Un ingeniero de pruebas es un profesional que determina cómo crear un proceso que probaría mejor un producto en particular en la fabricación y disciplinas relacionadas, para asegurar que el producto cumple con las especificaciones aplicables . Los ingenieros de pruebas también son responsables de determinar la mejor forma en que se puede realizar una prueba para lograr una cobertura de prueba adecuada . A menudo, los ingenieros de pruebas también sirven como enlace entre las comunidades de fabricación , ingeniería de diseño , ingeniería de ventas y marketing .
Los ingenieros de pruebas pueden tener diferentes conocimientos, lo que depende del proceso de prueba con el que estén más familiarizados (aunque muchos ingenieros de pruebas están completamente familiarizados con los procesos de nivel de PCB como ICT , JTAG y AXI ) hasta PCBA y procesos de nivel de sistema como prueba funcional de placa ( BFT o FT ), prueba de quemado , prueba de nivel de sistema ( ST ). Algunos de los procesos utilizados en la fabricación [1] donde se necesita un ingeniero de pruebas son:
- Prueba en circuito (ICT)
- Prueba JTAG independiente
- Inspección automatizada de rayos X (AXI) (también conocida como prueba de rayos X)
- Prueba de inspección óptica automatizada (AOI)
- Prueba del centro de gravedad (CG)
- Prueba de continuidad o sonda voladora
- Prueba de compatibilidad electromagnética o EMI
- (Placa) prueba funcional (BFT / FT)
- Prueba de quemado
- Prueba de detección de estrés ambiental (ESS)
- Prueba de vida altamente acelerada (HALT)
- Prueba de detección de estrés altamente acelerada (HASS)
- Prueba de aislamiento
- Prueba de confiabilidad continua (ORT)
- Test de regresión
- Prueba del sistema (ST)
- Prueba de vibración
- Prueba del proceso de auditoría de calidad final (FQA)
Participación temprana en el proyecto desde la fase de diseño
Idealmente, la participación de un ingeniero de pruebas con un producto comienza con las primeras etapas del proceso de diseño de ingeniería , es decir, la etapa de ingeniería de requisitos y la etapa de ingeniería de diseño . Dependiendo de la cultura de la empresa, estas primeras etapas podrían involucrar un documento de requisitos de producto (PRD) y un documento de requisitos de marketing (MRD), algunos de los primeros trabajos realizados durante la introducción de un nuevo producto (NPI) .
Al trabajar con o como parte del grupo NPI , un ingeniero de pruebas se asegura de que un producto esté diseñado para ser probado y fabricado. En otras palabras, para asegurarse de que el producto se pueda probar y construir fácilmente.
Las siguientes son algunas reglas generales para garantizar la capacidad de prueba y la capacidad de fabricación de un producto:
- Asegurarse de que el producto tenga las especificaciones y la ubicación correctas de la etiqueta que hagan posible que la unidad sea rastreable y programable. La implementación de buenas especificaciones de etiquetas da como resultado tener la información correcta programada correctamente en la unidad bajo prueba (UUT) (a veces llamada DUT o dispositivo bajo prueba ). Para que esto sea posible, los ingenieros de pruebas imponen la ubicación de esas etiquetas y son legibles y escaneables, eliminando así la necesidad de escribir manualmente la información en la unidad. La colocación automática de códigos de identificación en la pieza durante la prueba y su disponibilidad para verificación en los pasos posteriores del procesamiento puede ayudar a minimizar este tipo de errores. La escritura manual puede presentar problemas relacionados con la programación de información inexacta debido a errores humanos. Además, sin la participación de los ingenieros de prueba durante la fase de diseño del PRD, el ingeniero de hardware a cargo del diseño de la pantalla de seda para la PCB puede colocar esas etiquetas debajo de una placa acoplable que luego las inutilizará (es decir, en una placa base / placa hija diseño y también una placa que tiene un módulo enchufable, una etiqueta sería visible en la placa principal por sí misma pero estaría obstruida por las otras placas que necesitan ser integradas). Esta información a menudo se indica tanto en PRD como en MRD.
- Asegurarse de que todos los componentes necesarios para probar y depurar la UUT, que incluye la consola / puerto serie, sean accesibles desde la primera parte del proceso de fabricación hasta la última parte, que a menudo es el proceso final de auditoría / garantía de calidad ( FQA ). . Esto también incluye asegurarse de que esos componentes estén disponibles incluso después de que los clientes devuelvan las unidades para solucionar problemas o repararlas. Al seguir estas pautas, el equipo eliminará la apertura innecesaria de la UUT solo para acceder a aquellos componentes que pueden resultar en la introducción de errores en la unidad (es decir, golpear algunos condensadores o resistencias al abrir / deslizar la cubierta, dejar caer la herramienta dentro de la PCBA). después de abrir, olvidar algunos otros cables para volver a conectar antes de cerrar la unidad para la continuación del flujo del proceso de fabricación, etc.).
- Asegurarse de que todos los componentes necesarios para probar la unidad se agreguen a la matriz de costos del producto final. Estos componentes pueden incluir los chips UART / RS232 para hablar con la UUT, puertos ethernet para actualizar el firmware, conectores JTAG , etc.
- Definir qué proceso de prueba de fabricación se necesita en función de la definición del producto.
- Verificar que el equipo de prueba actualmente disponible es adecuado para probar el diseño propuesto. Si se necesitan nuevos equipos, se han abordado las preocupaciones presupuestarias y existe suficiente tiempo de espera para la instalación y verificación de nuevos equipos. Además, los equipos de prueba nuevos pueden requerir capacitación para los operadores y supervisores de equipos de prueba.
Al seguir las reglas generales anteriores, los ingenieros de pruebas minimizan las sorpresas futuras (como agregar componentes adicionales, rediseñar las placas, etc.) que aumentan los costos y las demoras en el desarrollo del producto final.
Trabajar con equipos multiplataforma, equipo de hardware y software
A menudo, las personas toman atajos para poder entregar productos finales. Debido a estos atajos, la capacidad de fabricación y la capacidad de prueba del producto se vuelven complicadas (incapacidad para leer y escribir información, creando desviaciones del proceso, etc.) lo que afecta la complejidad de fabricación de un producto. Debido a esta complejidad, se introducen cuellos de botella en los retrasos en el cronograma de fabricación y entrega.
Teniendo esto en cuenta, los ingenieros de pruebas siempre se involucran también en las siguientes revisiones:
- Revisión de esquemas: para asegurarse de que todos los componentes y las rutas eléctricas / de datos sean accesibles y comprobables
- Revisión del diseño de la placa: para asegurarse de que se pueda acceder a todas las etiquetas y componentes. No hay componentes cerca de los bordes, cubiertas, partes móviles, etc., lo que aumentaría la probabilidad de que un componente se caiga de la placa.
- Revisión de especificaciones eléctricas: para asegurarnos de que todos podamos conducir la energía necesaria a la placa con cualquier accesorio necesario en cualquiera de los procesos (el dispositivo ICT debe asegurarse de que pueda suministrar la energía adecuada a la placa sin fuentes de alimentación externas, el Burn- La cámara In y ESS puede proporcionar el voltaje y la corriente requeridos a una serie de accesorios y al mismo tiempo sin modificar las especificaciones de la cámara para que pueda mezclarse con otros productos)
- Revisión de las especificaciones de diagnóstico: para asegurarse de que se sigan los formatos de salida de los comandos para simplificar las herramientas de automatización de pruebas que se desarrollarán. Además, para asegurarse de que los propios comandos estén disponibles para probar todos los componentes.
Mantenimiento de rendimiento
El rendimiento de los productos juega un papel muy importante durante su vida útil. [2] Por lo general, hay tres etapas para un producto, ingeniería , producción inicial (PI) y producción completa (FP).
- En las primeras etapas, la ingeniería, el rendimiento de la producción fluctúa mucho. El proceso de fabricación está en fase de depuración y optimización. Los ingenieros de fundición suelen trabajar con las fábricas para impulsar el rendimiento del producto. La mayoría de las empresas establecen objetivos de rendimiento específicos para cada proceso para alcanzar los rendimientos esperados.
- Una vez que el rendimiento del producto es estable, generalmente 80%, el ingeniero de pruebas es responsable de hacer avanzar el producto desde las etapas de ingeniería hasta las etapas iniciales de producción. Durante este período, el ingeniero de pruebas controlará el rendimiento de producción durante un período de tiempo, cambiará los límites del programa de prueba e incluso trabajará con el ingeniero de fundición para mejorar aún más el rendimiento.
- Una vez que el rendimiento de producción es superior al 90%, el ingeniero de pruebas puede activar la producción completa para este producto y continuará monitoreando y mejorando el rendimiento de producción.
Además, los rendimientos mostrarán si es necesario introducir otro proceso (por ejemplo, porque los procesos ya utilizados no pueden capturar ciertos errores de prueba). Los rendimientos también pueden decidir si un proceso de prueba existente puede recortarse (paso a paso o por tiempo) o incluso eliminarse por completo. Por ejemplo, si los errores de ESS se pueden capturar durante la tercera hora, el tiempo de prueba se puede reducir de 24 horas normales a tal vez 4. O si un proceso rinde constantemente el 100% durante un período de 15 meses, los equipos pueden reunirse y decide eliminar ese proceso en absoluto.
Automatización de pruebas
La automatización de pruebas se refiere a la automatización del proceso para probar un producto mediante el uso de máquinas. Dependiendo del producto, las máquinas a las que nos referimos podrían significar una combinación de equipo de prueba automático (ATE) , controlador, placa de interfaz y programa de prueba que impulsa el ATE, como en el caso de la prueba de chip IC .
La automatización de pruebas es una parte importante del trabajo de un ingeniero de pruebas.
Toda la intención de automatizar la prueba es la siguiente:
- Haga cumplir los pasos de prueba que deben seguirse dentro de las especificaciones y la sincronización correcta.
- Elimina comandos manuales y entradas de datos.
- Automatice la recopilación de datos.
- Hacer cumplir el flujo del proceso de prueba.
En general, esto impulsa la confiabilidad de fabricación [3] y la calidad al final de la línea, asegurándose de que todas las unidades enviadas a los clientes estén bien probadas, estresadas, filtradas de cualquier error y configuradas correctamente. [4]
Definición de documentos de prueba estándar
A continuación se muestran algunos de los documentos que los ingenieros de pruebas mantienen o definen:
- Método de prueba
- Especificación de diseño de diagnóstico
- Especificación de diseño de requisitos de prueba de fabricación
- Diseño para capacidad de prueba (DFT)
- Diseño para fabricabilidad (DFM)
- Plan de prueba
- Procedimiento de prueba de aceptación
Fabricante por contrato
Un fabricante contratado ( CM ) también proporciona un ingeniero de pruebas para sus clientes. La función de estos ingenieros de pruebas varía según el nivel de soporte que brinden a sus clientes: proporcionando "soporte interactivo y de primer nivel de defensa", solo soporte o proporcionando soluciones parciales o desde cero.
Brindar soporte interactivo y de primer nivel de defensa
Proporcionar soporte "interactivo y de primer nivel de defensa" es el trabajo habitual del CM TE. A continuación, se muestran algunas funciones laborales típicas de un ingeniero de pruebas de CM:
- Revisar las soluciones de prueba con sus ingenieros de pruebas asociados desde el lado del cliente.
- Analizar si la infraestructura cumple con los requisitos (desde la configuración del piso / línea, acceso a la red a estaciones de trabajo y / o servidores, mano de obra del operador, etc.).
- Familiarizarse con la tecnología de los productos del cliente.
- Ser capaz de gestionar, formar y apoyar a los operadores que realizan las pruebas reales.
- Ser capaz de depurar y aislar problemas.
- Recopilación de información para retroalimentar a sus socios.
Debido a su estrecha participación con la línea de prueba, supervisan los productos que pasan por la línea e inspeccionan las placas defectuosas para decidir si realmente fallaron o si la falla fue causada por una configuración de prueba incorrecta. Algunos ejemplos de estos falsos fallos son:
- Olvidé conectar el cable para hablar con la UUT (o extraviar el cable o soltarlo). Esto hará que la automatización de la prueba se agote para cualquier respuesta de la UUT.
- Olvidé conectar los cables de bucle invertido al probar una UUT con cualquier interfaz de red (puertos ethernet / ópticos / etc.). Esto hará que la prueba de tráfico falle.
- Se saltó algún proceso de prueba. Algún proceso de prueba configurará la UUT para cargar algún firmware o ponerlo en algún estado (es decir, prepararlo para ejecutarse en modo quemado) de modo que cuando se inicie la automatización de la prueba, cualquier estado conocido que esté esperando no se cumplirá y, por lo tanto, fallará.
- Se omitió para implementar algunas desviaciones que requerirían cambios de hardware / software en la UUT.
- Olvidé encender la unidad de inmediato cuando comenzó la automatización de la prueba. Esto resultará en el mismo problema que el primer elemento de esta lista.
- Olvidé adjuntar cualquier otro componente del dispositivo de prueba.
Proporcionar soluciones parciales o desde cero
Existe un pequeño número de empresas que prefieren subcontratar su trabajo de ingeniería de pruebas a su correspondiente CM. En ese caso, los CM TEs se encargarán de proporcionar la solución de automatización de pruebas, el diseño de dispositivos de prueba, la recopilación de rendimiento más el habitual nivel interactivo y de primera defensa para sus clientes.
Por supuesto, la subcontratación de soluciones de prueba al CM tiene sus pros y sus contras.
Algunas de las ventajas son:
- Costo más económico. Especialmente si el CM reside en un país donde la mano de obra es mínima.
- Beneficioso si la propia empresa no tiene o no puede encontrar ningún TE que cumpla con los requisitos de la empresa.
Algunas de las desventajas son:
- Atado a un solo CM. Es difícil encontrar un CM que esté dispuesto a compartir información con otro CM.
- Los CM TEs rara vez participan en la etapa / fase de diseño del producto.
- Limitaciones de tiempo. Solo reciben las especificaciones del producto durante la etapa tardía de NPI. Debido a esto, las soluciones de prueba se apresuran y la calidad a menudo se ve comprometida.
- Conflicto de intereses. La empresa necesita conocer todos los niveles de información que atraviesa la línea de productos para poder monitorear los problemas potenciales que algún día podrían crecer como una bola de nieve. Pero CM no proporciona este nivel de detalles, solo da cuántas unidades aprobaron o fallaron durante el día. Una unidad podría haber fallado 5 veces antes de pasar, lo que puede estar relacionado con algunos problemas de sincronización de algunos componentes del producto, como la CPU o los osciladores, por ejemplo. Cuanto más limpios sean los primeros datos de rendimiento que proporciona el CM, mejor calidad pasó la unidad por la línea de montaje. Esto significa que el CM se sentiría atraído a proporcionar el resultado final como sus primeros datos de rendimiento aprobados, por lo que reflejará su lado de mayor calidad.
Porque es difícil encontrar un ingeniero de pruebas que conozca todos los aspectos de la metodología de prueba (desde pruebas de PCB como ICT, prueba JTAG, prueba de sonda voladora y prueba de rayos X hasta prueba de PCBA, que incluye la automatización de pruebas de escritura desde la prueba funcional hasta la prueba FQA entre otros), las empresas suelen subcontratar parte del desarrollo de esta pieza de prueba faltante a su CM. Por ejemplo, si ninguno de los TE internos sabe mucho sobre dispositivos de TIC, le pedirán a su CM que desarrolle las soluciones de prueba de TIC para ellos.
Ver también
- Metrología
- Ingeniería de confiabilidad
- Ingeniero de diseño
Referencias
- ^ [1] Archivado el 25 de septiembre de 2008 en la Wayback Machine.
- ^ http://www.mentor.com/products/silicon-yield/techpubs/beyond-pass-fail-testing-using-failure-data-from-manufacture-test-for-yield-27752
- ^ "中国 电子 制造 EMAsia-China.com" . Emasiamag.com . Consultado el 25 de enero de 2014 .
- ^ "Análisis de costo-beneficio de la automatización de pruebas" . StickyMinds. 2000-11-17 . Consultado el 25 de enero de 2014 .
enlaces externos
- American Society of Test Engineers - Asociación profesional
- Ingeniería de Evaluación - Revista Trade
- Conferencia Internacional de Pruebas (ITC)