- Uma estratégia de teste de box build sobrepõe testes no nível da placa (ICT, flying probe, boundary scan) ao teste funcional da unidade, ao burn-in, aos testes de segurança e à inspeção final.
- Os dispositivos e o software de teste funcional normalmente são pagos pelo comprador como NRE, e a especificação de teste que você escreve decide o que eles verificam.
- A inspeção de saída geralmente é feita por amostragem conforme os níveis AQL da ISO 2859-1 acordados em contrato, além do teste funcional a 100 por cento.
- As fábricas podem apoiar a pré-conformidade FCC, CE e RoHS, mas a certificação formal é feita por laboratórios acreditados e a responsabilidade legal continua com o dono da marca ou o importador.
Um box build só é tão bom quanto o último teste em que passou antes de ser embalado. A PCBA pode atender à IPC-A-610, o chicote pode passar no teste de continuidade e o gabinete pode encaixar, mas o comprador recebe um produto acabado e o julga pelo fato de ele ligar, funcionar conforme a especificação e ter boa aparência ao sair da caixa.
Este artigo percorre as camadas de teste que um programa de box build costuma usar: testes no nível da placa, gravação de firmware, teste funcional, burn-in, testes de segurança, calibração, inspeção final e amostragem de saída. Ele também cobre os pontos que os compradores mais deixam indefinidos: quem projeta e paga os dispositivos, o que a especificação de teste precisa conter e onde termina o apoio de pré-conformidade da fábrica e começa a certificação formal.
As práticas descritas são o que as fábricas EMS e de box build costumam fazer. Cada fábrica tem os próprios métodos, e o escopo e o custo precisam ser confirmados nas cotações delas.
As camadas de uma estratégia de teste de box build
Os testes são organizados em camadas para que os defeitos sejam detectados o mais cedo e da forma mais barata possível. Uma falha encontrada no nível da placa custa minutos; depois da montagem final, significa abrir um gabinete; em campo, significa uma devolução.
| Camada de teste | O que detecta | Dispositivo necessário | Uso típico |
|---|---|---|---|
| AOI e raio X | Defeitos de posicionamento e de solda, vazios em BGA | Nenhum dispositivo específico do produto | Todas as placas, em linha após a refusão |
| Flying probe | Curtos, circuitos abertos, valores errados ou ausentes | Nenhum dispositivo, apenas programa | Protótipos, NPI, volumes baixos |
| ICT (teste em circuito) | Curtos, circuitos abertos, valores de componentes, algumas verificações energizadas | Dispositivo de cama de pregos por placa | Projetos estáveis em volume |
| Boundary scan (IEEE 1149.1, JTAG) | Falhas de interconexão em BGAs e placas densas | Apenas acesso por conector | Placas com acesso limitado para pontas de prova |
| Gravação de firmware | Firmware, chaves ou IDs errados ou ausentes | Gabarito de gravação ou dentro do ICT/FCT | Todas as placas ou unidades |
| FCT (teste funcional) | Funcionamento do circuito e do produto | Dispositivo e software de FCT sob medida | Todas as placas e/ou unidades acabadas |
| Burn-in ou run-in | Falhas no início da vida útil, problemas térmicos | Racks, fontes de alimentação, câmara | 100% no lançamento ou por amostragem depois |
| Hipot e continuidade de aterramento | Falhas de isolamento e de aterramento em produtos ligados à rede | Testador de segurança | Todas as unidades ligadas à rede |
| Inspeção visual e cosmética final | Riscos, frestas, erros de etiqueta, peças faltando | Estação de inspeção, amostras-limite | Todas as unidades |
| Auditoria AQL de saída | Escapes de todas as camadas acima | Nenhum | Amostra por lote |
Nem todo produto precisa de todas as camadas. Um rastreador a bateria pode dispensar totalmente o hipot; um controlador industrial com alimentação pela rede não pode.
Testes no nível da placa: ICT, flying probe e boundary scan
O ICT usa um dispositivo de cama de pregos com pontas de prova com mola que tocam os pontos de teste da placa. Ele mede valores de componentes, detecta curtos e circuitos abertos e pode executar testes energizados limitados em segundos. As limitações são o custo do dispositivo, o prazo de fabricação do dispositivo e a necessidade de pontos de teste no layout, que precisam ser previstos no projeto, não acrescentados depois.
Os testadores de flying probe movem um pequeno número de pontas de prova sobre a placa sob controle de programa. Não é necessário nenhum dispositivo, por isso atendem a protótipos, à introdução de novos produtos e a lotes de volume baixo. Cada placa leva minutos em vez de segundos, então o teste vira um gargalo em volume.
O boundary scan, definido na IEEE 1149.1 e comumente chamado de JTAG, usa a lógica de teste embutida em CIs compatíveis para verificar interconexões que as pontas de prova não alcançam, como redes entre BGAs. Ele precisa apenas de um conector e muitas vezes é combinado com a gravação da memória flash pela mesma porta.
Um caminho típico: flying probe durante os protótipos e os lotes piloto, depois ICT quando o projeto estiver congelado e o volume justificar o dispositivo, com boundary scan onde quer que o acesso seja limitado.
Gravação de firmware e registro do número de série
A gravação é fácil de esquecer até virar o gargalo. Defina:
- Onde ela acontece: dispositivos pré-gravados pelo distribuidor, gravação no próprio circuito em um gabarito ou como parte do ICT ou do FCT.
- O que é gravado: firmware de aplicação, bootloader, IDs únicos, endereços MAC, dados de calibração, chaves de segurança.
- Como é verificada: leitura de checksum ou de versão, registrada com o número de série.
- Como as versões são controladas: um arquivo de firmware liberado com versão e checksum, e uma regra escrita sobre o que acontece quando você libera uma nova versão no meio da produção.
Chaves e certificados de segurança merecem um procedimento próprio: quem os fornece, como são guardados na fábrica e como as chaves não usadas são contabilizadas.
O rastreio do número de série amarra todos os outros testes. A prática comum é imprimir ou gravar a laser uma etiqueta de número de série no início, lê-la em cada estação de teste e armazenar os resultados no banco de dados de produção da fábrica. Peça os dados em um formato de exportação acordado por lote, para poder rastrear qualquer devolução de campo até os registros de teste.
Dispositivos de teste funcional (FCT)
O FCT verifica se a placa ou a unidade acabada cumpre a sua função: trilhas de alimentação dentro da faixa, interfaces se comunicando, sensores lendo, rádios transmitindo, display e áudio funcionando, botões e LEDs respondendo. É onde o conhecimento do seu produto mais importa, porque só você sabe o que ‘funcionando’ significa.
Uma estação de FCT costuma ter três partes: um dispositivo (pinos pogo para placas, ou conectores de acoplamento e grampos para unidades acabadas); instrumentos como fontes de alimentação, multímetros e testadores de RF; e um software de teste que sequencia as etapas, aplica os limites e registra os resultados com o número de série. O FCT no nível da placa e o FCT no nível da unidade muitas vezes são usados juntos: o primeiro detecta falhas antes da montagem, o segundo confirma o produto completo, incluindo chicotes e peças mecânicas.
Burn-in e run-in
O burn-in e o run-in buscam encontrar as falhas do início da vida útil, o lado esquerdo da ‘curva da banheira’ de confiabilidade, antes que o cliente as encontre.
- O run-in mantém o produto energizado, muitas vezes percorrendo suas funções em ciclo, em temperatura ambiente por um período definido.
- O burn-in acrescenta estresse, geralmente temperatura elevada e às vezes ciclos de energização, para acelerar as falhas precoces.
As durações comumente cotadas vão de algumas horas a 48 horas, conforme o produto e o risco. Esses números são indicativos; a duração certa vem dos seus dados de confiabilidade e precisa ser precificada pela fábrica, porque racks, energia e área ocupada crescem junto com ela. Muitos programas fazem run-in a 100 por cento no lançamento e passam para burn-in por amostragem quando os dados de falha se estabilizam.
Hipot, continuidade de aterramento e outros testes de segurança
Produtos alimentados pela rede elétrica, e produtos com fontes de alimentação externas fabricadas internamente, precisam de testes de segurança na linha de produção. O conjunto habitual é o teste de tensão suportável dielétrica (hipot) entre os circuitos da rede e as partes acessíveis, e o teste de continuidade de aterramento para produtos com terra de proteção. Os valores e as durações dos testes vêm da norma de segurança do produto (por exemplo a IEC 62368-1 para equipamentos de áudio, vídeo e TI) e do organismo de certificação. Os programas de acompanhamento de fábrica dos organismos de certificação costumam exigir esses testes de rotina e conferem os registros durante as inspeções na fábrica.
Calibração com registro de dados
Produtos com sensores, funções de medição ou saída de RF muitas vezes precisam de calibração: a estação mede a unidade em relação a instrumentos de referência, calcula os coeficientes, grava-os no dispositivo e verifica o resultado. Dois requisitos devem constar na especificação: os próprios instrumentos de referência precisam estar calibrados com rastreabilidade, normalmente por laboratórios de calibração acreditados segundo a ISO/IEC 17025, e cada coeficiente e resultado de verificação precisa ser registrado com o número de série.
Inspeção visual e cosmética final
Disputas cosméticas estão entre as discussões de qualidade mais comuns em box build, porque ‘sem riscos visíveis’ significa coisas diferentes para pessoas diferentes. Uma especificação cosmética útil define zonas de superfície (por exemplo A para a face frontal, B para as laterais, C para superfícies ocultas), o tamanho e a quantidade de defeitos permitidos por zona, a distância de observação, o tempo de observação e a iluminação. Amostras-limite aprovadas e assinadas pelas duas partes resolvem a maioria das dúvidas mais rápido do que qualquer regra escrita.
A inspeção final também verifica etiquetas, marcação de país de origem, acessórios, manuais, calços da embalagem e a caixa de varejo.
Inspeção de saída e amostragem AQL
Além do teste funcional a 100 por cento, os lotes acabados geralmente são auditados por amostragem. A referência comum é a ISO 2859-1, procedimentos de amostragem para inspeção por atributos, que define tamanhos de amostra e números de aceitação e rejeição com base no tamanho do lote, no nível de inspeção e no AQL. As configurações comumente cotadas no nível geral de inspeção II são zero defeitos críticos aceitos, 0,65 ou 1,0 para defeitos maiores e 2,5 ou 4,0 para menores, mas os valores precisam ser acordados para cada produto. A classificação dos defeitos, o que é crítico, maior ou menor, deve constar na especificação de inspeção. A inspeção independente por terceiros é uma opção que muitos compradores usam em complemento.
Pré-conformidade vs. certificação formal
As fábricas muitas vezes podem apoiar a pré-conformidade FCC, CE e RoHS: varreduras de EMC em câmara ou com pontas de campo próximo, triagem de materiais por XRF para substâncias restritas, coleta de declarações de fornecedores e preparação de amostras. Isso é útil para detectar problemas cedo. Não é certificação.
- FCC: a autorização de equipamentos passa por laboratórios de ensaio acreditados, com um organismo de certificação de telecomunicações (TCB) concedendo a certificação; alguns dispositivos podem usar, em vez disso, o procedimento de declaração de conformidade do fornecedor.
- CE: o fabricante ou o importador elabora o dossiê técnico e assina a declaração UE de conformidade com base em relatórios de ensaio; um organismo notificado só participa em algumas diretivas e procedimentos de avaliação da conformidade.
- RoHS: conformidade com a Diretiva 2011/65/UE e suas alterações, respaldada por declarações de fornecedores, triagem e ensaios de laboratório quando necessário.
A responsabilidade legal pela conformidade continua com o dono da marca ou o importador, não com a fábrica de montagem.
Quem projeta e paga os dispositivos
Os dispositivos e o software de teste são específicos de cada produto, por isso normalmente são cotados como NRE, separados do preço unitário. Arranjos comuns: a fábrica projeta e constrói conforme a sua especificação de teste; você fornece um dispositivo e um software prontos; ou uma empresa de testes terceirizada os constrói. As faixas de orçamento comumente cotadas vão de alguns milhares de USD para um dispositivo de FCT simples a dezenas de milhares para ICT ou testes de RF complexos; esses valores são apenas indicativos e precisam ser confirmados por cotações das fábricas. O artigo de custos, custo de box build no Vietnã, mostra como o NRE fica ao lado do custo unitário.
Acorde por escrito quem é dono dos dispositivos e do software, se eles podem ser transferidos para outra fábrica e quem paga a manutenção e as pontas de prova de reposição.
O que definir na especificação de teste
| Seção | Conteúdo |
|---|---|
| Escopo | Quais testes em qual etapa, 100% ou por amostragem |
| Etapas e limites de teste | Cada medição com valor nominal, limites e unidades |
| Equipamentos | Instrumentos, exatidão, requisitos de calibração |
| Firmware | Arquivo, versão, checksum, método de gravação |
| Burn-in ou run-in | Duração, temperatura, perfil de energização, critérios de aprovação |
| Testes de segurança | Valores de hipot e de continuidade de aterramento conforme a norma de segurança |
| Dados | Campos registrados por número de série, formato de exportação, retenção |
| Tratamento de falhas | Regras de reteste, análise de falhas, relatórios |
| Cosmético e AQL | Zonas, amostras-limite, classes de defeito, níveis de AQL |
| Propriedade | Propriedade dos dispositivos e do software, controle de alterações |
Para o restante do pacote de RFQ, consulte o checklist de RFQ para box build. Para as classes de mão de obra, veja classes IPC-A-610, e para os testes de cabos, veja montagem de chicotes elétricos no Vietnã. Ao avaliar uma fábrica, peça para ver uma estação de FCT funcionando e um registro de teste de exemplo, como descrito em como avaliar um fornecedor EMS no Vietnã.
boxbuildvn.com é um serviço de indicação, não uma fábrica, e não realiza testes. Envie sua BOM, seus desenhos e sua especificação de teste pelo formulário de RFQ de box build e receba até 3 fábricas EMS vietnamitas indicadas em até 24 horas úteis. Gratuito para compradores, NDA sob solicitação. Mais detalhes sobre o escopo estão na página de montagem box build no Vietnã, ou vá direto ao formulário de RFQ.
Perguntas frequentes
Quem paga pelos dispositivos de teste funcional em um programa de box build?
Na maioria dos programas, o comprador paga os dispositivos e o software de teste específicos do produto como NRE, cotados separadamente do preço unitário. A fábrica pode projetar e construir o dispositivo conforme a sua especificação de teste, ou você pode fornecê-lo. Acorde por escrito quem é dono do dispositivo, se ele pode ser transferido para outra fábrica e quem faz a manutenção. Os valores de orçamento são indicativos e precisam ser confirmados por cotações das fábricas.
O burn-in é necessário para todo produto de box build?
Não. O burn-in e o run-in acrescentam custo de tempo, espaço e energia, por isso são usados quando falhas no início da vida útil saem caras: fontes de alimentação, produtos com alta carga térmica, controladores industriais ou qualquer coisa instalada em locais de difícil acesso. Uma abordagem comum é fazer run-in a 100 por cento no lançamento e depois passar para burn-in por amostragem quando os dados de campo e de teste mostram uma taxa de falhas estável.
Uma fábrica EMS vietnamita pode certificar meu produto para FCC ou CE?
Não. As fábricas podem apoiar a pré-conformidade, como varreduras de EMC, triagem RoHS e preparação de amostras, mas a autorização formal de equipamentos da FCC passa por laboratórios de ensaio acreditados e organismos de certificação. Para a marcação CE, o fabricante ou o importador assina a declaração de conformidade com base em relatórios de ensaio, com um organismo notificado envolvido apenas em algumas diretivas e procedimentos. A responsabilidade legal continua com o dono da marca.
Quais níveis de AQL costumam ser usados na inspeção de saída?
Os níveis comumente cotados conforme a ISO 2859-1, nível geral de inspeção II, são zero defeitos críticos aceitos, 0,65 ou 1,0 para defeitos maiores e 2,5 ou 4,0 para defeitos cosméticos menores. Os valores certos dependem do seu produto e do seu mercado. Defina o que conta como crítico, maior e menor na especificação de inspeção; caso contrário, os números de AQL não têm significado prático.
Qual é a diferença entre ICT e teste por flying probe?
Os dois testam a placa montada quanto a curtos, circuitos abertos e valores de componentes. O ICT usa um dispositivo sob medida do tipo cama de pregos e testa uma placa em segundos ou até um minuto, o que atende a volumes altos, mas exige NRE de dispositivo e pontos de teste. O flying probe usa pontas de prova móveis e nenhum dispositivo, por isso atende a protótipos e volumes baixos, mas cada placa leva vários minutos. Muitos programas começam com flying probe e passam para ICT à medida que o volume cresce.