Защо резултатът от вашето тестване е 80 %, когато платките са в добър ред?

Защо резултатът от вашето тестване е 80 %, когато платките са в добър ред?

Проблемът с пого пиновете

Утрешният отчет за добива показа 80,2 %. Двадесет процента от дневното производство всъщност бяха провалили точно една и съща операция – ICT (тестване върху платката)  терминала – а провалите бяха разпръснати, непоследователни и изнервящо периодични. Ръководителят по качество направи това, което правят ръководителите по качество: изолира неуспешните платки, извлече регистрите с провалите и организира преглед на конструкцията. Инженерният екип подозираше кратко съединение, лош партиден компонент или проблем с формата. Те прекараха един ден и половина, преследвайки призрак.

Ето вторият ключов момент: когато техникът повторно изпълни точните същите 20 % платки със същата точно фиксираща оснастка, 98 % от тях минаха при втория опит. Платките бяха добри. Конструкцията беше добра. Компонентите бяха добри. Проблемът беше в pogo Pin — един от пружинно задвижваните пробни накрайници в изпитателния компонент, в гнездо приблизително 30 милиметра от това, което не успяваше да осъществи контакт, и който всъщност беше създал лош електрически контакт и „лъжеше“ за това.

Това са нещата относно изпитателните компоненти : когато се провалят, те не се провалят шумно. Те се провалят безшумно — точно на онова място, където никой не поглежда, защото всички предполагат, че машината, която измерва нещо, сама по себе си трябва да е в ред.

Физиката на една миниатюрна пружина и остър накрайник

Apogo Pin  е заблуждаващо проста конструкция: бутало, цилиндър, пружина и накрайник, който оказва налягане срещу  изпитателен елемент  на платката. Когато компонентът се затвори, всеки контактен штифт се притиска до своята допълнителна ходовост  и накрайникът се впива в повърхността на изпитателния елемент. Качеството на електрическия контакт зависи от това накрайникът буквално да достигне чистата стомана — оксид, остатъци от флюс, прах или естествената пленка, оставена от човешката кожа. OSP завършваща обработка .

Електрическата спецификация е безкомпромисна. Здрав и балансиран пого-пин има контактно съпротивление в десетки милиома – обичайно е от 10 до 50 милиома. Ограничено съединение – идеята е износена, пружината е уморена, повърхността е замърсена – може да се отклони до няколко милиома или да колебае непредсказуемо. Компонент, който е бил перфектно калибриран на 10 милиома на контакт, става напълно различно устройство при 300 милиома, а разликата е невидима, освен ако не я измерите.

В момента умножете това по броя на контактите в типична тестова програма . Платка с 200 тестови точки означава 200 едновременни пружинно заредени контакта, всеки от които води собствената си борба срещу износване, замърсяване и умора. Отказът на един-единствен пин може да направи целия тест невалиден – а ако този пин е в верига, която определя нещо тънко, отказът може да изглежда точно като дефектна платка.

Защо контактите се развалят

Повредата на пого-пина рядко е драматична. Тя представлява бавно натрупване на малки разрушения:

Идея за износване . Предложението е факторът на контакт – корона, връх или оформена конструкция, която концентрира налягането, за да пробие повърхностните филми. Всеки допир го износва малко. Върхът, който започва с размер 0,4 мм, завършва живота си закръглен, излъскан и неспособен да проникне през каквото и да било. Доставчиците оценяват пиновете за хиляди или милиони цикли, но тези оценки предполагат чисти платки, правилно преходно движение и редовно поддържане. Реалният живот обикновено е само част от оцененото число – пин с оценка от 1 милион вмъквания обикновено изисква подмяна преди 200 000 при производствени проблеми.

Загадяването . Промяна на депозитите от лепене, прах от производствения под, масла от дръжката и оловни частици от съседни процеси се натрупват върху контакта. Всеки депозит увеличава контактното съпротивление. Затова фиксатурите в производствени линии с висок поток и без почистване се повреждат по-бързо от тези за напълно почистени платки — контактните пинове буквално събират остатъци при всеки цикъл.

Пролетна умора . Пролетта е двигателът на пина и е компонентът, който най-много страда от прекомерно използване. Превишаването на номиналната допълнителна ходовост — допълнителното компресиране след първия контакт — предизвиква умора на пружината и намалява силата, която тя може да приложи. Пин с недостатъчна сила не може да пробие повърхностните филми, поради което контактното съпротивление расте. Фиксатурите, които се затварят с удар вместо плавно, или платките, които са леко издигнати, тихо унищожават пружините.

Неправилна подредба . Пинът трябва да попадне в контактната точка  област – обикновено площадка с размери от 0,8 до 1,2 мм. Отклонение дори с 0,1 мм при монтиране на фиксиращото приспособление, износване на фиксиращите пинове или разширение на платката може да доведе до това контактната точка да попадне в края на площадката, където контактната площ е минимална и съпротивлението е нестабилно. Контактният елемент може да попадне върху лака за запояване вместо върху медта – което винаги се регистрира като прекъснато съединение.

Деформация на платката фиксиращото приспособление предполага, че платката е равна. Дори незначителна деформация на платката – с част от милиметър – вдига някои тестови контакти от техните пинове и прекомерно компресира други. Засегнатите вериги се регистрират като прекъснати или къси съединения. При платка с неравномерно разпределение на медта – такава, която се деформира леко след процеса на рефлоу – фиксиращото приспособление може да причини последователен модел на откази, който прилича на грешка в разположението.

Защо повторният тест дава положителен резултат

Дразнещата част от повредите на пого-пиновете е, че повторното тестване "поправя" проблема. Същите платки успешно минават теста втори път и този факт убеждава всички, че проблемът е бил преходен – някаква грешка, временен проблем, може би свързан с оператора. Системата е физическа и напълно обикновена:

—Първоначалната цел на пиновете е механично да пробият или изместят оксидния/замърсеността слой, който е попречил на контакта при първия опит. Вторият контакт се осъществява върху свежо разкрития метал. Контактът се подобрява.

—Действието по поставяне и фиксиране на платката за втори път може да я постави по различен начин, променяйки кои пинове са в контакт и с какво натиск.

—Пин, който е бил граничен – замърсен, с износена пружина – може да се държи по различен начин от цикъл на цикъл, понякога успявайки да мине теста, а друг път несполучливо.

Цената за успешното повторно тестване всъщност е диагностичен индикатор: когато висок процент от неуспешните платки се подлагат на повторно тестване, първото нещо, което трябва да се заподозре, е компонентът, а не платките. Високите цени за успешното повторно тестване са червен флаг за потенциални проблеми, а не показател за това, че всичко е наред.

Каква е истинската цена на фалшивите неуспехи

Цената на един фалшив неуспех не се измерва само с времето за повторно тестване. Тя включва и възникналата несигурност:

Карантиниран складов запас всяка неуспешна платка остава на място за задържане, докато се изследва "проблемът". На производствена линия с висок обем това означава хиляди платки в час, които чакат несъществуващ проблем.

Изгубено инженерно време. Прегледи на проекта, проверки на схемите и оценки на компонентите се извършват за платки, които никога не са били дефектни. Реалният проблем — износен контакт — остава невидим за всички тези проверки.

Безполезна корекция. Бордовете, които не са успели, са били маркирани и са били "преработени" (обикновено основен повторен тест, който е преминал) носят цената и стигмата на преработването без ползата. Някои от плочите с фалшиви повреди се развалят или поправят ненужно, а всеки докосване е истинска заплаха от дефект на отлична дъска.

Изкривени данни. Ако компонентът се разгражда бавно, възвръщаемостта пада седмица след седмица, и никой не може да изясни защо. Продуцентският екип започва да "ремонтира" процедурата, да подрежда профилите, да променя налепването, да променя позиционирането, за да компенсира проблема, който съществува напълно в компонента за изследване.

Как точно да го хванем преди да е изтекла седмица

За щастие: проблемите с пигените са механични, а механичните проблеми могат да бъдат избегнати. Самоконтролът е монотонен и работи.

Проследявайте съпротивата на повикванията, не просто "пропускай/отхвърли".  Програма за проверка, която регистрира съпротивата по отделна мрежа или поне маркира мрежи, чиято съпротива е надвишила зададената граница, превръща скритото увреждане в очевидна тенденция. Когато една и съща мрежа показва постоянно нарастваща контактна съпротива през седмица производство, фиксатурата ви сигнализира, че изисква поддръжка, преди да започне да поврежда платки.

Използвайте златна плочка.  Поддържайте известна добра плочка – тествана и документирана – и я използвайте с фиксатурата в началото на всяка смяна. Ако златната плочка започне да се проваля или да минава тестовете с крайно тесни маргини, компонентът непременно е подозрителен. Тази единствена практика би открила всеки отказ на пого-пинове, който съм виждал досега, дни преди да се отрази върху показателя за добив.

Поддържайте пиновете по график, а не след отказ.  Поддържайте идеите подредени в определен период — интервалът зависи от вашия поток и чистотата на платката, но обикновено всяка 10 000 до 20 000 цикъла е подходящо начално ориентировъчно число за линии с висока производителност. Сменяйте контактните пинове преди да се износят, а не след това. Пин, проектиран за един милион цикъла, който се заменя при 150 000 цикъла поради графика, струва няколко долара. Пин, който излезе от строя при 180 000 цикъла, струва цял ден производство.

Проектирайте тестови точки така, че да могат да бъдат пробвани. Тестова точка, която е оголена вия, контактна площадка под компонент или площадка с OSP-покритие, е тестова точка, която затруднява пробването. Специално проектирани пробни площадки с повърхност, подходяща за многократен контакт — и с размери, съответстващи на типа пин — удължават живота на пиновете и подобряват стабилността на контакта. Това е решение за проектиране за тестване (DFT), взето по време на проектирането, и гарантира надеждността на фиксатурата през целия жизнен цикъл на изделието.

Вижте цената за повторно тестване.  Ако процентът на успешно повторно тествани платки е висок — над няколко процента от неуспешните платки — третирайте го като предупреждение за фиксатурата, а не като загадка. Съотношението между „спряли да работят при първоначалното тестване и подложени на повторно тестване“ и „неуспешни при и двете тествания“ е един от най-ефективните много ранни индикатори за деградация на контактите в целия процес на изпитване.

Фиксатурата принадлежи на процеса

Неприятната истина е, че изпитателната фиксатура е използвана механична сглобка, а не инструмент на абсолютна истина. Тя има пружини, върхове и повърхности за контакт, които се износват по график, който никой не е записал. Когато производството намалее, а платките са изправни, компонентът е първото място, което трябва да се провери — а не последното.

Двайсетте процента платки, които не успяха онази сутрин? Те се върнаха по линията, бяха одобрени и доставени. Реалното неуспех беше никога в платките. Той остана в един-единствен използван пробник, на трийсет милиметра от мястото, където някой гледаше, тихо лъжещ производител, който трябваше да казва истината.