Матрица покрытия испытаний сборки PCB перечисляет определенный набор условий отказа, отмечает, для каких из включенных испытаний есть подтверждение обнаружения каждого условия, и показывает пересечения и пробелы. Рассчитывайте покрытие, деля количество отдельных условий с подтвержденным обнаружением на общее количество условий в заданном наборе, а не складывая проценты разных испытаний.
Матрица полезна только в контексте своей редакции. Результат для одной редакции платы, тестовой программы, оснастки и рабочих условий может быть неприменим после изменения конструкции или процесса. Успешное испытание также не гарантирует отсутствие дефектов сборки или надежность при эксплуатации.
Если вы еще выбираете методы, начните с выбора между граничным сканированием, летающим пробником и функциональным тестом. В руководстве по ICT подробнее описан один метод. Здесь рассматривается другой результат работы: межметодный артефакт, который фиксирует, что покрывают выбранные испытания, какие данные подтверждают покрытие и что остается без покрытия.
Определите смысл слова «покрытие»
Процент покрытия без числителя, знаменателя и области применения трудно интерпретировать. Часто путают несколько полезных показателей:
| Показатель | Что учитывает | Чего он не подтверждает |
|---|---|---|
| Физический доступ к сетям | Сети с пригодным доступом пробника из определенного набора доступных сетей | Что для каждой доступной сети существует эффективное электрическое испытание |
| Включение компонентов | Компоненты, включенные в активные тесты, из охваченного набора компонентов | Что можно обнаружить каждый важный отказ каждого включенного компонента |
| Покрытие модели отказов | Отдельные моделируемые условия, обнаружение которых засчитывается, из заданного перечня отказов | Обнаружение условий вне этого перечня или вероятность отказа в эксплуатации |
| Покрытие контролем | Проверенные определенные признаки или условия из области контроля | Электрическую работу или качество скрытых соединений, если они специально не наблюдаемы и не проверены |
| Покрытие функциональных требований | Проверенные требования или рабочие состояния при заданных условиях из выбранного набора | Все возможные отказы или все реальные условия эксплуатации |
| Проверка надежности | Данные о работе при заданных воздействиях, длительности и условиях | Прямую замену покрытию производственных дефектов |
Например, контрольная точка может обеспечивать физический доступ к сети, но топология схемы, параллельные пути, контакт пробника, пределы теста или отключенные процедуры все равно могут мешать полезному измерению. В руководстве по контрольным точкам PCB обсуждается планирование доступа; матрица должна идти дальше и связывать доступ с конкретным обнаруживаемым условием.
Аналогично, программа AOI может проверить наличие и полярность компонента, не подтверждая его электрическую работоспособность. IPC-A-610, Acceptability of Electronic Assemblies, — пример документа по приемке сборки; для проекта все равно нужно согласовать применимую редакцию и критерии. Критерий приемки при осмотре сам по себе не является количественно заданным перечнем отказов для сравнения методов.
Выбирайте методы для наблюдаемых условий
У каждого метода своя точка наблюдения. Следующая таблица — средство планирования, а не обещание, что конкретная система или процедура обнаружит конкретный дефект.
| Метод | Возможный вклад | Важная оговорка |
|---|---|---|
| SPI | Контролирует заданные признаки печати паяльной пасты до установки и оплавления | Измерения пасты не являются прямым доказательством качества готового соединения. Для зачета обнаружения нужны применимая процедура и данные. |
| AOI | Проверяет видимые признаки, например наличие, ориентацию и некоторые состояния паяных соединений | Важны видимость, освещение, программа, геометрия компонента и критерии приемки. Скрытые признаки могут быть ненаблюдаемы. |
| Рентгеновский контроль | Исследует невидимые оптически признаки, в том числе некоторые паяные структуры под корпусами | Обнаружение зависит от дефекта, геометрии, оборудования и процедуры контроля. Снимок автоматически не является электрическим тестом или проверкой надежности. |
| ICT | Может проверять доступные сети, короткие замыкания и некоторые характеристики компонентов с помощью заданных оснастки и программы | Доступ пробников, топология схемы, изоляция, пределы и активные тесты ограничивают покрытие. |
| Летающий пробник | Выполняет запрограммированные электрические измерения в доступных местах без специальной оснастки с контактами по всей плате | Досягаемость пробников, последовательность теста, влияние схемы и применимая процедура ограничивают измерения. |
| Граничное сканирование | Может подавать воздействия на поддерживаемые соединения или наблюдать их через настроенную цепь сканирования | Нужны подходящие устройства, доступ к цепи, состояние платы, описания устройств и тестовые векторы; метод автоматически не проверяет каждое внутреннее соединение или цепь. |
| Функциональное испытание (FCT) | Проверяет заданные функции платы при определенных входах, нагрузках и состояниях | Успешное выполнение функции подтверждает только фактически проверенные условия и пределы приемки. |
Граничное сканирование использует архитектуру тестового доступа для воздействия на поддерживаемые соединения или наблюдения за ними; пригодность конкретной платы для эффективного применения зависит от ее конструкции и процедуры. Подтвердите применимый стандарт и редакцию для проекта.
Планирование конкретных методов рассмотрено в материалах об инспекции паяльной пасты, рентгеновском контроле PCB и функциональном испытании PCB. Ни для одного из этих методов нельзя использовать универсальный процент покрытия для другой сборки без определения перечня отказов и доказательств.
Составьте перечень отказов до подсчета
Перечень отказов — список условий, учитываемых расчетом покрытия. Каждая строка должна описывать одно отличимое условие с контекстом, достаточным для решения, может ли тест его обнаружить.
Полезная строка содержит:
- Идентификатор и место отказа: позиционное обозначение компонента, сеть, соединение, цепь или функциональное требование.
- Условие: например, обрыв указанного вывода резистора или отказ запуска при определенных входе и нагрузке.
- Область и предположения: редакцию платы и BOM, рабочее состояние, доступ и то, предполагает ли модель один отказ.
- Возможные методы: тесты, которые могут наблюдать условие.
- Зачтенное обнаружение и доказательства: активное испытание и данные, подтверждающие связь.
- Решение: покрыто, покрыто условно, не проверено или не покрыто, с ответственным за действие.
Перечень может включать физические дефекты и заданные функциональные отказы, но явно укажите область. Избегайте расплывчатых строк вроде «плохая пайка» или «сбой питания»: за ними могут скрываться разные механизмы и условия наблюдения.
Строка описывает моделируемое условие, не обязательно независимое физическое событие. Один физический дефект может вызвать несколько признаков, а несколько дефектов могут проявиться вместе. Если модель предполагает только один отказ за раз, запишите это; одновременные отказы могут маскировать друг друга или менять реакцию теста.
При сравнении редакций или поставщиков сохраняйте одинаковые знаменатель и определения. Более высокий процент для более узкого перечня не обязательно означает лучшее покрытие.
Пример: считайте объединение, а не сумму процентов
Предположим, у гипотетической сборки есть следующие восемь условий отказа в области контроля. Для примера соответствие обнаружения AOI и ICT уже проверено для указанной редакции платы, активных программ и применимых условий. Это арифметический пример, не отчет о фактических лабораторных результатах.
| ID | Определенное моделируемое условие | Зачет AOI | Зачет ICT |
|---|---|---|---|
| F1 | Видимая поляризованная деталь установлена в обратном направлении | Да | Нет |
| F2 | Компонент C1 отсутствует | Да | Нет |
| F3 | Указанный вывод резистора визуально разомкнут, а электрический обрыв обнаруживается процедурой ICT | Да | Да |
| F4 | Резистор R2 отсутствует | Да | Да |
| F5 | Две указанные сети замкнуты под корпусом, при этом для измерения ICT доступ есть в другом месте | Нет | Да |
| F6 | R3 имеет указанное неверное сопротивление, обнаруживаемое измерением ICT несмотря на параллельные пути схемы | Нет | Да |
| F7 | Указанное скрытое соединение BGA разомкнуто | Нет | Нет |
| F8 | Источник питания не запускается при заданных входе и нагрузке | Нет | Нет |
«Нет» означает обнаружение не засчитывается в этом примере. Это не утверждает, что метод не смог бы обнаружить условие на другой плате или с другой проверенной процедурой.
Знаменатель — восемь отдельных моделируемых условий:
- AOI обнаруживает F1, F2, F3 и F4: 4/8 = 50%.
- ICT обнаруживает F3, F4, F5 и F6: 4/8 = 50%.
- F3 и F4 обнаруживаются обоими методами: 2 условия.
- Объединение — F1–F6: (4 + 4 − 2)/8 = 6/8 = 75%.
- F7 и F8 остаются без покрытия для этой комбинации AOI и ICT с зачетом обнаружения: 2/8.
Сложение 50% и 50% дважды учтет общие условия. Перемножение процентов также не вычисляет объединение; предположения о независимости отказов или результатов тестов нет.
В этом расчете каждое моделируемое условие имеет одинаковый вес. Показатель 75% не является фактической статистической эффективностью теста, результатом проверки конструкции или вероятностью избежать отказа в эксплуатации. F7 и F8 также могут иметь разную тяжесть по сравнению с покрытыми условиями. Поэтому команда может отдать им приоритет, хотя в подсчете каждое составляет одну строку.
Следующий шаг — исследовать подходящий метод наблюдения для каждого пробела. Например, оценить, может ли процедура рентгеновского контроля обнаружить определенное условие F7 либо может ли процедура FCT проверить определенное условие запуска F8. Не отмечайте строку «покрыта» только потому, что метод кажется подходящим; подтвердите обнаруживаемость для соответствующей сборки и процедуры.
Фиксируйте доказательства, условия и выборку
Практическая матрица отличает просто запланированный тест от теста, которому засчитывается обнаружение. Для каждой ячейки с зачетом сохраняйте ссылку на данные, подходящие для проекта, например:
- Активный шаг теста, правило контроля или последовательность функций и их редакцию.
- Применимые редакции платы, BOM, оснастки, программного обеспечения и конфигурации.
- Представление дефекта или тестовое условие, использованное для проверки обнаруживаемости.
- Ожидаемые и наблюдаемые показания, пределы приемки и соответствующее поведение заведомо исправного изделия.
- Ограничения: видимость, доступ, параллельные пути, состояние питания или рабочая температура.
- Ответственного проверяющего и статус доказательств.
Обоснованность соответствия зависит от репрезентативности данных. Список программы показывает, что тест существует, но не обязательно доказывает обнаружение моделируемого отказа. И наоборот, одна демонстрация может не доказать обнаружение во всех вариантах или условиях процесса. Запишите объем и достоверность данных, не подразумевая большего, чем они подтверждают.
Отключенные тесты не дают текущего зачета покрытия. Тест также может быть условным: например, ему нужны определенная оснастка, установленная опция, состояние прошивки или конфигурация цепи сканирования. Зафиксируйте предварительное условие и укажите, какой производственный маршрут его выполняет.
Выборка меняет применимость покрытия. Если ICT проходят все изделия, а рентгеном проверяют только выбранные, соответствие рентгеновского контроля относится к проверенным изделиям или заданной выборке, но не автоматически ко всем платам партии. Запишите совокупность, правило выбора и фактический маршрут. Аналогично, SPI проводится до оплавления; выявление дефекта печати и его исправление следует прослеживать в процессе, а не считать доказательством прохождения готового соединения электрического теста.
Для объединенного покрытия отдельного изделия объединяйте только зачтенные методы, фактически примененные к нему при проверенных условиях. Отказы, ремонт и повторные испытания фиксируйте отдельно, чтобы было понятно окончательное решение.
Используйте матрицу для устранения пробелов
После заполнения исходной матрицы оцените непокрытые и условные строки с учетом риска. Решение не всегда состоит в добавлении испытания: можно изменить конструкцию для обеспечения доступа, уточнить процедуру, добавить контроль процесса, подтвердить существующий метод или принять задокументированный остаточный риск.
Полезная запись о пробеле включает:
- Непокрытое условие и затронутые варианты.
- Возможное влияние и основу оценки риска.
- Предлагаемое действие по обнаружению, предотвращению или снижению риска.
- Ответственного за действие, срок решения и необходимые доказательства.
- Статус разрешения или отступления от требований, включая согласованные ограничения.
Не маскируйте оценку риска равновесным процентом покрытия. Редко моделируемый, но серьезный отказ питания может требовать больше внимания, чем несколько легко обнаруживаемых косметических состояний.
Повторно оценивайте затронутые строки после изменений компоновки платы, замены компонентов, процесса пасты, доступа для тестирования, оснастки, программы контроля, прошивки или пределов приемки. Объем повторной проверки зависит от изменения и согласованных мер контроля. Сохраняйте предыдущую редакцию матрицы, чтобы заявления о покрытии оставались связанными с изделиями и программами, к которым относились.
Укажите артефакт в пакете выпуска или RFQ
Матрица наиболее полезна, когда обязанности и результаты работ согласованы до выпуска в производство. Включите в запрос предложения или пакет планирования испытаний:
| Поле | Что предоставить или согласовать |
|---|---|
| Идентификация сборки | Редакция платы и BOM, утвержденные варианты и применимые альтернативы компонентов |
| Данные и доступ | Чертежи, список цепей, сведения о контрольных точках, доступные стороны, механические ограничения и документация интерфейсов |
| Область перечня отказов | Набор отказов, исключения, предположения об одном или нескольких отказах, функциональные требования или состояния в области проверки |
| Методы и маршрут | Предлагаемые шаги контроля и испытаний, последовательность, условия, выборка и изделия для каждого шага |
| Доказательства | Требуемая уверенность соответствия, метод проверки, ссылки на данные и учет непроверенных или отключенных тестов |
| Результаты | Формат матрицы, числитель и знаменатель, пересечения, непокрытые строки, результаты и прослеживаемость |
| Изменения и решения | Контроль редакций, основания повторной проверки, правила ремонта и повторного теста, владельцы пробелов и полномочия на отступления |
| Приемка | Применимые критерии контроля, пределы теста, функциональные требования и ответственность за окончательное решение о выпуске |
У владельца конструкции обычно есть данные для определения замысла и функциональных требований. Разработчик испытаний должен связать и подтвердить исполняемые тесты. Производственная и качественная команды контролируют фактический маршрут, записи и решения. Закупки могут закрепить требуемые данные и передачу в коммерческом соглашении. Назначьте эти обязанности для проекта, не предполагая, что предложение поставщика включает все работы.
При обсуждении сборки ознакомьтесь с услугой SMT-монтажа, затем передайте применимые редакции и требования к покрытию через запрос предложения. Используйте контакты, чтобы уточнить объем, доказательства и обязанности. Любые возможности испытаний и результаты работ должны быть подтверждены проектным соглашением.
Часто задаваемые вопросы
Гарантирует ли 100% покрытия модели отказов качество?
Нет. Это означает, что для каждого условия в определенном перечне засчитывается обнаружение при заданных предположениях. Неучтенные дефекты, ограниченные доказательства и условия вне области теста могут остаться.
Можно ли считать физический доступ контрольной точки покрытием отказа?
Сам по себе — нет. Доступ является предварительным условием некоторых электрических испытаний; эффективность обнаружения также зависит от схемы, процедуры, пределов и активной программы.
Как показывать отключенные тесты в матрице?
Оставьте их видимыми, но не учитывайте как текущее покрытие обнаружения. Запишите причину отключения и условия восстановления и проверки.
Можно ли складывать проценты контроля и электрических испытаний?
Не без учета пересечений и общего знаменателя. Считайте отдельные условия, покрываемые фактической комбинацией испытаний.
Кто утверждает непокрытый отказ?
Это полномочие должно быть назначено проектным соглашением. До решения соответствующие представители конструкции, качества, производства и закупок должны знать о пробеле и задокументированном остаточном риске.