ICT(In-Circuit-Test)電路電性測試拿掉真的比較省嗎?

ICT(In-Circuit-Test)電路電性測試可以拿掉嗎?

真的又來了一次,每次只要有新的大老闆上任就會再重新檢討一次【測試是否可以拿掉?】議題,尤其是ICT(In-Circuit-Test,電路測試)這種需要花很多金錢購置設備與治具,又沒有生產價值(因為測試不會增加產出)的製程,一向是大老板們的眼中釘。

但現實環境下沒有經過測試的產品你真的敢直接出貨賣給客戶嗎?這些大老闆們總懂得強烈要求下屬去做,但自己卻不願意拍板。

當下屬的我們極力爭取又被否決後,最後的攤牌就請大老闆自己挑選一個產品並親自下令拿掉所有測試來實際運作看看結果如何,目的當然是不希望所有的好處(節省出貨時間、降低生產成本)都被老闆拿走,出問題(客戶抱怨產品品質不良)後卻要下屬來扛責,只是到這個時候幾乎所有的大老闆們都會收手。(你還不知道什麼是ICT?)







可是也有一些不願意就此放手的大老闆,他們會繼續丟出一些問題,繼續折磨你,比如說問你:「既然ICT及FVT都是測試,那是不是可以把ICT拿掉,全部用FVT取代就可以了?」。

這樣又回到了老問題,在回答這個問題之前可能還是得再說明一下電路板組裝後的測試流程。參考左圖(已經瞭解的朋友就跳過吧),一般傳統的電路板經過SMT組裝後,通常會使用AOI(Auto Optical Inspection)先用光學來檢查零件偏移、短路、立碑、缺件…等問題,然後經過ICT或MDA的電路測試,最後再經過FVT(Functional Verification Tester)功能測試等三種方式來確認電路板的功能正常。想對這三種電路板品質測試做進一步瞭解的朋友,可以參考這篇文章【電路板組裝後的幾種測試方法AOI/MDA/ICT/FVT/FCT探討】。

接著要瞭解ICT與FVT的測試差異?

下面工作熊試著列出ICT與FVT的測試差異,請注意這裡比較的是ICT而不是MDA:

  ICT FVT
是否需要上電開機測試 不需要為待測電路板上電就可以測試,可避免電路板燒毀的風險。之後欲執行低階程試測試時再上電。 必須上電才可以測試,有可能因為零件短路造成電路板燒毀。
是否需要測試點 全部使用測試點來進行測試,但是可以使用結點(Nets)來降低測試點的數量。 僅需要部分測試點,或使用實插的方式連結IO設備(顯示器、網線或讀卡機)
不良品除錯容易度 只要有測試點,可以精確指出來哪個零件或哪個結點有問題,方便作業員修理不良板。 無法精確告知哪個零件有問題,只能憑經驗或是聘請專業的修復技工修理不良板。
旁路電路測試能力 只要有測試點,旁路電路也可以測試。 除非可以模擬特殊狀況,否則旁路電路難以測試確認品質。
Short/Open test for all of the nets.(針對結點或零件作開短路測試) 只要有測試點就可以針對所有的零件或結點作開短路測試測試。 只能透過上電開機來檢測產品功能。
Components for L, C,R,D,Tr(量測電感、電容、電阻、二極體、電晶體的特性值) 只要有測試點,可以量測到所有的被動元件特性。 只能透過上電開機來檢測產品功能。如果有錯件或是特性跑掉,不一定可以偵測出來。
主動元件 (IC)的特性量測 可以使用測試點量測,或是利用JTAG或TestJet以減少測點。 透過上電開機來檢測產品功能。
Measuring Frequency, Voltage. (量測頻率及電壓) 可以。 可以。
Performing the Function test. (執行功能測試) 可以執行低階的功能自我測試,只能檢測大部份的功能,但無法如FVT實際查看螢幕顯示是否正常,IO的讀取是否確實,因為不是實插測試 使用測試點或實插可以將所有的功能測試過一次,但只能測試正常情況下的功能。
測試時間 一般來說一片板子一分鐘內可以測試完畢,甚至短到10秒鐘以內。 一般來說一片板子可能得花上好幾分鐘才可以測試完成,因為有部份人為操作無法避免。
是否需要先下載測試程式 不需要下載測試程式就可以執行開短路及被動元件特性測試,如果要執行低階程式測試則需事先安裝或下載。 需要事先下載作業系統及測試程式才可以開機測試。
是否支援OTG下載程式 可以下載作業系統或程式到電路版的記憶體中) 支援。

實際比較【ICT+Sampling FVT】及【純FVT】的測試時間與工時花費

這裡以同一片板子來比較【100% ICT+5%抽樣FVT】及【無ICT+100% FVT】的測試時間差異,這個數據各每家公司的結果及項目會各有不同,這裡的數據僅提供參考。之所以採用【5%FVT抽樣】是因為後面還有整機測試可以cover。

比較的結果說明【無ICT+100% FVT】的測試時間總共花了310秒,而【100% ICT+5%抽樣FVT】只花了67秒。假設工廠每小時工時為美金10元,一個月有十萬片的產量,這樣每個月的工時花費就差了US$67,500(=86100-18600)。

  ICT+5%FVT sampling NO ICT+100%FVT
Short/Open test for all the nets 20s 0
Components for L,C,R,D, Tr 0
Measuring Frequency, Voltage 30s
Performing the Function as FVT 35s 245s
Loading OS 35s
Additional 5% FVT sampling 12s 0
Total Testing Time 67s 310s
Dollar charge by Factory
(Support US$10/hour)
US$0.186 US$0.861
Monthly spend
(Support 100,000 output per moth)
US$18,600 US$86,100

計算結果:使用ICT測試比單純使用FVT節省花費

如果你還是看不懂上面的計算,下面我們用實際的金額花費來讓你更進一步瞭解使用ICT與否的工廠費用差異。(請注意金額以美金表示,下面的計算一樣假設工廠每小時工時為美金10元,一個月有十萬片的產量)

  100%ICT+
5%抽樣FVT
ICT+
100%FVT
金額差異
ICT或FVT的治具費用 153,000 53,000  
電路板測試每個月的花費金額 18,600 86,100  
第一個月治具費用+測試工時費用 171,600 139,100 32,500
第二個月治具費用+測試工時費用 190,200 225,200 -35,000
第三個月治具費用+測試工時費用 208,800 311,300 -102,500
第四個月治具費用+測試工時費用 227,400 397,400 -170,000
第五個月治具費用+測試工時費用 246,000 483,500 -237,500
第六個月治具費用+測試工時費用 264,600 569,600 -305,000

上面的計算結果顯示,其實只有第一個月的時候【無ICT+100%FVT】的金額花費比【100%ICT+5%抽樣FVT】來得少,到了第二個月以後就顛倒過來了,到的第六個月使用ICT的花費金額甚至已經比不使用ICT節省了 US$305,000。

所以用不用ICT你應該已經心知肚明,不過就如同之前說過的,ICT基本上還是較適合用在大量生產的機種,如果世比較少量或板子上沒有那麼多IC等主動零件,或許只要選用MDA就可以,如果是每個月生產不到1000片的板子,甚至可以考慮僅用AOI及FVT來測試。



延伸閱讀:
PCB電路板為何要有測試點?
電子產品測試的目的所為何在?買保險也!
電路板組裝後的幾種測試方法AOI/MDA/ICT/FVT/FCT探討




訪客留言內容(Comments)

感謝熊大寶貴的分享,但是我想提供另一個思考的方向,如果使用ICT且 coverage 需求為85%以上, 對比不使用ICT而單純的使用Board function test, 這個PCB layout 的設計如果把測試點拿掉,是否有機會縮小PCB的使用面積?板材費用的節省一定比不過製造費用的節省嗎?我的經驗可能還是要case by case的,一點想法與大家分享,新年一定要快樂啦

肥喵;
1. 就算板子上面沒有測試點,板材大小也不一定會變小,因為大多數情況下ID定下來後,板子的外觀也就定下來了,大家只能盡量把東西往裡面擠。其他的公司我不知道是不是一定這樣,但我們公司就是這樣。
2. 文章中已經就ICT與FVT的測試時間作過計算了,FVT因為大多為手動,所以工時及費用會比較高,當然現在很多手機的測試大多可以作到全自動測試,或許可以重新計算考慮。只要最後所有的暫別測試可以作到100% coverage,沒有理由不能拿掉某個測試。不過還得考慮維修成本,因為不良在越後面被檢測出來的修理成本就約高。

這種問題真的是要by product study.
因每個產品的狀況都不一樣.
我們的經驗是, ICT 是不會取消的. 看test coverage report 就知道.
(你們有做給老闆看嗎?)
因為生產瓶頸通常都是FVT.
要節省成本通常會從FVT 下手才對.
等產品穩定生產一段時間. 可以review 之前所有的測試data.
哪些測項良率超高, 沒測風險也不高的(例如不會出人命)就可以考慮抽樣測, 甚至取消.
Cost down 通常就是犧牲品質, 只能從中找的平衡點.

挫哩蛋;
1. 當然得casse by case。有些小小的IO板子,我們也是會跳掉ICT而直接用FVT測試而已。
2. ICT不是不能跳掉,要看板子的內容而定,IC比較多的板子,用ICT就會比較有成效,相反地,如果只有一些IO在上面的板子,ICT也不一定可以測試到IO連接器的品質,當然就不一定要ICT了。
3. 現在的產品設計在大多數情況下,只要ID定下來,板子的大小也就定下來了,大家只能盡量把東西往裡面擠,剩下的才會給測試點,所以coverage肯定不高。這也是另一個爭論不休的地方。
4. 其實我們有一套規範,量產的產品達到多少產量及多少良率後就可以把FVT變成抽測。

精彩精闢,無測試點板子有何建議?望各同業同好一起給對策

Steve;
測試點要在板子最終版本前決定下來,其實越早決定越好。
沒有測試點的板子,目前看來可以用AOI,實插的功能測試,整機以後測試,只是問題越慢被偵測出來,所要付出的代價就越高。

想請教您關於ICT的使用,以工業電腦來說,會有主卡搭配許多周邊卡,ICT是否比較適合使用在周邊板卡上?也就是比較少CPU或是BGA元件的板卡,有此潛規則嗎?謝謝!!

Ariel,
一般來說如果事主板使用ICT,板卡之類的使用MDA。
ICT,比如說 Keysight (Agilent) 3070
MDA,比如說TR518


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