工厂供电噪声干扰对SMT 在线ICT/ATE测试的影响与改进案例

摘要:在线ICT/ATE 测试是现代电子制造的重要的工站,在检测电子元件的来料不良和制程失效,元器件的焊接空焊短路起到不可替代的 作用。

在实践应用中, 测试工程师常遇到在后制程工站的突发性的主动元件的异常高的不良,通常产品制程工程师会依照元件失效的 模式:功能极对地短路或极间短路归为批次性材料不良。 实际生产中遇到的往往不单纯为材料批次问题。本文提供一个因工厂供电噪声在在线ICT/ATE工站的主动元件失效影响及改进方案的案例。

ATE/在线ICT测试的特点是探针直接接触测被试系统主机板,如有干扰噪声, 会直接加载到被测试系统板的元件极点。很多的后工站的失 效在逻辑分析上指向ATE/ICT测试站本身造成。为此让产品制程工程师对ATE/ICT又爱又恨。
1. ICT/ATE 后工站失效主动元件失效的分析及通常应对
在工厂的后制程工站的突发性的主动元件的异常高的不良品, 在工厂内做初步分析, 通常的结论是:三级管和MOSFET量测是极间短 路,IC则会发现多为Vcc 对地短路,测试的信号引脚对地短路。
工厂将元件送供应商分析, 回来的8D报告的结论多为“元件为EOS失效,请贵公司检查元件的应用条件是否有瑕疵”。
工厂的产品制程工程师将问题反馈给研发设计部门,研发部门一通对产品的设计应用调查,得出的结论是产品设计无瑕疵。如此反 复,终不得解。
2.产品制程工程师应有的5M或4M1E分析法
5M/4M1E为Machine/设备, Method/方法,Man/人员, Material/材料, Motherland (Environment)/环境, 也有另外一个大家都知晓的 通俗叫法:鱼骨图分析法。对鱼骨图的画法,在各种专业期刊网站都有介绍。这不再做具体展开。
因为现代的电子制造业是大集团化生产,部门之间的壁垒较重,较难组织起一个跨部门的专家技术团队来处理一个产线的具体案子。 正因为如此, 在组建问题解决团队更要有对成员的技术专业的要求。要求团队严格遵循PSDM (Problem solving, decision making) 的 原则。全面系统的查真因, 且真因是经得起充分必要条件的检验的。
3.案例案情表述
在2017年, 协作工厂A在第13周在C平台上突发三级管Q7154在系统组装线有7片不良,现象为无法开机, 占单周的117台产线中所有 不良的6%。工厂初步分析为供应商材料问题。在与协作工厂A检讨时,我方团队认为同意工厂送材料到供应商分析的同时, 但也要做 鱼骨图分析。另外要针对该产品的类似的主动器件的失效信息再收集,看看是不是同类的器件也在同期同样有类似失效。经查询,在 该周的另外一个关键器件CPU在ICT也有7片不良, 占所有在ICT测试发现不良总数162的4.3%。
在一周后, 三级管Q7154的供应商的分析报告也传回工厂, 不出预期的结果是该材料无原材质量问题, 为EOS/ESD (Electrical Over Stress, Electro-Static discharge)所致. 同时, 为验证材料无质量问题,对该材料的同一批次在同一机种平台和不同平台的使用量和不 良状况做调查, 结果如下

经一个一个排除, 发现在ICT的探针有很高的干扰噪声作用在测试器件上, 最大的峰值可以达到26.8V, 此干扰电压是数倍的元件的 最大允许负荷电压。
因为干扰噪声通常都是高频的干扰, 在量测是不要简单的用万用表量测探针的电压。用示波器也是要设定到Multi-Trigger/多次触发记 忆功能, 监测7X24小时的所有时间的超过设定目标的电压。检测到电压的干扰, 并且也发现干扰是与皮带线的开启有直接关系的。

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