Une inspection du premier article (FAI) montre que la ligne d’assemblage, telle qu’elle est configurée pour votre commande, peut fabriquer la carte conformément à vos documents publiés. Elle ne montre pas que tout le lot sera bon. Pour un premier article de PCBA, nous demandons à l’acheteur de solliciter cinq éléments avant la libération du reste du lot : une vérification BOM-vers-carte par rapport à la révision publiée, des preuves de polarité et d’orientation, des images aux rayons X des BGA et autres joints cachés, des mesures des dimensions importantes pour votre boîtier ou les pièces associées, et un enregistrement reliant la carte à ses lots de matériaux.
Le reste de cet article explique à quoi chacun de ceux-ci doit ressembler, quand le premier article doit être refait, et comment distinguer un véritable colis FAI d’une pile de photos.
Que prouve réellement un premier article ?
Cela prouve que la configuration est correcte. Le pochoir et les paramètres d’impression produisent des dépôts de pâte acceptables, le programme de placement positionne le bon composant au bon endroit avec la bonne rotation, et le profil de refusion produit des joints acceptables sur cette carte spécifique. Cela prouve également que les personnes qui assemblent la carte lisent votre nomenclature (BOM), vos fichiers Gerber et votre dessin d’assemblage de la même manière que vous, ce qui est à l’origine d’un nombre surprenant de problèmes lors des NPI.
Il ne prouve ni la fiabilité, ni la constance entre lots, ni les performances fonctionnelles. Une seule carte ne peut pas vous dire que le lot de pâte se comportera de la même manière la semaine prochaine, ni qu’un rouleau de condensateurs n’est pas mélangé. Considérez la FAI comme une étape de validation de la configuration de fabrication et maintenez les tests fonctionnels et les contrôles en cours de procédé comme des contrôles distincts.
Deux conditions rendent un premier article digne d’être examiné. La carte doit sortir de la ligne de production en utilisant le programme de production, le pochoir, le profil et les matériaux, et non pas à partir d’une fabrication d’ingénierie ou d’un échantillon assemblé à la main. De plus, le premier article doit être fabriqué avant que la quantité totale ne soit engagée sur la ligne, avec une décision convenue quant à savoir si la ligne attend votre validation. Attendre coûte en termes de calendrier et ne pas attendre augmente le risque ; ce compromis appartient auPlan NPI, pas dans un e-mail du vendredi après-midi. Pour le champ d’application du processus de notre côté, voir notreprocessus de première inspection d'article.
Que devriez-vous demander à voir ?
Demandez des preuves, pas une déclaration indiquant que le comité a approuvé. Le tableau ci-dessous est ce que nous inclurions dans une demande de premier article si nous étions l’acheteur.
| Article | Preuve à demander | Ce que vous vérifiez |
|---|---|---|
| BOM-vers-carte | Nomenclature annotée ou photos avec désignations de référence, numéro de pièce constructeur, nom du fabricant, code date lorsque indiqué | Chaque ligne correspond à larévision de la nomenclature publiée; les remplaçants approuvés sont identifiés comme remplaçants |
| Polarité et orientation | Gros plans de diodes, LED, condensateurs électrolytiques et au tantale, broche 1 des circuits intégrés, connecteurs | L’orientation correspond au dessin d’assemblage et à la sérigraphie, et la sérigraphie correspond au dessin |
| Composants BGA et à terminaison inférieure | Images radiographiques de chaque BGA et autre boîtier à joint caché, avec les critères d’acceptation indiqués | Aucune liaison entre les joints ni joint manquant ; les vides sont évalués selon les critères convenus avant la fabrication |
| Impression de pâte à braser | Données SPIou imprimer le rapport d’inspection pour la première carte | Volume du dépôt et position sur des pastilles à pas fin et à forte charge thermique |
| Dimensions critiques | Valeurs mesurées pour les éléments que vous nommez : position du connecteur, trou de fixation par rapport au repère du connecteur, hauteur du composant sous un capot ou un dissipateur thermique, contour de la carte | S’insère dans votre boîtier ou dans la pièce d’assemblage |
| Reflux | Le profil utilisé et la carte ou le dispositif sur lequel il a été exécuté | Même profil qui exécutera le lot |
| Inspection de surface | Résultat AOIpour la première planche, des deux côtés | Présence, décalage, polarité et défauts de soudure couverts par l’inspection automatisée |
| Traçabilité | Numéro de série ou UID du premier article lié aux lots de matériel | Vous pouvez retracer cette carte jusqu’à des bobines spécifiques et des dossiers de traitement |
Quelques remarques sur les lignes qui sont ignorées.
De la nomenclature à la carte.La vérification doit être effectuée par rapport à la révision que vous avez publiée, et la révision du dessin d’assemblage est également nécessaire. Si la nomenclature (BOM) autorise des alternatives, le premier article est le moment le moins coûteux pour savoir laquelle a réellement été utilisée sur la ligne. Nous demanderions également une photo de la carte telle que construite à côté de la ligne de la nomenclature, car une feuille de calcul annotée sans photo de la carte ne prouve qu’une chose : que quelqu’un a lu la feuille de calcul.
Polarité.Les photos doivent être prises sous un angle où le marquage sur la pièce et le marquage sur la carte sont visibles ensemble. Des vues d’ensemble de la carte ne vous apprennent rien sur la broche 1.
BGA et joints cachés.Précisez quelles parties nécessitent une radiographie avant le début de la construction. Notre hors ligneInspection par rayons Xest exécuté comme une étape distincte, de sorte que les images n’existent que si quelqu’un les a demandées. Les critères d’acceptation des vides et des joints dépendent du paquet et de votre application ; pour les limites numériques que nous appliquons, confirmez-les avec notre équipe d’ingénierie et mettez-les par écrit avant le premier article au lieu de les débattre après coup.
Dimensions critiques.L’assembleur ne peut pas deviner quelles dimensions sont importantes pour votre conception mécanique. Indiquez-les. Un connecteur légèrement décalé par rapport à son référentiel réussit tous les tests électriques et ne parvient pourtant pas à s’emboîter.
Si le circuit imprimé comporte de nombreux composants à pas fin, demandez à ce que le premier article soit également assemblé avec les mêmes programmes d’inspection de pâte et d’AOI qui seront utilisés pour la série. Un premier article inspecté dans un réglage plus permissif vous en dit moins sur la série qu’il n’y paraît.
Quand faut-il répéter la FAI ?
Chaque fois que quelque chose change par rapport à ce que le premier article était censé démontrer. Notre règle générale est qu’une modification de la définition du produit ou du procédé sur la ligne qui le fabrique déclenche un nouvel article initial, au moins pour la zone concernée.
Les déclencheurs habituels :
Un composant nouveau ou de remplacement avec un boîtier, une empreinte ou un fabricant différent, en particulier un circuit intégré, un BGA ou un connecteur
Une révision de PCB, ou un changement de stratifié, de finition ou d’empilage qui affecte le processus d’assemblage
Un nouveau pochoirou une modification de la conception de l'ouverture
Une modification du profil de refusion, du four ou du dispositif
Une modification du programme de placement allant au-delà d’une révision mineure documentée
Déplacer la production vers une autre ligne ou un autre site
Un long intervalle depuis la dernière construction, avec l’intervalle défini dans le plan NPI
Une défaillance échappant au processus ou signalée par le client qui remonte à la configuration de construction
Il est rarement utile de répéter l’intégralité du processus pour un changement de valeur de résistance dans le même boîtier provenant du même fabricant. Il vaut la peine de répéter la partie concernée pour un nouveau fournisseur de BGA, même si la référence est identique, car l’alliage des billes, le gauchissement du boîtier et la gestion de l’humidité peuvent différer. En cas de doute, inscrivez la modification dans une courte liste dans l’accord NPI : les changements nécessitant un FAI complet, les changements nécessitant un FAI partiel, et les changements ne nécessitant qu’un avis d’ingénierie. Cette liste est plus utile que toute règle générique, y compris les nôtres.
Décidez également qui classe une modification. Si le monteur décide seul, vous apprendrez l’existence de la modification dans le rapport. Si vous décidez seul, vous exigerez des répétitions complètes pour des changements insignifiants et vous ralentirez votre propre programme.
Comment lire un rapport FAI
L’AS9102 est une norme aérospatiale pour les rapports de premier article, et nous ne revendiquons pas de qualification aérospatiale en la mentionnant. La structure de son rapport reste un format utile à reprendre, car elle impose de se poser les bonnes questions. Elle comporte trois parties : l’une qui identifie le numéro de pièce et la révision, une autre qui répertorie les matériaux, les procédés spéciaux et les essais fonctionnels, et une autre qui énumère chaque caractéristique avec son exigence, son résultat mesuré et sa disposition.
Lire un rapport de premier article PCBA dans cet ordre.
Identification.Numéro de pièce, révision, révision du dessin, quantité produite, date et numéro de série de la carte inspectée. Si l’un de ceux-ci est vide, arrêtez.
Liste des caractéristiques.Chaque caractéristique qui vous importe doit apparaître : les éléments de votre tableau ci‑dessus. Si votre dimension critique est absente de la liste, le rapport est incomplet, peu importe à quel point le reste semble satisfaisant.
Valeurs mesurées.Une validation ou un échec sans valeur est un enregistrement faible. Pour les dimensions, la valeur doit être présente. Pour les contrôles visuels, il doit y avoir une photo ou une image.
Déviations.Tout ce qui ne relève pas des exigences doit faire l’objet d’une disposition : accepté avec une justification, corrigé ou rejeté. Une carte complexe sans aucune observation est possible mais inhabituel ; demandez comment l’inspection a été réalisée.
Signature.Qui a inspecté, qui a examiné, quand. Cela sera important plus tard si un litige survient au sujet de ce qui a été convenu.
Si votre organisation utilise déjà les formulaires AS9102, demandez si l’assembleur peut les remplir. Si ce n’est pas le cas, un modèle clair spécifique aux PCBA avec les mêmes trois parties convient parfaitement.
Signaux d’alerte dans un premier lot d’articles
La plupart de ceux-ci, nous les avons vus dans les rapports d’autres fournisseurs, et pour quelques-uns, nous avons nous-mêmes dû nous y opposer.
Photos sans référence au numéro de série de la carte ni à la date.Ils pourraient appartenir à n'importe quel conseil, et c'est souvent le cas.
Une vérification de nomenclature par rapport à une ancienne révision.Le colis semble complet et tout ce qu’il contient est vérifié par rapport au mauvais document.
« Radiographie : conforme » sans images.La déclaration n’est valable que si l’image qui la sous-tend est bonne, et il vous faut aussi les critères.
Mesures arrondies ou absentes.« Dans les tolérances » n’est pas une mesure.
Un premier article réalisé sur une ligne différente, une ligne prototype ou à la main.Il vous indique ce que cette configuration peut faire, pas ce que la production fera.
Aucun lien vers les enregistrements de lots de matériel.Si le fournisseur utilise un système de traçabilité, le premier article doit y être lié comme n’importe quel autre circuit imprimé. Avec notre Smart MES, par exemple, le circuit porte un UID qui le relie aux enregistrements de matériaux et de process.
Aucune déviation sur une carte avec des joints cachés et des composants à pas fin.Demandez comment l’inspection a été effectuée.
Une demande d’approuver le premier article le jour même où le lot est déjà en cours.Le temps de révision qui n’existe pas n’est pas une étape de validation.
Modifications depuis le premier article non consignées.Si le profil ou le programme a été modifié après l’approbation, le premier article ne décrit plus ce qui se trouve sur la ligne.
Si vous en voyez plus d’un ou deux, demandez un colis corrigé avant d’approuver et décidez si la production doit être interrompue jusqu’à ce que vous l’ayez.
FAQ
Un premier article est-il la même chose qu’un prototype ?
Non. Un prototype vous indique si la conception fonctionne. Un premier article vous indique si l’installation de production peut reproduire la conception telle que documentée. Un prototype peut être assemblé de n’importe quelle manière permettant de le faire fonctionner ; un premier article doit provenir de la ligne, du programme et des matériaux qui serviront à fabriquer le lot.
Qui doit valider le premier article ?
L’ingénieur qualité client ou l’ingénieur qualité fournisseur pour la conformité documentaire, et l’ingénieur de conception pour tout ce qui affecte l’ajustement ou la fonction. Dans les petites équipes, une seule personne remplit les deux rôles. Ce qui importe, c’est que la validation soit une décision attribuée nominativement avec une date, et non pas le silence après l’envoi du rapport.
Les FAI remplacent-ils les tests fonctionnels ?
Non. L’FAI vérifie l’assemblage par rapport aux documents. Le test fonctionnel vérifie que la carte fonctionne. Une carte peut réussir l’FAI avec une résistance de mauvaise valeur qui se trouve par hasard dans la tolérance du circuit, et une carte peut échouer au test fonctionnel avec un FAI parfait si le design a un problème. Utilisez les deux.
Combien de circuits imprimés doit comporter un premier article ?
Cela dépend de la carte et du programme. Une carte prouve la configuration ; plusieurs cartes montrent une certaine variation. Convenir du nombre dans le plan NPI et confirmer avec notre équipe d’ingénierie si la fabrication inclut plusieurs variantes ou panneaux.
Que se passe-t-il si le premier article échoue ?
L’assembleur doit identifier la cause, corriger le réglage, puis fabriquer et inspecter un nouveau premier article plutôt que de retoucher la carte défaillante et de la déclarer acceptable. L’échec et la correction doivent figurer dans le rapport, car ils font partie de l’historique de ce travail.
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Ressources utiles
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