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Zentec:测试与检测的竞争优势与经营成本
  2022-01-05      25

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在本次采访中,Zentech公司的Charlie Capers详细介绍了PCB行业测试与检测要求所发生的变化,探讨了投资测试设备对公司未来发展的重要性。

Nolan Johnson:Charlie,测试策略似乎无所不在。

Charlie Capers:每个公司的测试策略都略有不同,具体取决于工厂定位、工艺、产品特色及产量等因素。

Johnson:随着IPC的J系列标准开发,以及ROSE测试的转变,客户和OEM对于成品测试与检测的需求不断改变,尤其是在军事和医疗领域,要求供应商改变原有的测试方法。

Capers:没错,这是最主要的变化。

Johnson:向自动化迈进的过程中,测试与检测作为工艺控制的一环,是否也面临着日益增加的自动化需求?

Capers:没错,大规模工厂要求测试检测与生产自动化携手并进。根据收集到的有缺陷的统计数据显现出一种趋势,比如说出现较多的短路和开路,意味着焊膏工艺不严格。只要认真收集统计数据并进行认真分析,就能了解工艺缺陷背后的原因。这也是AS9100的要求,规定制造商必须每年收集统计数据并审核分析。

Johnson:关键在于如何让测试和检测具有意义。不仅仅要把收集到的信息转化为数据,还要转化为智能数据并进行分析,这似乎是现在亟需解决的问题。

Capers:没错,我同意这个观点。除非能深究特定领域问题或具体缺陷的原因,否则数据收集是毫无意义的——但我们还是会去收集数据。

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Johnson:从你的角度来看,现在有没有哪些有吸引力的工作可将数据转化为有用的智能信息?

Capers:目前对于内部记录和AS9100需求我们就是这样转化数据的。如果更进一步,你可能分析发现“第13号操作员搞砸了”。但这是人员问题还是工艺问题,抑或是设备问题?到底是什么原因?以我们的规模来看,我们具备相应的能力,但没有相应的资源来深耕这一领域。

Johnson:你们如何使规模较小的公司也用上软件工具?

Capers:工具不仅仅包括软件,还涉及能够确保工艺制程顺利运行的设备。针对所做的所有良好工作,可以获得各式各样的认证。但最终还是要考虑价钱和预期的其他一切。对AXI、ICT、AOI和飞针等所有先进技术投资后,能获得回报是最好的。但目前的情况是假定已完成了所有这些投资过程。

20年前,也许购买一台AOI设备就能靠着这项服务赚钱。对于ICT和飞针测试,我们必须要额外收费,因为其中涉及到了研发成本。对于飞针测试时,必须对设备编程然后进行调试以确保设备能够顺利进行测试。对于ICT,也一定要给设备编程,但必须购买测试夹具,也就是针床测试夹具。这样就会产生成本,在规模不大的业务中,我们一定要收取这个费用。对于大规模生产,我相信报价中已经包含了这些费用,毕竟他们给人的感觉就是“我们要制造一百万块PCB,测试成本是总成本的组成之一,我们可以保证生产顺利”。批量生产是另一个完全不同的领域。

Johnson:如果因为客户的要求不得不投资购买这类设备,要从什么渠道获取资金?如何实现这类设备的ROI,如何为公司创收?

Capers:分为两部分。我们拿飞针测试为例,其中涉及购买设备的成本和操作员的人工成本。设备价格为15万至20万美元不等,需要专门人员来操作这台设备,也就是还需要支付操作员年薪。我认为这台设备不会产生直接的ROI,而都是一些间接的ROI,比如因为能按照客户的要求在内部完成检测导致业务量增加;客户不喜欢再把测试检测业务外包出去。应该以业务量、整体关系和工艺制程来衡量ROI。

客户参观或审核工厂时,预期希望工厂拥有所有测试设备。如果你想拿到订单,就必须拥有这样的设备。

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Johnson:就好比想要承接订单必须有厂房,否则就拿不到订单。

Capers:正是这样。这属于资本支出投资,但与此同时又无法获得可以直接量化的ROI。

Johnson:客户的测试与检测要求都经历了哪些变化?需要增加哪些新的测试技术?你们如何回应客户目前的需求?

Capers:首先我们来聊聊不会提出需求的客户。可以对客户说我们将进行3D AOI检测,确保PCB上的所有一切都完好无损。大多数小型企业客户都觉得这种检测方法不错。如果是制造几千块PCB,就需要做样品测试,不用检测所有的产品。还有就是要求非常严苛的客户了。

有一家客户对工艺制程和制造方法特别严苛,不是那种20美金一块的PCB,而是2万美金一块,需要在生产前就确保所有一切没有任何问题。

他们需要确保PCB放入其设备能正常运行。为应对严苛要求,他们希望检测设备都就绪,如焊膏检测设备、3D AOI设备、飞针测试设备。对于制造商而言,这些检测设备能保证所有其他工艺步骤,也让他们能够确信其工艺制程严密,生产出的PCB没有短路和开路等缺陷。这种检测可帮助他们在交付产品前鉴别出有缺陷的产品。

只要发生退货,就需要投入成本修复、补救,甚至还会发生退款和免单情况。我们尽量避免出现产品被退货的情况,甚至对采购的材料做来料检验,例如要接收一批10K电阻,就要测量电阻值是不是10K,然后才能入库。

其余测试如AOI和飞针测试,只是为了确保内部工艺的一致性。EMS公司最重要的两项操作就是在将部件放到PCB上之前做SPI焊膏检测,然后对所有完成的工作——从焊膏到贴装再到回流焊进行AOI检测。

Johnson:其他测试方法能带来什么价值?

Capers:是为了提供多层保护及保证。一般情况下,PCB只要经过了焊膏检测和AOI检测,大概率是不会有问题的。如果客户想要花钱做ICT测试,那也可以满足。我们在报价的时候,就可以把价格写进去,我们需要准确了解客户的具体需求。通常情况下,需要给飞针测试和ICT留出多余的测试时间。我们还可以提供其他类型的测试,例如环境压力测试,它可确保产品可以承受极冷到极热的环境。军事领域的客户要求极为苛刻,商用产品的要求比较简单。

Johnson:需求越是复杂的客户就越需要彻底的测试和检测,也就是说必须在生产现场配备相应测试设备。这样一来是不是也可以惠及那些并没有提出严要求的客户?这些测试设备是不是已经成为了制造工艺的组成部分?或者你们会将这些检测服务作为收费项目?

Capers:我们会把这类检测服务作为收费项。我刚才也提到AOI是默认会提供的检测服务。根据客户的不同需求,我们可以对产品进行100%的AOI检测,也可以进行抽样检测。如果是军用产品,那么PCB要经过100%AOI测试。军用PCB比那些价值15美元的组件更重要,这类PCB的报废成本非常高。

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Johnson:在接下来的一两年中,投资测试和检验领域具有什么战略意义?

Capers:如果参观IPC APEX EXPO展会,就会发现很多产品都强调了AOI和3D AOI的重要性。根据产品类型和产量规模的不同,可能还需要进行AXI测试。不会看到很多参展商展示飞针测试设备,因为这种测试已经不是什么新技术了。但我看到一些展商重点强调焊膏测试设备、AOI设备,我觉得这些是行业重点关注的领域。即使是略懂一点的精明客户也会去了解3D AOI、焊膏检测和3D焊膏检测的亮点。

Johnson:对于那些负责把所有设计都组合到一起确保产品能成功生产组装的设计团队,你有什么测试方面的建议吗?

Capers:设计裸板时,让工厂先制造出来,然后根据网表进行飞针测试,这种过程很容易。但对成品组件进行飞针测试,就会困难一些。我的建议是,设计团队和目标合作制造商沟通,生产并测试PCB,了解会有哪些制造需求及其测试设备的能力,以及确定是否使用的飞针测试设备参数。他们要确保其PCB接近100%可测试。大多数PCB设计师都没有考虑这些因素。

他们只会把设计交给我们后抱怨测试覆盖率只有75%。我们会回答:“25%的不可测是因为你们在设计时没有提前考虑可测试性。”设计团队应该和供应商密切沟通,如果只是把设计发给制造商,就期待能得到最好的结果,不一定会如愿。通常,针对大批量生产或者军用产品的小规模生产,设计师对这些测试都了然于胸,并会遵循所有的规则。如果预见到产品需要进行全面的ICT测试或飞针测试,就要使产品可测试;不能把产品设计发出去以后,指望别人使设计可制造。

如果真的在乎所设计的产品且希望这些产品经测试后100%可靠,可以利用我们研发出的DFT、DFA等技术。可测性设计很重要,但许多人都忽视了。人们对可组装性设计的关注也非常少。

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