Ψηφιακό Προβληματισμός έναντι ICT: Η Τελική Σύγκριση για τον Έλεγχο PCB

Εισαγωγή

Στο σύγχρονο και γρήγορα εξελισσόμενο πεδίο της συναρμολόγησης και δοκιμής πλακετών που τυπώνονται (PCB), η διασφάλιση υψηλής ποιότητας προϊόντων και αξιοπιστίας είναι κρίσιμης σημασίας για τους κατασκευαστές PCB και τους ηλεκτρονικούς σχεδιαστές. Όταν αναζητούνται αποτελεσματικές, κλιμακώσιμες και οικονομικά αποδοτικές λύσεις δοκιμών, δύο προσεγγίσεις ξεχωρίζουν: η δοκιμή εντός κυκλώματος (ICT), γνωστή συχνά ως δοκιμή «κρεβατιού με καρφιά», και η δοκιμή κινούμενης ακίδας (FPT).
Και οι δύο θεωρούνται ανάμεσα στις καλύτερες μεθόδους δοκιμών, αλλά η επιλογή μεταξύ ICT και FPT παραμένει ένα συνεχιζόμενο ζήτημα που απαιτεί βαθύτερη κατανόηση και συζήτηση. Η επιλογή της κατάλληλης μεθόδου δοκιμής με βάση την κλίμακα παραγωγής, το σχεδιασμό και τις απαιτήσεις δοκιμών είναι κρίσιμη.
Αυτός ο οδηγός είναι ένα εκτεταμένο εργαλείο πλοήγησης που σας βοηθά να κατανοήσετε αυτά τα δύο συστήματα δοκιμών. Περιλαμβάνει όχι μόνο πραγματικά παραδείγματα και πρακτικές συμβουλές, αλλά και γνωμές εμπειρογνωμόνων. Μέσω αυτού του οδηγού, θα αποκτήσετε μια ολοκληρωμένη κατανόηση των βασικών διαφορών μεταξύ τους — δοκιμή με κινούμενες ακίδες έναντι ICT, δοκιμή με κινούμενες ακίδες έναντι δοκιμής εντός κυκλώματος — τα πλεονεκτήματα κάθε διάταξης δοκιμής, καθώς και τις περιπτώσεις στις οποίες κάθε μέθοδος δοκιμής είναι η πιο κατάλληλη για τις ανάγκες σας στη δοκιμή PCB.

Τι είναι η Δοκιμή με Κινούμενες Ακίδες Δοκιμή ?

Η δοκιμή με κινούμενες ακίδες είναι μια εξαιρετικά εύκαμπτη λύση δοκιμής χωρίς τη χρήση εξαρτημάτων, κατάλληλη για πρωτότυπα PCB, παραγωγή μικρού έως μεσαίου όγκου και δοκιμές Εισαγωγής Νέου Προϊόντος (NPI). Εξαλείφει την ανάγκη για αφιερωμένα σταθερά συστήματα τοποθέτησης ακίδων, χρησιμοποιώντας αντ' αυτού κινούμενες ακίδες δοκιμής (έως και οκτώ ή περισσότερες) που ελέγχονται από προηγμένη ρομποτική και λογισμικό δοκιμής.
Το βασικό πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου δοκιμής έγκειται στο σχεδιασμό της, ο οποίος συνδυάζει ταχύτητα και προσαρμοστικότητα, επιτρέποντας φυσική επαφή με συγκεκριμένα σημεία δοκιμής (pads, vias, εξαρτήματα) στο PCB χωρίς την ανάγκη για ακριβά και εργατικά εντατικά εξειδικευμένα συστήματα. Αυτό το σύστημα δοκιμών είναι ιδανικό για εφαρμογές που απαιτούν συχνές προσαρμογές σχεδίασης και εξασφαλίζει εύκολη ενημέρωση όταν κυκλοφορούν νέες εκδόσεις.

Πώς λειτουργεί ένα τεστ επιπλέουσας ακίδας;

1. Εισαγωγή δεδομένων CAD & Netlist: Οι μηχανικοί δοκιμών φορτώνουν τα πλήρη δεδομένα σχεδίασης του PCB (συμπεριλαμβανομένης της λίστας συνδεσμολογίας PCB) στη διαδικασία δοκιμής με επιπλέουσα ακίδα.
2. Δημιουργία προγράμματος δοκιμής: Το λογισμικό δοκιμής σχεδιάζει αυτόματα τη διαδρομή της ακίδας για να επαφθεί με πολλαπλά σημεία δοκιμής στο PCB.
3. Κινητές ακίδες σε λειτουργία: Η αυτοματοποιημένη επιπλέουσα ακίδα μετακινείται από ένα σημείο δοκιμής σε άλλο για να εκτελέσει δοκιμές αντίστασης, χωρητικότητας, ανοιχτού κυκλώματος και βραχυκυκλώματος.
4. Αναφορά Κάλυψης Δοκιμών: Το σύστημα συλλέγει δεδομένα σε πραγματικό χρόνο από κάθε σημείο δικτύου ή ελέγχου και επισημαίνει άμεσα πιθανές βλάβες ή ελαττώματα συναρμολόγησης.

Η δοκιμή με αιωρούμενη διάταξη μπορεί να περιλαμβάνει δυναμικούς ελέγχους "test LED", ελέγχους προσανατολισμού συστατικών SMD και (εφόσον ρυθμιστεί σωστά) δυναμικούς Προγραμματισμούς IC.

Τι είναι ο Έλεγχος Εντός Κυκλώματος (ICT);

Ο έλεγχος εντός κυκλώματος (ICT), επίσης γνωστός ως έλεγχος «κρεβατιού καρφιών» ή απλώς δοκιμή ICT, έχει αποτελέσει εδώ και καιρό το βιομηχανικό πρότυπο για τη μαζική παραγωγή. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί εξειδικευμένο εξοπλισμό δοκιμών εφοδιασμένο με εκατοντάδες ή ακόμη και χιλιάδες πειρώνα με ελατήριο, καθένας από τους οποίους ευθυγραμμίζεται με ακρίβεια με ένα συγκεκριμένο σημείο δοκιμής ή κόμβο στον πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος.
Οι ελεγκτές ICT (επίσης γνωστοί ως testers εντός κυκλώματος) μπορούν να ελέγχουν όλους τους κόμβους σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος ταυτόχρονα με ένα μόνο πάτημα, επιτρέποντας αυτοματοποιημένη επιθεώρηση υψηλής ταχύτητας ολόκληρης της πλακέτας για τον εντοπισμό ανοιχτών κυκλωμάτων, βραχυκυκλωμάτων, ψηφιακών σφαλμάτων, γεφυρώσεων συγκόλλησης και άλλων ελαττωμάτων συναρμολόγησης.

Πώς Λειτουργεί ο ICT;

• Σχεδιασμός Προσαρμοσμένου Συστήματος Δοκιμής: Κάθε νέα πλακέτα εκτυπωμένου κυκλώματος απαιτεί μια αφιερωμένη συσκευή με καρφιά για την επαφή με συγκεκριμένα σημεία δοκιμής στην πλακέτα.
• Τοποθέτηση Πλακέτας: Η PCB πιέζεται πάνω σε αυτά τα κινητά/εύκαμπτα καρφιά σε μία μόνο λειτουργία.
• Παράλληλη Δοκιμή: Με την εισαγωγή σημάτων στον εξοπλισμό δοκιμής, τα συστήματα ICT μπορούν να εκτελέσουν δοκιμές ανοιχτού κυκλώματος, βραχυκυκλώματος και μέτρησης τιμών συστατικών σε όλα τα δίκτυα κυκλώματος σε μία μόνο λειτουργία, μεγιστοποιώντας έτσι την απόδοση.
• Αυτοματοποιημένη Αναφορά: Το λογισμικό δοκιμής θα δημιουργήσει εκτενείς αναφορές για την απόδοση, το ποσοστό ελαττωμάτων και την κάλυψη δοκιμών για κάθε παρτίδα.

ICP έναντι Δοκιμής Ιπτάμενης Κεφαλής: Βασικές Διαφορές

Ταχύτητα & Παραγωγικότητα Δοκιμής

• ICT: Επιτρέπει την παράλληλη δοκιμή κάθε σημείου δοκιμής, η οποία είναι πολύ γρήγορη και ιδανική για μαζική παραγωγή: εκατοντάδες πλακέτες εκτυπωμένου κυκλώματος μπορούν να δοκιμαστούν ανά ώρα.
• Κινούμενη Διάταξη Ελέγχου: Αυτός ο έλεγχος είναι ακολουθιακός, επειδή η κινούμενη διάταξη μπορεί να επαφθεί μόνο σε ένα σημείο ελέγχου κάθε φορά· ως εκ τούτου, ο κύκλος ελέγχου είναι σχετικά μεγάλος, γεγονός που τον καθιστά πιο κατάλληλο για πρωτότυπα ή παραγωγή μικρών έως μεσαίων παρτίδων.

Απαιτήσεις Σταθερού Εξοπλισμού

• ICT: Κάθε εκτύπωση σχεδιασμός πλακέτας κυκλώματος απαιτεί μια αφιερωμένη, εξατομικευμένη πλατφόρμα δοκιμής. Αυτές οι πλατφόρμες δοκιμής είναι ακριβές και έχουν μεγάλους χρόνους παράδοσης, ειδικά με συχνές τροποποιήσεις.
• Κινούμενη Διάταξη Ελέγχου: Αυτή η μέθοδος δεν απαιτεί ειδικό εξοπλισμό, μόνο τροποποιήσεις λογισμικού. Η κινητή διάταξη είναι εύκολο να ρυθμιστεί, και το πρόγραμμα ελέγχου μπορεί να ενημερωθεί γρήγορα, μειώνοντας τον κύκλο εντοπισμού σφαλμάτων.

Ευελιξία & Διαχείριση Αλλαγών

• ICT: Η ευελιξία της είναι ανεπαρκής. Κάθε τροποποίηση σχεδίασης (όπως η αλλαγή της θέσης των σημείων ελέγχου στον πίνακα εκτυπωμένων κυκλωμάτων) σημαίνει ότι ο εξοπλισμός ελέγχου πρέπει να κατασκευαστεί εκ νέου.
• Κινούμενη Διάταξη Ελέγχου: Αυτή η προσέγγιση προσφέρει μεγάλη ευελιξία και είναι ιδανική για γρήγορη ανάπτυξη πρωτοτύπων. Οποιαδήποτε αλλαγή σχεδίασης απαιτεί μόνο μια ενημέρωση του προγράμματος ελέγχου.

Κάλυψη και Ακρίβεια Δοκιμών

• Δοκιμή ICT: Η ταυτόχρονη ανάλυση περισσότερων κόμβων επιτρέπει εκτεταμένη κάλυψη δοκιμών. Αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για την ανίχνευση μικρών προβλημάτων συγκόλλησης και για τη διενέργεια λειτουργικών ολοκληρωτικών δοκιμών.
• Δοκιμαστής Flying Probe: Αυτή η μέθοδος είναι αποτελεσματική για την ανίχνευση ανοιχτών/βραχυκυκλωμάτων και την ανίχνευση σε επίπεδο εξαρτημάτων, αλλά μπορεί να έχει ορισμένους περιορισμούς σε σύγκριση με την ICT για μη προσβάσιμους κόμβους.

Κίνδυνος και Συντήρηση

• Δοκιμαστές ICT: Κίνδυνος φθοράς ή εκτροπής των καρφιών του συγκρατητήρα, με αποτέλεσμα ψευδείς αποτυχίες ή γρατζουνιές.
• Δοκιμή Flying Probe: Ήπια επαφή με το probe· ελάχιστος κίνδυνος ζημιάς στο PCB.

Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα της Δοκιμής Flying Probe και της ICT

Λεπτομερής Συγκριτικός Πίνακας: ICT vs Flying Probe (συνέχεια)

Πότε να χρησιμοποιήσετε κάθε σύστημα δοκιμής: Ένας πρακτικός οδηγός

Πότε να χρησιμοποιήσετε δοκιμή με ελεύθερη διερεύνηση (Flying Probe Testing)

• Η δουλειά σας στη δοκιμή PCB είναι πρωτότυπο, πρώιμο NPI ή μικρή παρτίδα.
• Η διάταξη αλλάζει ακόμα — χρειάζεστε γρήγορη και ευέλικτη προσαρμογή.
• Χρειάζεστε μια γρήγορη και οικονομική λύση δοκιμής που εξαλείφει το χρόνο αναμονής και το κόστος των πλατφόρμων δοκιμής.
• Η ανάλυση DFT ή DFM βρίσκεται σε εξέλιξη· χρειάζεστε επαναλήψεις στα σημεία δοκιμής.
• Τα σημεία δοκιμής στα πλακάκια εκτυπωμένων κυκλωμάτων είναι κατανεμημένα σε περιοχές υψηλής πυκνότητας και είναι δύσκολο να επιτευχθούν.

Πότε να χρησιμοποιήσετε ICT/Δοκιμή Κυκλώματος

• Ο σχεδιασμός του κυκλώματός σας έχει ολοκληρωθεί και σταδιακά αυξάνετε την παραγωγή.
• Η υψηλή ροή (σύγχρονη δοκιμή) και ο ελάχιστος δυνατός χρόνος δοκιμής ανά κάρτα είναι κρίσιμοι.
• Ο προϋπολογισμός σας επιτρέπει αρχική επένδυση σε εξοπλισμό δοκιμής, η οποία μπορεί στη συνέχεια να παράγει αποδόσεις επένδυσης για εφαρμογές μεγάλης κλίμακας.
• Απαιτούνται λειτουργικές δοκιμές, προγραμματισμός συστατικών και περαιτέρω έλεγχοι στο κύκλωμα.
• Η διάταξη των πλακών κυκλωμάτων δεν θα πρέπει να αλλάζει πολύ στον επόμενο κύκλο παραγωγής.

Συνδυασμός δοκιμών με ανιχνευτές και δοκιμών σε κυκλώματα

Γιατί να χρησιμοποιήσουμε υβριδικές δοκιμές; Ο συνδυασμός διαδοχικών δοκιμών πτήσης και δοκιμών σε κυκλώματα μπορεί να καλύψει τις ποικίλες ανάγκες δοκιμών συναρμολόγησης των σύγχρονων γραμμών παραγωγής κυκλωμάτων εκτυπωμένων κυκλωμάτων, από την επαλήθευση του σχεδιασμού έως την μαζική παραγωγή

• Οι ανιχνευτές πτήσης βοηθούν στην ανάπτυξη αρχικών στρατηγικών δοκιμών, τον εντοπισμό προβλημάτων δοκιμών σχεδιασμού και την υποστήριξη εντολών αλλαγής μηχανικής (ECO).
• Μόλις καθοριστούν τα σημεία σχεδιασμού και δοκιμής, επενδύστε σε εξοπλισμό τεχνολογίας πληροφοριών και επικοινωνιών για την αποτελεσματική δοκιμή και την ταχεία, μεγάλης παραγωγής.

Εpiικρίσεις σχετικά ε τι ΤΠΕ και τι δοκιμές ε ιπτάενων ανιχνευτών

Ε: Ποια μέθοδος δοκιμής είναι η καλύτερη για την επικύρωση DFM/DFT;

Α: Οι μετρήσεις με ιπτάμενο ανιχνευτή προσφέρουν απαράμιλλα πλεονεκτήματα για την επανάληψη σχεδιασμού και τις προσπάθειες σχεδιασμού που προσανατολίζονται στην κατασκευή. Δεν απαιτούν εγκατάσταση υλικού και επιτρέπουν ταχεία ανταπόκριση σε αλλαγές σχεδιασμού.

Ε: Ποια είναι η κύρια διαφορά μεταξύ πτητικού ανιχνευτή και δοκιμής σε κυκλώματα;

Α: Η τεχνολογία ΤΠΕ χρησιμοποιεί ένα κρεβάτι από καρφιά για να δοκιμάσει ταυτόχρονα όλους τους κόμβους μιας κυκλωτικής πλακέτας, καθιστώντας την ιδανική για εφαρμογές υψηλού όγκου και χαμηλού κόστους. Από την άλλη πλευρά, οι δοκιμές κινητών σονδών χρησιμοποιούν μια μεθοδολογία δοκιμών ακολουθίας (κινούμενος σονδός), κατάλληλη για παραγωγή μικρών παρτίδων και ικανή να χειρίζεται ευέλικτα πολλαπλές τροποποιήσεις PCB.

Ε: Μπορεί η δοκιμή με ιπτάμενο ανιχνευτή να πραγματοποιήσει πλήρη λειτουργική δοκιμή;

Α: Αν και είναι εφικτό για απλά κυκλώματα, οι ΤΠΕ (μαζί με τις λειτουργικές συσκευές) χρησιμοποιούνται συχνά πιο συχνά για την πλήρη επαλήθευση της λειτουργίας ενός κυκλώματος.

Ε: Ποιο είναι το ρίσκο της εξάρτησης μόνο από ένα σύστημα δοκιμών;

Α: Η εξάρτηση από μία μόνο μέθοδο ελέγχου μπορεί να οδηγήσει σε παραλειπόμενα ελαττώματα ή σε συμφόρηση κατά την εκκίνηση νέων προϊόντων και τη μαζική παραγωγή. Ο συνδυασμός δύο μεθόδων ελέγχου (ή η συμπλήρωσή τους με αυτόματο οπτικό έλεγχο ή έλεγχο με ακτίνες Χ) μπορεί να καλύψει όλες τις απαιτήσεις κάλυψης ελέγχου.

Ε: Πόσο γρήγορος είναι ο ICT σε σύγκριση με τον flying probe;

Α: Τα συστήματα ICT μπορούν συνήθως να ελέγχουν εκατοντάδες πλακέτες ηλεκτρονικών κυκλωμάτων ανά ώρα. Αντίθετα, ο έλεγχος με flying probe μπορεί να ελέγχει μόνο δεκάδες ανά ώρα, ανάλογα με την πολυπλοκότητα της πλακέτας.

Συμπέρασμα: Ο καλύτερος έλεγχος για τις ανάγκες των PCB

Η επιλογή μεταξύ δοκιμής στο κύκλωμα και δοκιμής με αιωρούμενη προβολή εξαρτάται τελικά από τις απαιτήσεις παραγωγής, την πολυπλοκότητα του πίνακα, τον προϋπολογισμό και το χρόνο έως την εισαγωγή στην αγορά. Η δοκιμή με αιωρούμενη προβολή ξεχωρίζει στα πρώιμα, γρήγορα και καινοτόμα στάδια της ανάπτυξης προϊόντος, επιτρέποντας γρήγορη επανάληψη του σχεδιασμού και άμεση ανατροφοδότηση. Η δοκιμή στο κύκλωμα, με τον αφιερωμένο εξοπλισμό της και τις δυνατότητες ταυτόχρονης δοκιμής, παρέχει εκτεταμένη, γρήγορη και οικονομική κάλυψη δοκιμών για ώριμες, σταθερές και μεγάλης κλίμακας γραμμές συναρμολόγησης.