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功能測試良率掉了怎麼查?錯誤碼先分接觸、焊接、程式 – 嘉鴻來幫忙

功能測試良率掉了,先把失敗依錯誤碼排行,再把每個碼歸成「接觸」「焊接」「程式或韌體」三類;排在前面的碼,常是測試探針接觸不良,不是焊接不良。分類之前就去調錫膏、改爐溫,常常白忙一場。

一、先排行:錯誤碼前幾名佔多少

一個產線上常見的例子:某模組的功能測試良率每個月都在九成八以上,看起來沒有問題。逐批統計不良數、列出每批前三名的錯誤碼,前三名大多落在同四個碼,而文件註明這四個碼是探針接觸不良造成的。但有幾個月排名居首的碼換成另一個,不在那四個碼裡,彙總表卻沒有寫原因與對策。

這個例子提醒兩件事:

  • 良率高,不代表沒有要查的東西;排行裡「突然冒出來的碼」要優先追。
  • 排行表要多一欄「這個碼屬於哪一類、依據是什麼」,不能只寫 NA。

問:功能測試良率突然掉了,先查什麼?

答:先查錯誤碼排行有沒有變。前幾名的碼和上個月一樣,多半是同一類老問題(常見是接觸);冒出新的碼,才是新的變化點,從那個碼往回追。

良率「掉了」要先有基準:開線先測 200 顆

要說良率掉了,先要知道這一批原本該是多少。產線常見的做法是開測時先跑一小批初始測試(例:至少 200 顆),用這批的良率當基準:

  • 開線:初始良率比標準良率低 10% 以上,先開異常單,不直接往下測。
  • 生產中與交接班:良率比初始基準掉 10%,先當成測試系統的問題,請維修驗證機台、探針與測試板,再回頭看產品。
  • 整批測完:失效品先重測一次,再判定整批是否達標;重測通過的數量也要記下來,接觸類問題多半就藏在這裡。

這樣做的好處是,良率掉的時候先分得出「這一批本來就差」還是「測到一半才變差」:前者往材料與製程查,後者先查測試站。

問:功能測試良率的基準怎麼訂?

答:常見做法是開線先測一小批(例:200 顆)當基準,生產中掉到基準以下一定比例(例:10%)就先驗證測試系統。

二、再分類:接觸、焊接、程式各一堆

另一個例子:統計十個月的失效碼,前幾名佔了全部不良九成以上。用 X-ray 抽樣檢查前幾名失效碼的樣品,跟焊接有關的很少,名次最前的兩個碼,其中一個註明焊接相關不到一成五;文件註明這幾個碼主要是測試探針接觸不良讓機台報錯。

產線上常見的分類方法:

類別常見跡象先做什麼
接觸重測就過;同一個測試位失敗特別多;探針頭髒清探針、換測試位重測、記錄重測通過率
焊接重測仍失敗;X-ray 或顯微鏡看到焊點異常;換測試位也失敗回到 AOI、X-ray 與回焊紀錄找變化點
程式或韌體錯誤集中在燒錄、開卡、初始化步驟;清除後重跑就好交給韌體或測試程式負責人,保留錯誤紀錄

一個依錯誤碼分三類的試產例子:壞區塊過多的那批,用工具掃描後壞區塊數都超過上限;訊號異常的那幾片,目視看到控制晶片腳位移位,重新焊接校正後問題仍在,表示外觀看到的問題不是原因,或不是唯一原因;一開始就報裝置錯誤的那幾片,清除韌體後重新跑就正常。三類原因各不相同,混在一起看只會得到「良率不好」四個字。

IEEE 1149.1 定義了測試存取埠與邊界掃描架構(IEEE 1149.1-2013),探針碰不到的 BGA 腳位,可以靠邊界掃描補測連通,少一個「接觸」變數。

問:測試錯誤碼排名居首,就是製程問題嗎?

答:不一定。排名居首的碼常是測試探針接觸不良讓機台報錯;先用重測、換測試位、抽樣 X-ray 分出接觸和焊接,焊接佔比高才動製程。

問:重測就過,算不算良品?

答:要看規範。產線上常見做法是允許重測次數有上限,並把「重測才過」另外記錄;重測通過率突然升高,代表探針或治具該保養了。

三、懷疑測試板,就換板驗證

一個例子:品保抽測發現組態值異常,回頭抽測同一個測試位測完的一批產品,全部異常;換上新的測試板,再驗證幾片就恢復正常。文件沒有寫舊測試板怎麼壞的,也沒寫這批產品有沒有重測。

產線上常見的補法:

  • 換板恢復後,舊測試板要標示停用、找出失效原因,不直接丟回備品。
  • 用舊測試板測過的那一段產品,要列範圍重測。
  • 同型號的其他測試位一起抽查。

四、免洗助焊劑殘留,會讓探針接觸變差

回焊專書整理的研究:免洗製程的助焊劑殘留會讓測試探針穿不透或被黏住,電路內測試跟著接觸不良,以通孔零件的引腳尖端特別明顯。研究把可探測性分成接觸成功率與穿透率,結果是焊墊上的殘留越多、接觸越差;殘留較軟,比較容易穿透。一個反直覺的觀察是:頂面殘留擴散越遠,焊墊接觸反而越差,因為殘留多的錫膏擴散得遠、也堆得厚。這是公開研究的結論,不是單一產線的經驗。

IPC J-STD-001J 把焊接後的清潔度列為組裝要求的一部分(IPC J-STD-001J 目錄);免洗製程不清洗,殘留的量與硬度就會直接反映在測試站。

產線上常見做法:

  • 換錫膏或改爐溫曲線時,把測試站的「重測通過率」一起列進驗證項目。
  • 探針保養週期依重測通過率調整,不只看日曆。
  • 治具定期清洗,探針卡住的處理見站內〈彈簧針(Pogo Pin)卡住怎麼處理〉。

問:免洗助焊劑會影響功能測試嗎?

答:會。殘留多、偏硬時,探針穿不透或被黏住,測試報接觸類錯誤;換錫膏或爐溫時,要把測試站的接觸不良率一起驗證。

五、反過來驗:這個測試抓得到空焊嗎?

良率很高,也可能是測試抓不到。一個驗證方法:把板上一顆穩壓器模擬成空焊,重新測試,原本通過的模組失敗並出現錯誤訊息;補焊回去後又通過。結論是這顆穩壓器空焊,過不了這個測試。

這個方法要注意範圍:只驗證了一片板子、一種零件,不代表其他零件的空焊也抓得到。產線上常見的做法是挑幾類風險高的零件(電源、時脈、連接器)各做一次「故意做壞再測」,把結果列成測試涵蓋表。

IPC-A-610J 是組裝後外觀與焊點允收的依據(IPC-A-610J 目錄),外觀合格不等於功能正常;功能測試抓什麼、漏什麼,要靠這種驗證補上。測試組合怎麼搭,見站內〈PCBA 測試怎麼搭〉。

問:功能測試抓得到空焊嗎?

答:要看是哪一顆零件。驗證方法是把那顆零件做成空焊再測,失敗就代表抓得到;沒驗證過的零件,不能假設抓得到。

功能測試良率檢查表

項目怎麼做
排行每批列前三名錯誤碼,標示新出現的碼
分類每個碼標「接觸/焊接/程式」與判斷依據
重測記錄重測次數與重測通過率,設上限
測試板懷疑時換板驗證,舊板停用、列範圍重測
殘留換錫膏、改爐溫時一併驗測試接觸率
涵蓋高風險零件做「故意做壞再測」,列涵蓋表

嘉鴻能幫的

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有類似問題嗎?寫信給嘉鴻,看看是否有配套方案。

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