Perimmäinen PCBA-testaus (AOI, ICT, FCT)

PCBA:n lopullinen testaus

Elektroniikan valmistuksessa, PCBA (Painetun piirilevyn kokoonpano) lopputestaus on kriittinen vaihe tuotteen laadun varmistamiseksi. Täydellinen PCBA-lopputestausprosessi sisältää yleensä kolme päämenetelmää: AOI (automaattinen optinen tarkastus), ICT (piirin sisäinen testaus) ja FCT (toiminnallinen piiritestaus). Kullakin menetelmällä on oma painopisteensä, ja yhdessä ne muodostavat vankan laadunvarmistusjärjestelmän.

AOI (Automaattinen optinen tarkastus)

AOI (Automated Optical Inspection) on edistyksellinen järjestelmä, joka käyttää optisia periaatteita tavallisten juotos- ja kokoonpanovikojen havaitsemiseen.AOI on PCBA-testauksen ensimmäinen tarkastuspiste, ja se tunnistaa tehokkaasti erilaiset juotos- ja komponenttien sijoitteluun liittyvät ongelmat.

Miten AOI toimii

AOI-järjestelmät käyttävät korkean resoluution kameroita piirilevyjen automaattiseen skannaukseen ja ottavat yksityiskohtaisia kuvia, joita verrataan hyväksyttävien parametrien tietokantaan.Kehittyneet kuvankäsittelyalgoritmit tunnistavat tarkasti viat, kuten puuttuvat komponentit, väärän suuntaiset piirilevyt, juotosillat ja väärän napaisuuden. Viat korostetaan näytöllä tai merkitään korjattaviksi.

Nykyaikaisissa AOI-järjestelmissä käytetään nopeaa ja erittäin tarkkaa visuaalista teknologiaa kaikenkokoisten piirilevyjen tarkastamiseen - tiheistä, pienikokoisista piirilevyistä suurempiin, pienitiheyksisiin piirilevyihin.Ne voidaan integroida tuotantolinjoihin reaaliaikaista laadunvalvontaa varten, mikä parantaa sekä tehokkuutta että juotoslaatua.

AOI:n kaksi keskeistä sovellusta

1. Lopullinen laadunvarmistus
   Valvoo tuotteiden lopputilaa ennen niiden lähtöä tuotannosta. Ihanteellinen, kun tuotantoon liittyvät ongelmat tunnetaan hyvin, tuotevalikoima on suuri ja nopeus ja volyymi ovat ensisijaisia tavoitteita. AOI sijoitetaan tyypillisesti tuotantolinjan loppuun, ja se tuottaa kattavaa prosessinvalvontatietoa.
2. Prosessin laadun seuranta
   Käyttää AOI:tä tuotannon reaaliaikaiseen seurantaan, mukaan lukien yksityiskohtainen vikaluokitus ja komponenttien sijoitustarkkuus. Soveltuu parhaiten korkean luotettavuuden tuotteisiin, laajamittaiseen valmistukseen, jossa on vähän sekoituksia, ja vakaaseen komponenttitoimitukseen. Vaatii useita AOI-asemia tuotantolinjan varrella kriittisten kohtien seuraamiseksi ja prosessin säätöjen ohjaamiseksi.

AOI:n havaitsemat yleiset viat

• Puuttuvat tai väärin kohdistetut osat
• Riittämätön tai liiallinen juotos
• Juotossillat (oikosulut)
• Väärä komponenttien napaisuus
• Nostetut tai taivutetut johdot
• Haalistuneet tai virheelliset merkinnät

ICT (In-Circuit Test)

ICT (In-Circuit Test) on olennainen osa PCBA:n lopputestausta, jossa keskitytään sähköliitäntöjen ja komponenttien toimivuuden tarkistamiseen.

Tieto- ja viestintätekniikan perusperiaatteet

ICT-testeri toimii kuin kehittynyt yleismittarijärjestelmä, joka käyttää kynsien kiinnityslaitetta, joka koskettaa piirilevyn testipisteitä. Poistamatta komponentteja se tarkastaa seuraavat seikat:

• Avoimet tai oikosulut
• Väärät komponenttien arvot
• Väärät tai puuttuvat osat
• Käänteinen napaisuus

Tieto- ja viestintätekniikan edut

1. Nopea vian paikallistaminen
   Tunnistaa nopeasti ongelmat, kuten puuttuvat osat, väärät arvot tai juotosvirheet, ja luo yksityiskohtaisia raportteja, jotka helpottavat vianmääritystä - jopa sellaisille teknikoille, joilla ei ole syvällistä tietämystä kaavioista.
2. Kattava kattavuus
   Testaa vastukset, kondensaattorit, induktorit, diodit, transistorit ja muut komponentit varmistaaksesi, että arvot ovat spesifikaatioiden mukaisia.
3. Varhainen vikojen havaitseminen
   Ongelmat havaitaan tuotannon alkuvaiheessa, mikä estää viallisia levyjä siirtymästä myöhempiin vaiheisiin ja vähentää korjauskustannuksia.

Milloin tieto- ja viestintätekniikkaa kannattaa käyttää

ICT on ihanteellinen:

• Suuren volyymin tuotanto (koska kutakin piirilevysuunnitelmaa varten tarvitaan räätälöityjä kiinnikkeitä).
• Arvokkaat tai epäsäännöllisen muotoiset levyt
• Korkeaa luotettavuutta vaativat tuotteet

ICT on “white-box” -testi - siinä tutkitaan jokaisen piirin solmupisteen sisäiset sähköiset ominaisuudet sen varmistamiseksi, että se on suunnittelumääritysten mukainen.

FCT (Toiminnallinen testi)

FCT (Functional Circuit Test) on viimeinen validointivaihe, jossa simuloidaan todellista toimintaa ja varmistetaan, että PCBA toimii tarkoitetulla tavalla.

FCT:n ydin

FCT antaa testattavalle yksikölle simuloidut toimintaolosuhteet (ärsyke ja kuormitus) ja mittaa sitten ulostulot toiminnallisuuden todentamiseksi. Yksinkertaisesti sanottuna se syöttää signaaleja ja tarkistaa, vastaavatko ulostulot odotuksia.

FCT:n täytäntöönpanomenetelmät

1. Toiminnallinen perustesti
   Käynnistää PCBA:n ja tarkistaa perustoiminnot. Edullinen, mutta siitä puuttuu vikadiagnostiikka.
2. Kattava toiminnallinen testi
   Käyttää erikoislaitteita kaikkien toiminnallisten moduulien testaamiseen automaattisen diagnostiikan avulla. Kalliimpi mutta perusteellinen.

FCT vs. ICT

FCT on “black-box” -testi - se tarkastaa vain tulot ja lähdöt, ei sisäisiä virtapiirejä.Se täydentää ICT:tä, ja se suoritetaan yleensä sen jälkeen, kun ICT on varmistanut oikeat liitännät.

Viisi keskeistä näkökohtaa

1. Testijakso
   Noudata AOI → ICT → FCT -järjestystä sen varmistamiseksi, että viat havaitaan varhaisessa vaiheessa.
2. Testin kattavuus
   Tarkista säännöllisesti, että kaikki kriittiset alueet testataan, erityisesti FCT:ssä.
3. Kalusteiden huolto
   Puhdista ja huolla tieto- ja viestintätekniikan testilaitteet väärien vikojen välttämiseksi.
4. Testiohjelman päivitykset
   Päivitä testiohjelmisto, kun piirilevymallit tai komponentit muuttuvat.
5. Tietojen hallinta
   Tallenna ja analysoi testitiedot jäljitettävyyttä ja prosessin parantamista varten.

Yleiset PCBA-testausongelmat ja ratkaisut

1. Korkea AOI:n väärien vikojen määrä
   Syy: Valaistuksen vaihtelut, komponenttien värierot tai väärät asetukset.
   Ratkaisu: Optimoi valaistus, säädä tunnistuskynnyksiä ja tarkenna vertailukuvia.
2. ICT-yhteysongelmat
   Syy: Kuluneet tai likaiset testitapit tai hapettuneet piirilevytyynyt.
   Ratkaisu: Vaihda nastat säännöllisesti, puhdista koskettimet ja käytä tarvittaessa tehostimia.
3. Epävakaat FCT-tulokset
   Syy: Ympäristön melu, virran vaihtelut tai löysät liittimet.
   Ratkaisu: Suojaa testiasetukset, käytä vakaita virtalähteitä ja turvallisia yhteyksiä.
4. Puuttuvat ääritapaustestit
   Syy: Puutteellinen testien kattavuus (esim. jännite/lämpötilan ääriarvot).
   Ratkaisu: Lisää reunaehtotestejä validointisuunnitelmaan.
5. Alhainen testaustehokkuus
   Syy: Huono testivirta tai vajaakäytössä olevat laitteet.
   Ratkaisu: Optimoi rinnakkainen testaus ja tasapainota asemien työmäärät.

Päätelmä

PCBA-tehtaan testausjärjestelmä on varmistaa elektronisten tuotteiden luotettavuus on avain AOI: n, ICT: n ja FCT: n kolmeen testimenetelmään, joilla kullakin on oma roolinsa, AOI-vartijan juotoslaadun, ICT: n varmistaakseen piirin eheyden, FCT: n tuotteen toiminnallisuuden todentamiseksi, täyden testausvalikoiman muodostaminen ulkopuolelta sisäpuolelle, paikallisesta yleiseen verkkoon.

Todellisessa tuotannossa testausresurssit ja -prosessit on konfiguroitava järkevästi tuotteen ominaisuuksien, tuotannon laajuuden ja luotettavuusvaatimusten mukaan. Samalla testitietojen jatkuvalla analysoinnilla optimoidaan testausohjelma, jotta voidaan rakentaa todella tehokas laadunvarmistusjärjestelmä.

Aiheeseen liittyvät testisuositukset

PCB-luotettavuuden testaus
Mitä testejä tehdään PCB:n kanssa