这是很多从事通信行业的采购工程师和质量工程师的疑问:样品阶段,研发测试的样机性能和功能测试全部通过。可是到了批量生产时,各种问题却层出不穷——有的板子出现间歇性复位,有的出现高温下死机,有的又存在通信不稳定等情况。为什么样品测试时各项测试都通过了,但是量产时却问题不断呢?本文分析了五个常见原因及相应的对策。

一、原因一:样品测试不完整
样品测试通常只验证“典型工况”,即常温、标称电压、标准负载。但批量产品会面临各种极端情况:高温、低温、电压波动、负载突变、电磁干扰等。
典型案例:某工厂的监控宽温千兆工业交换机样品在测试时输出是正常的,但当时是在常温下进行的测试,批量后才发现低温现场下设备无法启动。原因是没有做低温测试,而某电容在低温下容值急剧下降。
对策:后续在进行打样测试的时候就要制定完整的测试计划,包括:高低温工作(-40℃~75℃)、电压拉偏(±10%)、负载瞬态响应等测试。测试范围至少覆盖产品规格书上宣称的范围。
二、原因二:元器件批次差异
样品阶段使用的物料可能是正规渠道采购的样品。批量生产时,可能由于物料短缺,会从分销商买的散料、或者年份不合格批次。物料批次不同,参数可能存在差异。
典型案例:曾有个2 光 8 电的8 口千兆工业交换机的产品,某批次的贴片电阻精度标称1%,实际分布偏上限;另一批次偏下限。在分压电路中,导致输出电压超出规格。
对策:首先,样品阶段使用的物料应来自正常供货渠道,避免使用“特供样品”。其次,批量生产前,对新批次物料做IQC(来料检验),并对关键参数进行抽样测试。在必要时要求供应商提供批次一致性报告。
三、原因三:生产工艺窗口漂移
样品阶段可能是工程师亲自盯着产线,并且手工调整参数所以才进展比较顺利的。在批量生产时,由于产线换人、换设备、参数漂移等原因导致焊接质量不一致。
典型案例:我们曾试过一款用于长距离传输工业的千兆光纤交换机,样品回流焊的峰值温度245℃,焊接效果也很完美。但在批量时回流焊的基础设定是相同的,但实际测温板显示只有230℃,造成冷焊。
对策:在样品阶段就按照量产工艺参数生产,不要搞“特殊照顾”。批量生产时加强对每班次测试炉温曲线,SPC监控关键工艺参数(锡膏厚度、贴片压力、回流焊峰值温度)的监控,发现漂移及时调整。
四、原因四:PCB制造问题
样品PCB和批量PCB可能不是同一家板厂生产。样品PCB找的是专业厂家打样,但在批量后,采购为了节约成本更换厂家。虽然资料一样,但是更换后的PCB厂家未再验证,可能导致批量时的PCB线宽、阻抗、板厚等存在差异,导致信号完整性问题。
典型案例:我们给客户定向开发的一款用于户外监控的无风扇工业千兆交换机,高速差分线阻抗设计100Ω±5%,样品批次正好98Ω,批量批次加工偏下限92Ω,造成眼图闭合。
对策:尽量固定PCB供应商。如果PCB供应商存在多个工厂时,每次更换都需要重新验证测试,并且每次批量订单要求其提供阻抗测试报告。
五、原因五:测试方法不一致
样品测试可能是工程师手动用精密仪器逐个测量,批量测试可能是ICT或FCT自动化测试。测试程序、测试点接触、判断阈值可能存在差异。
典型案例:样品测试时各参数都是白盒测试。批量时则是黑盒测试并测试时间较短,如设计存在余量问题,则可能导致批量问题。
对策:样品测试需要预留足够的余量,并且测试数量需要5-10台以上并保证余量没有在下限。
六、如何避免“样品OK、量产NG”?
建立“样品→小批量→大批量”的分阶段验证流程:
第一阶段:样品验证(5-10片),做完整的功能和性能测试,至少包括高低温、电压拉偏。
第二阶段:小批量试产(100-500片),使用量产物料、量产工艺、量产测试工装。统计直通率,分析不良品根因,改进设计或工艺。
第三阶段:大批量量产(>1000片),持续SPC监控,抽检可靠性。
只有完成前二阶段,才能进入大批量生产。
七、锐应科技如何帮助客户规避量产风险?
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