产品中试管理—从样品到量产的方法

1、产品中试管理 从样品到量产的方法本课程学习目标通过本课程的学习，您将能够：了解业界产品化管理的最佳模式与实践理解公司发展不同阶段产品化管理的组织模式及其优缺点掌握可制造性设计的方法以及如何实施掌握如何开展面向制造系统的设计与验证掌握缩短产品试制周期的方法和技巧掌握如何构建产品化管理的基础平台课程目录1、概述2 、工艺管理3、测试管理4、试制管理单元一、从样品走向量产概述问题讨论请各小组讨论从样品到量产过程中存在的主要问题（10分钟）制造的烦恼研发部门制造部门制造部门为什么抵触新产品？ 烦（效率/质量/市场投诉/考核压力）制造部门的对策： 推（提高门槛/提条件） 拖（新产品排在夜班生产） 拉（要

2、研发人员现场跟线）研发的烦恼市场需求的多变性开发周期紧转产评审会上才提出一大堆问题揪住小问题不放产品迟迟转不了产试制/中试的产生研发部门制造部门试制车间量产车间研发试制/中试制造矛盾集散中心承担产品化的重任试制中心组织sample中试组织sample测试中心组织sample工艺中心组织sample制造工程部组织sample装备中心组织sample物品中心组织sample产品数据中心组织sample中试的定位与使命定位：研发与制造的桥梁使命：多快好省的把新产品推向市场。降低产品全生命周期成本（省）提高产品全生命周期质量（好）缩短新产品上市场周期（快）？（多）研讨选某学员公司，分享中试职能的组织分

3、布与业务范围新产品导入（NPI）团队的产生传统的产品开发模式：串行存在的问题：产品上市周期长事后控制，产品质量问题多开发模式的转变：串行变并行，制造提前介入研发模式的演变最佳的产品开发团队（PDT）核心成员外围成员策划计划监控组织协调评价操作反馈项目经理财务市场采购制造技术支持开发渠道服务渠道支持软件硬件结构系统工程手册定价投入产出分析竞争对手分析客户调研渠道管理行销策划供应商优选器件优选采购订单跟踪供应商管理试制工程工艺工程生产测试测试知识产权成本核算培训标准项目经理物料计划新产品导入团队（NPIT）项目经理订单管理质量工程试制验证物料计划测试工程工艺工程测试设备可测性设计工艺文件产能规划可

4、制造性需求订单履行系统新品订单评审质量问题分析质量标准检验规范制造系统验证方案制造系统验证培训生产测试文件物料需求计划物料采购计划试产/量产计划工艺调制与验证订单履行策略测试验证制造代表物料跟踪工装PFMEA工艺设计可测性需求制造策略与计划测性策略质量问题跟进NPI团队的角色和职责定位DCPTR制造代表NPD流程NPI流程制造系统流程NPI流程 PDT角色制定制造策略和计划提供产品可制造性需求组织制造工艺和装备的开发组织制造工艺和装备的验证监控产品开发的制造准备度监控关键时间点 FUNTION角色输入制造策略和计划组织验证制造系统监控制造系统的准备度监控物料计划组织量产前的产品生产跟踪和解决供

5、货问题项目管理执行协调和沟通NPI团队介入产品开发过程的时机生命周期发布验证开发计划概念产品需求关键技术产品概念设计需求总体方案概要设计详细设计构建原型（功能样机）性能样机试生产制造验证BETA产品发布开始销售向量产切换维护改进产品生命周期管理单元二、工艺管理课程目录1、概述2 、工艺管理3、测试管理4、试制管理系统工程（DFX：Design For eXcellence）DFx：DFM/DFA/DFT/DFL/DFI/DFR/DFS/DFC/DFG、DFM： Design For Manufacturing，强调在设计的初期就把制造因素考虑进去。可制造性设计（DFM） 的核心在于工艺设计。什

6、么是工艺？什么是工艺？工艺人员在做什么？救火防火怎么防火？正本清源，提前介入工艺管理的三段论工艺设计工艺调制与验证工艺管制产品开发过程中面向制造系统的设计生命周期发布验证开发计划概念TR1TR6TR5TR4ATR4TR3TR2提出可制造性需求参与可制造性需求分解与分配工艺总体方案设计制造工艺详细设计工艺开发参与并评估可制造性设计 参与制造系统验证并优化工艺工艺复制工艺管制制定制造策略概念阶段DFM的关键活动生命周期发布验证开发计划概念提出可制造性需求TR1什么是可制造性需求？制造领域对产品设计&开发提出的要求，包括经验教训。（制造领域对产品的约束）制造需求列表示例（1）需求项需求子项需求分解元

7、素建议优先级6.1 制造方法的模块化、标准化、归一化的要求（CCB列表）（标准化需求列表）6.2 整机/部件可制造性需求6.2.1产品外观形象和品质要求6.2.2结构件可加工性需求(结构工艺) （焊接结构的工艺要求）（紧固件选用工艺要求）（结构件的表面处理工艺要求）（拉手条的加工工艺要求和材料选择）（塑料件的加工工艺要求和材料选择）（橡胶件的加工工艺要求和材料选择）（压铸件的加工工艺要求和材料选择）（铜排的加工工艺要求和材料选择）制造需求列表示例（2）6.2.3可装配性需求(装配设备、生产模式)（装配过程的方便性）（走线方式、走线空间）（各功能模块间的相互匹配性）(装配质量) （不同配置的要求

8、）（生产安全与防护）（人机工程）6.2.4可搬运、运输需求(体积、重量)(工装、工具)(结构件刚性、锁紧) (包装)制造需求列表示例（3）6.3 单板/背板可制造性需求6.3.1元器件工艺要求(封装要求、单板优选贴片器件)(包装、储存要求(静电防护要求)(潮湿敏感性要求)(可焊性要求)(优选 JTAG器件)(来料检验要求)(外形尺寸、共面性和重量要求)(热处理要求)(压接件选用防误插、导向装置的器件)(尽量少用插装器件，) (器件种类要尽量少)6.3.2PCB可加工性要求 (PCB材料选用)(PCB尺寸、厚度要求)(尺寸厚度与板材的关系)(板厚与孔径比要求)(曲翘度要求)制造需求列表示例（4）

9、6.3.3单板装联需求 PCB工艺设计规范(PCB布局最大密度要求) PCBA结构件DFA设计规范6.3.4单板/背板包装需求 6.4 电缆可制造性设计需求(电缆颜色规定：-48V-蓝色，GND-黑色，PGND-黄绿相间或黄色，正电压-红色) (所有电缆与插座的连接，要采用插头与插座能紧固的方式，来提高连接点的可靠性) (电缆接口处有明确清晰的标识，电源电缆要使用防插错接插件)(每框设置有走线槽，单板上出线经走线槽后到机柜侧面，机柜侧面预留足够走线空间) (外部电缆的成套情况尽量简单,方便成套及计划) (新型电缆的制造需求)计划阶段DFM的关键活动生命周期发布验证开发计划概念跟进可制造性需求已

10、被落实到规格/总体方案/概要设计中（需求的分解与分配）工艺仿真工艺总体设计TR2TR3可制造性需求的分解与分配DFM需求分解与分配样例形成产品规格工艺总体设计产品特点工艺难点（设计、验证）工艺流程、工艺路线返修策略（备件计划、停产器件、报废/呆滞、财务部负责仓库）品质保证（工装）制造效率（更多是测试效率/DFT）制造成本半成品加工流程（电子产品）印刷点胶贴片回流PCB器件预加工（成型）AOIAXI波峰焊插件铆接压接补焊装配FT老化FTICTPCBA原材料整机加工流程（电子产品）装配检验调测老化PCBA检验入库检验包装理货发运结构件客户开发阶段DFM的关键活动生命周期发布验证开发计划概念工艺并行

11、设计工艺/产能规划工艺文件工装设计制造系统设计（可选）工艺认证/SOURCING工艺并行设计（1）A工艺并行设计（2）APCB材料选择元器件选择布局DFM考虑DFA（可装配性设计）DFA：Design For AssemblyDFA的层次零件级DFA的考虑组件级DFA的考虑产品级DFA的考虑工艺设计审查与评估工装设计什么时候开始工装设计？工装设计流程工装设计工装制作工装验收/验证工装管理工艺认证Sourcing Team技术认证（功能规格、可制造性）商务认证回顾：开发阶段DFM的关键活动生命周期发布验证开发计划概念工艺并行设计工艺/产能规划工艺文件工装设计制造系统设计（可选）工艺认证/SOUR

12、CINGBOM验证阶段DFM的关键活动生命周期发布验证开发计划概念工艺验证与优化制造系统验证产品数据验证制造品质/效率/成本评估试生产生产人员培训TR6工艺如何验证？工艺验证/工艺调制工艺窗口CHKLST验证方案验证报告问题跟踪验证批次发布阶段DFM的关键活动生命周期发布验证开发计划概念工艺复制与管制向生产切换放量工艺管制面向制造系统的产品工艺设计（回顾）生命周期发布验证开发计划概念TR1TR6TR5TR4ATR4TR3TR2提出可制造性需求参与可制造性需求分解与分配工艺总体方案设计制造工艺详细设计工艺开发参与并评估可制造性设计 参与制造系统验证并优化工艺工艺复制工艺管制制定制造策略研讨选某学

13、员公司，分析产品工艺设计（DFM）工作的开展情况，哪些地方做的不够？考虑如何改进？（15分钟）工艺管理平台工艺委员会电子装联整机装联包装发运生产设备生产测试ESD&MSDIE工艺工程室工艺委员会职责对公司制造工艺领域的技术业务进行统一管理；根据产品和制造系统的发展需求，组织制定和发布制造技术发展策略、制造技术路标和1-3年的业务发展规划；组织制定和发布工艺标准、工艺规范和工艺管理规章制度；牵引和推动在研发、生产、客服、事业部、供应商、合资企业等环节的工艺技术发展；牵引和推动先进工艺技术和制造平台在产品和生产过程中的应用； 对公司工艺工作中遇到的重大问题进行决策。与产品线、供应链管理等组织建立良

14、好的沟通协调机制，确保工艺管理工作的有效开展。工艺规划工艺货架技术工艺技术研究技术积累（货架管理）工艺人员的培养轮岗（设计、调制、管制）学习型组织（新技术的跟进、案例、经验数据库、研讨、走出去、请进来、IPC会员、年会）任职资格（工艺人员的职业生涯规划）单元三、产品测试管理 课程目录1、概述2 、工艺管理3、测试管理4、试制管理基于产品生命周期的测试业务（研发测试）可测试性需求分解与分配混淆阶段没有专职测试人员缺少完善的测试流程测试手段单一严格区分阶段测试部门独立专职测试人员不断完善的测试流程测试工具技术开发专业协作阶段专职测试人员完备的测试流程人人具备测试意识测试工具技术开发运营测试研发测试

15、业务的阶段性发展基于产品生命周期的测试（生产测试）生产测试策略生产面临的问题：效率问题技术问题质量问题成本问题生产测试策略就是权衡质量、效率、成本以获得整个产品生命周期中最大的利润的策略。测试理念 A perfect design, perfect parts and perfect processes should combine to deliver a perfect product.最优化测试策略在总体上以最小的花费，最短的测试时间达最大的测试故障覆盖。在总体上最小的花费指在产品生命周期而不只是发生在工厂的制造和测试费用。生产测试策略的指导原则（1）生产测试策略的指导原则（2）如何设计

16、生产测试路线?是否要来料检验（IQC）？是否要ICT、FT、老化、整机测试？如何确定各个环节的测试重点？IQC是全检还是抽检？AQL/外观/性能？ICT、FT、整机测试等测试环节的测试项目、测试时间？老化的方法和老化的时间？生产测试方法（1）生产测试方法（2）AOI（Automated Optical Inspection）简介特点：1、不需要测试夹具，不需要预留测试点。2、不能测试观察不到的焊点（如BGA）。3、测试速度较快。（60个器件以上/秒）4、不能进行电性能测试，只测试焊点的外观。AOI测试原理 AOI对设计的要求AOI对以下设计因素有限制：PCB长度PCB厚度PCB工艺边宽度PCB

17、A板重PCBA板上、下元件允许高度 AXI（Automated X-ray Inspection）简介特点：1、不需要测试夹具，不需要预留测试点。2、可以测试观察不到的焊点（如BGA）。3、测试速度较慢。4、不能进行电性能测试。AXI检测原理AXI对设计的要求AXI对以下设计因素有限制：板的尺寸：最大？最小？板的厚度：最大？最小？板边：？板重：？ PCB板上元件高度：？PCB板下元件高度：？ICT（In-Circuit Test）简介特点：1、测试速度快，复杂单板的测试时间不会超过1分钟。2、一种被测板对应一个测试夹具，当被测板的PCB更改，则夹具报废。3、被测板需要留出专门的测试点供探针探测

18、。4、可以利用JTAG链测试接触不到的焊点（例如BGA）。5、可以测量电阻、电容、电感、集成电路。它对于检测开路、短路、元器件损坏等特别有效，故障定位准确，维修方便。ICT对设计的要求标准夹具的最大尺寸：SPECTRUM大夹具（2560点） 456mm 710mmSPECTRUM小夹具 （1280点） 456mm 557mmZ18XX 456mm 557mmAgilent3070大夹具（2600点) 380mm 747mmAgilent3070小夹具 380mm 393mmGR2284大夹具 355mm 456mmGR2281小夹具 253mm 355mm假如单板尺寸超出以上所有标准夹具容许的

19、最大值，可以考虑特别定制一个夹具，但是费用会相应较高。当单板BOTTOM面元件高度超过150时，测试夹具需特殊处理。 飞针测试（示例）FLY 对为静态器件功能测试，模拟量测试较好、速度也较快，但对IC测试慢，不能测BGA，覆盖低。4个探针与PCB上裸露的焊点、焊盘进行，不需要制作夹具，编程简单，程序开发周期短（1-3天)。以分离器件为主、IC较少、产量小的单板，适于飞针测试。飞针主要针对低复杂度和低产量的单板，如研发版本的单板。PCBA工艺测试策略单板的产量与复杂度；产品背景；加工路线与工艺难点；测试覆盖；测试成本及效率；其中1）、4）、5)点是主要考虑的因素，其他是重要的参考因素。在制定工艺

20、测试策略时，测试工程师基于以上因素，务求以尽可能小的成本达到最高的覆盖率及测试效率。 产量、复杂度与测试策略的关系低中高低中高复杂度产量ICTAXIFLYAOI工艺测试的组合策略高产量H ICT ICT /AOI ICT/AXI/AOI 中等产量M ICT AOIAXI 低产量L MVI/FLY/AOI AXI/AOI AXI 产量复杂度 低复杂度L 中等复杂度M 高复杂度H 红色表示主要测试手段，蓝色表示次选的测试手段，“/”表示从多种测试手段中选择一种，也可组合使用。PCBA结构测试策略产量定义（参考）产量：一个稳定版本的整个生命周期的产量。策略制定时，通常产品人员会难以给出较准确的预测，

21、应该以乐观的市场预测来进行。生命周期较难估计的，一般可按一年计算。低产量： V1500pcs中等产量： 1500 pcsV 4000pcs高产量： V4000pcs复杂度定义(参考）公式：Ci = (#C + #J)/100) * S * M * D，其中：#C Number of components，板上元件总数#J Number of joints，焊点总数S Board sides，单面板 S=0.5； 双面板, MMix器件的混合程度。（制造角度以封装进行考虑，测试以程序难度进行考虑）低混合度0.5 ；高混合度1.0；D Density，单板焊点密度D= (#J /（L*W 平方英寸

22、)/100) )，L 单板长度 ，W单板宽度。 低复杂度L： Ci50中等复杂度M： 50Ci 125高复杂度H： Ci125研讨公司的工艺测试手段有哪些？工艺测试策略是什么？单板功能测试（Functional Test）简介UUT： Unit Under Test（被测单元）stimulator：为UUT提供电源、槽位号、时钟、控制信号、状态信号等。controller：可以是串口、HDLC、扩展总线或邮箱等，用于控制UUT。detector： 用于测试UUT的输出信号FIXTURE： 夹具FT原理和特点FT的原理是模仿被测物（UUT）的工作环境，检测它的各项功能，有时还需对某些指标进行测试

23、。FT一般采用边沿式夹具或针床式夹具与UUT的外部接口相连。FT的作用是测试UUT硬件功能的好坏。FT默认产品的设计是成功的，它测试加工情况，而非设计情况。由于是在接口处测试，所以故障定位模糊（相对ICT而言）。FT子架测试FT仪器堆叠FT通用/专用平台测试FT装备的开发策略ICT与FT的比较ESS（Environment stress screen）环境应力筛选产品开发过程中面向生产测试的设计生命周期发布验证开发计划概念TR1TR6TR5TR4ATR4TR3TR2提出生产可测试性需求参与生产可测试性需求分解与分配制定生产测试总体方案生产测试装备详细设计开发生产测试装备参与并评估可测性设计 参

24、与测试装备验证并优化测试装备转移/复制测试装备维护生产可测试性需求示例对PCB测试点设计要求根据测试覆盖率的分析来调整测试探针接触的测试点数量和位置。 PCB上的ICT测试点应在PCB板的焊接面。两个单独测试点的最小间距为60mils(1.5mm)。PCB的对角上要设计两个125MILS的非金属化的孔作为ICT测试定位。每个网络在焊锡面提供一个测试点。测试点密度最高为每平方英寸30个点（平均数）/每平方厘米45个点。每根测试针最大可承受2A电流，每增加2A，对电源和地都要求多提供一个测试点。每5个IC应再提供一个地线点， 地线点要求比较均匀分布在单板上。测试点到PCB板边的间距应125mil/

25、3.175mm。焊接面的条码、标签、丝印、拉手条等不要挡住测试点。PCB设计规范单元四、产品试制管理 课程目录1、概述2 、工艺管理3、测试管理4、试制管理面向制造系统的产品验证生命周期发布验证开发计划概念TR1TR6TR5TR4ATR4TR3TR2参与可制造性需求/可测试性需求的制定与评审参与硬件总体方案评审参与工艺总体方案/装备总体方案评审生产初始产品制造系统验证试制准备继续生产初始产品与制造系统验证向生产切换生产支持制定制造计划培训生产人员转产评审参与样机评审概念阶段的关键活动参与可制造性需求制定与评审参与可测试性需求制定与评审测试装备开发的需求/生产测试的风险评估生产测试策略的评估生命

26、周期发布验证开发计划概念TR1TR6TR5TR4ATR4TR3TR2计划阶段的关键活动参与硬件总体方案、 装备总体方案、BOM结构、整机工艺总体方案的评审制定制造计划参与关键器件选型、单板总体设计方案、单板工艺总体方案、生命周期发布验证开发计划概念TR1TR6TR5TR4ATR4TR3TR2开发阶段的关键活动BOM结构评审试制准备参与整机试装参与装备设计规格书评审参与配置手册评审生产初始产品制造系统验证参与样机评审生命周期发布验证开发计划概念TR1TR6TR5TR4ATR4TR3TR2试制准备产品知识准备试产资源准备人力资源/培训场地测试装备/仪器仪表试产物料生产文件准备BOM/工艺路线/ER

27、P数据工艺文件/技术文件操作指导书装配、测试、包装、维修、检验制定制造系统验证方案，包括各环节验证的查检表试制条件确认试制条件确认：样机评审（TR4A评审要素）制造系统验证方案什么是制造系统？指面向产品生产的所有技术业务和管理业务，除制造工艺这一核心技术以外，还包括采购、计划调度、订单管理、库存管理、厂房设施、工厂信息系统等不可缺少的辅助支撑和管理业务。 制造系统验证什么？制造系统验证的主要内容工艺验证文档验证/BOM结构件验证质量、效率、成本评估订单/计划/物流产品技术被动验证缺陷分析验证总结/报告制造系统验证的基本假设充分利用以前的制造系统的验证数据，减少评估工作，降低成本。试生产和制造系统验证是完全按照实际生产环境进行生产和验证，并且环境条