早期在电子零件设计及制造还是不成熟时,几乎所有的零件都会使用「烧机(burn/in)」的方法来筛选出一些瑕疵的电子产品,让早夭的产品提早出局,免得不良品出现在客户端被客诉。因为从统计数据来看,同一批电子产品的寿命一般会形成一个浴缸曲线,也就是说在使用初期及末期会出现较多的电子零件不良,但使用一段时间后的电子零件不良率就会下降到一个接近于零的品质稳定状态,就像一个浴缸的曲线。
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不过经过了几十年的发展,电子业都已经快成为传统产业了,其实现今大部分电子零组件的信赖度与寿命都已经很稳定了,也很少听说再有早夭的情况出现,所以电子产品还要不要执行「烧机(burn/in)」,确实是个很令电子组装业界伤脑筋的一项课题,相信很多电子组装厂也都曾经为自家的产品该不该烧机而争论过,而大部分应该都没有结论。
188金宝搏苹果下载 的公司也经常争论这个议题,而且几乎每换一个新老闆上任,这个项目就会被拿出来重新讨论一次。个人觉得在决定要不要执行或取消烧机前,应该要先认识何谓烧机(B/I)?烧机又有何优缺点?然后看看自家的产品是否还需要做烧机。
何谓烧机(Burn/In)?
产品烧机(Burn/In)时候一般要放置在「Burn/In room(烧机房)」中并且做温度控制,比如说温度控制在40°C+/-5°C,理论上这个温度要尽量高,这样才能筛选出更多的不良品,但又不可以高出产品可以承受的能力,因为一般工程塑胶只要超过60°C以上且一直承受应力,机构上就有可能发生变形。烧机设在40°C还有考虑产品内部发热后无法发散之影响。
另外,烧机(Burn/In)时一般还会同时做电源开关机测试(Power on/off test),因为电子产品在通电时的一瞬间通常会有涌流(surge)现象出现大电流,就类似水坝开始洩洪的瞬间伤害最大一样,这种大电流非常容易超出电子工程师设计产品时的承受能力,也非常吃功力,更考验着电子零件的品质能力,不过近年来稳压零件有了长足进步,电路上更汲取了前人的经验有了更合理的设计,所以这类问题的发生也越来越少。
烧机的步骤通常都会设置在产品组装完成后才执行,而且烧机后的产品还得再多做一次最后的完整测试才能出货,目的当然是为了排查烧机后的不良品。另外,烧机的环境及条件也很重要,既然称之为烧机,产品就应该要通电,多久通电一次?多久关电一次?开关电要循环几次?还要控制环境温度,如果烧机时可以让程式自动持续地跑过所有的功能当然就最好了。
下面是一般产品生产的流程与步骤:
产品组装完成 +初步测试 → 烧机 (Burn/In) → 产品最后完整测试 + 包装 → 出货
电子产品烧机(Burn-In)的优点:
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烧机可以筛选出早么的零件及产品。
这是早期的理论,就如同前面的说明,现今的电子零件大都已经很成熟,很少有早么的情形发生。但烧机也确实可以抓出一些生产制程中空焊、假焊、冷焊等的焊锡问题。另外,烧机也可以防止公司买到一些品管良莠不齐的电子零件商,低价竞争永远是个不断上演的戏码,而低价牺牲的通常是品质。 -
烧机可以进一步确保产品出货的品质。
有些产品可能会有不同批号的零件或是不同厂牌的零件,彼此搭配时可能会出现意想不到的问题,烧机则可以帮忙抓出这类问题。另外,对于BGA这类容易有HIP/HoP(枕头效应)不良的PCBA,如果在烧机的时候执行相关功能测试,会有很大的机率可以筛选出来。 -
烧机可以给产线的工程师多一点时间抓出产品的不稳定性。
新产品刚开始大量生产时,品质通常比较不稳定,烧机可以给产线工程师们多点时间来调适产品,让产品达到最佳品质状况。
电子产品烧机(Burn-In)的缺点:
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烧机需要额外的空间及电源来摆放烧机的产品,会增加厂务的花费(facility cost)。
- 烧机需要额外的生产时间,降低了出货的流畅性及週转率。
- 烧机需要额外的人力设置,浪费人力成本。
纵使烧机有这些优缺点,但最后取决烧机与否的关键因素还是品质,以及最俗气的「钱」,有形的成本及无形的成本。端看你希望在产品出货前把大部分的产品问题抓出来(有形的成本),还是要等到客户抱怨了再来处理(无形的成本);有些 manager 就会赌运气,决定把烧机的步骤拿掉,因为这样可以直接省掉看得见的成本,而把客户当成QA,等到产品到了市场真的出了品质问题,当初做决定的决策者很可能早就已经高升,或不知去处,但最后倒楣的还是那些留在原地做事的工程师。
为了求自保,我们这些基层工程师还是坚持烧机有其必要性,但想出了一个渐进式降低烧机比率的方法,产品在刚开始量产时,会先执行24小时的100%烧机。等到产品的良率达到一定程度后,就将24小时烧机降为4小时,并移除烧机前的测试项目。等产品良率再达到更高品质后,则改成4小时的10%部份抽样烧机。
之所以同意可以将B/I时间由24H降到4H,是因为我们公司有做过统计,B/I时绝大部分的不良品几乎都发生在最前面的4H期间。各家公司的产品特性或有不同,是否都会在最前面4H就显现出问题得要自己衡量,或许有些产品在前2H或1H就可以抓出来,那就不需要用到4H,也或许要更长的时间才可以抓出来。
抽样烧机(Sampling B/I)其实有个很大的缺点,如果烧机时发现不良率超出标准,那整批产品又该如何处置?又该如何把有问题的产品追回来?这将会是一项重大课题。之后的生产是否应该加严回到100%烧机,等稳定后再变回10%烧机?烧机房的产能(capacity)可能又会是另一个难题了。
另外我们也尽量在烧机时让产品可以自动测试所有的产品功能,并尽量留下纪录,以期能在烧机后减少不必要的测试时间,也就是想办法保留烧机并降低工时。
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什么是「Run-In」?「Run-In」与「Burn-In」有何差异?
有些工厂会用【Run-in】来取代【Burn-In】,那什么是【Run-In】呢?【Run-In】其实有点类似暖车的概念,经常见到的方式是产品组装好以后,先开电确认没有问题,然后就让系统自动跑一会儿(类似让「子弹飞一会儿」),可能是30分钟或是60~120分钟,曾经见过有些产线组装好产品上电后就让产品上升到空中绕着厂房飞一会儿,有点像台积电的空中运送晶圆的设施,因为空中才不会佔用工厂内的生产车间,大概绕厂一圈,然后下降接到生产线继续完成后续的测试及外观检查并包装出货。
另一个「Run-In」与「Burn-In」最大的差异,「Burn-In」一般会定义环境温度,比如说40°C+/-5°C,其温度一般不可以超过产品可以承受的温度,通常是不可以超过塑胶的变形温度。而「Run-In」则不定义环境温度,一般就是室温暖机,可能因为不同地域而有不同的环境温度,差异较大。
所以,严格来说「Burn-In」比「Run-In」严谨。至于说「Run-In」有没有效果?188金宝搏苹果下载 个人建议还是试验几批,统计一下资料后再来做决定,因为真的说不准。
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Hi, 请问一下,烧机的规格除了与客户的协定外,IPC-9592对烧机产品及规范是否是一份业界比较可以共同Follow的规范?
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Bill Yen,
所以IPC-9592的B/I条件是如何做的?为何你觉得IPC-9592对烧机产品及规范可以当作业界的标准呢?我没有IPC-9592,所以无法对此做出回应。
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熊大您好!
过去贵公司能统计出Burn-In 4小时这个时间,是不是代表你们的Burn-In设备上有计时器? 所以能记录产品失效的时间? 因为我司的Burn-In设备是没有计时器,只会在失效时亮灯,表示在Burn-In的这段期间里产品挂了,至于什么挂了就不知道,如果我司先想做出这样的统计,是否必须想办法装上计时器? 希望您指教,谢谢。
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Amos,
其实你只是短期收集资料,只要安排好人员每个小时巡视一次B/I房就可以了,不需要在产品内装计时器。
题外话,其实要在产品内计时不是难事,但要看你们的软体是否配合,现在的电子产品内几乎都装有振盪器可以计时,而且很多动作其实都可以在韧体的自我测试搞定的。
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浴缸理论是了解的,Burn in主要剔除早期失效的产品。不明白的是那段数学推导。
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不太理解这段论述:
“Burn in (工作电厌/电流/温度会加大)是用来筛掉(screen)可靠性(reliability )不佳的量产电子零件(浴缸曲线bathtub中初期会损坏的产品即IM…infant mortality),概念是假设基板有10个不同的电子零件,如果IM比例过高,则组装后成品必然易故障; 设想1%的IM与2%的IM基板,其早期故障率分别为0.99 的十次方 与0.98的十 次方,其差异将非常鉅大。”
能否解释推导过程?
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Sean,
建议你先去了解何谓[浴缸理论]?
也可以先参考这篇文章【何谓ESS(Environmental Stress Screening)环境应力筛选?】
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Burn in (工作电厌/电流/温度会加大)是用来筛掉(screen)可靠性(reliability )不佳的量产电子零件(浴缸曲线bathtub中初期会损坏的产品即IM…infant mortality),概念是假设基板有10个不同的电子零件,如果IM比例过高,则组装后成品必然易故障; 设想1%的IM与2%的IM基板,其早期故障率分别为0.99 的十次方 与0.98的十 次方,其差异将非常鉅大。
组装完产品拿去做烧机(比较像Run in…机械用词),意义为何实在不解,因为它就变成二手货了(used product),在bathtub curve 中,它会往右端移动(即worn out端),只因这样做无法筛掉IM零件。如此做一但组装后产品失败,将很难分析与改善品质或可靠性问题主要出自于哪个零件,如此,到底问题是出在design,process capability ,或 Spec limit,将无法得知! 自然也就无从改善。
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林令照,
整机的产品B/I最主要目的在确认PCA焊锡的品质没有问题,另外零件经过Reflow高温后,也可以确保没有质变发生。
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请问像是主机板(X86 的CPU) 的产品, 烧机是裸板去温度箱内跑burn in test, 还是放在机壳内再送进温度箱内???
另外, 之前还有听到Run in, 这个词, 请问Run in 是不是就是burn in??
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Mason Lin;
印象中Run-In好像是用在NoteBook上面的烧机,一般Notebook会把产品开机跑程式,挂在天花板上跑一圈后就拿下来做最后测试,而不是拿到烤箱中做烧鸡。
烧机的条件基本上要看自己的产品而定,装不装到产品也要看实际装况,如果是成品出货,建议组装成整机再烧机,如果只是出板子,当然就板子烧机就可以了,否则要装起来再拆开,浪费工时。
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板大您好:
文章中有提到『一开始先100%烧机24小时,等到产品的良率到达一定程度以后,将24小时烧机降为4小时,等再达到更高的一定良率后,改成10%+4小时的部份样品烧机』
请问
1. “等到产品的良率到达一定程度” 的判定依据是甚么呢??或者是甚么样的良率表示已经达到水平的呢??
2. 将24小时烧机降为4小时 –> 为何是 4 小时而不是 16/12/8 小时呢??
再烦请板大指导,谢谢 !!!
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1. 依据产品的良率来决定。
2. 4个小时是我们自己产品的经验,几乎所有的不良都出现在前4个小时,这个数字要贵公司自己去统计。
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