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FATP 是什麼:整機組裝、測試、包裝的流程、各站耗材,與 UPH、FPY、OEE 怎麼算

FATP 是電路板做完之後「裝成整機、測試、包裝出貨」的那一段。產能先比兩個數字:Takt Time=可用生產時間 ÷ 客戶需求(每天 480 分鐘、需求 240 件,Takt 就是 2 分鐘)[1],瓶頸站的 Cycle Time 不能大於它;效率看 OEE,業界常把 85% 稱為「世界級」,多數工廠實際接近 60%[2]。

FATP 是 Final Assembly, Test & Pack 的縮寫,中文叫「整機組裝、測試與包裝」,指電路板做完之後,把板子、機構件、線材裝成整機、測試,再包裝出貨的那一段製程。 台灣工廠多半直接講「FATP 段」或「組測包」,也有人叫「整機段」「成品組裝」;大陸常寫「整機組裝測試包裝」「總裝測試包裝」或「後段組裝」。FATP 的範圍各家不同,一家代工廠的介紹把韌體燒錄、客製化、貼標與包裝都列進 FATP;另一篇工程文章把測試分成兩段:板階(SMT 之後)與整機(FATP)。所以談 FATP 之前,先用書面寫清楚「從哪裡收料、測什麼、交到什麼狀態」。

本文寫 Google 摘要給不了的:FATP 在整條電子製造流程的位置、逐站流程與耗材、UPH/Takt Time/FPY/RTY/OEE 的公式與一組假設數據算例、四種測試怎麼分工,以及常見錯誤。產線要評估哪一站先自動化,請看〈FATP 自動化怎麼評估〉。

FATP 在哪一段:和 SMT、PCBA、Box Build 的差別

名詞指什麼產出常見測試
SMT(表面黏著技術)錫膏印刷、置件機置件、回焊焊好零件的板子SPI、AOI
PCBA(印刷電路板組裝)SMT 加上插件、波焊或手焊,板階測試可以通電的板子ICT、板階 FCT
FATP板子、機構件、線材裝成整機,測試、包裝可以出貨的整機整機功能測試、燒機抽樣、FQA、OBA
Box Build(箱體組裝)把板子、線束、電源裝進機殼的系統組裝整機或子系統依客戶規定

Box Build 和 FATP 常被混用。有的廠把 Box Build 指「裝進機殼」,FATP 指「裝進機殼+測試+包裝」;沒有找到統一的標準定義,請以雙方書面範圍為準。

FATP 逐站流程

站做什麼要寫進文件的常用耗材與治具
① 範圍表寫起點、組裝內容、軟韌體、測試、包裝與標籤、出貨檢驗六列,雙方簽誰供料、交到什麼狀態—
② 組裝機殼、板、線束、電源、散熱件;鎖螺絲、點膠、貼標作業指導書(一頁一步驟、照片、版本)、螺絲扭力值與公差防靜電工作台、桌墊、手環、離子風扇、起子頭、束帶、擦拭紙、IPA
③ 測試整機功能、連線、效能;燒機或環境抽樣測試項目、判定值、在板階還是整機測測試治具、測試線、恆溫恆濕試驗箱、序號標籤
④ 出貨前檢驗FQA(標籤、外觀、燈號、軟體版本、能否開機)、OBA(箱內配件、說明書、標籤一致)抽樣計畫與 AQL、目視光源與倍率、缺陷照片放大鏡、放大燈、檢查表
⑤ 包裝內襯、緩衝、防靜電袋、外箱、標籤、棧板堆疊上限標在外箱、運輸驗證屏蔽袋、泡棉、護角、瓦楞紙板、封箱膠帶、標籤紙
⑥ 客訴回饋客訴按年份、產線、對策導入時間排開;回頭驗證出廠測試抓得到改款前後序號—

各站的防靜電做法見〈ESD 防護完整指南〉;板子或模組要裝袋出貨的,可用防靜電屏蔽袋。

範本:FATP 範圍表(雙方各簽一份)

項目要填的內容填寫範例(假設)
起點工廠收到什麼狀態的東西;機構件、線材、螺絲由誰供、怎麼交收已過 ICT 的板子;機殼與螺絲由工廠代購,線束由客戶供
組裝內容要裝哪些、哪些要鎖螺絲、點膠、貼標機殼、主板、電源、風扇;8 顆 M3 螺絲,扭力值與公差依客戶圖面
軟韌體誰寫入、在哪一站、版本怎麼核對板階已寫入製造用韌體;整機站寫入出貨版,掃序號比對版本
測試測哪些、判定值、記錄怎麼存開機、介面、效能三項全測;燒機每批抽樣,條件依客戶規範
包裝與標籤內襯、外箱、標籤、配件、棧板防靜電袋+泡棉+外箱;外箱標籤與機身序號一致
出貨檢驗檢驗方式、誰簽、放行條件FQA 全數、OBA 依抽樣計畫;品保簽核後放行

怎麼用:這張表上沒填的格子,就是雙方還沒談好的地方。範圍變更時改版本號,舊版留存,客訴回查時才對得回當時的範圍。

FATP 的關鍵指標:公式與算例

指標公式出處
Takt Time(節拍時間)可用生產時間 ÷ 客戶需求數Lean Enterprise Institute 詞彙表(lean.org)
UPH(每小時產出)3,600 ÷ 瓶頸站 Cycle Time(秒)本文的單位換算
FPY(一次通過率)沒有重工就通過的良品數 ÷ 投入數Wikipedia「First-pass yield」
RTY(直通率)各站 FPY 相乘Wikipedia「Rolled throughput yield」、iSixSigma
OEE(整體設備效率)Availability × Performance × Qualityoee.com
Availability(稼動率)Run Time ÷ Planned Production Timeoee.com
Performance(性能稼動)Ideal Cycle Time × Total Count ÷ Run Timeoee.com
Quality(良品率)Good Count ÷ Total Countoee.com

算例(以下全是假設數據,不是任何一家工廠的實績):

一條 FATP 線一班 8 小時,休息 60 分鐘,客戶每班要 2,100 台。

步驟計算結果
可用時間480 − 60 = 420 分鐘25,200 秒
Takt Time25,200 ÷ 2,10012 秒/台
各站 Cycle Time組裝 10 秒、鎖螺絲 11.5 秒、整機功能測試 14 秒、包裝 9 秒瓶頸是測試站 14 秒
UPH3,600 ÷ 14約 257 台/小時;一班至多 25,200 ÷ 14 = 1,800 台,不夠 2,100
對策測試站加一組治具並聯,等效 7 秒瓶頸換成鎖螺絲 11.5 秒
新 UPH3,600 ÷ 11.5約 313 台/小時;一班至多約 2,191 台,大於 2,100

良率:組裝 FPY 98%、測試 FPY 95%、出貨前檢驗 FPY 99.5%。
RTY = 0.98 × 0.95 × 0.995 ≈ 92.6%。三站各自看起來都在 95% 以上,串起來每 100 台約有 7 台需要重工或報廢,所以要看 RTY,不要只看單站。

OEE:該班停機 42 分鐘,實際產出 1,800 台、良品 1,710 台,Ideal Cycle Time 取 11.5 秒。

  • Availability = (420 − 42) ÷ 420 = 90.0%
  • Performance = 11.5 × 1,800 ÷ (378 × 60) = 20,700 ÷ 22,680 ≈ 91.3%
  • Quality = 1,710 ÷ 1,800 = 95.0%
  • OEE = 0.900 × 0.913 × 0.950 ≈ 78.0%
  • 用 oee.com 的簡式核對:1,710 × 11.5 ÷ 25,200 ≈ 78.0%,一致。拿 78.0% 對照:oee.com 把 85% 稱為離散製造的世界級 OEE,相當於稼動率 90%、性能稼動 95%、良品率 99% 相乘;同一頁也寫,多數製造業的 OEE 其實接近 60%[2]。本例三項裡良品率 95% 離 99% 最遠,先從良率下手。

怎麼判斷:Cycle Time 大於 Takt Time 的那一站,就是交期的瓶頸;先處理它,再談其他站。OEE 三項裡哪一項掉得多,就先從那一類損失找原因:稼動率對應設備故障與換線調機,性能稼動對應小停機與降速,良品率對應生產中不良與開機爬坡期不良(oee.com 稱為「六大損失」)[3]。

FATP 的四種測試:ICT、FCT、燒機、OBA 怎麼分

測試在哪一段看什麼出處
ICT(In-Circuit Test,線上測試)板階,SMT 與焊接之後用針床(彈簧針治具)或飛針接觸測試點,量短路、開路、電阻、電容、零件值與方向Wikipedia「In-circuit test」;一家電子代工廠的技術文章
FCT(Functional Test,功能測試)板階末段或整機通電、給訊號,模擬實際使用,看板子或整機會不會動;較難指出是哪一顆零件壞一家電子代工廠的技術文章
燒機(Burn-in)零件或整機,抽樣或全數使用前先加應力運轉,篩掉早期失效;代價是良率,應力拖到耗損期會縮短壽命Wikipedia「Burn-in」;FDA 檢查指南第 19 號(1975,零件層級)
FQA/OBA出貨前FQA 看標籤位置、外觀、燈號、軟體版本、能否開機;OBA 看箱內說明書與配件、機身與外箱標籤是否一致;兩者可合併Wikipedia「Final quality audit」(條目沒有引用來源)

抽樣計畫可依 ISO 2859-1:1999《計數值檢驗抽樣程序—第 1 部:以允收品質界限(AQL)為索引的逐批檢驗抽樣計畫》;它主要用在連續多批的檢驗,可依品質紀錄切換加嚴或放寬[4]。條文需向 ISO 購買。燒機若要做溫濕度條件,可用恆溫恆濕試驗箱;條件請以客戶規範與零件規格書為準。

常見錯誤

  1. 只問「做不做 FATP」:各家範圍不同。把範圍表六列逐項問一次,沒寫的就是還沒談。
  2. 同一項測試板階、整機都做,卻都沒寫判定值:每一項寫清楚在哪一段測、判定值多少、記錄綁哪個序號。
  3. 規格沒寫扭力,現場「鎖到底」:請客戶書面確認扭力值與公差;工具定期驗證,加潤滑脂或換螺絲表面處理後重新驗證。
  4. 孔位只看「平行」:M4 螺絲(外徑 4.0 mm)配 4.5 mm 通孔,單邊只能偏 (4.5 − 4.0) ÷ 2 = 0.25 mm;鎖入 20 mm 時允許的傾斜約 arctan(0.25 ÷ 20) ≈ 0.72°(假設數字,簡化幾何,未計螺紋間隙)。肉眼量不出來,要量孔徑與零件位置。
  5. 只看單站良率:見上方 RTY 算例。
  6. 把測試和出貨前檢驗當同一件事:測試看「機器好不好」,FQA/OBA 看「客戶打開看到什麼」,分開寫、分開簽。
  7. 退回品查完就結案:每查到一件,回頭驗證出廠測試重現得出來嗎;重現不出來,測試要補。
  8. 包裝沒做運輸驗證:ISTA 1 系列是非模擬的強度篩選,2 系列部分模擬、適合修正初期設計,3 系列模擬運輸過程的振動、衝擊與環境條件,可用來預估損壞風險;要貼合自家配送路線可用 4 系列自訂測試計畫[5]。依運輸條件選程序。

可以應用在哪些地方

  • SMT 產線之後的組裝段:板子從 SMT/PCBA 段轉到 FATP,交接時用範圍表對齊「已測板」的定義與序號。
  • ESD 管制區:組裝與測試站的工作台、桌墊、手環、離子風扇放進同一套接地與檢查週期。
  • 來料檢驗 IQC:機構件、線材、螺絲進料時,量孔徑、螺絲外徑與表面處理,對照範圍表誰供料。
  • 組裝測試站:Cycle Time 與 Takt Time 對照,找瓶頸站;測試治具編號與結果綁在序號上。
  • 無塵室或潔淨組裝區:光學、相機模組類整機的組裝,擦拭紙、指套、IPA 的使用寫進作業指導書。
  • 出貨與倉儲:FQA/OBA 檢查表、外箱堆疊上限標示、標籤與機身序號對應。

嘉鴻能幫的

規格以各商品頁為準;價格與交期請洽詢。

Q&A

Q1:fatp是什麼?
FATP 是 Final Assembly, Test & Pack 的縮寫,指整機組裝、測試與包裝。出處:一家代工廠的 FATP 介紹文件寫明全名為「Final Assembly, Test & Pack」;一篇嵌入式工程文章把製造測試分成板階(SMT)與整機(FATP)兩段(embeddedartistry.com)。

Q2:fatp 和 SMT、PCBA 差在哪?
SMT 與 PCBA 產出的是板子,測試以板階為主(ICT 量短路、開路、零件值;Wikipedia「In-circuit test」);FATP 是板子之後裝成整機、測試、包裝。各家範圍不同,請以書面範圍為準。Box Build 與 FATP 的界線沒有找到標準定義。

Q3:fatp 的 UPH、Takt Time 怎麼算?
Takt Time = 可用生產時間 ÷ 客戶需求數(Lean Enterprise Institute 詞彙表,lean.org:每天 480 分鐘、需求 240 件,Takt 為 2 分鐘)。UPH 是本文的單位換算:3,600 ÷ 瓶頸站 Cycle Time(秒)。

Q4:fatp 的 FPY 和 RTY 有什麼不同?
FPY 是單站沒有重工就通過的良品比例,重工品要扣掉(Wikipedia「First-pass yield」);RTY 是各站良率相乘,代表整條流程一次做好的機率(Wikipedia「Rolled throughput yield」;iSixSigma 詞條)。

Q5:fatp 的 OEE 怎麼算?
OEE = Availability × Performance × Quality;Availability = Run Time ÷ Planned Production Time;Performance = Ideal Cycle Time × Total Count ÷ Run Time;Quality = Good Count ÷ Total Count(oee.com「Calculating OEE」)。

Q6:fatp 的 OBA 是什麼?
OBA(Out-of-Box Audit,開箱檢查)是出貨前的目視檢查:機身標籤正確、說明書與配件在箱內、機身標籤與外箱一致,常和 FQA 合併(Wikipedia「Final quality audit」;該條目沒有引用來源)。

參考資料

  1. Lean Enterprise Institute, Lexicon: Takt Time
  2. OEE.com, World-Class OEE
  3. OEE.com, Six Big Losses
  4. ISO 2859-1:1999 Sampling procedures for inspection by attributes — Part 1(ANSI Webstore 書目頁)
  5. ISTA, Test Procedures(Series 1/2/3/4/6 說明)
  6. Wikipedia, Rolled throughput yield

本文為一般情況的整理,不是標準條文的轉述,也不是對任何代工廠或測試單位的背書。實際條件請以您客戶的規範、元件製造商規格書、工廠的書面規格與您自己的驗證為準。

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