De ce indică randamentul testului dumneavoastră 80 %, deși plăcile sunt în regulă?

De ce indică randamentul testului dumneavoastră 80 %, deși plăcile sunt în regulă?

Problema pinilor Pogo

Raportul matinal de randament a înregistrat 80,2%. Douăzeci la sută din producția zilei a eșuat exact la aceeași etapă — Examinarea în circuit (ICT)  terminal — iar defecțiunile erau răspândite, nesistematice și exasperant periodice. Supraveghetorul calității a făcut ceea ce fac supraveghetorii calității: a izolat plăcile defecte, a extras jurnalele de defecțiuni și a organizat o revizuire de proiectare. Echipa de inginerie a presupus un scurtcircuit limitat, un lot de componente defecte sau o problemă de format. Au petrecut un zi și jumătate urmărind un fantomă.

Iată al doilea element atrăgător: când tehnicianul a reluat exact aceleași 20% dintre plăci, folosind exact aceeași fixtură, 98% dintre ele au trecut testul la a doua încercare. Plăcile erau în regulă. Proiectarea era în regulă. Componentele erau în regulă. Problema era o pin Pogo — unul dintre sondele cu arc din componenta de testare, într-un conector situat la aproximativ 30 de milimetri de cel care nu funcționa corect, care de fapt crease un contact defectuos și „mințea” despre acest lucru.

Acestea sunt lucrurile legate de componentele de testare : când eșuează, nu eșuează zgomotos. Eșuează în tăcere, în singurul loc unde nimeni nu caută — pentru că toată lumea presupune că mașina care măsoară orice trebuie să fie, în mod necesar, în regulă.

Fizica unui mic arc de primăvară și a unei sugestii ascuțite

Apin Pogo  este un dispozitiv aparent simplu: un piston, un cilindru, un arc și o vârfă care apasă împotriva unui  factor de testare  pe placă. Când componenta se închide, fiecare pin apasă până la supra-deplasarea sa  și vârful pătrunde în suprafața factorului de testare. Calitatea contactului electric depinde de faptul că vârful atinge direct oțelul curat — nu oxidul, nu reziduurile de flux, nu praful și nici pelicula naturală lăsată de o Finisare OSP .

Specificația electrică este implacabilă. Un contact pogo pin sănătos și echilibrat are o rezistență de zeci de miliohmi – între 10 și 50 de miliohmi este obișnuit. Un contact limitat – idee uzată, arc obosit, suprafață contaminată – poate deriva spre zeci de miliohmi sau poate oscila imprevizibil. Un component care a fost calibrat perfect la 10 mΩ pe contact devine un dispozitiv diferit la 300 mΩ, iar diferența este invizibilă decât dacă o măsurați.

Înmulțiți acum acest lucru cu numărul de contacte dintr-un program tipic de testare testare . O placă cu 200 de puncte de testare înseamnă 200 de contacte încărcate cu arc, simultane, fiecare luptându-se individual împotriva uzurii, contaminării și oboselii. Defecțiunea unui singur pin poate anula întreaga testare – iar dacă acel pin se află într-un circuit care determină ceva subtil, defecțiunea poate părea exact ca o placă defectuoasă.

De ce se deteriorează contactele

Defecțiunea pinului Pogo este rar dramatică. Este o acumulare lentă de mici deteriorări:

Uzură ideatică . Sugerarea este factorul de contact — o coroană, o suliță sau un model sculptat care concentrează presiunea pentru a pătrunde prin filmele de suprafață. Fiecare contact le degradează ușor. Vârful care începe cu dimensiunea de 0,4 mm își încheie viața rotunjit, lucios și incapabil să pătrundă prin orice. Furnizorii specifică durata de viață a pinilor în mii sau milioane de cicluri, dar aceste valori presupun plăci curate, depășirea corectă a cursei și întreținerea regulată. În condiții reale, durata de viață este de obicei doar o fracțiune din valoarea nominală — un pin clasificat la 1 milion de inserții necesită de obicei înlocuire înainte de 200.000 de inserții în cazul problemelor de producție.

Contaminarea . Depozitele de lipit, praful de pe podeaua de producție, uleiurile provenite din manipulare și particulele de lipit provenite din procedurile învecinate se acumulează pe pin. Fiecare depozit crește rezistența de contact. De aceea, fixturile de pe liniile de producție cu flux ridicat și fără curățare se deteriorează mai repede decât cele de pe plăcile complet curățate – piniile absorb literalmente reziduurile la fiecare ciclu.

Oboseala de primăvară . Primăvara este motorul pinului și este componenta ce suferă cel mai mult abuzul. Depășirea compresiei nominale supra-deplasarea sa – compresia suplimentară peste primul contact – provoacă oboseală la nivelul primei primăveri și reduce forța pe care aceasta o poate exercita. Un pin cu forță insuficientă nu poate strivi filmele de suprafață, astfel încât rezistența de contact crește. Fixturile care sunt închise cu forță, în loc să fie închise cu grijă, sau plăcile care sunt ușor ridicate, deteriorează în mod tăcut arcurile.

Alinierea greșită . Pinul trebuie să ajungă în interiorul punctului de testare  zona – de obicei o suprafață de 0,8–1,2 mm. O derivație de doar 0,1 mm în timpul înregistrării fixturii, uzurarea pinilor de fixare sau dilatarea plăcii poate plasa punctul de contact chiar pe marginea suprafeței, unde aria de contact este foarte mică și rezistența este instabilă. Punctul de contact poate ajunge pe măștița de lipire, nu pe cupru – ceea ce duce întotdeauna la detectarea unui circuit deschis.

Deformarea plăcii fixtura presupune o placă plană. O placă deformată chiar și cu o fracțiune de milimetru ridică unele direcții de testare de pe pinii lor, în timp ce comprimă excesiv altele. Rețelele afectate sunt evaluate ca fiind întreruperi sau scurtcircuite. O placă cu distribuție neuniformă a cuprului – de tipul care se deformează ușor după reflow – poate determina fixtura să genereze un model constant de defecțiuni care pare a fi o problemă de proiectare.

De ce testul repetat are rezultat pozitiv

Partea frustrantă a defectării pinilor pogo este că retestarea le „reparează“. Aceleași plăci trec de test a doua oară, iar acest fapt convinge pe toată lumea că problema a fost tranzitorie – o defecțiune, o problemă de reglare sau, poate, o greșeală a operatorului. Sistemul este fizic și complet obișnuit:

-Primul obiectiv al ideii cu pinii este ca aceștia să poată străpunge sau deplasa mecanic stratul de oxid/contaminare pe care nu l-au reușit să depășească prima dată. A doua contactare are loc pe metalul proaspăt expus. Conectarea se îmbunătățește.

-Actul de a poziționa și fixa placa a doua oară poate duce la o așezare diferită, modificând astfel pinii care intră în contact și presiunea cu care acest lucru se produce.

-Un pin care era la limită – cu sugestie de contaminare, arc obosit – poate avea un comportament diferit de la un ciclu la altul, trecând intermitent și nefuncționând periodic.

Prețul de trecere la retestare este, de fapt, un indiciu diagnostic: atunci când un procent mare de plăci defecte sunt trimise la retestare, primul lucru de suspectat este componenta, nu plăcile. Un preț ridicat de trecere la retestare este un semnal de alarmă pentru probleme potențiale, nu o dovadă că totul este în regulă.

Costul eșecurilor false

Costul unui eșec fals nu este doar timpul necesar retestării. Este și echipamentul de incertitudine care îl înconjoară:

Stoc în carantină fiecare placă defectă rămâne într-o zonă de așteptare până când se investighează "problema". Pe o linie de producție cu volum mare, acest lucru înseamnă mii de plăci pe oră care așteaptă un fantomă.

Timp de inginerie pierdut. Reviziile de proiectare, verificările schemelor și evaluările componentelor se efectuează toate pe plăci care, de fapt, nu au fost niciodată defecte. Problema reală — un pin uzat — rămâne invizibilă în toate aceste examinări.

Rework inutil. Plăcile care nu îndeplinesc cerințele sunt marcate ca defectuoase și supuse „refacerii” (de obicei un test simplu repetat, care dă rezultat pozitiv), suferind atât costurile, cât și stigma refacerii, fără să beneficieze de aceasta. Un anumit procent de plăci cu defecte false sunt eliminate sau reparate inutil, iar fiecare intervenție reprezintă o amenințare reală de defect pe o placă perfectă.

Date de retur distorsionate. Dacă componenta se degradează treptat, valoarea de retur scade săptămână de săptămână, iar nimeni nu poate explica motivul. Echipa de producție începe să „repare” procesul — ajustând profilurile, schimbând pasta sau modificând poziționarea — pentru a compensa o problemă care există în întregime în cadrul componentei de testare.

Cum să o identificăm înainte să coste o săptămână

Din fericire: problemele legate de pogo pins sunt mecanice, iar problemele mecanice pot fi evitate. Controlul este rutinier, dar eficient:

Monitorizați rezistența de contact, nu doar rezultatul „trecut/nepasat”.  Un program de examinare care înregistrează rezistenţa per-net -- sau un minim de reţele de semnalizare a căror rezistenţă a depăşit un prag -- transformă o deteriorare ascunsă într-o modă vizibilă. Când aceeaşi bandă arată o rezistenţă la contact în creştere pe parcursul unei săptămâni de producţie, dispozitivul vă informează că are nevoie de o soluţie înainte de a începe să nu funcţioneze.

Foloseşte o tablă de aur.  Păstraţi un tablou de date, evaluat şi documentat, şi să îl folosiţi cu aparatul la începutul fiecărei schimbări. Dacă placa de aur începe să nu mai funcţioneze... sau să treacă cu marje abjecte... componenta e suspectă. Această singură practică ar fi capturat cu siguranţă fiecare eşec de pin pogo pe care l-am văzut vreodată, cu câteva zile înainte de a atinge recordul de randament.

Ţineţi-vă minte de o rutină, nu de un eşec.  Idei organizate într-un interval definit – intervalul depinde de fluxul și starea de curățenie a plăcii dvs., dar de obicei, o primă referință este între 10.000 și 20.000 de cicluri pentru linii cu înaltă productivitate. Înlocuiți pini înainte ca aceștia să se uzeze, nu după. Un pin clasificat pentru un milion de cicluri, înlocuit la 150.000 de cicluri doar pentru că a expirat programul, costă câțiva dolari. Un pin care cedează la 180.000 de cicluri costă o zi întreagă de producție.

Proiectați puncte de testare accesibile sondei. Un punct de testare care este o gaură metalizată descoperită, o pistă situată sub un component sau o pistă cu finisaj OSP reprezintă un punct de testare care împiedică contactul sondei. Piste dedicate de testare, cu o suprafață potrivită pentru contact repetat – și dimensionate corespunzător tipului de pin utilizat – prelungesc durata de viață a pinilor și asigură o rezistență de contact stabilă. Aceasta este o decizie de tip Design-for-Test (DFT), luată în faza de proiectare, care consolidează fiabilitatea fixturii pe întreaga durată de viață a produsului.

Consultați costul retestării.  Dacă rata de retestare cu rezultat pozitiv este ridicată—peste câțiva la sută dintre plăcile care au eșuat—tratați această situație ca pe o avertizare privind fixtura, nu ca pe un mister. Raportul dintre «au încetat să funcționeze la testul inițial, apoi au fost trimise la retestare» și «au eșuat la ambele teste» este una dintre cele mai eficiente indicații foarte timpurii ale degradării contactelor din întregul proces de testare.

Fixtura aparține procesului

Adevărul neplăcut este că o fixtură de testare este un ansamblu mecanic în uz, nu un instrument al unei adevăruri absolute. Aceasta conține arcuri, vârfuri și suprafețe de contact care se degradează într-un ritm pe care nimeni nu l-a înregistrat. Când producția scade, dar plăcile sunt în regulă, componenta este primul punct de verificare—nu ultimul.

Cele 20% de plăci care au eșuat în acea dimineață? Au revenit prin linie, au trecut testele și au fost livrate. Eșecul real nu se afla în plăci. Se afla într-un singur ac de probă uzat, la doar 30 de milimetri de locul unde oricine ar fi căutat, mințind în tăcere un producător care trebuia să spună adevărul.