Quatre portiques, pas un contrôle final
Tester un lot en fin de ligne indique seulement combien de cartes sont déjà à mettre au rebut. La qualité est donc intégrée en quatre portiques :
- IQC — contrôle qualité à réception. Composants et cartes nues sont contrôlés à l'arrivée, avant de pouvoir atteindre un convoyeur. Une bobine erronée attrapée ici coûte un coup de téléphone ; la même bobine attrapée après refusion coûte beaucoup plus.
- IPQC — contrôle qualité en cours. Chaque procédé est contrôlé au fur et à mesure, si bien qu'un problème d'impression ou de pose est corrigé dans le lot plutôt qu'après l'assemblage de toute la série.
- QC — test et contrôle. L'ensemble terminé est testé et contrôlé, avec une inspection du premier article sur chaque procédé et une appréciation du travail selon l'IPC-A-610.
- QA — assurance qualité finale. Un plan de contrôle par échantillonnage libère le lot, en revoyant les enregistrements des portiques amont.
Contrôle le long de la ligne
Le contrôle optique et les rayons X couvrent ce que l'œil ne peut pas atteindre. L'inspection de la pâte passe avant la pose, contrôlant le volume et l'alignement ; l'inspection optique automatisée passe après refusion et détecte les pièces manquantes, décalées et soulevées d'un côté ; les rayons X examinent les joints cachés sous les boîtiers BGA, QFN et autres réseaux matriciels, y compris les vacuoles et les ponts qu'aucun contrôle optique ne voit.
La contamination ionique est mesurée à l'ionographe jusqu'au ppm par centimètre carré — ces résidus qui passent tous les tests électriques le jour de l'assemblage et provoquent une défaillance électrochimique des mois plus tard sur le terrain.
Test électrique et fonctionnel
Le test in-circuit fait passer la carte assemblée dans un gabarit à clous, vérifiant la présence, la valeur et l'orientation des composants ainsi que les ouverts et les courts-circuits. La sonde volante fait le même travail sans gabarit, ce qui convient aux prototypes et aux petits lots où le coût du gabarit ne serait pas amorti ; un analyseur de défauts de fabrication ramène les cartes en échec à des ouverts, des courts-circuits, des pièces manquantes ou inversées.
Le test fonctionnel est l'étape où le produit est prouvé : l'ensemble est exercé sur un gabarit construit selon les points et les étapes de test du client, les critères d'acceptation venant de la procédure du client. Le firmware est chargé et le produit configuré à la même étape : une carte qui sort du test est une unité qui fonctionne.
Tests de fiabilité
Lorsque l'application l'exige — produits automobile, médical, industriel et extérieur en particulier — les cartes passent des tests de vieillissement, de cycles thermiques, de rigidité diélectrique et de vibrations, en parallèle des vérifications de fiabilité du procédé lui-même. Ils sont menés en plus, et non à la place, des portiques de contrôle : un produit peut passer tous les tests électriques et échouer sur un cycle thermique, et l'intérêt de mener les deux est de le découvrir avant le client.
Quand le test constitue la commande entière
Le plus souvent, le test se déroule à l'intérieur d'une commande d'assemblage. Il arrive que le test soit la commande elle-même — et c'est alors la question de savoir qui porte le jugement qui change.
- Les cartes ne sont pas encore assemblées. Le test est alors la dernière étape d'un programme d'assemblage et non une prestation autonome : il fait partie de l'assemblage de circuits imprimés et avance avec la fabrication.
- Les cartes sont assemblées et attendent un verdict. Trier ce qui est déjà assemblé, faire vieillir, localiser une défaillance puis confirmer une réparation se tient seul, à une condition : il existe un critère d'acceptation écrit contre lequel tester.
- La même défaillance revient à chaque lot. Plus de couverture ne l'éliminera pas. La cause est dans la conception ou dans le procédé, ce qui fait de la revue DFT l'étape suivante, et non une liste de tests plus longue.
- Le verdict porte sur un appareil complet. Prouver un produit fini — câblage, boîtier, firmware et emballage compris — relève de l'intégration finale, pas du test de carte.
- La défaillance est une pièce erronée. Le test la trouve tard et carte par carte ; le contrôle à réception la trouve tant qu'un coup de téléphone règle encore le problème.
Deux limites méritent d'être dites clairement. « Testez cette carte », sans critère joint, n'est pas une commande : un test incapable de rendre un conforme ou un non conforme produit des données, pas une décision. Et un rapport de test prouve un lot, jamais une conception : il ne remplace donc pas une revue de conception.
Ce qui tranche la plupart de ces cas, c'est qui porte le risque d'une défaillance au niveau carte. Si le verdict reste au client, le poste rassemble des preuves pour son compte. S'il revient à l'usine, la commande est une commande d'assurance qualité, et les limites d'acceptation doivent être convenues avant le premier lot plutôt qu'ajustées après coup.
Ce qui fixe le prix d'un programme de test
Le test se chiffre comme un programme, pas comme un prix unitaire à la carte. Six éléments font bouger le montant avant que la quantité ne le fasse.
- Le gabarit. Un gabarit à clous ou un gabarit fonctionnel se construit une fois puis s'amortit sur chaque lot qui partage la même conception ; une révision qui déplace les points de test peut le rendre inutile.
- Le programme et ses limites. Décider ce que le test doit atteindre, et ce qui vaut conformité, est du temps d'ingénierie — une couverture plus profonde demande plus de temps avant le premier lot.
- Le temps sur le poste. Chaque carte occupe un poste pendant la durée de son test : c'est donc le temps de cycle rapporté à la taille du lot, et non la taille du lot seule, qui détermine le coût réel d'un programme.
- La couverture face à la complexité. Atteindre plus de nœuds signifie plus de sondes et souvent un gabarit qui contacte les deux faces : le test le moins cher est rarement celui qui vérifie le plus.
- Ce qui suit une défaillance. Une carte en échec doit être localisée, réparée et retestée ; plus la limite d'acceptation est floue, plus la part du prix se déplace vers le retest.
- La comparabilité. Deux devis ne se comparent qu'à version de programme, gabarit et limites identiques — sinon l'un des deux chiffre autre chose.
Un devis de test réunit donc trois choses à la fois : l'étendue du test, le volume sur lequel il s'amortit et la partie qui porte le verdict. Lu comme un prix unitaire, les trois disparaissent.
Spécifier le test avec l'assemblage
Les exigences de test sont plus faciles à convenir avant l'assemblage qu'après. Envoyez les points de test, les étapes et les critères de réussite avec le jeu de Gerber et la nomenclature : le gabarit, le programme et les limites d'acceptation sont préparés en même temps que l'assemblage ; lorsque seule une description fonctionnelle existe, la revue DFT détermine ce que le testeur doit atteindre et quelles défaillances le produit produit réellement.
Les cartes sont tenues à la norme de travail IPC-A-610, et les usines qui les produisent sont certifiées ISO 9001:2015, IATF 16949:2016 et ISO 13485:2016 pour les programmes automobile et médicaux — voir la page des certifications pour les certificats délivrés, et la page capacités pour les limites process sur lesquelles le plan de contrôle est construit.
