji, rejestrowany względem numeru seryjnego.
- Jak kontrolowane są wersje: zatwierdzony plik firmware z wersją i sumą kontrolną oraz pisemna zasada na wypadek wydania nowej wersji w trakcie produkcji.
Klucze bezpieczeństwa i certyfikaty zasługują na własną procedurę: kto je dostarcza, jak są przechowywane w fabryce i jak rozliczane są niewykorzystane klucze.
Śledzenie numerów seryjnych wiąże wszystkie pozostałe testy. Powszechną praktyką jest wczesne wydrukowanie lub wygrawerowanie laserem etykiety z numerem seryjnym, skanowanie jej na każdym stanowisku testowym i zapisywanie wyników w bazie produkcyjnej fabryki. Poproś o dane w uzgodnionym formacie eksportu dla każdej partii, aby móc prześledzić każdy zwrot z terenu do jego zapisów testowych.
Przyrządy do testów funkcjonalnych (FCT)
FCT sprawdza, czy płytka lub gotowe urządzenie pełni swoją funkcję: szyny zasilania w zakresie, interfejsy się komunikują, czujniki odczytują, radia nadają, wyświetlacze i audio działają, przyciski i diody LED reagują. Tu wiedza o produkcie ma największe znaczenie, ponieważ tylko Ty wiesz, co oznacza “działa”.
Stanowisko FCT zwykle składa się z trzech części: przyrządu (igły pogo dla płytek lub złącza przeciwne i zaciski dla gotowych urządzeń); aparatury, takiej jak zasilacze, mierniki i testery RF; oprogramowania testowego, które układa kroki w sekwencję, stosuje limity i zapisuje wyniki względem numeru seryjnego. Często stosuje się zarówno FCT na poziomie płytki, jak i na poziomie urządzenia: pierwszy wychwytuje usterki przed montażem, drugi potwierdza kompletny produkt wraz z wiązkami i częściami mechanicznymi.
Burn-in i run-in
Burn-in i run-in mają znaleźć wczesne awarie, czyli lewą stronę “krzywej wannowej” niezawodności, zanim zrobi to klient.
- Run-in polega na pracy produktu z zasilaniem, często z cyklicznym przechodzeniem przez funkcje, w temperaturze pokojowej przez ustalony czas.
- Burn-in dodaje obciążenie, zwykle podwyższoną temperaturę, a czasem cykliczne załączanie zasilania, aby przyspieszyć wczesne awarie.
Powszechnie podawane czasy wahają się od kilku godzin do 48 godzin, w zależności od produktu i ryzyka. Wartości te są orientacyjne; właściwy czas wynika z Twoich danych o niezawodności i musi zostać wyceniony przez fabrykę, ponieważ regały, energia i powierzchnia rosną wraz z nim. Wiele programów stosuje 100 procent run-in przy wprowadzeniu na rynek i przechodzi na burn-in próbkowy, gdy dane o awariach się ustabilizują.
Hipot, ground bond i inne testy bezpieczeństwa
Produkty zasilane z sieci oraz produkty z zasilaczami zewnętrznymi wykonywanymi we własnym zakresie wymagają testów bezpieczeństwa na linii produkcyjnej. Zwykły zestaw to test wytrzymałości dielektrycznej (hipot) między obwodami sieciowymi a częściami dostępnymi oraz ground bond lub ciągłość uziemienia dla produktów z uziemieniem ochronnym. Wartości i czasy testów pochodzą z normy bezpieczeństwa produktu (na przykład IEC 62368-1 dla sprzętu audio, wideo i IT) oraz od jednostki certyfikującej. Programy nadzoru fabryk prowadzone przez jednostki certyfikujące zwykle wymagają tych testów rutynowych i sprawdzają zapisy podczas inspekcji fabryk.
Kalibracja z rejestrowaniem danych
Produkty z czujnikami, pomiarami lub wyjściem RF często wymagają kalibracji: stanowisko mierzy urządzenie względem przyrządów referencyjnych, oblicza współczynniki, zapisuje je w urządzeniu i weryfikuje wynik. Dwa wymagania należą do specyfikacji: same przyrządy referencyjne muszą być skalibrowane z zachowaniem spójności pomiarowej, zwykle przez laboratoria wzorcujące akredytowane wg ISO/IEC 17025, a każdy współczynnik i wynik weryfikacji musi być rejestrowany względem numeru seryjnego.
Końcowa kontrola wzrokowa i kosmetyczna
Spory o wygląd to jedne z najczęstszych sporów jakościowych w box build, ponieważ “brak widocznych rys” znaczy co innego dla różnych osób. Użyteczna specyfikacja kosmetyczna definiuje strefy powierzchni (na przykład A dla frontu, B dla boków, C dla powierzchni ukrytych), dopuszczalny rozmiar i liczbę wad w każdej strefie, odległość oględzin, czas oględzin i oświetlenie. Zatwierdzone próbki graniczne, podpisane przez obie strony, rozstrzygają większość pytań szybciej niż jakakolwiek pisemna reguła.
Kontrola końcowa sprawdza także etykiety, oznaczenie kraju pochodzenia, akcesoria, instrukcje, wkładki opakowania i pudełko detaliczne.
Kontrola wyjściowa i próbkowanie AQL
Oprócz 100 procent testu funkcjonalnego gotowe partie są zwykle audytowane przez próbkowanie. Powszechnym odniesieniem jest ISO 2859-1, procedury próbkowania do kontroli według cech alternatywnych, która określa wielkości próbek i liczby przyjęcia/odrzucenia na podstawie wielkości partii, poziomu kontroli i AQL. Powszechnie podawane ustawienia przy ogólnym poziomie kontroli II to zero akceptowanych wad krytycznych, 0.65 lub 1.0 dla głównych i 2.5 lub 4.0 dla drobnych, ale wartości trzeba uzgodnić dla każdego produktu. Klasyfikacja wad, czyli co jest krytyczne, główne lub drobne, należy do specyfikacji kontroli. Niezależna kontrola strony trzeciej jest opcją, z której wielu kupujących korzysta dodatkowo.
Testy wstępne zgodności a formalna certyfikacja
Fabryki często mogą wspierać testy wstępne zgodności FCC, CE i RoHS: skany EMC w komorze lub sondami pola bliskiego, selekcję materiałów XRF pod kątem substancji ograniczonych, zbieranie deklaracji dostawców i przygotowanie próbek. Jest to przydatne do wczesnego wychwytywania problemów. Nie jest to certyfikacja.
- FCC: autoryzacja urządzeń przebiega przez akredytowane laboratoria, a certyfikat wydaje jednostka certyfikująca telekomunikację (TCB); niektóre urządzenia mogą korzystać zamiast tego ze ścieżki deklaracji zgodności dostawcy.
- CE: producent lub importer sporządza dokumentację techniczną i podpisuje unijną deklarację zgodności na podstawie sprawozdań z badań; jednostka notyfikowana uczestniczy tylko w przypadku niektórych dyrektyw i ścieżek oceny zgodności.
- RoHS: zgodność z dyrektywą 2011/65/UE ze zmianami, poparta deklaracjami dostawców, selekcją i badaniami laboratoryjnymi w razie potrzeby.
Odpowiedzialność prawna za zgodność pozostaje przy właścicielu marki lub importerze, a nie przy fabryce montażowej.
Kto projektuje i opłaca przyrządy
Przyrządy testowe i oprogramowanie są specyficzne dla produktu, więc zwykle wycenia się je jako NRE, osobno od ceny jednostkowej. Powszechne ustalenia: fabryka projektuje i wykonuje według Twojej specyfikacji testów; Ty dostarczasz gotowy przyrząd i oprogramowanie; wykonuje je zewnętrzna firma testowa. Powszechnie podawane zakresy budżetowe wahają się od kilku tysięcy USD za prosty przyrząd FCT do dziesiątek tysięcy za ICT lub złożony test RF; są to wartości wyłącznie orientacyjne i trzeba je potwierdzić wycenami fabryk. Artykuł o kosztach, koszt box build w Wietnamie, pokazuje, jak NRE ma się do kosztu jednostkowego.
Uzgodnij na piśmie, do kogo należą przyrządy i oprogramowanie, czy można je przenieść do innej fabryki oraz kto płaci za utrzymanie i zapasowe sondy.
Co zdefiniować w specyfikacji testów
| Sekcja | Treść |
|---|---|
| Zakres | Które testy na którym etapie, 100% lub próbkowo |
| Kroki testu i limity | Każdy pomiar z wartością nominalną, limitami i jednostkami |
| Aparatura | Przyrządy, dokładność, wymagania kalibracyjne |
| Firmware | Plik, wersja, suma kontrolna, metoda programowania |
| Burn-in lub run-in | Czas, temperatura, profil mocy, kryteria zaliczenia |
| Testy bezpieczeństwa | Wartości hipot i ground bond z normy bezpieczeństwa |
| Dane | Pola rejestrowane dla każdego numeru seryjnego, format eksportu, okres przechowywania |
| Postępowanie z wadami | Zasady ponownego testu, analiza wad, raportowanie |
| Kosmetyka i AQL | Strefy, próbki graniczne, klasy wad, poziomy AQL |
| Własność | Własność przyrządów i oprogramowania, kontrola zmian |
Pozostałą część pakietu RFQ opisuje lista kontrolna RFQ na box build. O klasach jakości wykonania przeczytasz w artykule klasy IPC-A-610, a o testach kabli w montażu wiązek przewodów w Wietnamie. Podczas oceny fabryki poproś o pokazanie działającego stanowiska FCT i przykładowego zapisu testu, jak opisano w artykule jak ocenić dostawcę EMS w Wietnamie.
boxbuildvn.com to usługa dopasowywania, a nie fabryka, i nie wykonuje testów. Prześlij BOM, rysunki i specyfikację testów przez formularz RFQ na box build i uzyskaj połączenie z maksymalnie 3 wietnamskimi fabrykami EMS w ciągu 24 godzin roboczych. Bezpłatnie dla kupujących, NDA na życzenie. Więcej o zakresie znajdziesz na stronie montaż box build w Wietnamie lub przejdź od razu do formularza RFQ.
Najczęściej zadawane pytania
Kto płaci za przyrządy do testów funkcjonalnych w programie box build?
W większości programów kupujący płaci za przyrządy specyficzne dla produktu i oprogramowanie testowe jako NRE, wyceniane osobno od ceny jednostkowej. Fabryka może zaprojektować i wykonać przyrząd według Twojej specyfikacji testów albo Ty możesz go dostarczyć. Uzgodnij na piśmie, do kogo należy przyrząd, czy można go przenieść do innej fabryki i kto go utrzymuje. Kwoty budżetowe są orientacyjne i muszą zostać potwierdzone wycenami fabryk.
Czy burn-in jest potrzebny w każdym produkcie box build?
Nie. Burn-in i run-in zwiększają czas, miejsce i koszt energii, dlatego stosuje się je tam, gdzie wczesne awarie są kosztowne: zasilacze, produkty o dużym obciążeniu cieplnym, sterowniki przemysłowe lub wszystko, co jest montowane w trudno dostępnych miejscach. Częste podejście to 100 procent run-in przy wprowadzeniu na rynek, a następnie przejście na burn-in próbkowy, gdy dane z terenu i testów wskażą stabilny poziom awaryjności.
Czy wietnamska fabryka EMS może certyfikować mój produkt wg FCC lub CE?
Nie. Fabryki mogą wspierać testy wstępne zgodności, takie jak skany EMC, selekcja RoHS i przygotowanie próbek, ale formalna autoryzacja urządzeń FCC przebiega przez akredytowane laboratoria i jednostki certyfikujące. W przypadku CE producent lub importer podpisuje deklarację zgodności na podstawie sprawozdań z badań, a jednostka notyfikowana uczestniczy tylko w przypadku niektórych dyrektyw i ścieżek. Odpowiedzialność prawna pozostaje przy właścicielu marki.
Jakie poziomy AQL są powszechnie stosowane w kontroli wyjściowej?
Powszechnie podawane poziomy wg ISO 2859-1, ogólny poziom kontroli II, to zero akceptowanych wad krytycznych, 0.65 lub 1.0 dla wad głównych i 2.5 lub 4.0 dla drobnych wad kosmetycznych. Właściwe wartości zależą od produktu i rynku. W specyfikacji kontroli zdefiniuj, co jest wadą krytyczną, główną i drobną, w przeciwnym razie wartości AQL nie mają praktycznego znaczenia.
Jaka jest różnica między ICT a testem flying probe?
Oba testują zmontowaną płytkę pod kątem zwarć, przerw i wartości elementów. ICT używa dedykowanego przyrządu typu łoże z igłami (bed-of-nails) i testuje płytkę w kilka sekund do minuty, co pasuje do dużych wolumenów, ale wymaga NRE przyrządu i punktów testowych. Flying probe używa ruchomych sond i nie wymaga przyrządu, więc pasuje do prototypów i małych wolumenów, ale każda płytka trwa kilka minut. Wiele programów zaczyna od flying probe i przechodzi na ICT, gdy rośnie wolumen.