Pilottiajo piirilevykokoonpano tuotannon validointia varten

Piirilevykokoonpanon pilottivaihe on viimeinen tilaisuus paljastaa tuotantoriski ennen kuin tilausmäärästä on päätetty. Prototyyppien valmistus todistaa, että suunnittelukonsepti voi toimia kerran. Pilottikokeilu osoittaa, että samaa piirilevyä voidaan valmistaa toistuvasti realistisessa tahdissa käyttäen volyymituotantoon tarkoitettuja materiaaleja, työkaluja ja testausmenetelmiä. Tässä artikkelissa käsitellään, miten Highleap Electronics lähestyy pilottikokonaisuuksia: mitä pilottivaiheen on itse asiassa validoitava, miten määrä päätetään, mitä todisteita on esitettävä ja mitkä lopetuskriteerit on allekirjoitettava ennen kuin piirilevy vapautetaan massatuotantoon.

1. Mitä piirilevykokoonpanon pilottiajon tulisi validoida

Pilottihankkeen tarkoituksena ei ole osoittaa, että piirilevy voidaan koota – tähän vastattiin jo prototyyppien teossa. Pilottihankkeessa on validoitava neljä erillistä riskiluokkaa, ja jokainen luokka tarvitsee omat todisteensa.

Tuotesuunnitteluriski. Pilottihanke vahvistaa, että julkaistu malli käyttäytyy tarkoitetulla tavalla todellisissa kokoonpano-olosuhteissa, ei käsintehdyissä näytteissä. Pinseteillä toimivat jäljet ​​voivat pettää koneellisen asennuksen aikana. Lämpökäyttäytyminen, joka näytti hyvältä pöytänäytteessä, voi muuttua, kun piirilevy kootaan oikeaan kuparipainoon ja pinoamisasteeseen.

Piirilevyn valmistusriski. Pilottiprojektissa käytettyjen paljaiden piirilevyjen tulee olla peräisin samalta valmistajalta, ja niiden pinoamis- ja materiaalispesifikaatioiden tulee olla samat kuin suunnitellun volyymin. Jos prototyyppilevyt rakennettiin nopeasti geneerisen FR-4:n päälle ja volyymisuunnitelma edellyttää kontrolloitua impedanssia tietylle laminaatille, ne ovat valmistuksen kannalta kaksi eri tuotetta.

Kokoonpanoprosessin riski. Sapluunan suunnittelu, liima, uudelleensulatusprofiili, sijoitteluohjelma, THT-sekvenssi ja uudelleentyöstösäännöt on kaikki harjoiteltava pilottituotantomäärillä. Vikoja, jotka esiintyvät kerran kolmessa prototyyppilevyssä, voi esiintyä kymmenen kertaa 30 pilottilevyssä – tämä määrä on näkymätön prototyyppimäärällä, mutta hylkäävä suuressa määrin.

Testaus- ja tuotantovalmiusriski. AOI-kynnysarvot, röntgenkuvausalueen peitto, ICT- tai lentoluotainskriptit , toiminnalliset testirajoitukset ja ohjelmointimenettelyt tulisi kaikki suorittaa pilottikortteja vasten tuotanto-olosuhteissa. Testiohjelma, joka havaitsee kaikki viat viidellä käsin valitulla kortilla, voi aiheuttaa liikaa virheilmoituksia tai jättää havaitsematta todellisia vikoja suurella volyyminopeudella.

Pilottiajo, jossa tuotetaan vain toimivia yksiköitä ilman näyttöä näistä neljästä kategoriasta, ei ole toiminut.

2. Kuinka monta yksikköä tulisi rakentaa pilottiajossa?

Ei ole olemassa yhtä pilottihankemäärää, joka soveltuisi kaikkiin projekteihin. Jokainen, joka tarjoaa sellaisen, tarjoaa palvelupaketin, ei validointisuunnitelmaa. Oikea pilottihankemäärä johdetaan projektista itsestään.

Pilottimäärän tulisi myös ottaa huomioon odotettavissa oleva hylky. Jos piirilevyllä on pilottivaiheessa tiedossa oleva valmistus- tai kokoonpanoriski, työnäytteen tavoitemäärä on saavutettava hyväksyttävän hävikin jälkeen. Tässä esitetyt arvot ovat suuntaa antavia eivätkä pakollisia minimimääriä; lopullinen määrä vahvistetaan pilottisuunnittelun aikana testin laajuutta ja tuhoavien näytteiden tarvetta vasten.

3. Materiaalien ja komponenttien säätimet pilottikokeilua varten

Pilottihanke edustaa volyymia vain, jos pilottihankkeen materiaalit edustavat volyymia. Tämä on yleisin syy siihen, miksi "onnistuneen" pilottihankkeen jälkeen tuotannon käynnistäminen on epävakaa.

• Piirilevymateriaali ja viimeistely jäädytetty. Paljaiden piirilevyjen tulisi käyttää aiottua tuotantopinoa, laminaattilaatua, kuparin painoa ja pintakäsittelyä. HASL:n korvaaminen ENIG:llä "vain pilottikokeissa" mitätöi suurimman osan kokoonpanoa koskevista todisteista.
• Vain hyväksyttyjä komponenttilähteitä. Jokaisen rivikohdan tulee tulla siitä AVL:stä, jota käytetään volyymin laskemiseen. Korvaukset, jotka eivät olisi hyväksyttäviä tuotantovaiheessa, eivät ole hyväksyttäviä myöskään pilottivaiheessa, jonka on tarkoitus validoida tuotanto.
• Tilapäiset korvaukset merkitty ja määrätty. Jos kriittisen osan toimitusaika on pitkä ja pilottihankkeen aikataulussa pitämiseksi on käytettävä korvaavaa osaa, korvaava osa dokumentoidaan ja sen riski tuodaan esiin – tämä ei ole päätös, jonka kokoonpanija tekee hiljaa.
• Lyhyen ja pitkän toimitusajan osat tunnistetaan etukäteen. Kaikki komponentit, joiden läpimenoaika lähestyy tai ylittää pilottivaiheen, joko ennakkotilataan tai kuitataan aikatauluriskiksi ennen pilottivaiheen alkua vakiolomakkeen kautta. komponenttien hankinta arvostelu.
• MSL ja pakkaustilanne on valvottu. Kosteudelle herkät laitteet paistetaan, pussataan ja varastoidaan samojen standardien mukaisesti kuin massatuotanto. Pilottituotannot, joissa MSL:n käsittely ohitetaan, voivat aiheuttaa popcorn-virheitä, joita massatuotannossa ei olisi ilmennyt.
• Usean erän altistuminen havaittu. Jos pilottiosat saapuvat useilla erillä tai useilla päivämääräkoodeilla, tämä on kirjattava, koska volyymituotannossa eräjakauma voi olla suppeampi tai laajempi ja käyttäytyminen voi vaihdella.

Perusperiaatteena on, että prototyyppilaatuisista materiaaleista rakennettu pilotti on prototyyppi, jossa on enemmän yksiköitä – ei tuotantoa edeltävä validointi.

4. Kokoonpanoprosessin validointi pilottiajon aikana

Pilottivaiheessa aiottua kokoonpanoreittiä harjoitellaan alusta loppuun, ja jokainen prosessivaihe tuottaa todisteita, jotka oikeuttavat siirtymisen volyymituotantoon. Tietuesarja sisältää tyypillisesti seuraavat:

• Sapluunan suunnittelu ja liisteri: QFN-lämpötyynyjen, hienojakoisten integroitujen piirien ja pienten passiivisten komponenttien aukkostrategia; pastaseos, tallennustila ja tulostinparametrit
• Sijoitus: syöttölaitteen kartta, suuttimen valinta, konenäköopetus ja kaikki osat, jotka vaativat konenäköohjauksen
• Reflow-profiili: mitattuna instrumentoidusta näytteestä, ei yksinkertaisesti asetettu pastanvalmistajan oletusarvoon – liotus, huippu ja aika nesteen yläpuolella tallennettu
• Kaksipuolisen uudelleenjuoksutuksen käyttäytyminen: tarvittaessa todiste siitä, että toinen läpikulku ei häiritse ensimmäisen läpikulun niveliä
• Kokoaminen läpireiän kautta: selektiiviset juotos- tai aaltoparametrit, käsinjuotosohjeet ja SMT:hen liittyvä järjestys
• Selektiivinen ja käsinjuotos: liittimille ja lämpöherkille komponenteille, jotka eivät ole yhteensopivia reflow-virtauksen kanssa, kiinnitysreferensseineen
• Puhdistus: jos fluksijäännös ei ole yhteensopiva toiminnallisten tai luotettavuusvaatimusten, puhdistusparametrien ja huuhteluveden laadun kanssa
• Konformaalinen pinnoite tai valu: peittäminen, paksuus ja kovettumisolosuhteet, jos tuote niitä vaatii
• Merkinnät ja sarjoitukset: etiketin muoto, sijoituspaikka, viivakoodin luettavuus ja jäljitettävyystietokannan merkintä
• Pakkaus: ESD-yhteensopivat kuljetusalustat, kosteussuojaus tarvittaessa ja kuljetusturvallinen asettelu

Jokaisesta näistä kohteista tulisi olla joko työohje, mittaustuloste tai valokuva liitettynä pilottiprojektin rakennustiedostoon. Tämä tallenne mahdollistaa saman prosessin toistamisen suuremmassa määrin riippumatta siitä, ketkä yksittäiset käyttäjät sattuivat suorittamaan pilottiprojektin.

5. Tarkastus-, ohjelmointi- ja toimintatestien kattavuus

Pilottivaihe on se piste, jossa tarkastus- ja testausreittiä mitataan – ei vain sen perusteella, mitä se havaitsee laudoilta, vaan myös sen perusteella, kuinka hyvin itse peitto toimii.

AOI:n tulisi suorittaa jokaista pilottipiirilevyä vasten, ja ohjelma tulisi virittää pilottivaiheen aikana sen sijaan, että se jätettäisiin oletusarvoihin. Virheellisten kutsujen määrää seurataan, jotta tilavuuskäyrä ei huku käyttäjän tarkasteluun. Röntgenkuvausalue määritellään komponenttityypin mukaan – jokainen pilottipiirin BGA-, QFN- ja LGA-liitos tulisi tarkastaa, jotta tyhjien ja siltautuvien rakenteiden käyttäytyminen tiedetään ennen tilavuusmittausta. Ensimmäisen kappaleen tarkastus pilottivaiheen alussa toimii vertailukohtana, johon jokaista myöhempää piirilevyä verrataan. Ohjelmointi varmennetaan tietyllä kuvalla, laitevaihtoehdoilla ja jälkitarkastuksilla, jotka suoritetaan tilavuusmittauksessa. ICT- tai lentävä mittauslaite valitaan määrän ja kiinnittimen saatavuuden perusteella; lentävä mittauslaite on tyypillinen kokeiluvaiheessa, kun ICT-kiinnikettä vielä rakennetaan. Toiminnallisessa testissä tuotteen todellista käyttötapausta verrataan mitattavissa oleviin hyväksymis- ja hylkäysrajoihin – katso toiminnallinen testausmenetelmä . Mekaaninen sopivuus aiottuun koteloon tarkistetaan ainakin osalla pilottiyksiköistä. Jos asiakas suorittaa erillisen hyväksyntätestin, kyseinen testi ajoitetaan pilottivaiheen aikana, ei tilavuussitoumuksen jälkeen.

Kolmen eron pitäisi olla selkeitä pilottivaiheen loppuun mennessä:

• Mitä testejä on olemassa valmistusvirheiden havaitsemiseksi (AOI, röntgen, ICT) – nämä vaikuttavat volyymiin
• Mitkä testit vahvistavat tuotteen toiminnan (FCT, ohjelmoinnin varmennus) – nämä vaikuttavat myös volyymiin
• Mitkä testit suoritettiin vain pilottivaiheen validointia varten (tuhoava analyysi, luotettavuusnäytteet, vaatimustenmukaisuustestaus) – näitä ei tarvitse toistaa jokaisella volyymiyksiköllä, mutta ne on päätettävä ennen volyymin julkaisua

6. Massatuotantoa edeltävät poistumiskriteerit

Poistumiskriteerit ovat ehtoja, joiden on täytyttävä ennen pilottihankkeen päättymistä ja volyymin kokoamisen valtuuttamista. Näistä tulisi sopia ennen pilottihankkeen aloittamista, eikä niistä tulisi neuvotella jälkikäteen löydösten perusteella.

Vasta pilottitulosten tiedossa olon jälkeen määritellyt lopetuskriteerit aiheuttavat erimielisyyksiä hankkeen laajuudesta. Niiden jäädyttäminen etukäteen muuttaa pilottihankkeen tulokset selkeäksi päätökseksi hankkeen etenemisestä/hylkäämisestä.

7. Lähetä pilottiajoa varten tehty piirilevykokoonpanopaketti

Highleap Electronics suorittaa pilottituotantoja samalla valmistusreitillä, jota käytetään myös volyymituotannossa: sama SMT-linja , sama hankintakanava, sama testisolu. Tämä jatkuvuus tekee pilottituotannon todisteista hyödyllisiä – kyseessä ei ole laboratoriotuotanto, joka on uudelleenkelpoistettava varsinaista tehdasta varten. Versiomuutokset, tekninen palaute ja prosessimuutokset käsitellään vakiomuutostietueen kautta, joten mikään ei siirry huomaamattomasti pilotti- ja volyymituotannon välillä.

Avataksesi pilottiarvioinnin, anna:

• Tavoite pilottikokeen määrä ja perustelut (validointinäytteet, rikkova testi, markkinakoe)
• Odotettu vuosittainen volyymiennuste
• Nykyinen piirilevy- ja osaluettelon tarkistus
• Gerber, pora ja pinoaminen – tai vastaava kokoonpanotiedostopaketti
• Osaluettelo MPN-numeroineen, hyväksyttyine vaihtoehtoineen ja DNP-merkintöineen
• Kokoonpanopiirustus ja mahdolliset erikoisprosessia koskevat huomautukset
• Testaussuunnitelma, joka kattaa ICT:n/lentävän luotaimen, FCT:n ja ohjelmoinnin laajuuden
• Prototyypistä siirtyneet tunnetut avoimet ongelmat
• Pilottihankkeen tavoitepäivämäärä ja suunniteltu volyymin aloituspäivämäärä
• Onko komponenttien hankinta avaimet käteen -periaatteella, toimituksena vai hybridiperiaatteella?