Un controllo del primo articolo (FAI) mostra che la linea di assemblaggio, così come impostata per il vostro lavoro, può costruire la scheda in conformità con la documentazione rilasciata. Non dimostra però che l’intero lotto sarà buono. Per un first article di un PCBA chiediamo all’acquirente di richiedere cinque elementi prima che il resto del lotto venga rilasciato: un controllo BOM‑scheda rispetto alla revisione rilasciata, evidenze di polarità e orientamento, immagini a raggi X di BGA e altre giunzioni nascoste, misurazioni delle dimensioni rilevanti per il vostro contenitore o per i componenti di accoppiamento, e una registrazione che colleghi la scheda ai suoi lotti di materiale.
Il resto di questo articolo illustra l’aspetto che ciascuno di questi elementi dovrebbe avere, quando è necessario rifare il primo articolo e come distinguere un vero pacchetto FAI da una pila di fotografie.
Che cosa dimostra effettivamente un primo articolo?
Dimostra che la configurazione è corretta. Lo stencil e i parametri di stampa producono depositi di pasta accettabili, il programma di posizionamento colloca il componente giusto nella posizione e rotazione corrette, e il profilo di rifusione produce giunzioni accettabili su questa specifica scheda. Dimostra anche che le persone che assemblano la scheda leggono la tua BOM, i tuoi Gerber e il tuo disegno di assemblaggio nello stesso modo in cui lo fai tu, ed è proprio qui che ha origine un numero sorprendente di problemi di NPI.
Non dimostra affidabilità, coerenza tra i lotti o prestazioni funzionali. Una sola scheda non può dirti che il lotto di pasta si comporterà allo stesso modo la settimana prossima, o che una bobina di condensatori non sia stata mescolata. Considera la FAI come un punto di controllo dell’impostazione della produzione e mantieni il collaudo funzionale e l’ispezione in-process come controlli separati.
Due condizioni rendono un primo articolo degno di essere revisionato. La scheda dovrebbe uscire dalla linea di produzione utilizzando il programma di produzione, lo stencil, il profilo e i materiali, non da una costruzione di ingegneria o da un campione assemblato a mano. E il primo articolo dovrebbe essere costruito prima che la quantità completa venga assegnata alla linea, con una decisione concordata sul fatto che la linea attenda o meno la tua approvazione. Attendere costa in termini di tempistica e non attendere costa in termini di rischio; questo compromesso appartiene alPiano NPI, non in una e-mail del venerdì pomeriggio. Per quanto riguarda l’ambito del processo dalla nostra parte, consultare il nostroprocesso di primo articolo.
Cosa dovresti chiedere di vedere?
Chiedete prove, non una dichiarazione che il consiglio sia stato approvato. La tabella seguente è ciò che inseriremmo in una richiesta di primo articolo se fossimo l’acquirente.
| Articolo | Prove da richiedere | Cosa stai controllando |
|---|---|---|
| Da BOM alla scheda | Distinta base annotata o foto con designatori di riferimento, codice parte del produttore, nome del produttore, codice data ove indicato | Ogni riga corrisponde alrevisione della distinta base rilasciata; le alternative approvate sono identificate come alternative |
| Polarità e orientamento | Foto ravvicinate di diodi, LED, condensatori elettrolitici e al tantalio, piedino 1 degli IC, connettori | L’orientamento corrisponde al disegno di assemblaggio e alla serigrafia, e la serigrafia corrisponde al disegno |
| Componenti BGA e con terminazione inferiore | Immagini a raggi X di ciascun BGA e degli altri package con giunzioni nascoste, con i criteri di accettazione indicati | Nessuna giunzione di collegamento o mancante; le cavità vengono valutate in base ai criteri concordati prima della costruzione |
| Stampa della pasta saldante | Dati SPIo stampare il registro di ispezione per la prima scheda | Volume del deposito e posizionamento su piazzole a passo fine e con elevata massa termica |
| Dimensioni critiche | Valori misurati per gli elementi che indichi: posizione del connettore, distanza dal foro di montaggio al riferimento del connettore, altezza del componente sotto un coperchio o dissipatore, profilo della scheda | Adattarsi al tuo alloggiamento o alla parte accoppiata |
| Riflusso | Il profilo utilizzato e la scheda o il dispositivo su cui è stato eseguito | Lo stesso profilo che gestirà il lotto |
| Ispezione della superficie | Risultato AOIper la prima tavola, entrambi i lati | Presenza, offset, polarità e difetti di saldatura coperti dall’ispezione automatizzata |
| Tracciabilità | Numero di serie o UID del primo articolo collegato ai lotti di materiale | Puoi ricondurre questa scheda a specifiche bobine e registri di lavorazione |
Alcune note sulle righe che vengono ignorate.
BOM-to-board.Il controllo deve essere effettuato sulla revisione che hai rilasciato e serve anche la revisione del disegno di assieme. Se la distinta base consente alternative, il primo articolo è il momento più economico per sapere quale sia stata effettivamente utilizzata sulla linea. Chiederemmo anche la foto della scheda così come costruita accanto alla riga della distinta base, perché un foglio di calcolo annotato senza la foto della scheda dimostra solo che qualcuno ha letto il foglio di calcolo.
Polarità.Le foto devono essere scattate con un’angolazione tale che la marcatura sul componente e la marcatura sulla scheda siano visibili insieme. Le foto dell’intera scheda non dicono nulla sul pin 1.
BGA e giunzioni nascoste.Specifica quali parti necessitano di raggi X prima dell'inizio dell'assemblaggio. Il nostro offlineIspezione a raggi Xviene eseguito come passaggio separato, quindi le immagini esistono solo se qualcuno le ha richieste. I criteri di accettazione relativi ai vuoti e alle giunzioni dipendono dal package e dalla tua applicazione; per i limiti numerici che applichiamo, conferma con il nostro team di ingegneria e concordali per iscritto prima del primo articolo, invece di discuterli a posteriori.
Dimensioni critiche.L'assemblatore non può indovinare quali quote sono rilevanti per il tuo progetto meccanico. Nominale. Un connettore che è leggermente fuori dal suo datum supera ogni test elettrico e comunque non riesce ad accoppiarsi.
Se la scheda contiene molti componenti a passo fine, chiedi che il primo articolo venga assemblato utilizzando gli stessi programmi di ispezione della pasta saldante e di AOI che verranno usati per l’intero lotto. Un primo articolo ispezionato con un setup più permissivo ti dice meno sul lotto di quanto possa sembrare.
Quando dovrebbe essere ripetuta la FAI?
Ogni volta che cambia qualcosa che il primo articolo doveva dimostrare. La nostra regola empirica è che una modifica alla definizione del prodotto o al processo sulla linea che lo realizza richiede un nuovo primo articolo, almeno per l’area interessata.
I soliti fattori scatenanti:
Un componente nuovo o alternativo con un package, un footprint o un produttore diverso, in particolare un circuito integrato (IC), un BGA o un connettore
Una revisione del PCB, o una modifica al laminato, alla finitura o allo stack-up che influisce sul processo di assemblaggio
Un nuovo stencilo un cambiamento nel design dell'apertura
Una modifica nel profilo di rifusione, nel forno o nell’attrezzatura
Una modifica al programma di collocamento oltre una modifica minore documentata
Spostare la produzione su un’altra linea o sede
Un lungo intervallo dall’ultima build, con l’intervallo definito nel piano NPI
Una fuga di processo o un guasto segnalato dal cliente che riconduce alla configurazione di build
Raramente vale la pena ripetere l’intero pacchetto per una variazione del valore di un resistore nello stesso package dallo stesso produttore. Vale la pena ripetere la parte interessata per un nuovo fornitore di BGA, anche se il codice del componente coincide, perché la lega delle sfere, la deformazione del package e la gestione dell’umidità possono essere diverse. Se non sei sicuro, inserisci la modifica in un breve elenco nell’accordo NPI: modifiche che richiedono una FAI completa, modifiche che richono una FAI parziale e modifiche che richiedono solo una comunicazione di ingegneria. Questo elenco è più utile di qualsiasi regola generica, incluse le nostre.
Decidete anche chi classifica una modifica. Se l’assemblatore decide da solo, verrete a sapere della modifica dal report. Se decidete da soli, chiederete ripetizioni complete anche per modifiche banali e rallenterete il vostro stesso programma.
Come leggere un rapporto FAI
AS9102 è uno standard aerospaziale per i rapporti dei primi articoli e, menzionandolo, non dichiariamo di avere una qualifica aerospaziale. Tuttavia, la sua struttura di rapporto è ancora un formato utile da prendere in prestito, perché impone le domande giuste. È composto da tre parti: una che identifica il numero di parte e la revisione, una che elenca i materiali, i processi speciali e i test funzionali, e una che elenca ogni caratteristica con il relativo requisito, risultato misurato e disposizione.
Leggere un rapporto di primo articolo PCBA in questo ordine.
Identificazione.Numero di parte, revisione, revisione del disegno, quantità prodotta, data e numero di serie della scheda ispezionata. Se uno qualsiasi di questi campi è vuoto, fermarsi.
Elenco delle caratteristiche.Ogni caratteristica a cui tieni dovrebbe comparire: gli elementi della tua tabella sopra. Se la tua dimensione critica manca dall’elenco, il rapporto è incompleto, per quanto bene possa sembrare il resto.
Valori misurati.Un risultato di superato o non superato senza un valore è una registrazione debole. Per le dimensioni, il valore dovrebbe esserci. Per i controlli visivi, dovrebbe esserci una foto o un’immagine.
Deviazioni.Qualsiasi elemento al di fuori del requisito deve avere una disposizione: accettato con una motivazione, corretto o respinto. Una scheda complessa con zero osservazioni è possibile ma insolita; chiedi come è stata eseguita l’ispezione.
Chiusura.Chi ha ispezionato, chi ha esaminato e quando. Questo sarà importante in seguito se dovesse sorgere una controversia su quanto è stato concordato.
Se la tua organizzazione utilizza già i moduli AS9102, chiedi se l’assemblatore può compilarli. In caso contrario, va bene anche un chiaro modello specifico per PCBA con le stesse tre parti.
Campanelli d’allarme in un primo pacchetto di articoli
La maggior parte di questi li abbiamo visti nei report di altri fornitori e, per alcuni, abbiamo dovuto opporci noi stessi.
Foto senza riferimento al numero di serie della scheda o alla data.Potrebbero appartenere a qualsiasi consiglio, e spesso è così.
Un controllo della distinta base rispetto a una vecchia revisione.Il pacchetto sembra completo e tutto su di esso è conforme al documento sbagliato.
"Radiografia: superata" senza immagini.L'affermazione è valida solo quanto l'immagine che la sostiene, e servono anche i criteri.
Misurazioni arrotondate o assenti."Entro la tolleranza" non è una misurazione.
Un primo articolo realizzato su una linea diversa, su una linea prototipo o a mano.Ti dice cosa può fare quella configurazione, non cosa farà in produzione.
Nessun collegamento ai record dei lotti di materiale.Se il fornitore utilizza un sistema di tracciabilità, il primo articolo dovrebbe esservi collegato come qualsiasi altra scheda. Con il nostro Smart MES, ad esempio, la scheda ha un UID che la collega ai record di materiale e di processo.
Nessuna deviazione su una scheda con giunzioni nascoste e componenti a passo fine.Chiedi come è stata effettuata l'ispezione.
Una richiesta di approvare il primo articolo lo stesso giorno in cui il lotto è già in lavorazione.Il tempo di revisione che non esiste non è un gate.
Modifiche dalla prima voce non registrate.Se il profilo o il programma è stato modificato dopo l’approvazione, il primo articolo non descrive più ciò che è sulla linea.
Se ne vedi più di uno o due, richiedi un pacchetto corretto prima di approvare e decidi se la produzione debba fermarsi finché non lo avrai.
Domande frequenti
Un primo articolo è uguale a una costruzione di prototipo?
No. Un prototipo ti dice se il progetto funziona. Un primo articolo ti dice se l’assetto produttivo può riprodurre il progetto come documentato. Un prototipo può essere assemblato in qualsiasi modo che lo faccia funzionare; un primo articolo dovrebbe provenire dalla linea, dal programma e dai materiali che realizzeranno il lotto.
Chi dovrebbe approvare il primo articolo?
Il responsabile della qualità dell'acquirente o l'ingegnere della qualità del fornitore per la coerenza con la documentazione, e l'ingegnere di progettazione per tutto ciò che influisce sull'adattamento o sulla funzionalità. Nei piccoli team una sola persona svolge entrambi i ruoli. Ciò che conta è che l'approvazione sia una decisione nominativa con una data, non il silenzio dopo l'invio del rapporto.
FAI sostituisce il test funzionale?
No. L’FAI verifica la costruzione rispetto ai documenti. Il test funzionale verifica che la scheda funzioni. Una scheda può superare l’FAI con un resistore dal valore errato che per caso rientra nella tolleranza del circuito, e una scheda può fallire il test funzionale pur avendo un FAI perfetto se il progetto presenta un problema. Usa entrambi.
Quante schede dovrebbero esserci in un primo articolo?
Dipende dal circuito e dal programma. Una scheda dimostra la configurazione; più schede mostrano una certa variazione. Concordare il numero nel piano NPI e confermare con il nostro team di ingegneria se la produzione include più varianti o pannelli.
Cosa succede se il primo articolo fallisce?
L’assemblatore dovrebbe identificare la causa, correggere l’impostazione e realizzare e ispezionare un nuovo primo articolo invece di rilavorare la scheda difettosa e dichiararla accettabile. Il guasto e la correzione devono essere registrati, perché diventano parte della storia di quel lavoro.
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Risorse utili
•Elementi che garantiscono il successo al primo tentativo nell’introduzione di nuovi prodotti (NPI) nella produzione elettronica
•Confronto tra AOI, ICT e AXI e quando usarli durante l’assemblaggio SMT dei PCB
•Metodi di ispezione per l’assemblaggio di circuiti stampati
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