PCBA 一次通过率:计算与应用方法

通过明确的单件数量、复测规则和可追溯结果,计算 PCBA 测试工站的首次尝试通过率,并区分后续通过与初次结果。

工站首次尝试测试通过率是指在指定测试关卡上,首次完成测试即通过的唯一序列号板卡所占比例:

工站首次尝试通过率 =(首次完成尝试即通过的唯一板卡数 / 首次尝试已完成的唯一板卡数)× 100

板卡首次失败、之后复测通过,仍然属于首次尝试失败。维修后通过的板卡也一样。后续结果有参考价值,但回答的是另一个问题。

该指标比全流程一次通过率的范围更窄。它描述一个测试关卡,例如在线测试或功能测试,并须采用明确的计数规则。更广泛的改善方法请参阅良率提升路线图。本文重点说明如何定义、计算和使用该指标,同时保留原始测试历史。

计算前先定义计数边界

FPY、首次测试良率和复测良率等术语并未被统一使用。某组织可能把维修前复测通过的板卡算作一次通过;另一个组织可能只统计工站第一次测试结果。仅凭指标名称无法判断采用了哪种惯例。

对于本文定义的指标,应明确:

  • 计数单位: 每块具有唯一标识的板卡,而非测试运行次数、拼板、缺陷或序列号扫描次数。
  • 测试关卡: 所测量的指定工站及测试程序或验收标准。
  • 尝试: 已完成执行所定义测试序列、且已记录结果的一次测试。
  • 分子: 在该关卡首次完成尝试即通过的板卡数。
  • 分母: 在选定批次时间窗口内,该关卡首次尝试已完成的板卡数。
  • 报告快照: 用于评估任何后续复测、维修或未解决状态的日期和时间。

即使板卡之后修复,或确认故障与测试相关,已完成的首次失败仍保留在分母中。该指标记录首次工站结果,并不能确定每项失败的原因。

如果测试在拼板级进行、报告单位却是单板,应定义如何将拼板结果分配给各板卡序列号。没有可靠映射时,不要将拼板数量除以板卡数量。

确定例外情况的处理规则

应随良率一起发布例外规则。否则,采用相同公式的两份报告也可能得到不同结果。

情况 本指标的处理方式
首次完成尝试即通过 在分子和分母中各计入一次。
首次完成尝试失败 在分母中计入一次,即使之后测试通过。
未维修即复测通过 记录为后续结果;不改变首次结果。
维修或返工后通过 单独记录作业和后续通过;不计作首次尝试通过。
测试在完成前中止 保留中止记录。按“首次完成尝试”规则,板卡在一次符合定义的尝试完成时进入分母。
已完成的测试以错误或不确定状态结束 明确工站是否将其归类为已完成但未通过。如果是,则纳入分母,并与产品故障分开标识。
板卡处于暂扣状态 若首次尝试已完成,保留该结果;若没有完成尝试,则在分母之外报告为待处理。
无效记录或排除单件 按有记录的规则处理,并保留证据、原因和数量。不得仅因不利结果会降低良率就删除。

如果各方事先同意规则,可能的排除项包括工程样品或无效的重复数据记录。排除项不同于曾失败、之后又进行测试的板卡。

中止与已完成但错误的区别很重要。测试在未完成时中止后,工站重启可能产生首次完成尝试,但之前的中止仍应可见。如果项目要衡量首次测试启动,应单独命名并计算该指标。

示例:200 块唯一板卡

假设固定批次中有 200 块具有唯一序列号的板卡,在一个测试关卡完成首次尝试。在报告快照时:

  • 180 块首次尝试通过。
  • 20 块首次尝试失败。
  • 这 20 块失败板卡中,12 块后来未经维修复测通过。
  • 5 块维修后通过。
  • 3 块仍未解决。

工站首次尝试通过率为:

180 / 200 × 100 = 90%

采用相同 200 块板卡批次并按指定快照计算的观察到的最终测试通过率为:

(180 + 12 + 5) / 200 × 100 = 197 / 200 × 100 = 98.5%

这两个数字都有用,但不能互换。**90%**描述首次完成的工站结果。**98.5%**计入了后续通过的板卡,包括维修过的板卡。

在 20 块首次失败的板卡中,12 块未经维修复测通过:

12 / 20 × 100 = 60%

这不能证明其中 60% 属于误判。可能涉及间歇性板卡故障、连接器插接、接触状况、测试设置、操作处理或其他变化。这个数量说明之后发生了什么,并不说明原因。

3 块尚未解决的板卡同样重要。它们仍在首次尝试的 200 块分母中,并且在此快照时不属于最终通过。随着个案结案,后续报告中的最终通过率可能变化,但原始首次尝试结果保持不变。

任一比例都不会自动成为出货良率、现场质量指标或可靠性预测。这些指标各自需要定义总体、标准和观察周期。

区分板卡、尝试和缺陷

一块板卡可能产生多次测试尝试和多条缺陷记录。它们是不同的计量单位。

例如,一块带唯一序列号的板卡首次测试失败、两次复测也失败,之后才通过,那么首次尝试计算中计为一块板卡、一次首次尝试失败。按尝试次数统计的报告可能显示四次测试运行。如果调查发现板卡上有两个缺陷,缺陷报告可能显示两个缺陷。

混用这些数量会产生误导性比率。用测试运行中的通过次数作分子、唯一板卡数作分母,不是有效的首次尝试通过率。

实际报告可以展示以下三种视角:

  1. 单件视角: 每个序列号的首次结果和后续处置。
  2. 尝试视角: 每次测试执行,包括中止和复测。
  3. 缺陷和措施视角: 诊断、未发现故障、返工、维修和验证。

“未发现故障” (NTF) 应作为带有调查范围的发现记录,而不能自动作为首次测试误判的证据。故障可能是间歇性的,也可能是调查没有复现原始条件。

返修工作的术语也需要达成一致。PCBA 报告应采用适用的项目定义,明确返工和维修的区别,定义所用措施代码,并将各项措施关联至受影响序列号及后续验证;不要将两者都含糊地归为“复测”。

结合测试方法解读工站良率

只有明确测试关卡,良率数字才有可解释性。在线测试 (ICT)和功能测试对板卡的测试方式不同。不能把它们的结果当作覆盖范围或生产总体完全相同的指标来比较。

应记录足够的上下文,使比较有意义:

  • 产品和板卡版本。
  • 关卡名称、工站标识及测试序列。
  • 测试程序或配方版本及验收限值。
  • 适用时的治具或接口标识。
  • 批次时间窗口和报告快照。
  • 结果类别,包括错误、中止和暂扣。

良率变化可能反映生产变更,但也可能同时发生测试程序修订、治具状况变化、产品组合变化或分类规则变化。归因前先确保比较对象相同。如果测试标准在报告周期内发生变化,应按版本分别显示结果,并根据约定提供汇总数据。

检验数据可帮助调查,但检验发现并不自动等于电气测试失败。请参阅 PCB 检验概览及 PCB 组装检验报告指南,判断哪些观察结果应与测试记录关联。

从工序良率计算汇总结果

某一工站的结果不会自动等于整个组装流程的良率。板卡可能通过一道关卡却未通过另一道关卡;在抵达所报告的关卡前,也可能已经复测或维修。

只有在工序良率的定义一致、按顺序发生、对适当批次计算条件比率时,才可以相乘。例如,假设:

  1. 200 块板卡中,有 180 块首次尝试通过第一关:180/200 = 90%。
  2. 这 180 块首次通过板卡未经过中间复测或维修,就进入第二关。
  3. 其中 180 块有 171 块首次尝试通过第二关:171/180 = 95%。

在上述条件下,同时通过两道关卡的比例为:

(180 / 200) × (171 / 180) = 171 / 200 = 85.5%

第二个比率以首次通过第一关的板卡为条件总体。无需笼统假设两道关卡彼此独立。

相反,如果两份分别报告的工站百分比采用了不同产品、时间窗口、排除规则或总体,相乘就可能不正确;第二关的总体还可能包括在第一关失败后恢复的板卡。

不确定时,应采用序列号级的流程历史。定义起始批次,并按约定流程边界统计首次完成尝试时通过每个必需关卡,且没有完成测试后的复测或维修的板卡。另行说明流程指标如何处理先前中止的测试启动。将仍等待下游关卡的板卡单独列示;不要默默把未完成流程当作已完成通过。

保留首次结果

首次尝试指标依赖不可篡改的事件历史。仅有当前“通过”状态,无法区分首次通过的板卡和经过多次尝试及纠正作业后才通过的板卡。

对每块板卡,保留或约定如何检索:

  • 唯一板卡序列号及相关拼板到单板映射。
  • 关卡、工站、程序版本和测试时间戳。
  • 首次启动、任何中止以及首次完成的结果。
  • 后续尝试及按顺序记录的结果。
  • 调查所需的故障代码或测量值。
  • 暂扣、处置决定、NTF 发现和纠正措施。
  • 措施与后续验证测试之间的关联。
  • 获准的数据更正,同时保留原始记录和更正原因。

如果序列号确实识别错误或记录无效,可能需要更正。更正应可追溯,而不是覆盖不利的首次结果。应商定谁可以批准更正、如何在报告中显示排除项,以及记录保留多久。

这是数据和责任要求,并不假设供应商具有某种特定仪表板或自动可追溯系统。应针对项目商定记录的收集和交换方式。

用指标调查,而不只是打分

有用的评审从首次尝试失败项开始,查找问题集中在哪里。按有意义且受控的类别分组,例如测试步骤、故障代码、板卡版本、程序版本、工站、治具或时间段。随后检查相关序列号历史。

对于复测通过的板卡,比较首次失败前后的条件:是否发生调整、操作事件、治具变更或设置变化?对于维修后通过的板卡,应关联纠正措施和验证结果。对于尚未解决的板卡,应明确当前暂扣原因和负责人。

测试问题和组装缺陷可能需要不同措施。不要为了提高报告百分比而修改验收限值或常规重复测试。任何测试或工艺变更都应遵循项目约定的评审和验证流程,并按明确标识的版本比较结果。

百分比背后的数量也很重要。小批次中的百分比可能会因少数板卡结果改变而大幅波动。报告应同时列出分子、分母和时间窗口,而不应只给百分比。

发布资料或询价中应包含什么

工程和采购应在生产数据报告前商定测量方法。有用的发布资料或询价请求应包括:

  • 产品范围: 料号、板卡版本、序列化方式及所含生产批次。
  • 测试范围: 指定关卡、所需程序和验收标准,以及提供和管控这些内容的责任方。
  • 计数规则: 首次完成尝试、唯一单件分母、通过定义和批次日期。
  • 例外规则: 中止、已完成错误、无效数据、暂扣、工程单件和排除项。
  • 后续结果: 未维修复测、返工、维修、NTF、未解决状态和快照截止时间。
  • 流程定义: 任何所需的多关卡计算及其起始批次。
  • 数据字段和格式: 序列号级历史、时间戳、措施代码、汇总内容和交付方式。
  • 责任划分: 谁执行测试、评审失败、批准处置和记录更正,以及谁维护可追溯记录的各部分。
  • 变更管控: 如何识别并批准产品、测试程序、治具或验收标准的修订。
  • 商务协议: 所需报告频率、保留期限、保密要求,以及另行约定的测试或调查工作。

客户通常定义产品要求并批准适用的验收标准;指定的测试操作方执行并记录约定流程。实际职责划分可能不同,因此应写入项目协议,而不是假设任何一方负责全部调查或处置。

如果项目包含组装,应将测量和数据交接要求与 SMT 组装服务一并讨论。通过报价提交相关文件和报告要求,或使用联系页面澄清预期的测试边界和责任。任何测试、记录或报告均应在项目协议中确认。

常见问题

工站首次尝试通过率等于制程 FPY 吗?

不一定。它衡量一个明确定义的工站。全流程结果需要定义流程、批次,以及所有必需关卡中复测和维修的处理方式。

复测通过算首次通过吗?

按本文定义不算。即使没有维修,也是后续通过,应单独报告。

测试错误会从分母中排除吗?

不会自动排除。应明确错误属于已完成但未通过,还是无效尝试;保留其记录,并说明排除项及原因。

复测通过能证明首次失败是误判吗?

不能。它只能证明后一次尝试通过。要判断原始结果涉及板卡、测试设置、间歇性状况还是其他原因,仍需调查。

可以将两个测试工站的良率相乘吗?

仅当它们是针对适当批次、定义兼容且按顺序计算的条件良率时才可以。否则,应按约定的一次通过规则统计通过每个必需关卡的序列号板卡。