Nolan Johnson 和麦可罗泰克（中国）实验室的Bob Neves一起探讨了检验和测试的话题。Bob Neves从运营检测实验室的角度，就目前合约制造商在检验和测试上遇到的问题，分享了他的看法。访谈中，Bob探讨了当前供应链对测试实践的影响、工厂自动化、数据收集分析等方面的内容。Bob强调，尽管自动化和自动数据收集是可实现的，但最终还是要回归到人的参与。

 

Nolan Johnson：Bob，您认为目前的装配上有哪些问题？PCB制造商又面临哪些问题？

 

Bob Neves：PCB方面，依然是导通孔可靠性、长期绝缘、CAF（导电阳极丝）或者电化学迁移这些永远避不开的问题。PCB的两个主要功能：一是将电流送到想要去的位置；二是阻止电流出现在不该出现的地方。这两个功能是最主要的，也常常是大家所关注的。

微孔技术似乎正在变化。大家都曾以为微孔是万无一失的，但随着微孔结构变得更复杂，以及多层板和互联结构的出现，一些问题也随之而来。现在的微孔也和过去单层板或是双层板中的微孔不同，更需要关注微孔和CAF，以保证产品的长期可靠性，尤其是汽车、通讯、航空领域。

麦可罗泰克（中国）实验室拥有一支12人左右的专项测试组，配备了30多台潮湿箱，专注于CAF测试。客户要求的测试时间越来越长，测试电压也越来越高。在电动化趋势中，不管是汽车、火车、飞机还是电动车，都在更高的电压下运行。微处理器的电压只有3.3 V，而电动化的趋势下，现在的运行电压高达几百伏。

3.3 V和800V下运行的PCB，适用的设计规则是不同的，其需求有很大差异。我认为PCB设计者并没有意识到这点。

热冲击实验室

表面贴装(SMT) 方面，除了考虑可焊性和表面污染的问题外，还有元器件的问题，但我们在这方面经验不多，不太适合谈论这点。但是，无铅焊接元器件技术和PCB维修、返工一样，都会对PCB基材产生很大应力。

由于元器件短缺，行业尝试采取各种应对措施。以往，组装后发现有问题的元器件通常会被直接废弃，但现在大家会尝试修好。因为没有新的元器件可供替换，只好废物利用。同时，也会从废板上取下元器件后再装到好板子上。

 

Johnson：所以，PCB制造商和装配商面临着相似的问题，而这些问题会持续下去？

 

Neves：没错，除了供应链引起的问题外，还面临其他的问题，PCB领域也是如此。由于各种公开的或非公开的替换操作，大家拿到并非是严格符合要求的产品。大家从供应商那接受原先不会用的玻璃纤维和阻焊油墨，或者替换覆铜板等材料。原因是大部分的原材料都是进口，而这些原材料此刻正在加州长滩等港口附近的船上。

 

Johnson：是的，这些港口还停着七八十艘货船。元器件、返修和废元器件利用也许是最大的新挑战，那你们怎么检验和测试它们呢？

 

Neves：检测的程序并不多。这是个新情况，大家不会说：“我用的元器件是旧板或是废板上的。”大家只想要产品，至于产品从哪来的，并不关心。大家还没公开反复地讨论这个问题，但我确信这种情况正在发生。

 

Johnson：既然没有标准程序检测这种问题，那您观察到哪些情况呢？你们的检测中出现这种问题了吗？我认为使用废元器件的成品都应对其中的废元器件做功能测试。

 

Neves：当然可以，但是测到的数据也仅仅是当下的数据，还是不清楚其长期可靠性如何，因为使用废元器件的产品经历了比常规更多的返工程序。PCB、元器件和其他材料经受多道程序和多次加热，并不是说这样一定不好，只是并不是典型的符合标准的制程。过去，他们会使产品符合特定的工艺条件，然后围绕该工艺条件，把符合的范围扩大一点。而现在，由于元器件短缺，应对措施就超出了扩大的符合范围。顶多是做功能性测试，表明现在测下来没问题，但实际是否能保持1年、5年甚至10年没问题？我们真的没这方面的数据，也没人会花时间、金钱和精力去弄清楚这个问题，因为它可能是暂时性的。大家会直接掩盖这点，真正出了问题再去解决。我暂时没有可靠的数据去支撑，这仅仅是我对这件事的看法。

 

Johnson：那原始设备制造商（OEM）和电子制造服务商（EMS）应该注意哪些问题呢？

 

Neves：供应链的问题导致了一些奇怪的现象，这些奇怪的现象又带来了额外的风险。OEM和EMS需要评估这些额外的风险。大家目前在二级市场寻找元器件来源，替换了元器件和其他材料，如此必将影响产品。需要关注的是从风险上来说，其影响是否可接受？

 

Johnson：现在都在朝着自动化、智能工厂趋势发展。同时，也在讨论在产线中增加检验环节，以作为自动化的一部分。这是真的吗？这么做有没有价值和必要？

 

Neves：当人参与到制程中时，人所观察到的各种情况，是无法用自动化的方式量化的。人脑注意到的现象可能无法编程到人工智能或是自动化的程序中。自动化的程序中，通过控制各种变量以期待事情按照同样的方式重复发生。有了人的参与后，你也期待程序能像自动化之前那样，按同样的方式进行，也输入了很多信息，但是人能处理的输入信息远比摄像头和其他的数据输入装置多得多。

我认为，若一个程序中少了人的参与，会失去一些直觉感观。因此，在产线中增加检验环节，也是为了把缺失的这部分直觉感观所产生的信息考虑进去。这种复查是为了确保不会遗漏任何信息，毕竟从信息输入的角度来说，人能考虑到的自动化程序可能并没有考虑到。为了避免少了人的参与后失掉一部分信息输入，可以通过增加检验环节来确保没有遗漏。 

 

Johnson：我正在研究EMS资本性支出的调查数据。我咨询过他们“哪些因素推动了企业2022年的资本支出计划？”并列第一的是市场机会和增加产能，第二的是自动化。

 

Neves：是的，都在降低成本，增加收入。作为IPC董事会副主席，我认为IPC推出CFX（互联工厂数据交换）项目的时间非常合适，而且真的已经成型并获得采用，在自动化领域的 EMS方面产生了积极的影响。供应商似乎正跃跃欲试，在设备上使用CFX标准。你会见到设备正在整合，彼此间交换数据，从而使流程变得更好、更智能。

 

Johnson：有了这么多的数据，对你们独立的第三方实验室有用吗？你们能否利用好这些数据？

 

Neves：并不见得，作为第三方实验室，我们的作用是降低风险。我们依据IPC标准和企业标准做的测试，是为了证明企业已经做了应有的评估来限制其风险。企业并不指望我们去探究制程中的各个属性，而是要我们帮助他们量化产品的预期可靠性。在收集有关制程、制程改进、制程控制及制程一致性数据等方面，CFX标准正在给予制造商帮助。

 

Johnson：您能想象未来测试结果真的能反馈到那个“数字孪生体”中吗？

 

Neves：嗯，如果测试本身的目的就是反馈的话，那当然能做到。然而，我们做的大部分的测试都是符合性测试，是产品被接受前的一个关卡，是硬性要求。可以说，这类的测试大概占了业务的80%，剩下的20%很有趣，会有人要想找到合适的材料、合适的制程，或者是帮助客户研究产品或是微孔的设计，看看什么样的叠板效果最好，等等。

对我来说，这类的测试才是有趣的，占了我们业务的20%。这些调查测试的数据会回归到制程中，指导PCB设计和制造。

 

Johnson：那这20% 的研发类测试，在行业中的总体数量是在增加或减少，还是相当稳定呢？

 

Neves：还是相当稳定的。这类测试通常由需求驱动，比如开发新产品、出现了新客户，遇到了严重问题且想真正解决时。大家不会主动要求做测试，毕竟测试是纯耗费成本的，不会带来直接效益。若是在自动化或其他方面投资，能带来实实在在的改进，算一算就清楚了。你可能会认为“若是把钱花在这，在别的地方就能省下一笔”。经济不景气时，大家不得不削减成本，裁减企业内部纯耗费成本的部门，转而使用我们的服务，我们的业务便得以增长。

 

Johnson：如何从检验和测试上获得更多信息，对此您对合约制造商有什么建议呢？

 

Neves：非要提点有价值的意见的话，我想说，当前的形势要求大家改变原有的供应基础，做些通常不会做的事，并弄清楚这些事情对制程有什么影响。在测试花费上更为明智。

大家都在做检验和测试，不管是出于职责，还是主动要求，都在观察设备以及各种元器件和托架。一旦将人排除在制程之外，人能设置的只能是参数的上下限，其它只能依靠摄像头、试验台或是其他设备的输入信息。少了人的参与，人所带来的那部分洞察力也就失去了。

我认为自动化产生的关键问题是，大多数人都只是随意地要求做更多的测试。大家都在用这个方法，也确实是个好方法。只是应该要好好考虑下，把人从制程中抽离出来会造成什么损失。

 

Johnson：随着自动化的普及、测试的增加，基于自动化设备在测试方面的局限性，如何将测试数据变成分析结果并反馈给操作员、工程师或者产品经理，变得至关重要。

 

Neves：是的，任务艰巨。电子表上有100000个数据点，怎么能让对实际制程了解甚少的经理看得懂，并据此做出决定的报告呢？有了数据并不是最终目的，还得进行总结，并以简单易懂的方式呈现给那些对制程缺乏直观了解的人。

 

Johnson：是的，数据必须经过整理。

 

Neves：就像是以前挂在墙上的老式SPC控制图，要考虑收集的细节是否正确？频率是否准确？深度是否合适？如果要分析海洋，只检查了表面的3 英尺，能获得哪些信息呢？“海是湿的。要得到这点，确实往下探测3英尺就够了。”但是这样获得的信息却不全面。

 

Johnson：对PCB制造商而言，已经有了自动化的进步，但我认为，真正推动自动化的是EMS业。现在的PCB制造和几十年前相比差别不大，制程之间的人工处理是变少了， 但也算不上完全自动化，我更愿称之为智能设计。“把两台机器紧挨着放一起，中间加条传送带。看，哇！”我不清楚这样是否是自动化，但在 EMS业看来，情况确实发生了变化。

 

更多内容可点击这里查看，文章发表于《PCB007中国线上杂志》22年1月号，更多精彩原创内容，欢迎关注“PCB007中文线上杂志”公众号。

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