Методи тестування PCBA: AOI, ICT, літаючий зонд та функціональний тест

Тестування друкованих плат (PCBA) – це спосіб, яким виробник за контрактом доводить, що зібрана плата правильно зібрана та працює, і не існує єдиного тесту, який би охоплював усе. Реальне виробництво поєднує кілька методів: оптичний контроль розміщення, електричний тест компонентів та з'єднань, а також функціональний тест поведінки. Вибір правильної комбінації для вашої плати та обсягу – це те, що збалансує вартість та покриття дефектів. У цьому посібнику пояснюються основні методи тестування друкованих плат, що виявляє кожен з них, як вони поєднуються між собою та як Highleap Electronics їх застосовує.

1. Які основні методи випробування друкованих плат (PCBA)?

Основними методами тестування друкованих плат є автоматизована оптична інспекція (AOI), рентгенівська інспекція, внутрішньосхемне тестування (ICT), тестування літаючим зондом та функціональне тестування, з додаванням вигорання для високонадійних виробів. Вони поділяються на три групи за тим, що вони перевіряють: методи інспекції перевіряють наявність та правильність розміщення деталей, електричні методи перевіряють з'єднання та значення компонентів, а функціональні методи перевіряють, чи плата дійсно виконує свою функцію.

Жоден окремий метод не є достатнім — AOI бачить з'єднання, але не може підтвердити значення резистора, ICT вимірює значення, але не може підтвердити завантаження плати, а функціональний тест підтверджує її завантаження, але може не локалізувати конкретне несправне з'єднання. Саме тому виробництво поєднує їх, підхід, що ґрунтується на чіткому... дизайн для тестування план, і загальна картина — це те, що добре тестування друкованої плати об'єднує.

2. Зовнішнє заглиблення та рентген: перевірка розміщення та прихованих суглобів

AOI використовує камери для перевірки наявності, правильного розміщення та належної пайки компонентів на видимих ​​з'єднаннях, тоді як рентгенівський аналіз перевіряє з'єднання, які камери не бачать — під BGA та іншими корпусами з нижнім виводом. Разом вони виявляють дефекти розміщення та пайки, які складають значну частку дефектів складання, ще до проведення будь-яких електричних випробувань.

Автоматизована оптична перевірка порівнює кожну плату з відомим справним еталоном, виявляючи відсутні деталі, неправильно вирівняні або заблоковані компоненти, неправильну полярність та видимі проблеми з паянням з високою швидкістю та стабільністю — набагато надійніше, ніж ручна перевірка. Для прихованих з'єднань, Рентгенологічне обстеження перевіряє корпус, щоб перевірити кульові з'єднання та виявити пустоти під BGA, що є єдиним способом підтвердити ці з'єднання, не використовуючи руйнівний контроль. Оскільки AOI та рентгенівський аналіз є безконтактними, вони не потребують кріплення та застосовуються від прототипу до об'єму, що робить їх першою лінією захисту в автоматизований оптичний оглядконтроль якості на основі.

3. ІКТ проти літаючого зонда: електричний тест на з'єднання

Внутрішньосхемне тестування (ICT) використовує спеціальне пристосування з цвяхами для дуже швидкої електричної перевірки розривів, коротких замикань та значень компонентів, тоді як тестування з рухомим зондом виконує ті ж перевірки з рухомими зондами та без пристосування — жертвуючи швидкістю заради нульової вартості інструментів. Обидва методи доводять, що плата електрично зібрана правильно; правильний варіант залежить від обсягу роботи:

• Внутрішньосхемне випробування притискає штифти до кожної зондованої мережі за допомогою спеціального пристосування, вимірюючи кожен компонент і з'єднання за лічені секунди — ідеально підходить для виробництва після амортизації вартості пристосування, як описано в цьому огляді тестування в схемі.
• Літаючий зонд переміщує кілька зондів по платі, щоб виконати ті самі вимірювання без кріплення, що повільніше для кожної плати, але ідеально підходить для прототипів та невеликих обсягів виробництва, де дизайн може змінюватися; подивіться, як випробування літаючого зонда працює.

Це рішення відображає економіку випробувального обладнання: використання зонда на ранній стадії, коли кількості невеликі, а конструкція ще в розробці, використання ІКТ пізніше, коли обсяг виправдовує наявність обладнання та потрібна пропускна здатність. Обидва варіанти залежать від того, чи плата забезпечує достатній доступ для тестування, тому планування електричних випробувань має відбуватися на етапі проектування, а не після складання.

4. Функціональне та пробне тестування: підтвердження працездатності плати

Функціональне тестування вмикає живлення зібраної плати та тренує її так само, як і кінцевий продукт — перевіряючи, чи вона завантажується, запускає прошивку та генерує правильні вхідні та вихідні дані — під час тестування плата перебуває під напругою протягом тривалого періоду, щоб виявити ранні збої. Ці методи підтверджують, що плата виконує свою функцію, а не лише те, що вона правильно зібрана.

Функціональне тестування є найближчим до реального використання показником: воно може перевірити комунікаційні інтерфейси, показання датчиків, шини живлення під навантаженням та запрограмовану поведінку, часто використовуючи спеціальну тестову установку, яка емулює середовище плати. Це природне доповнення до перевірки та внутрішньосхемного тестування — вони підтверджують, що плата зібрана правильно, водночас... функціональне тестування підтверджує його правильну роботу. Для продуктів, де польові збої є дороговартісними, тестування на вигорання додає період напруженого витримування, який відсіює компоненти, схильні до передчасного виходу з ладу, тому відвантажені агрегати пережили найнебезпечніші години на лінії, а не в польових умовах.

5. Який обсяг тестового покриття насправді потрібен вашій платі?

Правильний обсяг тестового покриття – це мінімум, який надійно виявляє дефекти, з якими ваш продукт не може бути постачальником, – це зумовлено вимогами до надійності, обсягом виробництва, складністю плати та вартістю польової несправності, а не максимально можливим тестуванням. Надмірне тестування простої плати з низькими ставками призводить до марнування грошей; недостатнє тестування критичної плати ризикує дороговартісним поверненням результатів. Розумний спосіб визначення обсягу – це нашарування методів на три питання:

• Яких дефектів ніколи не слід уникати? Зіставте свої реальні ризики збоїв — погані з'єднання, неправильні значення, збої прошивки, граничну продуктивність — з методами, які виявляють кожен з них, щоб охоплення було навмисним, а не звичним.
• Скільки коштує невдача в польових умовах? Споживчий гаджет та медична чи автомобільна дошка виправдовують дуже різні інвестиції в тестування, оскільки повернення або відкликання останньої значно перевищує вартість більш ретельного тестування.
• Який об'єм? Прототипи та невеликі партії спираються на безкріпильний літаючий зонд та перевірку; більший обсяг виправдовує використання ІКТ-кріплення та автоматизованого функціонального тестування для забезпечення пропускної здатності.

Типова багаторівнева стратегія виглядає так: AOI та рентгенівський аналіз кожної збірки для виявлення дефектів розміщення та прихованих з'єднань, електричні випробування (раннє встановлення зонда, ICT на гучності) для виявлення розривів, коротких замикань та неправильних значень, а також функціональні випробування для підтвердження належної роботи плати — з додаванням тестування лише для високонадійних продуктів. Це узгоджує випробування з ризиком та економікою, той самий дисциплінований компроміс, що й при виборі між... малооб'ємні та виробництво великих обсягів. Найголовніше, що кожен метод залежить від плати, яка надає необхідний доступ, тому покриття визначається на етапі проектування за допомогою надійного дизайн для тестування план — не прикручений після складання, коли найдешевших варіантів вже немає.

6. Як Highleap розробляє вашу стратегію тестування PCBA

Highleap створює багаторівневу стратегію тестування, що відповідає вашій платі та тому — AOI та рентгенівське дослідження для кожної збірки, електричне тестування за допомогою ІКТ або літального зонда для кожного тому, а також функціональне або пробне тестування, де це необхідно для продукту. Метою є правильне покриття дефектів за правильною ціною, а не надмірне тестування простої плати або недостатнє тестування критичної.

Це доставляється протягом збірка під ключ, де перевірка та тестування є частиною збірки, а не другорядними, і починається з перевірки тестованості, щоб плата надавала доступ, необхідний кожному методу. Оскільки доступ до тестування не можна додати після верстки, виявлення прогалин на ранніх етапах огляд технологічності захищає ваше тестове покриття. Коли ви запитуєте цінову пропозицію, повідомте нам дефекти, які має виявити тест, ваш цільовий обсяг та чи потрібне функціональне чи пробне тестування, щоб правильно визначити обсяг плану тестування.

7. Найчастіші питання тестування друкованих плат

Що означає абревіатура PCBA?

PCBA (друкована плата) означає збірку друкованої плати (Printed Circuit Board Assembly) — голу друковану плату (ДПБ), на якій припаяні компоненти. Таким чином, тестування ДПБ перевіряє заповнену, зібрану плату, на відміну від електричного тестування голої плати перед складанням.

Що таке золота плата в тестуванні PCBA?

Золота плата (або відома надійність плати) — це перевірено ідеальна збірка, яка використовується як еталон, з яким порівнюються AOI та функціональні тести. Налаштування надійного золотого зразка є ключовим кроком у програмуванні тесту для нового продукту.

Чи перевіряється кожна плата, чи лише зразок?

Це залежить від узгодженого плану: AOI зазвичай виконується на кожній платі, тоді як більш тривалі тести можуть бути 100% або вибірковими залежно від вимог до надійності та обсягу. Критичні продукти зазвичай тестуються на 100%, включаючи функціональне тестування.

Яка різниця між онлайн-тестуванням та офлайн-тестуванням?

Тестування в потоці відбувається автоматично, коли плати рухаються виробничою лінією, максимізуючи пропускну здатність; офлайн-тестування проводиться на окремій станції, що є більш гнучким для складних функціональних тестів та менших обсягів. Багато ліній поєднують обидва режими.

Хто розробляє функціональний тест для моєї плати?

Розробка функціональних тестів зазвичай відбувається у співпраці: замовник визначає критерії успішного/неуспішного проходження та очікувану поведінку, а виробник створює тестову установку та кріплення. Чіткі заздалегідь визначені специфікації тестів роблять цей процес швидшим та дешевшим.

Чи може тестування PCBA виявити несправний компонент, який все ще відповідає специфікації?

Внутрішньосхемне випробування виявляє неправильні значення або значення поза межами допуску, але гранична частина, яка проходить електрично, може прослизнути — саме тому додається функціональне випробування (і випробування на спрацьовування для критично важливих виробів), щоб виявити поведінку та збої на ранніх етапах експлуатації, які пропускають лише вимірювання.