Kako testiranje i inspekcija utječu na pouzdanost sklapanja PCB-a

Testiranje i inspekcija sami po sebi ne čine PCB sklop pouzdanim.

Oni otkrivaju kontrolira li se pouzdanost.

Ta je razlika bitna. U mnogim PCBA projektima, "testiranje" se tretira kao posljednji korak pri kraju proizvodnje. Izgradite ploče, izvršite provjeru, pošaljite narudžbu.

Prava proizvodnja nije tako uredna.

Ploča može proći jedan test i još uvijek nositi rizik negdje drugdje: ispod skrivenog lemljenog spoja, oko konektora, unutar koraka firmvera, u prerađenom području ili u funkciji koja zapravo nikada nije testirana.

Za OEM kupce, korisno pitanje nije samo: "Ispituje li dobavljač ploče?"

Bolje pitanje je: "Da liIspitivanje i inspekcijaopseg odgovara rizicima pouzdanosti ovog PCB sklopa?"

Jednostavna LED ploča, potrošački IoT modul, industrijski upravljački PCBA i ploča s energetskom elektronikom ne bi se smjela prisiljavati na isti plan testiranja.

Pouzdanost se na kraju ne testira na ploči

Sklop tiskane pločice može proći inspekciju, ali kasnije ipak pokvariti.

To ne znači uvijek da je inspekcija bila beskorisna. To može značiti da se provjeravao pogrešan rizik.

Ploča se može uključiti dok je lemni spoj konektora slab.

Ploča može proći AOI dok skriveni BGA spoj i dalje treba rendgenski pregled.

Ploča može proći vizualni pregled dok se proces učitavanja firmvera ne kontrolira.

Ploča može proći jednu funkcionalnu provjeru dok ulaz polja, izlaz releja, komunikacijski priključak ili stanje opterećenja ostaju neprovjereni.

Zbog toga se testiranje i inspekcija ne bi trebali smatrati jednom konačnom točkom provjere na kraju proizvodnje.

Pouzdanost proizlazi iz cijelog lanca izrade: kontrolirani izvori, stabilna montaža, kontrola procesa lemljenja, odgovarajuća inspekcija, ponovljivo testiranje, dokumentirana prerada i sljedivost.

Ispitivanje i inspekcija ne zamjenjuju kontrolu procesa.

Oni provjeravaju radi li kontrola procesa.

Inspekcija i testiranje rade različite poslove

Jedna uobičajena pogreška je korištenje "inspekcije" i "testiranja" kao da znače istu stvar.

Oni to ne čine.

Inspekcijom se provjerava da li je ploča pravilno sastavljena. Traži vidljive ili mjerljive proizvodne uvjete: komponente koje nedostaju, pogreške polariteta, nedostatke lemljenja, podignute vodove, poravnanje konektora, probleme s oznakama ili skrivene nedoumice vezane uz lemljenje.

Testiranjem se provjerava obavlja li ploča traženu funkciju. Može potvrditi ponašanje napajanja, učitavanje firmvera, komunikaciju, prebacivanje releja, ulazno/izlaznu reakciju, potrošnju struje, ponašanje senzora ili-korisničko radno stanje.

Obje su važne, ali hvataju različite probleme.

AOI može otkriti nedostatak otpornika. Neće dokazati da firmware ispravno komunicira sa sustavom domaćina.

Funkcionalno testiranje može potvrditi da ploča ispravno reagira. Možda neće otkriti skriveni problem lemljenja ispod donjeg-završnog paketa.

Zato jači plan pouzdanosti koristi inspekciju i testiranje zajedno, umjesto da se očekuje da jedna metoda učini sve.

Svaka metoda ima svoj posao.

Problemi počinju kada projekt očekuje da jedna metoda obavi posao svih ostalih.

Pravi opseg ovisi o riziku odbora

Ne treba svaki PCB sklop iste razine testiranja i pregleda.

Ovdje je potrebno rano uskladiti očekivanja kupaca i pretpostavke dobavljača.

Jednostavna ploča s vidljivim lemljenim spojevima, zrelim projektnim datotekama, stabilnim komponentama i niskim rizikom primjene može zahtijevati standardnu ​​SMT inspekciju i osnovnu električnu provjeru.

Ploča s BGA-ovima, QFN-ovima, finim-dijelovima koraka, relejima, terminalnim blokovima, firmverom, područjima visoke-struje, komunikacijskim sučeljima ili terenskim ožičenjem možda će trebati strukturiraniji plan pregleda i testiranja.

Opseg bi trebao slijediti ploču.

Korisna pitanja uključuju:

• Postoje li skriveni lemljeni spojevi?
• Postoje li-komponente osjetljive na polaritet?
• Postoje li releji, konektori, terminalni blokovi ili sučelja-ožičenja?
• Zahtijeva li ploča programiranje firmvera?
• Treba li proizvodu ICT ili FCT-temeljen na opremi?
• Jesu li ispitne točke dostupne?
• Je li ploča dio industrijskog upravljanja, napajanja, medicinske podrške, automobilske podrške ili komunikacijskog sustava?
• Zahtijeva li kupac evidenciju ispitivanja ili sljedivost?
• Što se događa nakon prerade?

Rizik nije uvijek vezan uz količinu.

Pilot izrada od 20 komada s nedefiniranim funkcionalnim testom može nositi veći praktični rizik od veće ponovljene narudžbe sa zrelim ispitnim učvršćenjem i kontroliranim procesom.

SPI može uhvatiti odstupanje procesa prije postavljanja komponenti

O inspekciji lemne paste ne govori se uvijek u Zahtjevima za ponudu, ali može biti važna u kontroli SMT procesa.

Prije postavljanja komponenti, volumen paste za lemljenje, visina, poravnanje i rizik od premošćivanja već mogu utjecati na buduću kvalitetu lemljenih spojeva. Ako je ispis paste nestabilan, nedostaci se mogu pomaknuti nizvodno u postavljanje, reflow, AOI, električno ispitivanje ili čak rad na terenu.

Vrijednost SPI je vrijeme.

Rano provjerava proces, prije nego problem s pastom postane problem lemljenog spoja.

To ne znači da svaki projekt treba detaljnu SPI raspravu u ponudi. Ali za fini-SMT, guste rasporede, BGA-povezane sklopove ili ploče gdje je konzistencija lemljenja kritična, inspekcija paste i praćenje procesa mogu podržati stabilniju kvalitetu sklopa.

Kupac ne mora upravljati svakim procesnim parametrom.

Ali kupac bi trebao shvatiti da pouzdanost sklopa PCB-a počinje prije nego što ploča dođe do konačnog testiranja.

AOI pomaže stabilizirati vidljivu kvalitetu sklapanja

Automatizirani optički pregled je koristan jer su mnogi PCBA nedostaci vizualni ili-povezani s geometrijom.

AOI može pomoći u otkrivanju komponenti koje nedostaju, pogrešne orijentacije, problema s polaritetom, pomaka u postavljanju, nedovoljno lemljenja, lemljenih mostova, nadgrobnih spomenika i drugih vidljivih stanja nakon sklapanja SMT-a.

Za SMT PCB sklapanje, AOI je često dio standardnog toka-kontrole kvalitete jer daje proizvodnom timu brži i dosljedniji način pregledavanja vidljivih problema sa sklapanjem.

Ali AOI ima granice.

Ne može u potpunosti provjeriti električnu funkciju. Ne može dokazati ponašanje firmvera. Možda neće vidjeti skrivene lemljene spojeve ispod BGA, QFN, LGA ili određenih donjih-završetaka.

AOI također ne zamjenjuje dobar ispis paste za lemljenje, ispravan profil reflowa ili discipliniranu kontrolu procesa.

Poboljšava pouzdanost kada se koristi za ono u čemu je dobar: hvatanje vidljivih nedostataka sklopa dovoljno rano kako bi se spriječilo njihovo kretanje nizvodno.

X-provjera rendgenskim zrakama pomaže kada su lemljeni spojevi skriveni

Neki rizici vezani uz pouzdanost ne mogu se procijeniti na površini.

Ako ploča koristi BGA, QFN, LGA, donje-terminirane komponente ili druge pakete sa skrivenim lemljenim spojevima, pregled X-zrakama može biti koristan. Može pomoći u pregledu formiranja lemljenih spojeva, premošćivanja, uzoraka praznina, poravnanja i drugih skrivenih uvjeta koje vizualni pregled ili AOI možda neće u potpunosti otkriti.

To ne znači da svaki PCB sklop treba X-zračenje.

To znači da treba uzeti u obzir rendgenske-zrake kada dizajn ploče uključuje skrivene-pakete spojeva ili kada rizik primjene opravdava dublji pregled.

Na primjer, ploči za potrošačke dodatke sa svim vidljivim spojevima možda neće biti potrebna rendgenska zraka. Kompaktna upravljačka ploča s BGA, QFN ili skrivenim spojevima-uređaja za napajanje možda zaslužuje drugačiji plan pregleda.

Odluka bi trebala doći na temelju vrste paketa i utjecaja kvara, a ne navike.

ICT i Flying Probe trebaju probni pristup da bi bili korisni

Inspekcija može potvrditi jesu li dijelovi ispravno postavljeni.

Ispitivanje -razine strujnog kruga provjerava ponaša li se sklopljeni krug električni na očekivani način.

U-testiranje strujnog kruga, testiranje leteće sonde i povezane električne provjere mogu pomoći u prepoznavanju kratkih spojeva, prekida, pogrešnih vrijednosti komponenti, komponenti koje nedostaju i određenih problema na razini sklopa ili komponente-.

Ove metode mogu biti korisne kada dizajn ploče podržava pristup i kada obujam projekta ili rizik opravdavaju postavljanje.

Važna riječ je pristup.

Kupac ne može odlučiti kasno u projektu da je potrebna puna ICT ako PCB raspored ne pruža potrebne ispitne točke ili pristup učvršćenju. U mnogim projektima planiranje ispitivanja mora započeti prije izrade, a ne nakon sastavljanja.

Ovdje je DFT važan.

Dizajn za mogućnost testiranja nije samo inženjerska preferencija. To izravno utječe na to hoće li se završni PCB sklop moći učinkovito pregledati i testirati.

FCT bi trebao dokazati pravi posao uprave

Funkcionalno testiranje često je mjesto gdje pouzdanost postaje-specifična za aplikaciju.

Za neke PCB sklopove može biti dovoljna osnovna provjera{0}}uključivanja. Za druge, ploča treba dokazati stvarno ponašanje: prebacivanje releja, I/O odziv, učitavanje firmvera, LED ponašanje, odziv senzora, komunikacija, motor-kontrolna signalizacija, struja ili korisnički-definirani radni uvjeti.

Ovo je posebno važno u industrijskoj kontroli PCBA, opremi za automatizaciju, komunikacijskim uređajima, energetskoj elektronici i drugim projektima gdje ploča radi više od pasivnog sjedišta unutar proizvoda.

Koristan FCT plan trebao bi definirati:

• koja se funkcija mora dokazati
• koji firmware ili softver je potreban
• koji je uređaj, kabel, teret ili simulator potreban
• kako izgleda rezultat prošao/nije prošao
• treba li zabilježiti podatke o ispitivanju
• jesu li neuspjele ploče ponovno testirane nakon prerade
• je li potreban serijski broj ili sljedivost serije

Test koji može izvesti samo jedan inženjer još nije proizvodni test.

Ako tim hitne pomoći ne može ponoviti funkcionalno ispitivanje prema jasnim uputama, plan ispitivanja nije spreman za proizvodnju.

Provjera-opeklina ili stresa trebala bi se temeljiti-na riziku

Prob-provjera izgaranja i utjecaja na okoliš može pomoći u otkrivanju ranih-slabosti u životnom vijeku nekih sklopova, ali ne treba ih tretirati kao automatske zahtjeve za svaki PCBA projekt.

Za određenu industrijsku, električnu, automobilsku-podršku, medicinsku-podršku ili-{3}}teške za{3}}servisiranje, kupac može zahtijevati rad s napajanjem, toplinsku izloženost, uvjete opterećenja ili drugu provjeru opterećenja prije otpreme.

Za jednostavnije ili tro-osjetljive ploče ta razina testiranja možda neće biti potrebna.

Točno pitanje nije: "Treba li svaku ploču spaliti?"

Bolje pitanje glasi: "Opravdava li razina rizika ovog proizvoda provjeru stresa i koje bi stanje test zapravo trebao simulirati?"

Ako je potreban prob{0}}in ili stres screening, kupac i EMS partner trebali bi definirati stanje, trajanje, veličinu uzorka ili pokrivenost, kriterije prolaznosti/neuspjeha i pravila ponovnog testiranja prije planiranja proizvodnje.

U suprotnom, "potrebno je u-zapaljivanje" postaje nejasna uputa, a ne zahtjev za kontrolirani test.

Zahtjevi za testiranje trebaju biti definirani prije Zahtjeva za ponudu

Ispitivanje i inspekcija utječu na ponudu, vrijeme isporuke, planiranje opreme, inženjersku pripremu, izvješćivanje i pretpostavke isporuke.

Ako kupac prvo zatraži ponudu za osnovnu montažu i kasnije doda ICT, FCT, programiranje, rendgenski-provjeru, izvješća o ispitivanju ili-zapaljivanje, izvorna ponuda možda više neće opisivati ​​pravi projekt.

To ne znači da svaki kupac mora znati svaki detalj testa prvog dana.

Ali o očekivanom opsegu testa treba razgovarati dovoljno rano kako bi dobavljač mogao ispravno planirati.

Prije nego što zatražite aPCB sklopponudu, kupci bi trebali pojasniti:

• Očekuje li se AOI?
• Je li potrebna rendgenska zraka za skrivene lemljene spojeve?
• Je li potreban ICT ili leteća sonda?
• Je li potrebno funkcionalno ispitivanje?
• Je li uključeno programiranje firmvera?
• Je li testni uređaj dostupan ili ga je potrebno izraditi?
• Jesu li potrebna izvješća o ispitivanju?
• Jesu li neuspjele ploče prerađene i ponovno testirane?
• Jesu li potrebne oznake, serijski brojevi ili zapisi o serijama?

Citat bez opsega testa može izgledati niže dok pitanje pouzdanosti ostavlja otvorenim.

To bi moglo biti prihvatljivo za rani prototip. Rizično je za planiranje proizvodnje.

Prerada bi trebala imati vlastita pravila inspekcije i ponovnog testiranja

Testiranje i inspekcija ne odnose se samo na-kvalitetu prvog prolaza.

Važni su i nakon prerade.

Prerađenu ploču možda treba dodatno pregledati jer izlaganje toplini, uklanjanje komponenti, ručno lemljenje ili podešavanje konektora mogu predstavljati novi rizik. Ovisno o ploči, prerada može zahtijevati vizualni pregled, AOI pregled, rendgenski pregled, ponovno električno ili funkcionalno ispitivanje.

Ključna točka je jednostavna:

Neispravna ploča ne bi se trebala vratiti u tok gotove-robe samo zato što je vidljivi kvar popravljen.

Metoda popravka, rezultat inspekcije i rezultat ponovnog testiranja trebaju odgovarati razini rizika ploče.

Za male-količine, pilot, industrijske ili PCBA projekte-osjetljive na pouzdanost, ova disciplina-i-ponovnog testiranja može biti važna koliko i izvorni plan inspekcije.

Testni podaci trebali bi se vratiti u sljedeću verziju

Testiranje i inspekcija ne bi trebali samo odlučiti o prolazu ili neuspjehu.

Oni također mogu pokazati da li se proces povlači.

Ako AOI opetovano označava isti pomak komponente, to može ukazivati ​​na postavku položaja, ponašanje dodavača, pakiranje komponente ili dizajn jastučića. Ako rendgenska-zraka opetovano pokazuje slične skrivene-poteškoće sa zglobovima, možda je potrebno pregledati profil preoblikovanja ili dizajn paketa. Ako se kvarovi FCT-a grupiraju oko jednog sučelja, problem može ležati u firmveru, rukovanju konektorom, postavljanju testa ili margini dizajna.

Ova vrsta povratne informacije korisna je jer rezultate testa pretvara u proces učenja.

Za ponovljene narudžbe, probne izrade, industrijske upravljačke ploče i proizvodne programe s revizijskim izmjenama, testni podaci mogu pomoći EMS partneru i kupcu da poboljšaju sljedeću izgradnju umjesto jednostavnog razvrstavanja dobrih ploča od loših ploča.

Pouzdanost se poboljšava kada se testiranje vrati u kontrolu proizvodnje.

Testni podaci i sljedivost pomažu u budućem rješavanju problema

Testiranje i inspekcija su korisniji kada su rezultati sljedivi.

Za jednostavne projekte, potvrda o prolazu/padu može biti dovoljna. Za zahtjevnije međugradnje, kupac može htjeti zapise povezane s brojem serije, serijskim brojem, verzijom firmvera, rezultatom inspekcije, rezultatom testa ili poviješću prerade.

Sljedivost pomaže odgovoriti na pitanja kasnije:

• Koja je serija koristila ovu reviziju sastavnice?
• Koja je verzija firmvera učitana?
• Koje ploče su prošle FCT?
• Je li ova ploča prerađena?
• Je li pokvarena jedinica bila dio određene serije?
• Bez zapisa, rješavanje problema postaje nagađanje.

To ne znači da svaki projekt treba težak paket za izvješćivanje.

Razina izvješćivanja treba odgovarati primjeni, fazi proizvodnje i zahtjevima korisnika. Ali ako kupac očekuje sljedivost, treba je definirati prije početka proizvodnje.

Praktični opseg ispitivanja i pregleda za kupce

Snažniji plan ispitivanja počinje usklađivanjem metoda inspekcije s rizikom.

Ova tablica nije univerzalni kontrolni popis.

To je alat za planiranje.

Pravi opseg ovisi o dizajnu ploče, riziku primjene, fazi proizvodnje, zahtjevima kupaca i može li se metoda ispitivanja ponoviti u uvjetima proizvodnje.

Signal industrije: Očekivanja pouzdanosti idu uzvodno

Više OEM kupaca definira očekivanja kvalitete ranije u projektu, posebno za industrijsku elektroniku, opremu za automatizaciju, komunikacijske uređaje, energetsku elektroniku i druge sklopove-osjetljive na pouzdanost.

To ne znači da svaka ploča treba težak testni paket.

To znači da testiranje i inspekciju treba tretirati kao dio planiranja izgradnje, a ne naknadnu misao nakon što je montaža dovršena.

Što se ranije definira opseg testa, lakše je planirati pristup testu, potrebe za opremom, tok inspekcije, izvješćivanje i pretpostavke isporuke.

Gdje se STHL uklapa u ovu raspravu

Za OEM kupce koji pripremaju projekte montaže PCB-a, Shenzhen STHL Technology Co., Ltd. može pregledati zahtjeve za ispitivanje i inspekciju uz opseg montaže.

Ovisno o projektu, to može uključivati ​​AOI inspekciju,-rendgensku inspekciju, raspravu o-krugu ili funkcionalnom ispitivanju, programske zahtjeve, planiranje uređaja, očekivanja-i-ponovnog testiranja i potrebe sljedivosti.

Cilj nije dodavanje nepotrebnih testova.

Cilj je uskladiti se sIspitivanje i inspekcijaopseg stvarnom riziku ploče, tako da se konstrukcija može sastaviti, provjeriti, testirati i ponoviti pod jasnim uvjetima.

Zaključak

Testiranje i inspekcija utječu na pouzdanost sklopa PCB-a otkrivajući različite vrste rizika u različitim fazama izrade.

SPI može pomoći u kontroli rizika od paste za lemljenje prije postavljanja. AOI pomaže u otkrivanju vidljivih problema sa sklapanjem. X-zrake mogu pomoći kod skrivenih lemljenih spojeva. ICT i leteća sonda mogu podržati -provjere razine strujnog kruga. FCT potvrđuje da li ploča obavlja svoju predviđenu funkciju. Inspekcija prerade, podaci o ispitivanju i sljedivost pomažu pri ponovnoj proizvodnji i budućem rješavanju problema.

Za OEM kupce, praktična lekcija je jednostavna: rano definirajte opseg testa i inspekcije. Nemojte čekati dok se ploče ne sastave da biste odlučili što znači "pouzdan".

Trebate li pomoć u definiranju pravog opsega testiranja i inspekcije za vaš projekt sklapanja tiskane pločice? Pošaljite svoje datoteke putemZatražite ponuduili kontaktirajte STHL izravno nainfo@pcba-china.com