- Chiến lược kiểm tra box build xếp lớp các phép kiểm tra cấp bo mạch (ICT, flying probe, boundary scan) dưới kiểm tra chức năng cấp thiết bị, burn-in, kiểm tra an toàn và kiểm tra cuối.
- Đồ gá kiểm tra chức năng và phần mềm thường do bên mua chi trả dưới dạng NRE, và đặc tả kiểm tra bạn viết quyết định chúng kiểm tra những gì.
- Kiểm tra xuất hàng thường là lấy mẫu theo các mức AQL của ISO 2859-1 đã thỏa thuận trong hợp đồng, bên cạnh kiểm tra chức năng 100 phần trăm.
- Nhà máy có thể hỗ trợ tiền tuân thủ FCC, CE và RoHS, nhưng chứng nhận chính thức do các phòng thử nghiệm được công nhận thực hiện và trách nhiệm pháp lý vẫn thuộc chủ thương hiệu hoặc nhà nhập khẩu.
Một box build chỉ tốt bằng phép kiểm tra cuối cùng nó vượt qua trước khi đóng gói. PCBA có thể đạt IPC-A-610, bó dây có thể đạt thông mạch và vỏ máy có thể khớp, nhưng bên mua nhận một sản phẩm hoàn chỉnh và đánh giá nó dựa trên việc nó có lên nguồn, hoạt động đúng đặc tả và trông đúng ngay khi mở hộp hay không.
Bài viết này đi qua các lớp kiểm tra mà một chương trình box build thường dùng: kiểm tra cấp bo mạch, nạp firmware, kiểm tra chức năng, burn-in, kiểm tra an toàn, hiệu chuẩn, kiểm tra cuối và lấy mẫu xuất hàng. Bài cũng đề cập những phần bên mua thường để mơ hồ nhất: ai thiết kế và chi trả đồ gá, đặc tả kiểm tra phải chứa gì và hỗ trợ tiền tuân thủ của nhà máy dừng ở đâu, chứng nhận chính thức bắt đầu từ đâu.
Các thực hành được mô tả là những gì nhà máy EMS và box build thường làm. Mỗi nhà máy có phương pháp riêng, và phạm vi cùng chi phí phải được xác nhận trong báo giá của họ.
Các lớp của chiến lược kiểm tra box build
Kiểm tra được xếp lớp để phát hiện lỗi sớm nhất và rẻ nhất có thể. Một lỗi tìm thấy ở cấp bo mạch tốn vài phút; sau lắp ráp cuối nghĩa là phải mở vỏ máy; ngoài thị trường nghĩa là một lần trả hàng.
| Lớp kiểm tra | Phát hiện gì | Cần đồ gá | Cách dùng điển hình |
|---|---|---|---|
| AOI và X-ray | Lỗi đặt linh kiện và hàn, rỗ khí BGA | Không cần đồ gá riêng cho sản phẩm | Mọi bo mạch, trên chuyền sau reflow |
| Flying probe | Chập mạch, hở mạch, giá trị sai hoặc thiếu | Không đồ gá, chỉ chương trình | Mẫu thử, NPI, sản lượng thấp |
| ICT (kiểm tra trong mạch) | Chập mạch, hở mạch, giá trị linh kiện, một số kiểm tra có cấp nguồn | Đồ gá bed-of-nails cho từng bo mạch | Thiết kế ổn định ở sản lượng lớn |
| Boundary scan (IEEE 1149.1, JTAG) | Lỗi kết nối giữa BGA và bo mạch mật độ cao | Chỉ cần tiếp cận đầu nối | Bo mạch hạn chế tiếp cận đầu dò |
| Nạp firmware | Firmware sai hoặc thiếu, khóa, ID | Đồ gá nạp hoặc trong ICT/FCT | Mọi bo mạch hoặc thiết bị |
| FCT (kiểm tra chức năng) | Chức năng cấp mạch và cấp sản phẩm | Đồ gá FCT và phần mềm riêng | Mọi bo mạch và/hoặc thiết bị hoàn chỉnh |
| Burn-in hoặc run-in | Lỗi giai đoạn đầu, vấn đề nhiệt | Giá kệ, nguồn, buồng nhiệt | 100% khi ra mắt hoặc lấy mẫu về sau |
| Hipot và ground bond | Lỗi cách điện và nối đất ở sản phẩm dùng điện lưới | Máy kiểm tra an toàn | Mọi thiết bị dùng điện lưới |
| Kiểm tra cuối bằng mắt và thẩm mỹ | Vết xước, khe hở, lỗi nhãn, thiếu chi tiết | Trạm kiểm tra, mẫu giới hạn | Mọi thiết bị |
| Kiểm tra AQL xuất hàng | Lỗi lọt qua tất cả các lớp trên | Không | Lấy mẫu theo lô |
Không phải sản phẩm nào cũng cần mọi lớp. Một thiết bị định vị chạy pin có thể bỏ hẳn hipot; một bộ điều khiển công nghiệp dùng điện lưới thì không thể.
Kiểm tra cấp bo mạch: ICT, flying probe và boundary scan
ICT dùng đồ gá bed-of-nails với các đầu dò lò xo tiếp xúc điểm kiểm tra trên bo mạch. Nó đo giá trị linh kiện, phát hiện chập mạch và hở mạch và có thể chạy các phép kiểm tra có cấp nguồn giới hạn trong vài giây. Giới hạn là chi phí đồ gá, thời gian chế tạo đồ gá và nhu cầu có điểm kiểm tra trong layout, vốn phải được thiết kế sẵn, không thể thêm sau.
Flying probe di chuyển một số ít đầu dò trên bo mạch dưới sự điều khiển của chương trình. Không cần đồ gá, nên phù hợp với mẫu thử, giới thiệu sản phẩm mới và các lô sản lượng thấp. Mỗi bo mạch mất vài phút thay vì vài giây, nên trở thành nút thắt ở sản lượng lớn.
Boundary scan, được định nghĩa trong IEEE 1149.1 và thường gọi là JTAG, dùng logic kiểm tra tích hợp trong các IC tương thích để kiểm tra các kết nối mà đầu dò không chạm tới được, chẳng hạn các net giữa BGA với BGA. Nó chỉ cần một đầu nối và thường được kết hợp với nạp flash qua cùng cổng.
Một lộ trình điển hình: flying probe trong giai đoạn mẫu thử và lô thử, sau đó ICT khi thiết kế đã đóng băng và sản lượng biện minh cho đồ gá, cùng boundary scan ở bất cứ nơi nào việc tiếp cận bị hạn chế.
Nạp firmware và ghi số serial
Nạp chương trình dễ bị bỏ qua cho đến khi nó trở thành nút thắt. Hãy quyết định:
- Thực hiện ở đâu: linh kiện đã được nạp sẵn từ nhà phân phối, nạp trong hệ thống trên đồ gá, hoặc là một phần của ICT hay FCT.
- Ghi những gì: firmware ứng dụng, bootloader, ID duy nhất, địa chỉ MAC, dữ liệu hiệu chuẩn, khóa bảo mật.
- Xác minh thế nào: đọc lại checksum hoặc phiên bản, ghi theo số serial.
- Kiểm soát phiên bản thế nào: một tệp firmware đã phát hành kèm phiên bản và checksum, và quy tắc bằng văn bản về việc xảy ra khi bạn phát hành bản mới giữa chừng sản xuất.
Khóa bảo mật và chứng chỉ xứng đáng có quy trình riêng: ai cung cấp, được lưu trữ ở nhà máy thế nào và khóa chưa dùng được kiểm kê ra sao.
Truy xuất số serial gắn kết mọi phép kiểm tra khác. Thực hành phổ biến là in hoặc khắc laser nhãn serial sớm, quét ở mỗi trạm kiểm tra và lưu kết quả trong cơ sở dữ liệu sản xuất của nhà máy. Hãy yêu cầu dữ liệu theo định dạng xuất đã thỏa thuận cho từng lô, để bạn có thể truy xuất mọi lần trả hàng ngoài thị trường về hồ sơ kiểm tra của nó.
Đồ gá kiểm tra chức năng (FCT)
FCT kiểm tra bo mạch hoặc thiết bị hoàn chỉnh thực hiện đúng chức năng: đường nguồn trong phạm vi, giao diện giao tiếp, cảm biến đọc được, vô tuyến phát, màn hình và âm thanh hoạt động, nút bấm và đèn LED phản hồi. Đây là nơi hiểu biết về sản phẩm của bạn quan trọng nhất, vì chỉ bạn biết “hoạt động” nghĩa là gì.
Một trạm FCT thường có ba phần: đồ gá (chân pogo cho bo mạch, hoặc đầu nối đối ứng và kẹp cho thiết bị hoàn chỉnh); thiết bị đo như nguồn, đồng hồ và máy kiểm tra RF; phần mềm kiểm tra sắp xếp các bước, áp dụng giới hạn và ghi kết quả theo số serial. FCT cấp bo mạch và FCT cấp thiết bị thường được dùng cả hai: loại thứ nhất phát hiện lỗi trước khi lắp ráp, loại thứ hai xác nhận sản phẩm hoàn chỉnh bao gồm bó dây và các bộ phận cơ khí.
Burn-in và run-in
Burn-in và run-in nhằm tìm ra các lỗi giai đoạn đầu, phía bên trái của “đường cong bồn tắm” về độ tin cậy, trước khi khách hàng phát hiện.
- Run-in vận hành sản phẩm có cấp nguồn, thường chạy luân phiên các chức năng, ở nhiệt độ phòng trong một khoảng thời gian định trước.
- Burn-in bổ sung ứng suất, thường là nhiệt độ cao và đôi khi chu kỳ bật tắt nguồn, để đẩy nhanh các lỗi giai đoạn đầu.
Thời lượng thường được nêu dao động từ vài giờ đến 48 giờ, tùy sản phẩm và rủi ro. Các con số này chỉ mang tính tham khảo; thời lượng đúng đến từ dữ liệu độ tin cậy của bạn và phải được nhà máy tính giá, vì giá kệ, điện năng và diện tích sàn tăng theo nó. Nhiều chương trình chạy run-in 100 phần trăm khi ra mắt và chuyển sang burn-in theo mẫu khi dữ liệu lỗi ổn định.
Hipot, ground bond và các kiểm tra an toàn khác
Sản phẩm dùng điện lưới, và sản phẩm có nguồn ngoài do nhà máy tự sản xuất, cần các phép kiểm tra an toàn trên dây chuyền sản xuất. Bộ thông thường là kiểm tra chịu điện áp điện môi (hipot) giữa mạch điện lưới và các bộ phận có thể chạm tới, và ground bond hoặc thông mạch nối đất cho sản phẩm có nối đất bảo vệ. Giá trị và thời lượng kiểm tra lấy từ tiêu chuẩn an toàn sản phẩm (ví dụ IEC 62368-1 cho thiết bị âm thanh, video và CNTT) và tổ chức chứng nhận. Các chương trình theo dõi nhà máy của tổ chức chứng nhận thường yêu cầu các phép kiểm tra thường quy này và kiểm tra hồ sơ trong các đợt thanh tra nhà máy.
Hiệu chuẩn kèm ghi dữ liệu
Sản phẩm có cảm biến, đo lường hoặc đầu ra RF thường cần hiệu chuẩn: trạm đo thiết bị so với thiết bị tham chiếu, tính hệ số, ghi vào thiết bị và xác minh kết quả. Hai yêu cầu nên có trong đặc tả: bản thân thiết bị tham chiếu phải được hiệu chuẩn có truy xuất nguồn gốc, thường qua các phòng hiệu chuẩn được công nhận theo ISO/IEC 17025, và mọi hệ số cũng như kết quả xác minh phải được ghi theo số serial.
Kiểm tra cuối bằng mắt và thẩm mỹ
Tranh chấp về thẩm mỹ là một trong những tranh luận chất lượng phổ biến nhất trong box build, vì “không có vết xước nhìn thấy” mang nghĩa khác nhau với mỗi người. Một đặc tả thẩm mỹ dùng được xác định các vùng bề mặt (ví dụ A cho mặt trước, B cho hai bên, C cho bề mặt khuất), kích thước và số lượng khuyết tật cho phép trong mỗi vùng, khoảng cách quan sát, thời gian quan sát và ánh sáng. Các mẫu giới hạn được duyệt, do hai bên cùng ký, giải quyết hầu hết câu hỏi nhanh hơn bất kỳ quy tắc bằng văn bản nào.
Kiểm tra cuối cũng kiểm tra nhãn, ghi xuất xứ hàng hóa, phụ kiện, hướng dẫn sử dụng, khay lót bao bì và hộp bán lẻ.
Kiểm tra xuất hàng và lấy mẫu AQL
Bên cạnh kiểm tra chức năng 100 phần trăm, các lô thành phẩm thường được đánh giá bằng lấy mẫu. Tham chiếu phổ biến là ISO 2859-1, quy trình lấy mẫu để kiểm tra theo thuộc tính, quy định cỡ mẫu và số chấp nhận/loại bỏ dựa trên cỡ lô, mức kiểm tra và AQL. Các thiết lập thường được nêu ở mức kiểm tra thông thường II là không chấp nhận lỗi critical, 0.65 hoặc 1.0 cho major và 2.5 hoặc 4.0 cho minor, nhưng giá trị phải được thỏa thuận theo từng sản phẩm. Phân loại lỗi, cái nào là critical, major hay minor, thuộc về đặc tả kiểm tra. Kiểm tra độc lập của bên thứ ba là một lựa chọn mà nhiều bên mua dùng thêm.
Tiền tuân thủ so với chứng nhận chính thức
Nhà máy thường có thể hỗ trợ tiền tuân thủ FCC, CE và RoHS: quét EMC trong buồng hoặc bằng đầu dò trường gần, sàng lọc XRF vật liệu về các chất bị hạn chế, thu thập tuyên bố của nhà cung cấp và chuẩn bị mẫu. Điều đó hữu ích để phát hiện sớm vấn đề. Nhưng đó không phải là chứng nhận.
- FCC: việc cấp phép thiết bị đi qua các phòng thử nghiệm được công nhận, với tổ chức chứng nhận viễn thông (TCB) cấp chứng nhận; một số thiết bị có thể dùng lộ trình tuyên bố hợp quy của nhà cung cấp.
- CE: nhà sản xuất hoặc nhà nhập khẩu lập hồ sơ kỹ thuật và ký tuyên bố hợp quy của EU dựa trên báo cáo thử nghiệm; cơ quan thông báo chỉ tham gia với một số chỉ thị và lộ trình hợp quy.
- RoHS: tuân thủ Chỉ thị 2011/65/EU đã sửa đổi, được hỗ trợ bởi tuyên bố của nhà cung cấp, sàng lọc và thử nghiệm phòng thí nghiệm khi cần.
Trách nhiệm pháp lý về tuân thủ vẫn thuộc chủ thương hiệu hoặc nhà nhập khẩu, không thuộc nhà máy lắp ráp.
Ai thiết kế và trả tiền đồ gá
Đồ gá kiểm tra và phần mềm là riêng cho từng sản phẩm, nên thường được báo giá dưới dạng NRE, tách khỏi đơn giá. Các cách sắp xếp phổ biến: nhà máy thiết kế và chế tạo theo đặc tả kiểm tra của bạn; bạn cung cấp đồ gá và phần mềm hoàn chỉnh; một đơn vị kiểm tra bên thứ ba chế tạo. Mức ngân sách thường được nêu dao động từ vài nghìn USD cho một đồ gá FCT đơn giản đến hàng chục nghìn cho ICT hoặc kiểm tra RF phức tạp; đây chỉ là tham khảo và phải được xác nhận bằng báo giá của nhà máy. Bài về chi phí, chi phí box build tại Việt Nam, cho thấy NRE nằm cạnh đơn giá như thế nào.
Hãy thống nhất bằng văn bản ai sở hữu đồ gá và phần mềm, có thể chuyển sang nhà máy khác không và ai trả tiền bảo trì cùng đầu dò dự phòng.
Nên xác định gì trong đặc tả kiểm tra
| Phần | Nội dung |
|---|---|
| Phạm vi | Phép kiểm tra nào ở giai đoạn nào, 100% hay lấy mẫu |
| Bước kiểm tra và giới hạn | Mỗi phép đo kèm giá trị danh định, giới hạn và đơn vị |
| Thiết bị | Dụng cụ, độ chính xác, yêu cầu hiệu chuẩn |
| Firmware | Tệp, phiên bản, checksum, phương pháp nạp |
| Burn-in hoặc run-in | Thời lượng, nhiệt độ, đường cong công suất, tiêu chí đạt |
| Kiểm tra an toàn | Giá trị hipot và ground bond từ tiêu chuẩn an toàn |
| Dữ liệu | Các trường ghi theo số serial, định dạng xuất, thời gian lưu giữ |
| Xử lý lỗi | Quy tắc kiểm tra lại, phân tích lỗi, báo cáo |
| Thẩm mỹ và AQL | Vùng, mẫu giới hạn, phân loại lỗi, mức AQL |
| Quyền sở hữu | Quyền sở hữu đồ gá và phần mềm, kiểm soát thay đổi |
Về phần còn lại của bộ hồ sơ RFQ, xem checklist RFQ box build. Về các cấp tay nghề, xem các cấp IPC-A-610, và về kiểm tra cáp, xem lắp ráp bó dây tại Việt Nam. Khi đánh giá nhà máy, hãy yêu cầu xem một trạm FCT đang chạy và một hồ sơ kiểm tra mẫu, như mô tả trong cách đánh giá nhà cung cấp EMS tại Việt Nam.
boxbuildvn.com là dịch vụ kết nối, không phải nhà máy, và không thực hiện kiểm tra. Gửi BOM, bản vẽ và đặc tả kiểm tra qua biểu mẫu RFQ box build và được kết nối với tối đa 3 nhà máy EMS Việt Nam trong vòng 24 giờ làm việc. Miễn phí cho bên mua, NDA theo yêu cầu. Thông tin thêm về phạm vi có trong trang lắp ráp box build tại Việt Nam, hoặc chuyển thẳng tới biểu mẫu RFQ.
Câu hỏi thường gặp
Ai trả tiền đồ gá kiểm tra chức năng trong chương trình box build?
Trong hầu hết chương trình, bên mua trả tiền đồ gá riêng cho sản phẩm và phần mềm kiểm tra dưới dạng NRE, báo giá riêng khỏi đơn giá. Nhà máy có thể thiết kế và chế tạo đồ gá theo đặc tả kiểm tra của bạn, hoặc bạn có thể tự cung cấp. Hãy thống nhất bằng văn bản ai sở hữu đồ gá, có thể chuyển sang nhà máy khác không và ai bảo trì. Số liệu ngân sách chỉ mang tính tham khảo và phải được xác nhận bằng báo giá của nhà máy.
Burn-in có cần thiết cho mọi sản phẩm box build không?
Không. Burn-in và run-in làm tăng thời gian, không gian và chi phí năng lượng, vì vậy chúng được dùng khi lỗi giai đoạn đầu rất tốn kém: nguồn điện, sản phẩm có tải nhiệt cao, bộ điều khiển công nghiệp hoặc bất cứ thứ gì lắp ở nơi khó tiếp cận. Cách phổ biến là run-in 100 phần trăm trong giai đoạn ra mắt, sau đó chuyển sang burn-in theo mẫu khi dữ liệu ngoài thị trường và kiểm tra cho thấy tỷ lệ lỗi ổn định.
Nhà máy EMS Việt Nam có thể chứng nhận sản phẩm của tôi theo FCC hoặc CE không?
Không. Nhà máy có thể hỗ trợ tiền tuân thủ, như quét EMC, sàng lọc RoHS và chuẩn bị mẫu, nhưng việc cấp phép thiết bị FCC chính thức đi qua các phòng thử nghiệm và tổ chức chứng nhận được công nhận. Với CE, nhà sản xuất hoặc nhà nhập khẩu ký tuyên bố hợp quy dựa trên báo cáo thử nghiệm, và cơ quan thông báo (notified body) chỉ tham gia với một số chỉ thị và lộ trình nhất định. Trách nhiệm pháp lý vẫn thuộc chủ thương hiệu.
Các mức AQL nào thường được dùng cho kiểm tra xuất hàng?
Các mức thường được nêu theo ISO 2859-1, mức kiểm tra thông thường II, là không chấp nhận lỗi nghiêm trọng (critical), 0.65 hoặc 1.0 cho lỗi chính (major) và 2.5 hoặc 4.0 cho lỗi thẩm mỹ nhỏ (minor). Giá trị đúng phụ thuộc vào sản phẩm và thị trường của bạn. Hãy xác định trong đặc tả kiểm tra thế nào là lỗi critical, major và minor, nếu không các con số AQL không có ý nghĩa thực tế.
ICT và kiểm tra flying probe khác nhau thế nào?
Cả hai đều kiểm tra bo mạch đã lắp ráp về chập mạch, hở mạch và giá trị linh kiện. ICT dùng đồ gá bed-of-nails riêng và kiểm tra một bo mạch trong vài giây đến một phút, phù hợp sản lượng cao nhưng cần NRE đồ gá và các điểm kiểm tra. Flying probe dùng đầu dò di chuyển và không cần đồ gá, nên phù hợp mẫu thử và sản lượng thấp, nhưng mỗi bo mạch mất vài phút. Nhiều chương trình bắt đầu bằng flying probe và chuyển sang ICT khi sản lượng tăng.