基於板的複雜性選擇測試策略，這些板具有許多量綱：表面貼裝或通孔、單面或雙面、元件數(shù)量 ( 包括密間距 ) 、焊接點(diǎn)、電器的和視覺的訪問。本文的焦點(diǎn)集中在作爲(wèi)複雜性根源的元件與焊接點(diǎn)的數(shù)量。

假設(shè)選擇三種不同複雜程度的板：低、中與高。低複雜性的板 (LCB, Low-complexity board) 特徵是， 50 個(gè)元件， 350 個(gè)焊點(diǎn)和 50~100 個(gè)電氣節(jié)點(diǎn)，並且是一個(gè)簡單電路，如，可編程自動調(diào)溫器、高級玩具、家用電器、磁碟驅(qū)動控制器等。中等複雜性的板 (MCB, medium-complexity board) 包括 500 個(gè)元件， 3500 個(gè)焊接點(diǎn)和 500~1000 個(gè)電氣節(jié)點(diǎn)；典型的例子是臺式電腦的主板。最後，高複雜性的板 (HCB, high-complexity board) 有 2500 個(gè)元件， 17500 個(gè)焊接點(diǎn)，典型的 3000~4000 個(gè)節(jié)點(diǎn)。伺服器、路由器和高級電信的板歸於這類。

各類型板的合格率

爲(wèi)了決定三種類型板的所希望的可靠的合格率，假設(shè)製造過程對元件和焊接點(diǎn)的缺陷水平是每百萬分之 200 個(gè)缺陷 (DPMO, Defect per million opportunities) 。 ( 對中和高複雜性的板， DPMO 水平通常較高； 200 DPMO 用於所有三種情況是爲(wèi)了方便比較。 )

N = 缺陷機(jī)會，合格率的公式爲(wèi)：合格率 = [ 1 - (DPMO/1000000)]N

低複雜性的板有 400 個(gè)缺陷機(jī)會 (50 個(gè)元件 + 350 個(gè)焊接點(diǎn) ) ；中等 4000(500 + 3500) ；高 20000(2500 + 17500) 。應(yīng)用到 公式 中， (SMT 工藝 ) 合格率結(jié)果爲(wèi)：低複雜程度 92% ，中等複雜程度 45% ，高複雜性的 PCB 只有 2% 。結(jié)論：幾乎所有低複雜程度的板都將通過，而幾乎所有高複雜程度的板將至少每個(gè)板上暴露出一個(gè)缺陷。$Page_Split$

再假設(shè)對每個(gè)類型的板， SMT 生產(chǎn)線每天運(yùn)行 24 小時(shí)，每周五天，每年 50 周。對低複雜性的板，每年生産 2,000,000 塊板，中等程度 200,000 ，高等程度 40,000 。 LCB 的製造成本爲(wèi) $20 ； MCB 爲(wèi) $400 ； HCB 爲(wèi) $4,000 。

測試：一個(gè)無增值的行爲(wèi)？

這個(gè)說法有時(shí)聽得到，如果是真的，那只需要調(diào)整一個(gè)策略 - 一個(gè)非常簡單的過 / 不過的測試。一個(gè)公司致力於只發(fā)貨那些工作正常的板，可能對那些失效的板不作任何修理，它會發(fā)現(xiàn)扔掉更便宜。這項(xiàng)策略的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)可從表中看到。

使用報(bào)廢失效品策略，可以看出對三種情況的報(bào)廢成本有很大差別，甚至總的 DPMO 是相同的。如果測試和修理成本比報(bào)廢成本低，那麼測試將增加價(jià)值。表中所示， LCB 比 MCB 用來開發(fā)與投資在測試和修理上的可用 " 空間 " 較?。欢?HCB 要小得多。

選擇測試策略的指導(dǎo)性原則是，找到産生最高經(jīng)濟(jì)回報(bào)的結(jié)合方法。這是高缺陷覆蓋 ( 較低報(bào)廢率 ) 與最佳診斷方法 ( 較低修理成本 ) 之間的交替換位元，考慮測試檢查系統(tǒng)的固定成本，編程和夾具成本，和操作員與修理人員的事務(wù)成本。

低複雜性板 。最佳的測試策略可能是手工視覺檢查 (MVI, manual visual inspection) 或自動光學(xué)檢查 (AOI, automated optical inspection) ，跟著功能測試。如果假設(shè)每班次要求五個(gè)視覺檢查員，並且 MVI 可發(fā)現(xiàn)和修理 50% 的所有缺陷，那麼可節(jié)省 $1.6 百萬。一個(gè)視覺檢查員的年開支大約 $30,000 ；這個(gè)方法的成本是每年 450,000( 每板 5 個(gè)檢查員 x 3 班 x $30,000 = $450,000) 。一項(xiàng) $450,000 的投資節(jié)省 $1.6 百萬，似乎是一個(gè)好的策略。但是作爲(wèi)替換 - 使用 AOI 而不是 MVI - 一個(gè)系統(tǒng)可跟上一條生產(chǎn)線的産量，産生的年成本會大大地低於 $450,000 。因此，在大多數(shù)情況下 AOI 是更好的策略。

如果 MVI 策略找出缺陷的效力是 50% ，功能測試的合格率應(yīng)該是 96% ，這裏剩下的缺陷的 75% 可以被測試並以少於每個(gè) $20 來修理。 ( 典型地，功能測試有 95% 的缺陷覆蓋率。在低複雜情況，假設(shè)只有 75% 的所有查出的缺陷可以以少於 $20 的成本修理。如果測試和修理多於 $20 ，那麼報(bào)廢板更便宜。 )

應(yīng)該加入在線測試 (ICT, in-circuit test) 嗎？答案還不清楚，例如，如果板的種類很少，只需要開發(fā)一些夾具和測試程式；那麼 ICT 可能是一個(gè)好的策略?？墒?，如果情況是需要很多程式和夾具，那 ICT 可能不是一個(gè)經(jīng)濟(jì)的策略。這個(gè)評估的關(guān)鍵是檢查的合格率爲(wèi) 96% 。 中等複雜性的板。大多數(shù)成本有效的策略可能是某種形式的檢查，跟著 ICT 和功能測試 ( 圖二 ) 。使用一個(gè)缺陷覆蓋率爲(wèi) 50% 的檢查策略，結(jié)果將得到 73% 的檢查合格率 - 太低而不能直接供給功能測試。 ( 原則上，到功能測試的合格率應(yīng)該大於 90% 。 ) 如果，在這種情形，加入對剩下缺陷有 75% 覆蓋率的 ICT ，那麼將有 41,250 塊板將在 ICT 檢查和修理。如果假設(shè)平均修理費(fèi)用，包括在 ICT 的附加診斷每板 $6 和功能測試的每板 $36 ，那麼節(jié)約爲(wèi) $1.2 百萬 (41,250 x ($36 - $6)) 。 ICT 設(shè)備的年固定成本，程式開發(fā)和夾具成本可能要少得多。 ( 注：幾個(gè)選項(xiàng)，包括 MVI ， AOI 或自動 X 光檢查 (AXI, automated X-ray inspection) ，可以是這種情況下的檢查策略的可替換選擇。闡述哪種最有經(jīng)濟(jì)效益已超出了本文的範(fàn)圍。 )

高複雜性的板 。沒有檢查的生産合格率爲(wèi) 2% 。這裏，對每塊板 17,500 個(gè)焊接點(diǎn)，一個(gè)高缺陷覆蓋率的策略 (AXI) 可能是最有經(jīng)濟(jì)效益的替代方法 ( 圖三 ) 。對一個(gè)典型的缺陷譜， AXI 可以檢查到所有失效的 80% ，或 80% 的合格率，這還太低，不能直接去功能測試。因此，用 ICT 補(bǔ)足這個(gè)情況是一個(gè)好的策略，並以簡化 ICT 測試的機(jī)會得到強(qiáng)調(diào)。因爲(wèi) AXI 具有非常高的短路與開路缺陷覆蓋率， ICT 夾具可以減輕對已經(jīng)被覆蓋的缺陷的測試。使用這個(gè)策略可以大大節(jié)約 ICT 夾具和程式開發(fā)的成本。

産品壽命周期

在引用的三個(gè)例子中，假設(shè)了穩(wěn)定的生産狀態(tài)?？墒?，這是不正常的。從方程式中忽略的是原型測試、生産攀升和成熟生産工藝的發(fā)展。還有，在許多情況下，及時(shí)到達(dá)市場 (time-to-market) 和適量到達(dá)市場 (volume-to-market) 可能是一個(gè)産品成功 ( 或失敗 ) 的關(guān)鍵。爲(wèi)滿足這些關(guān)鍵産品時(shí)期的特殊需要，可能要加入另外的測試步驟。例如，在原型測試中，應(yīng)該選擇具有高覆蓋率和編程快的測試 / 檢查技術(shù)。 AXI ， AOI 和飛針系統(tǒng) (flying probe system) 是好的替代手段。通常，在産量增加和缺陷水平還高的攀升階段，有經(jīng)濟(jì)意識的應(yīng)該準(zhǔn)備盡可能多的測試策略。

缺陷譜

選擇正確測試策略的另一個(gè)關(guān)鍵因素是，對缺陷水平和缺陷譜的瞭解。如果大多數(shù)缺陷是焊錫有關(guān)的，那麼，策略中應(yīng)包括一個(gè)具有對這些缺陷高覆蓋率的測試系統(tǒng)。簡單地說，如果貼裝錯誤普遍，那麼應(yīng)該有一個(gè)對這個(gè)區(qū)域高覆蓋率的測試系統(tǒng)。事實(shí)上，一個(gè)測試系統(tǒng)不可能覆蓋全部的缺陷譜?？墒?，爲(wèi)了選擇正確的策略，應(yīng)該把方程中缺陷譜和缺陷水平以及板的複雜性和板的産量，作爲(wèi)關(guān)鍵的考慮因素，來完成經(jīng)濟(jì)運(yùn)算。

總結(jié)