- Стратегия тестирования box build выстраивает уровни: под функциональным тестом изделия, прогоном, испытаниями безопасности и финальным контролем лежат тесты плат (ICT, летающие щупы, boundary scan).
- Оснастку и ПО для функционального теста обычно оплачивает покупатель как NRE, а то, что они проверяют, определяет написанная Вами программа испытаний.
- Выходной контроль обычно проводится выборочно по уровням AQL из ISO 2859-1, согласованным в контракте, в дополнение к 100-процентному функциональному тесту.
- Фабрики могут поддержать предварительные испытания на соответствие FCC, CE и RoHS, но официальную сертификацию проводят аккредитованные лаборатории, а юридическая ответственность остается за владельцем бренда или импортером.
Изделие box build хорошо ровно настолько, насколько хорош последний тест, который оно прошло перед упаковкой. PCBA может соответствовать IPC-A-610, жгут может пройти проверку целостности цепей, а корпус может подойти по размерам, но покупатель получает готовое изделие и оценивает его по тому, включается ли оно, соответствует ли спецификации и правильно ли выглядит сразу после распаковки.
В этой статье разобраны уровни тестирования, которые обычно используются в программе box build: тесты плат, программирование прошивки, функциональный тест, прогон, испытания безопасности, калибровка, финальный контроль и выборочный выходной контроль. Также рассмотрены вопросы, которые покупатели чаще всего оставляют неопределенными: кто разрабатывает и оплачивает оснастку, что должна содержать программа испытаний и где заканчивается поддержка предварительных испытаний со стороны фабрики и начинается официальная сертификация.
Описанные практики отражают то, что обычно делают EMS-фабрики и фабрики box build. У каждой фабрики свои методы, а объем и стоимость должны быть подтверждены в их предложениях.
Уровни стратегии тестирования box build
Тестирование строится по уровням, чтобы дефекты выявлялись как можно раньше и дешевле. Неисправность, найденная на уровне платы, стоит минут; после финальной сборки придется вскрывать корпус; в эксплуатации это означает возврат.
| Уровень тестирования | Что выявляет | Нужна ли оснастка | Типичное применение |
|---|---|---|---|
| AOI и рентген | Дефекты установки и пайки, пустоты под BGA | Оснастка под изделие не нужна | Каждая плата, на линии после оплавления |
| Летающие щупы | Короткие замыкания, обрывы, неверные или отсутствующие номиналы | Оснастки нет, только программа | Прототипы, освоение новых изделий, малые объемы |
| ICT (внутрисхемный тест) | Короткие замыкания, обрывы, номиналы компонентов, некоторые проверки под питанием | Оснастка «ложе гвоздей» для каждой платы | Устоявшиеся конструкции при больших объемах |
| Boundary scan (IEEE 1149.1, JTAG) | Дефекты межсоединений на BGA и плотных платах | Только доступ через разъем | Платы с ограниченным доступом для щупов |
| Программирование прошивки | Неверная или отсутствующая прошивка, ключи, идентификаторы | Приспособление для программирования или в составе ICT/FCT | Каждая плата или изделие |
| FCT (функциональный тест) | Функции схемы и изделия | Заказная оснастка FCT и ПО | Каждая плата и/или готовое изделие |
| Прогон или приработка | Ранние отказы, тепловые проблемы | Стеллажи, источники питания, камера | 100% при запуске или позже выборочно |
| Hipot и проверка цепи заземления | Дефекты изоляции и заземления в изделиях с сетевым питанием | Тестер безопасности | Каждое изделие с сетевым питанием |
| Финальный визуальный и косметический контроль | Царапины, зазоры, ошибки маркировки, отсутствующие детали | Пост контроля, эталонные образцы | Каждое изделие |
| Выходной аудит по AQL | Дефекты, пропущенные всеми этапами выше | Нет | Выборка из каждой партии |
Не каждому изделию нужны все уровни. Трекер с батарейным питанием может полностью обойтись без hipot; промышленный контроллер с сетевым блоком питания не может.
Тесты плат: ICT, летающие щупы и boundary scan
ICT использует оснастку типа «ложе гвоздей» с подпружиненными зондами, которые касаются контрольных точек на плате. Она измеряет номиналы компонентов, выявляет короткие замыкания и обрывы и может за секунды выполнить ограниченные проверки под питанием. Ограничения: стоимость оснастки, срок ее изготовления и необходимость контрольных точек в топологии, которые нужно заложить при проектировании, а не добавлять позже.
Тестеры с летающими щупами перемещают небольшое число зондов по плате под управлением программы. Оснастка не нужна, поэтому метод подходит для прототипов, освоения новых изделий и малосерийных партий. Каждая плата занимает минуты, а не секунды, поэтому при больших объемах метод становится узким местом.
Boundary scan, определенный в IEEE 1149.1 и обычно называемый JTAG, использует тестовую логику, встроенную в совместимые микросхемы, для проверки межсоединений, недоступных для зондов, например цепей между двумя BGA. Ему нужен только разъем, и его часто совмещают с программированием флеш-памяти через тот же порт.
Типичный путь: летающие щупы на этапе прототипов и пилотных партий, затем ICT, когда конструкция заморожена и объем оправдывает оснастку, и boundary scan везде, где доступ ограничен.
Программирование прошивки и регистрация серийных номеров
О программировании легко забыть, пока оно не станет узким местом. Определите:
- Где оно выполняется: предварительно запрограммированные компоненты от дистрибьютора, внутрисхемное программирование на приспособлении или в составе ICT или FCT.
- Что записывается: прикладная прошивка, загрузчик, уникальные идентификаторы, MAC-адреса, калибровочные данные, ключи безопасности.
- Как проверяется: контрольная сумма или считывание версии с регистрацией по серийному номеру.
- Как контролируются версии: выпущенный файл прошивки с версией и контрольной суммой и письменное правило на случай выпуска новой версии в ходе производства.
Для ключей безопасности и сертификатов нужна отдельная процедура: кто их предоставляет, как они хранятся на фабрике и как учитываются неиспользованные ключи.
Отслеживание серийных номеров связывает все остальные тесты. Обычная практика: напечатать или нанести лазером этикетку с серийным номером на раннем этапе, сканировать ее на каждом посту тестирования и сохранять результаты в производственной базе данных фабрики. Запросите данные в согласованном формате выгрузки по каждой партии, чтобы проследить любой возврат из эксплуатации до записей его испытаний.
Оснастка для функционального теста (FCT)
FCT проверяет, что плата или готовое изделие выполняет свою функцию: шины питания в допуске, интерфейсы обмениваются данными, датчики дают показания, радиочасть передает, дисплеи и аудио работают, кнопки и светодиоды реагируют. Здесь знание Вашего изделия важнее всего, потому что только Вы знаете, что значит «работает».
Пост FCT обычно состоит из трех частей: оснастка (подпружиненные контакты для плат или ответные разъемы и прижимы для готовых изделий); приборы, например источники питания, измерители и радиочастотные тестеры; тестовое ПО, которое задает последовательность шагов, применяет пределы и записывает результаты по серийному номеру. Часто используются и FCT на уровне платы, и FCT на уровне изделия: первый выявляет неисправности до сборки, второй подтверждает работу готового изделия вместе со жгутами и механическими деталями.
Прогон и приработка
Прогон и приработка нужны, чтобы найти ранние отказы, левую часть «кривой ванны» надежности, раньше, чем их найдет заказчик.
- Приработка (run-in): изделие работает под питанием, часто циклически выполняя функции, при комнатной температуре в течение заданного времени.
- Прогон (burn-in): добавляется нагрузка, обычно повышенная температура и иногда циклическое включение питания, чтобы ускорить проявление ранних отказов.
Часто называемая длительность составляет от нескольких часов до 48 часов в зависимости от изделия и риска. Эти цифры ориентировочны; правильная длительность определяется Вашими данными о надежности и должна быть рассчитана фабрикой, потому что от нее зависят стеллажи, энергия и производственная площадь. Многие программы проводят 100-процентную приработку при запуске и переходят на выборочный прогон, когда данные об отказах стабилизируются.
Hipot, проверка цепи заземления и другие испытания безопасности
Изделиям с сетевым питанием, а также изделиям с внешними блоками питания собственного производства нужны испытания безопасности на производственной линии. Обычный набор: испытание электрической прочности изоляции (hipot) между сетевыми цепями и доступными частями и проверка цепи защитного заземления для изделий с защитным заземлением. Испытательные значения и длительность берутся из стандарта безопасности изделия (например IEC 62368-1 для аудио-, видео- и ИТ-оборудования) и от органа по сертификации. Программы инспекционного контроля органов по сертификации обычно требуют этих рутинных испытаний и проверяют записи при инспекциях фабрики.
Калибровка с регистрацией данных
Изделиям с датчиками, измерительными функциями или радиочастотным выходом часто нужна калибровка: пост измеряет изделие по эталонным приборам, вычисляет коэффициенты, записывает их в устройство и проверяет результат. В спецификацию нужно включить два требования: сами эталонные приборы должны быть откалиброваны с прослеживаемостью, как правило в калибровочных лабораториях, аккредитованных по ISO/IEC 17025, и каждый коэффициент и результат проверки должны регистрироваться по серийному номеру.
Финальный визуальный и косметический контроль
Косметические разногласия относятся к самым частым спорам о качестве в box build, потому что «без видимых царапин» разные люди понимают по-разному. Пригодная косметическая спецификация определяет зоны поверхности (например A для лицевой панели, B для боковых сторон, C для скрытых поверхностей), допустимый размер и число дефектов по зонам, расстояние и время осмотра и освещение. Утвержденные эталонные образцы, подписанные обеими сторонами, решают большинство вопросов быстрее любого письменного правила.
Финальный контроль также проверяет этикетки, маркировку страны происхождения, аксессуары, инструкции, вкладыши и потребительскую коробку.
Выходной контроль и выборка по AQL
В дополнение к 100-процентному функциональному тесту готовые партии обычно проверяются выборочно. Обычно ссылаются на ISO 2859-1, процедуры выборочного контроля по альтернативному признаку, где объемы выборки и приемочные и браковочные числа задаются в зависимости от размера партии, уровня контроля и AQL. Часто называемые значения при общем уровне контроля II: ноль допустимых критических дефектов, 0,65 или 1,0 для значительных и 2,5 или 4,0 для малозначительных, но значения должны согласовываться для каждого изделия. Классификация дефектов, то есть что считается критическим, значительным или малозначительным, должна быть в спецификации контроля. Многие покупатели дополнительно используют независимую инспекцию третьей стороной.
Предварительные испытания и официальная сертификация
Фабрики часто могут поддержать предварительные испытания на соответствие FCC, CE и RoHS: сканирование ЭМС в камере или ближнепольными зондами, рентгенофлуоресцентный скрининг материалов на запрещенные вещества, сбор деклараций поставщиков и подготовку образцов. Это полезно для раннего выявления проблем. Сертификацией это не является.
- FCC: разрешение на оборудование оформляется через аккредитованные испытательные лаборатории, а сертификацию выдает орган по сертификации телекоммуникационного оборудования (TCB); для некоторых устройств вместо этого может применяться процедура декларации соответствия поставщика.
- CE: производитель или импортер составляет техническую документацию и подписывает декларацию соответствия ЕС на основании протоколов испытаний; нотифицированный орган участвует только для некоторых директив и процедур оценки соответствия.
- RoHS: соответствие Директиве 2011/65/EU с изменениями, подтвержденное декларациями поставщиков, скринингом и лабораторными испытаниями при необходимости.
Юридическая ответственность за соответствие остается за владельцем бренда или импортером, а не за сборочной фабрикой.
Кто разрабатывает и оплачивает оснастку
Тестовая оснастка и ПО создаются под конкретное изделие, поэтому обычно рассчитываются как NRE, отдельно от цены единицы. Распространенные варианты: фабрика разрабатывает и изготавливает оснастку по Вашей программе испытаний; Вы поставляете готовую оснастку и ПО; оснастку изготавливает сторонняя испытательная компания. Часто называемые бюджетные диапазоны: от нескольких тысяч USD за простую оснастку FCT до десятков тысяч за ICT или сложные радиочастотные испытания; это лишь ориентировочные цифры, и их должны подтвердить предложения фабрик. Статья о стоимости box build во Вьетнаме показывает, как NRE соотносятся со стоимостью единицы.
Письменно согласуйте, кому принадлежат оснастка и ПО, можно ли перевезти их на другую фабрику и кто оплачивает обслуживание и запасные зонды.
Что определить в программе испытаний
| Раздел | Содержание |
|---|---|
| Объем | Какие тесты на каком этапе, 100% или выборочно |
| Шаги и пределы испытаний | Каждое измерение с номиналом, пределами и единицами |
| Оборудование | Приборы, точность, требования к калибровке |
| Прошивка | Файл, версия, контрольная сумма, способ программирования |
| Прогон или приработка | Длительность, температура, профиль питания, критерии прохождения |
| Испытания безопасности | Значения hipot и проверки цепи заземления из стандарта безопасности |
| Данные | Поля, регистрируемые по серийному номеру, формат выгрузки, срок хранения |
| Обработка отказов | Правила повторного теста, анализ отказов, отчетность |
| Косметика и AQL | Зоны, эталонные образцы, классы дефектов, уровни AQL |
| Право собственности | Право собственности на оснастку и ПО, управление изменениями |
Об остальной части пакета запроса читайте в чек-листе запроса на box build. О классах качества изготовления смотрите классы IPC-A-610, об испытаниях кабелей смотрите сборку жгутов во Вьетнаме. При проверке фабрики попросите показать работающий пост FCT и образец записи испытаний, как описано в статье как проверить EMS-провайдера во Вьетнаме.
boxbuildvn.com является сервисом подбора, а не фабрикой, и не проводит испытаний. Отправьте спецификацию, чертежи и программу испытаний через форму запроса на box build и получите до 3 подходящих вьетнамских EMS-фабрик в течение 24 рабочих часов. Бесплатно для покупателей, NDA по запросу. Подробнее об объеме работ на странице сборка box build во Вьетнаме, или сразу переходите к форме запроса.
Часто задаваемые вопросы
Кто платит за оснастку для функционального теста в программе box build?
В большинстве программ покупатель оплачивает оснастку и тестовое ПО под конкретное изделие как NRE, отдельно от цены единицы. Фабрика может разработать и изготовить оснастку по Вашей программе испытаний, или Вы можете поставить ее сами. Письменно согласуйте, кому принадлежит оснастка, можно ли перевезти ее на другую фабрику и кто ее обслуживает. Бюджетные цифры ориентировочны и должны быть подтверждены предложениями фабрик.
Нужен ли прогон для каждого изделия box build?
Нет. Прогон под нагрузкой (burn-in) и приработка (run-in) добавляют затраты времени, места и энергии, поэтому их используют там, где ранние отказы обходятся дорого: блоки питания, изделия с высокой тепловой нагрузкой, промышленные контроллеры или все, что устанавливается в труднодоступных местах. Распространенный подход: 100-процентная приработка на этапе запуска, затем переход на выборочный прогон, когда данные эксплуатации и испытаний показывают стабильный уровень отказов.
Может ли вьетнамская EMS-фабрика сертифицировать мое изделие по FCC или CE?
Нет. Фабрики могут поддержать предварительные испытания, например сканирование ЭМС, скрининг RoHS и подготовку образцов, но официальное разрешение FCC на оборудование оформляется через аккредитованные испытательные лаборатории и органы по сертификации. Для CE производитель или импортер подписывает декларацию о соответствии на основании протоколов испытаний, а нотифицированный орган участвует только для некоторых директив и процедур. Юридическая ответственность остается за владельцем бренда.
Какие уровни AQL обычно используют для выходного контроля?
По ISO 2859-1 при общем уровне контроля II часто называют ноль допустимых критических дефектов, 0,65 или 1,0 для значительных дефектов и 2,5 или 4,0 для малозначительных косметических дефектов. Правильные значения зависят от Вашего изделия и рынка. Определите в спецификации контроля, что считается критическим, значительным и малозначительным дефектом, иначе числа AQL не имеют практического смысла.
Чем ICT отличается от тестирования летающими щупами?
Оба метода проверяют смонтированную плату на короткие замыкания, обрывы и номиналы компонентов. ICT использует заказную оснастку типа «ложе гвоздей» и проверяет плату за время от нескольких секунд до минуты, что подходит для больших объемов, но требует NRE на оснастку и контрольных точек. Летающие щупы работают подвижными зондами без оснастки, поэтому подходят для прототипов и малых объемов, но каждая плата занимает несколько минут. Многие программы начинают с летающих щупов и переходят на ICT по мере роста объемов.