EN
Vsako tiskano vezje (PCB), ki potuje skozi proizvodno linijo, mora biti preverjeno, preden doseže končnega uporabnika. Ali je PCB enostavna enoplastna plošča ali zapletena večplastna montaža tiskanega vezja (PCBA), standardni preizkusi zagotavljajo, da vsako PCB deluje takó, kot je bilo zasnovano. Brez ustrezne preizkušanja PCB-jev lahko okvarjene plošče povzročijo odpoved sistema, varnostne nevarnosti in draga vračila. Razumevanje vrst standardnih preizkusov, ki se izvajajo na PCB-jih, pomaga inženirjem, kupcem in vodjem kakovosti pri sprejemanju boljših odločitev v celotnem proizvodnem procesu.
Dozbrojena tiskana plošča (PCB) je temelj vsakega zanesljivega elektronskega izdelka. Proizvajalci PCB-jev se zanašajo na kombinacijo vizualnih, električnih in funkcionalnih preskusnih metod, da odkrijejo napake na različnih stopnjah proizvodnje. Vsaka metoda preskušanja PCB-jev cilja določeno vrsto napake, od težav s spajkanimi stiki do problemov z zveznostjo prevodnih sledi. V tem članku so predstavljene osnovne standardne kategorije preskušanja, ki se uporabljajo pri proizvodnji PCB-jev in sestavljenih tiskanih plošč (PCBA), tako da boste natančno vedeli, kaj lahko pričakujete in kaj zahtevate od svojega dobavitelja PCB-jev.
Vizualne in optične metode pregleda PCB-jev
Ročni vizualni pregled PCB-plošč
Ročni vizualni pregled je najosnovnejša oblika preizkušanja tiskanih vezjev (PCB). Usposobljen tehnik pregleda vsak tiskani vezje pod povečavo, da ugotovi površinske napake, kot so zvarne mostove, manjkajoči sestavni deli, napačno poravnani deli in poškodbe sledi na tiskanem vezju. Čeprav je ročni pregled cenovno učinkovit za proizvodnjo tiskanih vezjev v majhnih količinah, je podvržen človeškim napakam in postane nepraktičen za sestave tiskanih vezjev z visoko gostoto. Večina proizvajalcev ga uporablja kot prvi pregled pred uporabo avtomatiziranih orodij za preizkušanje tiskanih vezjev.
Avtomatizirana optična kontrola za kakovost tiskanih vezjev
Samodejna optična preverjanja (angl. Automated Optical Inspection, pogosto imenovana AOI) so ključna metoda preskušanja tiskanih vezjev (PCB), ki se uporablja v sodobnih proizvodnih linijah za montažo tiskanih vezjev (PCBA). Naprava za AOI skenira površino PCB z visokoločljivimi kamorami in primerja zajeto sliko z referenčnim načrtom PCB. Preskušanje PCB z AOI omogoča hitro odkrivanje napak pri lepljenju, napak pri postavitvi komponent, obratne polaritete in onesnaženja kontaktov PCB. AOI je še posebej koristna pri površinsko montiranih sestavah PCB, kjer ročno preverjanje ni zanesljivo. Večina proizvajalcev PCB integrira AOI kot standardni korak pri preskušanju PCB po reflow lepljenju.
Električne metode preskušanja PCB
Preskušanje v tokokrogu za sestave PCB
Preverjanje v vezju (angl. In-Circuit Testing, ICT) je ena najbolj temeljnih električnih metod preverjanja tiskanih plošč (PCB). Pri ICT se uporablja pritrdilna naprava tipa »postelja iz žebljev«, da se vzpostavi neposredni stik s točkami za preizkušanje na tiskani plošči. Prek teh stičnih točk ICT meri odpornost, kapaciteto, induktivnost ter preverja obstoj kratkih stikov ali prekinjenih vezij na tiskani plošči. ICT je zelo učinkovit pri odkrivanju napak na ravni posameznih komponent na montirani tiskani plošči. Vendar ICT zahteva posebne pritrdilne naprave za vsako edinstveno razporeditev tiskane plošče, kar poveča stroške nastavitve, še posebej pri novih konstrukcijah tiskanih plošč.
Preizkušanje z letajočim sondažnim sistemom za potrditev tiskanih plošč
Preizkušanje tiskanih vezjev z letajočimi sonda je fleksibilen nadomestek za preizkušanje s fiksnim ožičenjem (ICT), zlasti uporabno, ko je tiskano vezje v fazi prototipa ali se proizvaja v majhnih količinah. Namesto fiksne pripravke preizkušanje tiskanih vezjev z letajočimi sonda uporablja premične sonde, ki se premikajo po površini tiskanega vezja in elektronsko stikajo z testnimi točkami. Preizkušanje tiskanih vezjev z letajočimi sonda preverja odprte vezave, kratke vezave in vrednosti komponent brez potrebe po posebni pripravki. Čeprav je preizkušanje tiskanih vezjev z letajočimi sonda počasnejše kot preizkušanje s fiksnim ožičenjem (ICT), ponuja pomembne varčevalne učinke pri proizvodnji tiskanih vezjev v majhnih serijah. Mnogi kupci tiskanih vezjev zahtevajo preizkušanje z letajočimi sonda za validacijo prototipov tiskanih vezjev pred tem, da se odločijo za polno proizvodnjo.
Preizkušanje neprekinjenosti tiskanih vezjev in preizkušanje z visokim napetostnim preskusom (Hi-Pot)
Preverjanje zveznosti preverja, ali so vse prevodne poti na tiskani vezni plošči (PCB) pravilno povezane in ali ne obstajajo neželene kratke vezave. To preizkušanje PCB se običajno izvaja na nepopisanih ploščah pred sestavljanjem komponent. Preizkušanje z visokim napetostnim obremenitvijo (hi-pot) pri PCB-ju uporablja povišano napetost med prevodniki na PCB-ju, da se preveri, ali izolacija zdrži obratne pogoje brez preboja. Preizkušanje PCB-ja z visokim napetostnim obremenitvijo je še posebej pomembno za PCB-je, ki se uporabljajo v močnostni elektroniki, medicinskih napravah in industrijskih sistemih za krmiljenje, kjer je električna izolacija ključnega pomena.
Funkcionalni in napredni pristopi k preizkušanju PCB-jev
Funkcionalno preizkušanje vezij sestavljenih PCB-jev
Funkcionalno testiranje, ki se pogosto imenuje tudi FCT, ocenjuje, ali dokončana sestava tiskane ploščice dejansko izvaja svojo namenjeno elektronsko funkcijo. Med funkcijskim testiranjem tiskane ploščice se ploščica napaja in na njo aplikirajo signale, da simulirajo dejanske obratovne pogoje. Izhodni signali ploščice se izmerijo in primerjajo z pričakovanimi merili zmogljivosti. Funkcijsko testiranje tiskane ploščice potrjuje celotno sestavo tiskane ploščice kot delujočo enoto, namesto da bi preverjali posamezne komponente izolirano. Zelo pomembno je za zapletene tiskane ploščice, ki se uporabljajo v komunikacijskih sistemih, avtomobilski elektroniki in opremi za industrijsko avtomatizacijo.
Rentgenska preverjanja in testiranje tiskanih ploščic z mejnimi skani
Rentgenski pregled je napredna metoda preizkušanja tiskanih vezjev (PCB), ki se uporablja za pregled lotkov, ki niso vidni od zunaj, na primer pod komponentami BGA na tiskanem vezju. Rentgenski pregled tiskanih vezjev odkrije praznine, mostove in nezadostno količino lotka v skritih lotkih, ki bi sicer ostali nedetektirani. Preizkušanje tiskanih vezjev z mejo skeniranja (boundary scan), znano tudi kot JTAG preizkušanje, je še ena napredna metoda, ki uporablja vgrajeno logiko za preizkušanje znotraj integriranih vezjev, montiranih na tiskanem vezju. S preizkušanjem z mejo skeniranja lahko inženirji preizkušajo povezave med tiskanimi vezji in priključke sestavnih delov brez fizičnega dostopa z sondami. Obe metodi postajata vedno bolj standardni za visoko zanesljive PCB aplikacije v letalsko-kosmični industriji, obrambni industriji in medicinski industriji.
Pogosto zastavljena vprašanja
Katera je najpogostejša metoda preizkušanja tiskanih vezjev (PCB) v proizvodnji PCBAs?
AOI, oziroma avtomatizirana optična kontrola, je ena najpogosteje uporabljenih metod preizkušanja tiskanih vezjev (PCB) v proizvodnji montiranih tiskanih vezjev (PCBA). Hitra je, natančna in se enostavno integrira v standardne linije za sestavo tiskanih vezjev po reflow-litju. Večina proizvajalcev tiskanih vezjev AOI uporabi kot obvezni korak v svojem delovnem procesu kontrole kakovosti.
Je preizkušanje z letajočimi sondami primerno za visokozmernostno proizvodnjo tiskanih vezjev?
Preizkušanje tiskanih vezjev z letajočimi sondami je najprimernejše za prototipe in nizkozmernostne serije tiskanih vezjev, saj ne zahteva posebne pritrdilne naprave. Za visokozmernostno proizvodnjo tiskanih vezjev se splošno prednostno uporablja preizkušanje s tokovnim testom (ICT), saj omogoča hitrejši pretok. Številni proizvajalci uporabljajo preizkušanje z letajočimi sondami za zgodnjo validacijo načrtov tiskanih vezjev, nato pa za serijsko proizvodnjo preklopijo na ICT.
Zakaj je funkcionalno testiranje pomembno tudi takrat, ko so bili uspešno opravljeni drugi preizkusi tiskanih vezjev?
Druge preizkušnje PCB-jev, kot so AOI in ICT, preverjajo posamezne lastnosti PCB-jev, na primer kakovost spajkanja in vrednosti komponent, vendar ne potrjujejo, da PCB deluje kot celovit sistem. Funkcionalno preizkušanje PCB-jev vklopi sestavo in preizkusi dejansko obratovanje. Zato je funkcionalno preizkušanje PCB-jev končna varnostna pregrada pred dostavo izdelka PCB stranki.