Bốn chốt, không phải một lần kiểm tra cuối
Chỉ kiểm tra một lô ở cuối dây chuyền thì chỉ biết được bao nhiêu bo mạch đã phải bỏ. Vì vậy chất lượng được đưa vào bốn chốt:
- IQC — kiểm tra chất lượng đầu vào. Linh kiện và bo mạch trần được kiểm khi về, trước khi kịp vào feeder. Một cuộn sai bị bắt ở đây chỉ tốn một cuộc điện thoại; cùng cuộn đó bị bắt sau reflow thì tốn rất nhiều.
- IPQC — kiểm tra chất lượng trong quá trình. Mỗi công đoạn được kiểm ngay khi đang chạy, nên lỗi in kem hay gắn linh kiện được sửa trong lô thay vì sau khi cả lô đã lắp ráp xong.
- QC — kiểm thử và kiểm tra. Cụm đã hoàn thiện được kiểm thử và kiểm tra, với kiểm tra mẫu đầu tiên ở mọi công đoạn và tay nghề đánh giá theo IPC-A-610.
- QA — đảm bảo chất lượng cuối. Một kế hoạch lấy mẫu phát hành lô hàng, có xem lại hồ sơ của các chốt phía trước.
Kiểm tra dọc dây chuyền
Kiểm tra quang học và X-ray bao phủ những gì mắt không tới được. Kiểm tra kem hàn chạy trước khi gắn linh kiện, đo thể tích và độ thẳng hàng; kiểm tra quang học tự động chạy sau reflow, bắt linh kiện thiếu, lệch và dựng đứng; X-ray soi các mối hàn ẩn dưới BGA, QFN và những gói dạng mảng khác, gồm cả rỗng khí và cầu hàn mà không phép kiểm quang học nào thấy được.
Nhiễm bẩn ion được đo bằng ionograph xuống tới ppm trên mỗi centimét vuông — những tồn dư đạt mọi bài kiểm thử điện trong ngày lắp ráp và gây hỏng điện hoá nhiều tháng sau ngoài hiện trường.
Kiểm thử điện và kiểm thử chức năng
ICT đưa bo mạch đã lắp ráp qua đồ gá kim (bed-of-nails), kiểm sự có mặt, giá trị và chiều của linh kiện cùng hở mạch, ngắn mạch. Flying probe làm việc tương tự mà không cần đồ gá, phù hợp mẫu thử và lô nhỏ nơi chi phí đồ gá không thu hồi được; thiết bị phân tích lỗi sản xuất thu hẹp bo mạch hỏng về hở mạch, ngắn mạch, linh kiện thiếu hoặc ngược chiều.
Kiểm thử chức năng là nơi sản phẩm được chứng minh là hoạt động: cụm được chạy trên đồ gá dựng theo điểm test và các bước test của khách hàng, với tiêu chí nghiệm thu lấy từ quy trình của khách hàng. Firmware được nạp và sản phẩm được cấu hình ngay trong cùng công đoạn, nên bo mạch rời khỏi bước kiểm thử là một đơn vị đã hoạt động.
Kiểm thử độ tin cậy
Khi ứng dụng yêu cầu — đặc biệt ô tô, y tế, công nghiệp và sản phẩm ngoài trời — bo mạch đi qua burn-in, chu trình nhiệt, thử cao áp và rung, song song với các kiểm tra độ tin cậy trên chính quy trình. Những bài này chạy song song chứ không thay thế các chốt kiểm tra: một sản phẩm có thể đạt mọi bài kiểm thử điện mà vẫn hỏng ở chu trình nhiệt, và chạy cả hai chính là để biết điều đó trước khách hàng.
Khi kiểm thử là toàn bộ đơn hàng
Phần lớn việc kiểm thử diễn ra bên trong một đơn lắp ráp. Có lúc chính việc kiểm thử là đơn hàng, và khi đó câu hỏi đổi thành: ai là bên đưa ra phán quyết.
- Bo mạch chưa được lắp. Khi đó kiểm thử là công đoạn cuối của một chương trình lắp ráp, không phải dịch vụ riêng: nó nằm trong dịch vụ lắp ráp PCB và chạy song song với sản xuất.
- Bo mạch đã lắp xong và cần một phán quyết. Sàng lọc hàng đã lắp, chạy burn-in, khoanh vùng một lỗi rồi xác nhận kết quả sửa chữa là công việc tự đứng được, với một điều kiện: phải có tiêu chí nghiệm thu bằng văn bản để đối chiếu.
- Cùng một lỗi quay lại ở mọi lô. Tăng độ phủ không làm nó mất đi. Nguyên nhân nằm ở thiết kế hoặc ở quy trình, nên bước tiếp theo là đánh giá DFT, không phải kéo dài danh sách bài kiểm.
- Phán quyết dành cho cả một cụm hoàn chỉnh. Chứng minh một sản phẩm hoàn thiện, gồm dây dẫn, vỏ, firmware và đóng gói, thuộc về lắp ráp thành phẩm chứ không phải kiểm thử bo mạch.
- Lỗi là một linh kiện sai. Kiểm thử bắt được muộn và bắt từng bo một; kiểm tra đầu vào bắt được khi một cuộc điện thoại còn giải quyết được vấn đề.
Hai ranh giới cần nói thẳng. "Hãy kiểm thử bo mạch này" mà không kèm tiêu chí thì không phải là đơn hàng: một bài kiểm không trả về được đạt hay không đạt chỉ tạo ra dữ liệu, không tạo ra quyết định. Và báo cáo kiểm thử chứng minh một lô hàng, không bao giờ chứng minh một thiết kế, nên nó không thay thế việc rà soát thiết kế.
Điều phân định phần lớn các trường hợp là ai gánh rủi ro lỗi ở cấp bo mạch. Nếu phán quyết vẫn nằm ở khách hàng, trạm kiểm thử chỉ thu thập bằng chứng thay cho khách. Nếu nhà máy gánh, đơn hàng trở thành đơn đảm bảo chất lượng, và các giới hạn nghiệm thu phải được thống nhất trước lô đầu tiên thay vì chỉnh sau đó.
Điều gì quyết định giá của một chương trình kiểm thử
Kiểm thử được báo giá theo chương trình, không theo đơn giá trên số bo mạch. Sáu yếu tố làm con số dịch chuyển trước khi số lượng kịp tác động.
- Đồ gá. Đồ gá kim hoặc đồ gá kiểm thử chức năng được làm một lần rồi phân bổ cho mọi lô dùng cùng một thiết kế; một lần sửa làm dịch điểm test có thể khiến nó hết dùng được.
- Chương trình và các giới hạn. Quyết định bài kiểm phải chạm tới đâu và thế nào là đạt là thời gian kỹ thuật, và độ phủ càng sâu thì thời gian trước lô đầu càng dài.
- Thời gian trên trạm. Mỗi bo mạch chiếm một trạm trong suốt thời gian kiểm thử, nên chi phí thật của chương trình do thời gian chu kỳ so với cỡ lô quyết định, không phải chỉ cỡ lô.
- Độ phủ đánh đổi với độ phức tạp. Chạm tới nhiều điểm hơn nghĩa là nhiều đầu dò hơn và thường là đồ gá tiếp xúc hai mặt, nên bài kiểm rẻ nhất hiếm khi là bài kiểm nhiều nhất.
- Điều gì xảy ra sau một lỗi. Bo mạch hỏng phải được khoanh vùng, sửa rồi kiểm lại; giới hạn nghiệm thu càng lỏng thì phần giá chuyển sang lần kiểm lại càng lớn.
- Khả năng so sánh. Hai báo giá chỉ so được khi cùng phiên bản chương trình, cùng đồ gá và cùng giới hạn, nếu không thì một trong hai đang tính một thứ khác.
Vậy một báo giá kiểm thử giữ ba thứ cùng lúc: phạm vi kiểm thử, khối lượng mà chi phí được phân bổ lên, và bên gánh phán quyết. Đọc nó như một đơn giá thì cả ba đều biến mất.
Chốt yêu cầu kiểm thử cùng lúc với sản xuất
Yêu cầu kiểm thử dễ thống nhất trước khi lắp ráp hơn là sau. Gửi điểm test, các bước test và tiêu chí đạt kèm bộ Gerber và BOM, đồ gá, chương trình và giới hạn nghiệm thu sẽ được chuẩn bị song song với sản xuất; khi chỉ có mô tả chức năng, đánh giá DFT xác định bộ test cần tiếp cận gì và sản phẩm thực sự sinh ra lỗi gì.
Bo mạch được đánh giá theo tay nghề IPC-A-610, và các nhà máy đứng sau được chứng nhận ISO 9001:2015, IATF 16949:2016 và ISO 13485:2016 cho chương trình ô tô và y tế — xem trang chứng chỉ để có bản chứng chỉ đã cấp, và trang năng lực cho các giới hạn công nghệ mà kế hoạch kiểm tra dựa vào.
