测试技术

PC/Notebook PCBA 功能测试 自动化改进

2018-05-26 12:31:55

测试自动化,是近年来各厂商面对不断提高的人工成本和劳动力短缺造成的高流动率,以及千禧员 工的纪律降低的应对方案。如何提高自动测试的比率,各厂商采用的方式也不一样,大部分厂商希望的是理想化 的全自动。面对 PC/Notebook 的复杂的 Layout,多样的接口端子和狭窄的作业空间,产品周期短,在自动组装 上需要投入很高,但因机构复杂,可靠性和适用性却大受影响。本方案为作者与一知名 ODM 厂商的一次自动化 测试改进实验,方案的 ROI (投资回报)在 6-9 个月。

如何来设计一款符合自己PCBA 工厂的自动 化测试方案?通常来讲,降低成本,提高 质量,增加效率,增进可靠性/ 防呆防错是主要 考虑点,这就要求有创新性,同时确保人身安全 和减轻人员的疲劳度。本文介绍作者与ODM 厂 商的一次自动化测试改进方案。

分析PC/Notebook产品的特性 PC/Notebook 的产品特性是客制化程度高, 产品更新换代快。这决定了 PC/Notebook 的主板 (Mother Board)形状,结构,布线(Layout)各 不一样,测试载具和支架的通用性差。因此,在 导入自动化时,自动化的程度要确定好,测试的 涵盖范围要有充分的评估。

客户要求,工厂满足和设备提供商的沟通 PC/Notebook 的生产以代工(ODM&OEM)模式为 主,客户(甲方)的要求通常是测试越多越好,而工厂(乙 方)在产能和成本压力下通常会是测试项目越少越好。因为 PC/Notebook 的接口多且复杂,在内部接头的插线,外 部接口的接头连接上很耗时,因此工厂通常会尽量减少测 试项目。 这就需要甲方乙方要有良好的沟通,在自动测试方 案策划阶段就要有客户和工厂的开会沟通,要在测试苦难点上取得甲方的同意和支持。最好是 在方案策划阶段的讨论上要有甲方(客 户),乙方(工厂),丙方(测试设备提 供商)的协力合作,深刻探讨,在比照 各子方案的业界最佳方法的基础上得出 适合工厂的最合适方案。 如:USB2.0 的测试,从物理上分 三大块,CPU 的 USB2.0 端口,PCB 板 上的线路及外设元器件,USB2.0 对外 接端口(Connector),如要实现100% 的测试涵盖率,则要求设计自动化滑 锁机构,此方案要开发全新的联动机 构,费用高。可以考虑用探针扎针在 USB2.0 对外接端口的焊点附件加测试 点取样的方式,该方案的缺点是无法侦 测到USB2.0 对外接端口的通孔焊品质 和外接端子的端点的接触品质,扎针位 需要确认是否有在布版时留出测试点。

研发和工厂测试要求的沟通 如前所述,要想顺利导入经济的自动测试,要求工 厂的使用单位要与研发 R&D 良好沟通,了解使用者的期 望,团队一起做 DFT(Design For Test), 以最佳的可测试 设计来减少人力,并依工厂的预算和投资回收周期 (ROI) 来确定全自动化测试还是半自动化测试。

有许多的工厂未与客户沟通,自行策划自动测试方 案,待交付生产后与客户验核,发现距客户的期望相差太 远,被要求改进,还要额外追加投资,耽误导入时机,使 方案失败。

方案选用 经客户,工厂(R&D, 生产及测试部门)评估,采用 “半自动化测试”方案。减少方案的副作用,工厂要做焊锡改进项目。 因为“半自动测试方案”在外接内置端子(Connector)。

上的测试覆盖率上有所降低,为了最大限度地减少焊锡不 良品流入成品线,工厂做 Connector 方案改进,“组件变形常数 0.1mm 在 SMT 锡空焊短路质量 控制的应用”。 将整板的 Connector 不良从千分之五降到万分之五以 下。为成品组装线可接受范围。

方案具体实施 重要观念转变,PC/Notebook 的主板是被测试客体 (UUT/unit under Test),同时更是一个测试主机。
方案具体实施结果 结论 :此改进在固化的测试覆盖率上,有没法测到 Connector 的小缺陷,但在焊锡质量改进的辅助专案的帮 助下,并且专案有测试有防呆防错,内部客户不良还是在 减少。 在投资成本回报上,该改进也有从人力资源成本上 获得 50% 到 100% 的回报。

结束语 在自动化和工业 4.0 的潮流下,要选一款合适产品特 性,符合公司现状的自动化,可以是部分自动化,而不必 追求高大上的全自动化。



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