{{ title }}
{{ errorMessage }}


{{ errorMessage }}





{{ registerSuccessMessage }}
当前位置: 首页> 访谈> 正文 
收藏
点赞
投稿
测试策略和挑战
  2021-12-28      234

the I-Connect007 Editorial Team

测试工程服务供应商Test Connection公司的Bert Horner分享了他对测试和及检测发展趋势及挑战的看法,阐述了行业常见挑战以及制定测试和检测策略的重要性。

Barry Matties:Bert,首先感谢您接受采访。Test Connection公司从事测试和检测已经很多年了,对吗?

Bert Horner:是的。今年是我们公司成立41周年。

Matties:这太棒了,祝贺你们。是您的父亲创办了这家公司吗?

Horner:是的,他在1980年创办了这家公司。

Matties:这些年来,通过在制造中反复出现的缺陷,您看到了哪些发展趋势,测试数据揭示了什么?有哪些常见的错误?

Horner:通过分析很多短路和开路测试的柱状图,我们发现最常见的问题是焊料飞溅。还有朝向错误和有源元器件数值错误问题。此外是一些出现机率较低的问题,如器件错误、未达规范等。对于电气测试——用过AOI和X射线检测设备后,就会青睐飞针和在线 ICT——即针床ICT设备。我们正在研发功能和设计测试,将有助于证明针床夹具或飞针的成本是合理的。目前越来越多的公司在此类测试解决方案中加入了我们所说的集群或功能测试。

Matties:制造商通常面临哪些测试和检测挑战?

Horner:我认为在可测试性设计(DFT)方面存在一些挑战。其中最大的挑战是在生产组件之前能找到设计的关键点并了解测试策略。我认为设计、制造和测试之间缺乏沟通,如果有沟通,测试工程师就有机会参与设计,提出测试要求。目前内部和外部测试工程团队以及设计团队之间仍存在脱节。

Matties:基于EMS供应商的测试策略之间是否存在差异,是否有设计人员应该遵循的标准?

Horner:除了了解EMS必须支持的内容之外,没有真正的标准可以遵循。他们有什么解决方案?他们有X射线、AOI设备吗?他们有在线测试设备吗?他们有飞针测试设备吗?要想了解合作伙伴所拥有的测试技术,以及用于测试和检测的设备,需要与与供应链上游进行积极沟通,或者对设计团队明确说明:“测试策略基于AOI、X射线和电气测试。”

Matties:所以,设计布局人员不仅需要是SI和堆叠领域的专家,还必须是测试策略方面的权威人士。

Horner:他们必须全面了解自己想要实现的目标。现在很多设计师与项目工程师合作,设计师的角色有时由项目工程师或特定项目的项目经理承担。深入了解就需要身处其中,在设计初期,提出计划的时候就参与其中。

Matties:现在回到这些常见的问题,如飞溅、开路和短路,你们向制造商提供了哪些反馈或数据以帮助他们改进工艺,或者是否存在类似的循环?

Horner:对于我们的测试服务,我们提供一份针对测试产品的总结报告,通过序列号,制造商可以看到一些常见的故障。如果与他们合作的工厂有质量管理系统(QMS),他们就可以查看数据,并很快发现故障趋势。

Nolan Johnson:Bert,项目经理、项目工程师或设计师去哪里寻找故障原因?他们的DFT资源在哪里?

Horner:无论是针床测试、飞针测试还是边界扫描测试,测试合作方都已建立了自己的资源,且都是基于非常相似的DFT指南。其中大多数合作方(我们是其中之一)有一些通用的资源,针对DFT我们有边界扫描测试、ICT测试和飞针测试指南。市场上也有相应的产品。例如ASTER Technologies公司有TestWay。Mentor公司有Text Expert。这些工具可用于审查原理图,每个公司都可以利用它来寻找解决方案。他们是否使用这些工具则是另一个问题,但目前越来越多的公司开始关注原理图级别的DFT:如Automated Tool、TestWay、Test Expert。我们公司有其中两种工具,当查看原理图时,可以了解电路的可控性,可测试点,就可以控制电路,定位网、引脚及器件作为测试点。

Johnson:这些工具是否类似发生故障后使用DRC检查器?

Horner:不是的,这些工具更直接。当电气工程师在布局原理图,或布局PCB之前,他们就可以将DFT放入板中,在完成PCB布局之前即可避免故障。可以识别一些必须测试的关键网及网引脚。例如当电路具有射频、高速数据或微波,并且无法放置测试点或控制电路时,则至少在外围电路上可以设置测试点。在这些高速区域,只需要做更多的功能测试,而不是传统的ICT飞针测试甚至边界扫描测试。

Andy Shaughnessy:Bert,目前似乎没有太多DFT相关的课程,你对设计师有什么建议?

Horner:最简单的方法是了解测试工程师,他们并不会制造麻烦。但是如果他们可以在设计中加入一些基本的DFT规则,将会是一个好的开端。通常,可以自动实现电路板60%到80%的可测试性。另一种解决方案是进行预测性测试,这也是一些自动化工具常用的地方。如果他们说,“这部分电路采用AOI,那部分电路采用飞针,另外一部分电路采用X 射线,其余部分电路采用边界扫描,”那么他们的整体测试策略是100%。

这是何种测试解决方案覆盖何种响应的问题。测试解决方案必须有其测试范围。例如我们不能使用AOI方案对旁路电容器进行电气测试,例如在某些类型的BGA边界扫描中,由于飞针无法接近电路节点,AOI无法覆盖这些节点,因此可以使用X射线作为解决方案。

Matties:提到原理图。是否越早参与设计越好?

Horner:是的。同样,即使测试工程师只是向设计人员提供DFT规则,也要让他们参与其中,以便在布局PCB时可以将这些规则放入库和模型中。有些内容可以自动合并,如果可以预先完成60%~80%的工作,那么当EMS和测试工程师为该特定组件设定测试策略时,就可以获得成功。

Matties:Bert,你们是为客户提供测试服务的公司。外包如何适应测试策略?如何帮助EMS供应商?

Horner:对于OEM来说,预先的DFT评审可以帮助设计师在早期纳入可测试性。对于EMS来说,测试工程师或测试开发服务可以提供测试策略指导。大多数EMS供应商都拥有测试工程知识库,无论他们是否有内部专家,或者是否有能够胜任此任务的员工。但至于与像我们这样的第三方合作,我们从一开始就会参与其中,甚至是在报价阶段,我们也会阐明测试计划和测试策略。例如在报价的时候我们经常会说,“嘿,请告诉我们初步的或预计的测试范围。”

Matties:你是和OEM合作,还是和设计师或EMS公司合作?与哪一方进行首次接洽?

Horner:我们和EMS供应商、OEM都有合作。设计师如果在交付设计时没有选择特定的EMS供应商,或者即使选择了一家,也会与我们合作,并在审查时加入测试计划。对于EMS,在报价的时候,我们也会加入边界扫描和飞针,或者AOI和飞针,这是预测的测试范围。所以,我们与EMS和OEM都有合作。

Matties:成本因素和测试策略有多重要?

Horner:建立测试策略需要投入一些成本,但可以节省下游的成本。所以如果你打算生产100块PCB,你可着眼于测试计划、测试策略和可测试性审查,并对定价有所关注。但是,当你有一大堆,例如一半、三分之一甚至10%的PCB没有检测故障的测试解决方案时,这些产品还有什么价值呢?

Matties:没错。这是一种平衡。

Horner:平衡就是有预算,即“前期测试计划将投入这么多的钱来生产和测试这些PCB。”你应该留出一定比例的资金来为成功做准备。让合适的人使用如ASTER和Mentor等工具,它们可提供非常强大的功能。如果有合适的人使用这类工具,指导设计师,并将其交到项目管理人员手中去寻找EMS供应商,这对节省成本来说可能是无价的。公司需要具有此类经验的员工,且必须将其与DFM结合起来。通常最担心PCB的通路。但我认为了解可控性并在PCB上设置电气级别的测试策略比单纯的通路重要得多。然而很多EMS供应商的OEM客户并没有为其设置这些策略来确保成功。

这就很好地说明了这一点。但是他们会针对这些组件和设计方案制定解决方案并围绕它创建测试策略。有时它非常有效,有时它略有不足。

Matties:那么,事后测试策略是成功还是失败?

Horner:就像在棒球场上完美一击一样成功,打了一个本垒打或者三振出局。

Matties:现在,随着PCB变得越来越小、越来越复杂,对EMS供应商、组装商和测试服务公司内部测试策略和设备有什么影响?

Horner:关于这个问题是有代差的。十年前很好的组装设备可能无法满足当前的新技术,例如0201s、01005s的要求。在PCB上设置控制通路,与连接器互连等实际尺寸方面的问题确实是测试挑战。

Johnson:Bert,你想找一个使用这些测试规划工具方面的专家。对于更复杂的设计来说,这似乎是有决定性意义。您是否需要让员工具备这种专业技能,或者聘请仅以项目为基础的人?这似乎是项目的关键,但并没有很多人在做这件事。

Horner:最简单的方法是自己做或者外包。我们可以做到这一点,此外一些行业竞争对手也提供解决方案。早在20世纪八九十年代,大多数公司都有一名内部测试工程师手动进行电气检查。他们查看原理图,在他们认为有问题的地方用红铅笔进行标注,加入他们认为需要的内容。随着设计的变化越来越快,测试通道逐渐被侵占;一个工程师负责整个公司的产品测试将是巨大的挑战。因此,公司内部的测试职能逐步缩小。

将测试全都保留在公司内部是挑战。这就是为什么,如果公司没有最高级别的测试工程师,但是公司的合作方——合同制造商有人了解测试原理和检测限制,那么他们也能够非常成功地使用如ASTER或Mentor这类自动化工具。一些自动化工具可以填补这一空白,利用良好的报告功能更快地处理问题,公司可以与设计团队(无论是电气工程师还是PCB布局人员)分享。

Matties:事情不会变得更容易,是吗?

Horner:是的,不会更容易。随着我们越来越多地使用复杂芯片,器件的贴装将变得更加重要,因为目前在一个或几个器件上整合了原来一个组件的很多功能。因此将这些器件贴装在较小的PCB上会增加成本并可能导致缺陷。

Johnson:元件越来越小,PCB上的走线和功能越来越小,测试点是否也越来越小?

Horner:是的。刚开始,我们要求ICT测试要设置30mil或35mil的测试目标,常常会收到到客户的抱怨。现在ICT针床的测试目标已减小到了20mil,当然还是会收到客户的抱怨。但是对于飞针测试设备,从12mil到3mil的测试目标已很普遍。这就是为什么随着新技术的到来,10年前的旧系统和新系统之间的技术差距开始突显。这并不是说一个旧的飞针测试设备不能测试产品,只是如果生产更复杂、更小的设备,可能会遇到一些技术挑战。

Matties:谁最终决定测试策略?

Horner:我认为OEM是决定者。如果谈论的是制造工艺测试,可以提出更好想法EMS供应商必须拥有其中的一部分,因为它是一个完整的工艺制程。

Matties:嗯,我更倾向于OEM,因为他们是批准测试所产生相关费用的一方。

Horner:是的,他们是决定者。当从供应商A购买手表或笔记本电脑时,你要么会说,“这是一台很棒的笔记本电脑,”要么会说,“这是一辆很棒的车,因为它制造精良,或者功能很好用。”所以,如果你有品牌认知度,就有最终发言权,“X品牌怎样或A品牌不好”,我认为这是应该关注的地方。成本是其中很大的因素,你最不想做的就是过度测试,因为会增加成本。

Matties:谈到品牌,对于他们的OEM客户来说,这也是制造商的声誉面临的风险,因为他们必须制造并提供符合规格的产品。当你谈到开路和短路时,这也许是一个不同的测试,如焊膏检查或工艺中的测试。

Horner:确实如此。对于开路和短路,我们选择AOI。了解SPI、AOI以及检测机理很关键,有助于避免下游故障。。

Matties:你们公司如何适应这类测试和检查策略?

Horner:Test Connection更多的是提供电气测试解决方案。在过去的3~5年里,我们已经开始参与了检测工作。我们与一些大型AOI公司、SPI公司(如Mirtec)进行合作。还与Creative Electron公司和Dage公司就X射线开展合作,使我们能够提供测试和检测解决方案。我们发现许多EMS供应商在这一级别的检测中起着更重要的作用,而不仅仅是外包关系。现实中这是制造过程中更需要密切合作的部分,例如在进入电气测试或功能测试之前,要查看焊膏和元件在PCB上的位置。

Matties:的确如此。这是不能外包的事情,因为它是实时发生的。

Horner:是的。这是设置测试和检测策略的重要组成部分。如果没有合适的工具或人员,将在后期组装过程中为此付出代价。无论测试其电气性能还是功能,成本都将非常高。

Matties:如果在整个工艺中没有测试策略,那么服务则更像是将器件分成好与坏的分类服务,那时,做任何事情都为时已晚。

Horner:你最不希望拥有的是一大堆存货,由于版本落后、存放时间太长而失去这些产品库存的风险。所以组件囤积有较高的风险。

Matties:您认为人工智能在测试和检测中起着更重要的作用吗?

Horner:人工智能正在兴起,但尚未进入测试和检测领域。有些公司致力于预测和实时反馈,在早期阶段使用工业4.0模型寻找发展趋势。随着IPC对此的推动,人工智能的时代即将到来。我们将看到更多人工智能应用于检测。相信人工智能也将更多地应用于电气测试,但它还没有完全到来。。

Matties:仿真在测试策略中重要吗?

Horner:在功能测试中,它可能更重要,因为它是发展路线图。因此,将这部分功能整合到电路测试和飞针测试中,需要了解在测试时要寻找什么。仿真可以看到测试的预期结果,特别是当模拟PCB在哪些地方可能会升温或者在哪些特定功能的表现下可能会产生负面影响。这需要巨大的工作量。单单检测是不够的,因为检测更多的是观察,而不是电气、功能、和制造工艺的测试。一些飞针测试正在逐步替代功能测试。

我在ICT的针床中看到了更多这样的案例;它是 ICT增强测试。有人说,“哦,他们在花钱买夹具。”他们说得好像这是件坏事。“我要为这个夹具花费1万美元。我们可以进行这些测试吗?”现在可以开展某些功能测试,这很好,因为不必将所有鸡蛋放在一个篮子里,您拥有的是定制的工作台、或一个机架、或一种功能测试、或系统级测试。在PCB组装的早期阶段,可以在ICT上完成其中的一些工作,并且顺利地将其从ICT上取下,进入下一个工艺或测试级别;首先,不会对相同的内容测试两次;其次,在ICT上进行测试比将其纳入更昂贵的机架、工作台测试或手动测试成本更低。

如果正在生产成百上千块PCB,很明显,自动化是必不可少的。自动化可能会使成本上升,同时所有这些都与仿真驱动的测试策略有关。

Matties:你提出了一个很好的案例,即提前做更多的计划最终可以节省成本。对于测试和检测,您将为EMS供应商提出哪些建议?

Horner:要对自己的测试和检查解决方案充满信心。随着技术的进步,为更新和更强大的测试工具做预算。这是公司的核心问题。我们所处的行业是一个资本密集型行业。

Matties:如果我是EMS供应商或组装厂并且正在阅读这篇采访,我应该关注哪些要点?

Horner:不仅要关注DFM,还要关注DFT。即使在报价阶段,我们也不要只看用来测试的技术有多复杂或多简单。我们要关注它是否可行。有时我们不得不放弃一份合作,因为他们要求的解决方案并不是好的解决方案,或者我们就还价。如果有客户说,“我想做针床电气测试”,然而组件没有好的的接触通道,那么我们会说,“你可以尝试使用飞针测试方案,”或者,“我们可以把DFT放入PCB设计中吗?”

Bert Horner is president and lead of business development at The Test Connection, Inc.

Bert Horner任TheTest ConnectionInc.公司总裁兼业务开发负责人。

分享到:
  点赞
  收藏
  打印

中国电子制造专业人士刊物

创于2003年

全国"一步步新技术研讨会"官媒

SbSTC服务号
actSMTC订阅号
扫一扫,掌握最新资讯
评论(0
已输入0
相关推荐
 120  2022-01-18
 538  2020-11-17
 486  2019-10-10
 437  2019-10-10
热门标签