EN
Jokainen PCB, joka kulkee tuotantolinjan kautta, on tarkistettava ennen kuin se saavuttaa loppukäyttäjän. Riippumatta siitä, onko kyseessä yksinkertainen yksikerroksinen piirilevy vai monimutkainen monikerroksinen PCBA-kokoonpano, standarditestaukset varmistavat, että jokainen PCB toimii niin kuin suunniteltu. Ilman asianmukaista PCB-testausta vialliset piirilevyt voivat aiheuttaa järjestelmäviat, turvallisuusriskit ja kalliita palautuksia. Standarditestauksien tyypin ymmärtäminen auttaa insinöörejä, hankintatiimejä ja laatujohtajia tekemään parempia päätöksiä koko tuotantoprosessin aikana.
Hyvin testattu piirilevy on luotettavan elektronisen tuotteen perusta. Piirilevyvalmistajat käyttävät virheiden havaitsemiseen eri vaiheissa visuaalisia, sähköisiä ja toiminnallisia testausmenetelmiä. Jokainen piirilevytestausmenetelmä kohdistuu tiettyyn virhetyyppiin, esimerkiksi liitosliitosten ongelmista johdinradan jatkuvuusongelmiin. Tässä artikkelissa käydään läpi piirilevyjen ja piirilevyasemien (PCBA) tuotannossa käytettyjä keskeisiä standarditestausluokkia, jotta tiedät tarkalleen, mitä odottaa ja mitä vaatia piirilevytoimittajaltasi.
Visuaaliset ja optiset piirilevytarkastusmenetelmät
Manuaalinen visuaalinen piirilevytarkastus
Manuaalinen visuaalinen tarkastus on yksinkertaisin muoto PCB-testauksesta. Koulutettu teknikko tarkastaa jokaisen PCB:n suurennuksessa, jotta havaittaisiin pinnan virheet, kuten liitosjohdot, puuttuvat komponentit, väärin asennetut osat ja PCB-johdinradan vauriot. Vaikka manuaalinen tarkastus on kustannustehokas pienemmille tuotantomääriälle, se on altis ihmisen tekemille virheille ja käytännöllisesti katsoen mahdoton korkean tiukkuuden PCB-kokoonpanoille. Useimmat valmistajat käyttävät sitä ensimmäisenä tarkastusvaiheena ennen automatisoitujen PCB-testausvälineiden käyttöönottoa.
Automatisoitu optinen tarkastus PCB-laadun varmistamiseksi
Automatisoitu optinen tarkastus, jota yleisesti kutsutaan nimellä AOI, on keskeinen piirilevyn (PCB) testausmenetelmä modernissa piirilevyasennuslinjassa (PCBA). AOI-kone skannaa piirilevyn pinnan korkearesoluutioisilla kameroilla ja vertaa tallennettua kuvaa viitepiirilevyn suunnitelmaan. AOI-piirilevytestaus voi havaita juottovirheitä, komponenttien väärää sijoittelua, napaisuuden kääntymisen sekä piirilevyn liitospisteiden saastumisen erinomaisella nopeudella. AOI on erityisen arvokas piirilevyjen pintaliitosasennuksissa, joissa manuaalinen tarkastus ei ole luotettava. Useimmat piirilevyvalmistajat integroivat AOI:n standardiksi piirilevytestausvaiheeksi juottouunin jälkeen.
Sähköiset piirilevytestausmenetelmät
Piirilevyasennusten piiriselaintestaus
Piirilevyn piirisuljetun testaus (ICT) on yksi kattavimmista sähköisistä piirilevytestausmenetelmistä. ICT käyttää naulakkojärjestelmää (bed-of-nails) suoraan yhteyden muodostamiseen piirilevyn testipisteisiin. Näiden kosketuspisteiden kautta ICT-mittaukset mittaavat vastusta, kapasitanssia ja induktanssia sekä tarkistavat piirilevyllä mahdollisia oikosulkuja tai avoimpia piirejä. ICT on erinomainen menetelmä komponenttitasoisien vikojen havaitsemiseen asennetulla piirilevyllä. ICT vaatii kuitenkin erityisen naulakkojärjestelmän jokaiselle yksilölliselle piirilevyn asettelulle, mikä lisää asennuskustannuksia, erityisesti uusille piirilevyasuunnittelulle.
Lentävän tarkan testaus piirilevyjen validointiin
Lentävän tarkan mittauksen PCB-testaus on joustava vaihtoehto ICT:lle, erityisen hyödyllinen, kun PCB on prototyyppivaiheessa tai sitä tuotetaan pieninä erinä. Sen sijaan, että käytettäisiin kiinteää kiinnitintä, lentävän tarkan mittauksen PCB-testauksessa käytetään liikkuvia tarkkoja, jotka liikkuvat PCB:n pinnalla ja koskettavat elektronisesti testipisteitä. Lentävän tarkan mittauksen PCB-testaus tarkistaa avoimet piirit, oikosulut ja komponenttien arvot ilman erillistä kiinnitintä. Vaikka lentävän tarkan mittauksen PCB-testaus on hitaampaa kuin ICT, se tarjoaa merkittäviä kustannussäästöjä pienissä sarjatuotantoerissä. Monet PCB-ostajat pyytävät lentävän tarkan mittauksen testausta prototyyppi-PCB:n validointiin ennen täyden tuotannon aloittamista.
PCB:n jatkuvuus- ja korkeajännitetestaus
Jatkuvuustestaus varmistaa, että kaikki piirikortin (PCB) johtavat radat on kytketty oikein ja että ei ole epäsuotuisia oikosulkuja. Tätä piirikorttitestiä suoritetaan yleensä komponenttien asennuksen jälkeen valmiiksi kootuille piirikorteille. Korkeajännitetestaus (hi-pot-testaus) soveltaa korotettua jännitettä piirikortin johtimien välille varmistaakseen, että eristys kestää käyttöolosuhteita ilman läpilyöntiä. Hi-pot-piirikorttitestaus on erityisen tärkeää teholaitteissa, lääkintälaitteissa ja teollisuuden ohjausjärjestelmissä käytetyille piirikorteille, joissa sähköinen erotus on ratkaisevan tärkeää.
Toiminnalliset ja edistyneet piirikorttitestausmenetelmät
Piirikorttikohtainen toiminnallinen testaus
Toiminnallinen testaus, jota kutsutaan usein myös FCT-testaukseksi, arvioi, suorittaaako valmis piirilevykokoonpano todella tarkoitettua sähköistä toimintoaan. Toiminnallisessa piirilevytestauksessa piirilevy kytketään päälle ja signaaleja syötetään simuloimaan todellisia käyttöolosuhteita. Piirilevyn tulosteet mitataan ja verrataan odotettuihin suorituskyvyn vaatimuksiin. Toiminnallinen piirilevytestaus vahvistaa koko piirilevykokoonpanon toimivana kokonaisuutena eikä tarkista yksittäisiä komponentteja erillisesti. Se on erityisen tärkeää monimutkaisille piirilevyille, joita käytetään viestintäjärjestelmissä, autoteollisuuden elektroniikassa ja teollisuusautomaatiolaitteissa.
Röntgentarkastus ja rajaskannaustestaus piirilevyillä
Röntgentarkastus on edistynyt piirilevyn testausmenetelmä, jota käytetään tarkastamaan ulkopuolelta näkymättömiä liitoksia, kuten niitä, jotka sijaitsevat piirilevyn BGA-komponenttien alla. Röntgenpiirilevytestaus paljastaa tyhjiä tiloja, yhteyksiä ja riittämätöntä tinatautta piilotettuun liitoksiin, jotka muuten jäisivät havaitsematta. Rajaskannaustestaus, jota kutsutaan myös JTAG-testaukseksi, on toinen edistynyt menetelmä, joka hyödyntää piirilevyyn asennettujen integroitujen piirien sisäänrakennettua testilogiikkaa. Rajaskannaus mahdollistaa piirilevyn liitosten ja komponenttipinnojen testaamisen ilman fyysistä pääsyä mittapisteisiin. Molemmat menetelmät ovat yhä yleisemmin käytössä korkean luotettavuuden Pcb-levy sovelluksissa ilmailu-, puolustus- ja lääketieteellisissä aloissa.
UKK
Mikä on yleisin piirilevyn testausmenetelmä PCBA-tuotannossa?
AOI (Automatisoitu optinen tarkastus) on yksi laajimmin käytetyistä piirilevyn testausmenetelmistä PCBA-tuotannossa. Se on nopea, tarkka ja sen integrointi standardiin piirilevyn kokoonpanolinjaan reflow-tinattujen komponenttien jälkeen on helppoa. Useimmat piirilevyvalmistajat käyttävät AOI:tä pakollisena vaiheena laadunvarmistustyönkulussaan.
Sopiiko lentävä-probe-testaus suuritehoiselle piirilevyn tuotannolle?
Lentävä-probe-piirilevytestaus soveltuu parhaiten prototyyppien ja pienitehoisten piirilevyjen valmistukseen, koska siihen ei tarvita erityistä kiinnityslaitetta. Suuritehoisessa piirilevyn tuotannossa ICT on yleensä suositeltavampi, koska se tarjoaa nopeamman käsittelynopeuden. Monet valmistajat käyttävät lentävää-probe-testausta varhaisessa vaiheessa piirilevyn suunnittelun validoinnissa ja siirtyvät sitten massatuotantoon ICT:llä.
Miksi funktionaalinen testaus on tärkeää, vaikka muut piirilevytestit olisivatkin menneet läpi?
Muut PCB-testit, kuten AOI ja ICT, varmistavat yksittäisten PCB-ominaisuuksien, kuten liitoslaadun ja komponenttien arvojen, mutta ne eivät vahvista, että PCB toimii kokonaisuutena. Toiminnallinen PCB-testaus käynnistää kokoonpanon ja testaa sen todellista toimintaa. Tämä tekee toiminnallisesta PCB-testauksesta lopullisen turvatoimen ennen kuin PCB-tuote lähetetään asiakkaalle.