Κοινές φάσεις δοκιμών PCBA (με έμφαση στη σάρωση των ορίων στο πρωτότυπο στάδιο)

Η δοκιμή PCBA (Printed Circuit Board Assembly) είναι μια διαδικασία πολλών σταδίων που έχει σχεδιαστεί για να εξασφαλίζει την ποιότητα, τη λειτουργικότητα και την αξιοπιστία των ηλεκτρονικών πλακών καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής τους.από την αρχική σχεδίαση μέχρι την μαζική παραγωγήΕνώ οι συγκεκριμένες δοκιμές μπορεί να διαφέρουν, οι ακόλουθες είναι οι κοινές φάσεις:

Κοινά στάδια δοκιμής PCBA

1. Εισερχόμενος έλεγχος ποιότητας (IQC) / επιθεώρηση συστατικών:

   • Πότε:Πριν ξεκινήσει η συναρμολόγηση.
   • Σκοπός:Για να επαληθεύεται ότι όλα τα μεμονωμένα ηλεκτρονικά στοιχεία (αντίστοιχοι, πυκνωτές, IC κλπ.) και τα γυμνά PCB πληρούν τις προδιαγραφές και δεν έχουν ελαττώματα.
   • Μέθοδοι:Οπτική επιθεώρηση, διαμετρικοί έλεγχοι, επαλήθευση ηλεκτρικών παραμέτρων (χρησιμοποιώντας πολυμετρικούς μετρητές, μετρητές LCR) και έλεγχοι αυθεντικότητας των εξαρτημάτων.

2. Επιθεώρηση πάστες συγκόλλησης (SPI):

   • Πότε:Αμέσως μετά την εκτύπωση με πάστα συγκόλλησης.
   • Σκοπός:Για να διασφαλιστεί ο σωστός όγκος, ύψος και ευθυγράμμιση της πάστες συγκόλλησης στα πλαίσια πριν τοποθετηθούν τα εξαρτήματα.
   • Μέθοδοι:3D οπτική επιθεώρηση με εξειδικευμένες μηχανές SPI.

3. Αυτοματοποιημένη οπτική επιθεώρηση (AOI):

   • Πότε:Συνήθως μετά την τοποθέτηση των κατασκευαστικών στοιχείων (προεπιστροφή AOI) και/ή μετά την επανεπιστροφή συγκόλλησης (επιστροφή AOI).
   • Σκοπός:Για την οπτική επιθεώρηση του PCBA για ελαττώματα κατασκευής όπως λείπουν εξαρτήματα, λανθασμένη τοποθέτηση εξαρτημάτων, λανθασμένη πολικότητα, σύντομη συγκόλληση, ανοίγει, και άλλες οπτικές ανωμαλίες.
   • Μέθοδοι:Κάμερες υψηλής ανάλυσης και εξελιγμένο λογισμικό επεξεργασίας εικόνας σε μηχανές AOI.

4. Αυτοματοποιημένη επιθεώρηση με ακτίνες Χ (AXI):

   • Πότε:Μετά την επανειλημμένη συγκόλληση, ειδικά για πολύπλοκες πλάκες ή εκείνες με κρυμμένες συνδέσεις συγκόλλησης (π.χ. BGA, QFN).
   • Σκοπός:Ελέγχουν την ποιότητα των συγκόλλησεων συγκόλλησης (κενά, σύντομα, ανοίγματα) και τις εσωτερικές δομές των συστατικών που δεν είναι ορατές με οπτική επιθεώρηση.
   • Μέθοδοι:Συστήματα απεικόνισης ακτίνων Χ.

5. Δοκιμές σε κυκλώματα (ICT):

   • Πότε:Μετά την συναρμολόγηση και τις αρχικές οπτικές/ακτινογραφικές επιθεωρήσεις, συνήθως σε μεσαία έως υψηλή παραγωγή.
   • Σκοπός:Για την ηλεκτρική δοκιμή μεμονωμένων εξαρτημάτων και των συνδέσεών τους στον πίνακα για ανοίγματα, βραχυπρόθεσμα, αντίσταση, χωρητικότητα και βασικές λειτουργικές παραμέτρους.
   • Μέθοδοι:Ενα "κρεβάτι από καρφιά" με ανιχνευτές που έρχονται σε επαφή με συγκεκριμένα σημεία δοκιμής στο PCBA.

6. Δοκιμή με ιπτάμενο ανιχνευτή (FPT):

   • Πότε:Συχνά χρησιμοποιείται ως εναλλακτική λύση στις ΤΠΕ, ιδίως για πρωτότυπα, παραγωγή μικρού έως μεσαίου όγκου ή πλακέτες με περιορισμένα σημεία δοκιμής.
   • Σκοπός:Για την ηλεκτρική δοκιμή εξαρτημάτων και διασυνδέσεων, παρόμοια με τις ΤΠΕ, αλλά χωρίς την ανάγκη για ένα δαπανηρό προσαρμοσμένο σύστημα.
   • Μέθοδοι:Ρομποτικά ανιχνευτικά που κινούνται και έρχονται σε επαφή με τα σημεία δοκιμής όπως έχουν προγραμματιστεί.

7. Δραστηριώδης δοκιμή (FCT):

   • Πότε:Συνήθως η τελική δοκιμή, αφού επιβεβαιωθεί η δομική και ηλεκτρική ακεραιότητα.
   • Σκοπός:Επαλήθευση της συνολικής λειτουργικότητας του PCBA με προσομοίωση του πραγματικού περιβάλλοντος λειτουργίας του και επιβεβαίωση της ορθής εκτέλεσης όλων των σχεδιασμένων λειτουργιών.
   • Μέθοδοι:Προσαρμοσμένα όργανα δοκιμής και λογισμικό που εφαρμόζουν ισχύ, εισροές και έξοδα οθόνης, συχνά συμπεριλαμβανομένου του προγραμματισμού ενσωματωμένων μικροελεγκτών ή μνήμης.

8. Δοκιμή γήρανσης (Δοκιμή εγκαύσεως):

   • Πότε:Για προϊόντα που απαιτούν υψηλή αξιοπιστία, συχνά μετά την FCT, πριν από την τελική συναρμολόγηση.
   • Σκοπός:Να υποβάλλει το PCBA σε παρατεταμένη λειτουργία υπό πίεση (π.χ. αυξημένη θερμοκρασία, τάση) για τον εντοπισμό αποτυχιών στην πρώιμη ζωή ("θανατηφόρα παιδική ηλικία") και τη βελτίωση της μακροπρόθεσμης αξιοπιστίας.
   • Μέθοδοι:Ειδικοί φούρνοι ή θάλαμοι καύσης.

Δοκιμαστική μετρήσεων ορίων στη φάση του πρωτοτύπου

Δοκιμασία μετρήσεων ορίων, γνωστό και ωςJTAG (Κοινή Ομάδα Δράσης Ελέγχου)Η μέθοδος αυτή, η οποία χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση των επιπτώσεων των δοκιμών (πρότυπο IEEE 1149.x), είναι μια ισχυρή και ολοένα και πιο κοινή μέθοδος, ιδιαίτερα χρήσιμη κατά τη διάρκεια τηςφάση πρωτοτύπουτης ανάπτυξης PCBA.

• Τι είναι:Η γραμμική σάρωση χρησιμοποιεί ειδική λογική δοκιμής που είναι ενσωματωμένη σε συμβατά ολοκληρωμένα κυκλώματα (IC) στο PCBA.το οποίο μπορεί να ελέγχει και να παρατηρεί τα σήματα που εισέρχονται και βγαίνουν από το τσιπΜια διαδρομή σειριακών δεδομένων (η "αλυσίδα σάρωσης") συνδέει αυτά τα κύτταρα, επιτρέποντας σε έναν ελεγκτή δοκιμής να επικοινωνεί και να δοκιμάζει τις διασυνδέσεις μεταξύ συσκευών συμβατών με το JTAG.

• Γιατί είναι ζωτικής σημασίας για τα πρωτότυπα:

  1. Έλεγχος χωρίς στερεό:Σε αντίθεση με τις ΤΠΕ, η ανίχνευση των ορίων δεν απαιτεί ένα δαπανηρό, προσαρμοσμένο "κρεβάτι από καρφιά".καθιστώντας μη πρακτικές και δαπανηρές τις σταθερές συσκευές.
  2. Αρχική ανίχνευση ελαττωμάτων:Επιτρέπει στους μηχανικούς σχεδιασμού να ανιχνεύσουν γρήγορα ελαττώματα κατασκευής, όπως σέρβες, ανοίγματα και προβλήματα συναρμολόγησης.πρινΑυτό είναι κρίσιμο για να λειτουργήσει ένα πρωτότυπο σωστά και πιο γρήγορα.
  3. Περιορισμένη φυσική πρόσβαση:Τα σύγχρονα PCB είναι συχνά πολύ πυκνά με συστατικά και έχουν περιορισμένα φυσικά σημεία δοκιμής.Η ανίχνευση ορίων παρέχει εικονική πρόσβαση σε καρφίτσες και διασυνδέσεις που είναι φυσικά απρόσιτες ή κρυμμένες κάτω από εξαρτήματα (όπως BGA), βελτιώνοντας σημαντικά την κάλυψη των δοκιμών.
  4. Ταχύτερη Αποδιορθωτική:Με τον εντοπισμό των σφαλμάτων μέχρι το συγκεκριμένο επίπεδο πιν ή του δικτύου, η σάρωση των ορίων μειώνει σημαντικά το χρόνο και την προσπάθεια που απαιτείται για την αντιμετώπιση προβλημάτων σε μη λειτουργικά πλαίσια πρωτοτύπων.
  5. Προγραμματισμός στο σύστημα (ISP):Το JTAG μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για το προγραμματισμό μνήμης flash, μικροελεγκτών και FPGA απευθείας στον πίνακα, το οποίο είναι εξαιρετικά επωφελές κατά τη διάρκεια των σταδίων ανάπτυξης πρωτοτύπου και επικύρωσης firmware.
  6. Δοκιμή επαναχρησιμοποίησης:Οι διανυσματικοί δοκιμαστικοί διανυσματικοί που αναπτύσσονται κατά τη διάρκεια της κατασκευής πρωτοτύπων μπορούν συχνά να επαναχρησιμοποιηθούν ή να προσαρμοστούν για δοκιμές παραγωγής, εξορθολογίζοντας τη μετάβαση στην κατασκευή.

Στην ουσία, η σάρωση ορίων παρέχει έναν εξαιρετικά αποτελεσματικό, μη επεμβατικό και οικονομικά αποδοτικό τρόπο για την επαλήθευση της δομικής ακεραιότητας των πολύπλοκων πρωτότυπων PCBA,επιτάχυνση ολόκληρου του κύκλου ανάπτυξης προϊόντος.