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把ICT(In-Circuit-Test)電路電性測試拿掉真的比較省錢嗎?
真的又再來了一次,工作熊發現每次只要有新的大老闆上任就會要求重新檢討一次【測試是否可以拿掉?】的議題戲碼,尤其是ICT(In-Circuit-Test,電路測試)這種需要花費大把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100%測試的產品你真的敢直接出貨拿去賣給客戶嗎?而這些大老闆們總懂得強烈要求下屬要去做,去評估,但最終都不願意自己拍板說不測,也就是想拿功勞卻又不想擔責任。
當身為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的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,一旦出問題(客戶抱怨產品品質不良)後卻要下屬來扛責,到了這個時候幾乎所有的大老闆們都會適時收手。(你還不知道什麼是ICT?
可是也有一些不願意就此罷手的大老闆,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來取代就可以了?」。
這樣其實又回到了老問題,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是否有偏移、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與品質正常。一般來說會希望這三種測試方法可以達到100%的測試涵蓋率。
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】。
接著我們來瞭解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,但是可以使用節點(Nets)或JTAG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,就可以精確指出來哪個零件或哪個節點有問題,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%抽樣FVT】是因為後面還有整機測試可以cover,FVT抽樣5%只是預測試,提早發現批量性品質或功能問題。
這個比較有個前提,就是ICT及FVT的測試涵蓋率要接近才有意義,如果兩者的測試涵蓋率差異甚大,甚至互補,意義就不大了。另外,這個FVT測試是以人工來測試,如果可以導入全自動化FVT測試,評估的結果就不一樣了。只是自動化測試的投資必須先看ROI划不划算
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 |
無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【無ICT+100%FVT】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,如果是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1,000片的板子,甚至可以考慮僅用AOI及FVT來測試板子就好了。
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
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訪客留言內容(Comments)
// Begin Comments & Trackbacks ?>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.
Hi 工作熊,
發現個錯字, FYI.
如果世 -> 如果是
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,如果是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。
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4. 工作熊並非某一方面的專家,所以回答的內容或許會有不正確的地方,服用前還請三思。如果您想詢問關於電路板方面的工程問題,請前先參考這篇文章【詢問工程問題,請提供足夠的資訊以利有效回答】 把自己的問題想清楚了再來詢問,並且請提供足夠的資訊,這樣才能有效回答問題。
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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