PCBA-testaus

Mikä on PCBA-testaus?

PCBA-testaus viittaa toiminnalliseen, suorituskykyyn ja luotettavuuteen kohdistuvaan PCBA-korttien testaukseen, joka suoritetaan erikoislaitteistolla ja -prosesseilla piirilevyn valmistuksen ja komponenttien asennuksen jälkeen. Se on keskeinen vaihe piirisiltojen vikojen tunnistamisessa ja tuotteen vaatimustenmukaisuuden varmistamisessa, ja se määrittää suoraan PCBA-prototyypin laadun sekä myöhemmän massatuotannon toteuttamiskelpoisuuden. Välttääkseen huonolaatuiset tuotteet, piirilevyn toiminnallinen testaus on epäilemättä välttämätön askel. Ei ole liioittelua sanoa, että yrityksen brändikuva liittyy tiiviisti sen PCBA-tuotteisiin. Siksi ei ole yllättävää, että todellinen PCBA-testaus pidetään tärkeimpänä osana tuotantoprosessia.

Ydinmittauskohde

• Tutkia valmistusvikojen aiheuttamia ongelmia: kuten kylmäjuotoksia, yhdistymisiä, oikosulkuja, katkoksia, virheellisiä/puuttuvia komponentteja jne.;

• Varmista toiminnallinen yhteensopivuus: vahvista, että piirin signaalin siirto, virran syötön vakaus, rajapinnan yhteensopivuus jne. täyttävät suunnittelun vaatimukset;

• Varmista luotettavuus: varmista tuotteen vakaa toiminta käytännön olosuhteissa ympäristö- ja ikääntymistesteillä;

• Vähennä massatuotantoriskejä: tunnista suunnittelun tai valmistusprosessin ongelmat varhain, jotta vältetään laajamittainen uusintatyö massatuotannossa.

Yleisiä PCBA-testityyppejä

• Perustestaus: Lentävämittaus (flying probe) -testaus, AOI-optinen tarkastus;

• Toiminnallinen testaus: Piirilevelin testaus, Järjestelmätason testaus;

• Ammattitaitoinen testaus: Piirisilmukkatestaus, Kytkentäsidonnatestaus;

• Erityistestaus: Lyijyttömän prosessin vaatimustenmukaisuustestaus, Ympäristövakaustestaus.

Kingfieldin testipalvelujen edut

Hyödyntämällä edellä mainittuja "moniulotteisen laaduntarkastuksen" ominaisuuksia, PCBA-testauksemme kattaa kaikki testaustarpeet ja saavuttaa suljetun silmukan "testaus-palauttaminen-optimointi": tarkan testausdatan avulla annamme asiakkaille suunnittelun optimointiehdotuksia, parannamme samalla prototyyppien luotettavuutta ja valmistettavuutta sekä helpotamme nopeaa sarjatuotantoa.

PCBA-testityypit

PCB-asennusteknologia on erittäin kehittynyt ja sisältää lukuisia keskeisiä vaiheita, kuten PCB-valmistusmenetelmät, komponenttien hankinta ja tarkistus, SMT-asennus, DIP-pakkaus sekä painetun piirilevyn asennus ja testaus. Tarkemmin sanottuna PCB-asennuksen ja testauksen vaihe on tärkein sisäinen valvontavaihe, joka määrittää suoraan lopullisen tuotteen suorituskyvyn. PCBA-testauksessa on valittava sopiva ratkaisu prototyyppivaiheen, prosessin monimutkaisuuden ja käyttöskenaarion perusteella. Alla ovat alan yleisimpien testityyppien keskeiset tiedot, jotka kaikki ovat kypsästi hallittuja palvelumoduuleja Kingfieldilta:

I. Perustarkastus: Kattaa valmistuksen keskeiset vikamuodot

1. Lentävä neulatesti

• Ydinominaisuus: Tarkasti havaitsee jatkuvuus- ja oikosulkuviat tyhjillä tai asennetuilla PCB-levyillä ilman erityisten testityökalujen tarvetta.

• Tekniset ominaisuudet: Testaustarkkuus ±0,03 mm, tukee 1–56 kerroksisia levyjä, testausnopeus 200 pistettä/sekunti, sopii pienille erille prototyyppivaiheessa.

• Soveltuvat skenaariot: Prototyypitys, pieni- ja keskikokoisten erien tuotanto, erityisen soveltuva projekteihin, joissa suunnitelmia muutetaan usein ja joissa kiinnitysosien toistuva valmistus ei ole tarpeellista.

2. AOI-optinen tarkastus

• Ydinominaisuus: Tunnistaa juotesolmukohtien ulkonäkövirheet koneen näköjärjestelmällä, korvaa manuaalisen silmämääräisen tarkastuksen.

• Tekniset ominaisuudet: 3D-visuaalinen kuvantaminen, kykenee havaitsemaan virheitä kuten kylmät juotesolmut, oikosulut, riittämätön juotetta, sekä väärin asennetut/puuttuvat/väärinpäin olevat komponentit.

• Soveltuvat skenaariot: Kokonaisprosessin tarkastus SMT-asennuksen jälkeen, erityisen soveltuva prototyyppilevyille, joissa on 03015-erittäin pienet paketit ja tiheä asennustiheys.

3. ICT-testaus ICT-signaalit sisältävät pääasiassa piirin kytkentää, jännite- ja virta-arvoja, heilahtelukäyriä, amplitudia, kohinaa jne.

II. Toiminnallinen testaus: Ydinrakenteen vaatimusten varmistus

1. Levytasotesti

• Ydinominaisuus: Testataan PCBA-levyn keskeisiä toiminnallisia moduuleja, kuten virtalähteitä, signaalimoduuleja ja liitäntämoduuleja.

• Tekniset ominaisuudet: Mukautetut testikäsikirjoitukset simuloidut todellisia toiminnallisia jännitteitä/signaalisyötteitä ja tuottavat moduulien toiminnan yhteensopivuusraportteja.

• Soveltuvat skenaariot: Yksittäisten toiminnallisten moduulien suunnittelun järkevyyden varmistamiseksi, kuten teollisuuden ohjauspaneelien signaalin siirtomoduulit ja lääkintälaitteiden virtamoduulit.

2. Järjestelmätasoinen testaus

• Ydinominaisuus: PCBA-korttien integrointi kokonaisjärjestelmäksi, jossa testataan koko toiminnallista synergiaa ja suorituskyvyn stabiilisuutta.

• Tekniset ominaisuudet: Todellisten käyttöskenaarioiden simulointi jatkuvan käyttötestauksen varmistamiseksi.

• Soveltuvat skenaariot: Tuoteprototyyppien lopullinen varmistus, jotta varmistetaan, että ne täyttävät loppukäyttäjien vaatimukset, kuten älykkäiden laitteiden toiminnallisuus ja teollisuuslaitteiden yhteistoiminnallisuus.

PCBA-testaus ei ole lisäkustannus, vaan välttämätön suojaviiva tuotteen suunnitteluprototyypistä sarjatuotantoon. Sen ydinmerkitys perustuu neljään keskeiseen ulottuvuuteen, jotka heijastuvat tarkasti aiemmin mainittuihin testityyppeihin:

1. Tutkia valmistusvirheitä välttääkseen massamuokkauksen riskin.

PCBA-tuotannossa jopa pienet virheet voivat johtaa kokonaisvaltaiseen toiminnan epäonnistumiseen. Perustarkastukset, kuten lentävän neulan testaus ja AOI-optinen tarkastus, voivat peittää ytimen vioista kuten johtavuudesta, juotteen ulkonäöstä ja komponenttien asennosta 100 %:sti, estäen näiden ongelmien siirtymisen seuraaviin vaiheisiin – erityisesti prototyyppivaiheessa. Aikainen havaitseminen voi välttää laajamittaisen uudelleen tehtävän työn suunnittelun tai prosessivirheiden vuoksi sarjatuotannossa, mikä vähentää tappioita kymmeniä kertoja.

2. Varmista suunnittelun toteuttamiskelpoisuus ja että toiminnot täyttävät vaatimukset.

Suunnittelupiirustusten teoreettinen perustelu on vahvistettava käytännön testauksen kautta. Levytasoisen ja järjestelmätason testaus voi simuloida oikeita käyttöskenaarioita varmistaakseen, että keskeiset toiminnot, kuten virtalähteen vakaus, signaalien siirto ja moduulien yhteistyö, täyttävät suunnittelun vaatimukset. Tämä tunnistaa tarkasti ongelmatilanteet, joissa "piirustukset ovat toteutettavissa, mutta eivät käytännössä toimivia", ja tarjoaa tietopohjaa suunnittelun optimointiin sekä estää tuotteiden joutumista pois markkinoilta toiminnallisten puutteiden vuoksi tuotteen julkaisun jälkeen.

3. Varmista luotettavuus ja kestävyys, ja paranna tuotteen mainetta.

PCBA:n pitkäaikainen vakaa toiminta on lopputuotteiden keskeinen kilpailuetu. Ympäristön stabiilisuustestaus ja piirikytkentätestaus voivat vahvistaa tuotteiden luotettavuuden ääriolosuhteissa, kuten korkeassa lämpötilassa, kosteudessa ja tärinässä, ja varmistaa jatkuvan toiminnan monimutkaisissa skenaarioissa, kuten teollisuusohjauksessa, autoteollisuuden elektroniikassa ja ulkokäyttöisissä laitteissa. Samanaikaisesti ICT-verkkotestaustoimet havaitsevat komponenttien todelliset parametrit, estävät piilokomponenttivikojen aiheuttaman lyhentyneen tuotteen käyttöiän ja ylläpitävät brändin mainetta.

4. Täytä teollisuuden vaatimukset ja poista kauppaesteet.

Vientipainotteisille tuotteille tai erityisteollisuudelle, kuten lääketeollisuudelle ja autoteollisuudelle, on olemassa selkeät vaatimukset PCBAn vaatimustenmukaisuudelle. Lyijyttömän prosessin vaatimustenmukaisuustestaus voi tuottaa virallisia raportteja, jotka varmistavat, että tuotteet täyttävät kansainväliset ympäristöstandardit; toisaalta piirisillan liitostestaus ja funktionaalinen testaus, jotka noudattavat IPC-610 -standardeja, täyttävät toimialan pääsyn edellytykset ja auttavat tuotteita pääsemään sujuvasti maailmanmarkkinoille ilman hylkäämistä sääntöjen vastaisuuden vuoksi. Yhteenvetona PCBA-testaus on "kustannuksiltaan hallittava" kehitysinvestointi. Sekä prototyyppivaiheessa että massatuotantovaiheessa testaukseen investoiminen tuottaa moninkertaisen palautteen – se ei ainoastaan tunnista ongelmia etukäteen ja vähennä uudelleenvalmistuskustannuksia, vaan myös varmistaa tuotelaadun, nopeuttaa markkinoille tuloaikaa ja laajentaa markkikauppoja. Kingfieldin kattavat testipalvelut takaavat jokaisen PCBA:n sarjatuotantotasoinen luotettavuus ja vaatimustenmukaisuus suljetun silmukan kautta: "tarkka testaus + dataraportointi + optimointiehdotukset".

PCBA-testauksen tarkkuus ja tehokkuus riippuvat suurelta osin ammattimaisen testauslaitteiston tuuesta. Seuraavassa on yllä mainittua testausarvoa vastaavat keskeiset laitetyypit; kaikki nämä ovat Kingfieldin prototyyppien testauksessa käyttämiä alan yleisiä laitteita, jotka tasapainottavat tarkkuutta, tehokkuutta ja skenaariokohtaista sopeutumiskykyä:

Perusviakatselulaitteisto

1. Lentävän kohteen testauslaite Ydinominaisuudet: Tunnistaa PCB:n jatkuvuusvirheet, oikosulut ja katkokset ilman erityisten kiinnittimien tarvetta.

Avainparametrit: Testaus­tarkkuus ±0,03 mm, testaus­nopeus 200 pistettä/sekunti, tukee 1–56 kerroksisia levyjä, pienin reiän halkaisija 0,2 mm.

Laitteiden edut: Sopeutuu pienois­erillisiin prototyyppeihin; eliminoidaan toistuvien kiinnittimien valmistustarve suunnittelukierrosten aikana, mikä vähentää testauskustannuksia.

2. AOI-järjestelmä Ydinominaisuudet: Kone­näkö tunnistaa juotosliitosten virheet (kylmät juotokset, yhdessäjuotokset, riittämätön juotos) sekä komponenttien väärän asennuksen, puuttumisen tai väärän suunnan.

Avainparametrit: 3D-näkökuvaus, 10 μm tarkkuus, tarkastusnopeus 1000 mm²/sekunti, tukee 03015-erittäin pieniä paketteja.

Laitteiden edut: Korvaa manuaalisen silmämääräisen tarkastuksen, tarkkuus ≥99,7 %, saumaton integraatio SMT-tuotantolinjoihin ilman lisätoimitusaikaa.

Toiminnan varmennuslaitteisto

1. Levytasoinen toiminnallinen testausjärjestelmä

Perusteet Simuloi todellisia käyttöolosuhteita testatakseen yksittäisten moduulien, kuten virtalädemoduulien, signaalimoduulien ja liitäntämoduulien, toiminnallisuutta.

Avainparametrit: Jännitteen testausalue 0–60 V, virran tarkkuus ±0,1 mA, signaalin taajuusalue 0–1 GHz. Laitteen edut: Mukautettavat testiskriptit mahdollistavat toiminnallisten vianpaikkojen nopean tunnistamisen ja tarjoavat tarkan tiedon suunnittelun optimointia varten.

2. Järjestelmätasoiset testityökalut

Ydintoiminto: Luo simuloidut käyttöskenaariot kokoonpanetun PCBA:n kokonaisvaltaisen toiminnallisen synergian ja stabiiliuden testaamiseksi.

Avainparametrit: Tukee lämpötilan (-40 ℃ ~ 125 ℃) ja kosteuden (10 % ~ 95 % RH) simulointia jopa 72 tunnin jatkuvassa testauksessa.

Laitteiden edut: Kuvaa jälleen loppukäyttäjän ympäristön, tunnistaa etukäteen järjestelmätasoiset yhteensopivuusongelmat ja välttää uudelleen työstämistä tuotteen julkaisun jälkeen.

Luotettavuus- ja parametrin testauslaitteisto

1. ICT-verkkotesterin ydintoiminto: Tuntee todelliset komponenttiparametrit, tunnistaa kylmät juotokset, virheelliset komponentit ja komponenttiviat.
Avainparametrit:
Testikanavien määrä ≥ 1024, mittaustarkkuus ±0,01 %, testausnopeus ≤ 2 sekuntia/kohta.
Laitteen edut: Vaatii räätälöityjä kiinnikkeitä, sopii keskikokoisten erien testaukseen, jäljitettävissä olevat parametritiedot varmistavat komponenttien tarkkuuden.

2. Ympäristökammion ydintoiminto: Simuloi ääriolosuhteita, testaa PCBAn luotettavuutta korkeassa ja matalassa lämpötilassa, kosteudessa ja tärinässä.
Avainparametrit:
Lämpötila-alue -40 ℃ ~ 150 ℃, kosteusalue 5 % ~ 98 % RH, tärinätaajuus 5 ~ 500 Hz.
Laitteen edut: Varmistaa tuotteiden pitkäaikaisen vakaiden toiminnan, soveltuu monimutkaisiin skenaarioihin kuten teollisuuden ohjaukseen ja auton elektroniikkaan.

Määräystenmukaisuustestauslaitteisto

1. Röntgenfluoresenssispektrometrin ydinominaisuus: Tunnistaa lyijyn määrän juotesliitoksissa ja varmistaa RoHS-yhdenmukaisuuden.
Avainparametrit:
Havaitsemisala: Na-U;
Havaitsemisraja: ≤1 ppm;
Testausaika: ≤3 minuuttia/kortti.
Laitteiden edut: Ei-tuhoava testaus, nopea virallisten yhdenmukaisuusraporttien luominen, kansainvälisten kaupan esteiden poistaminen.

2. Piirikorttien liitoslujuustesterin ydinominaisuus: Testaa korkeataajuisten/tarkkojen PCB-piirikorttien liitoslujuutta ja signaalin siirtovakautta.
Avainparametrit:
Vetovoimatestausalue: 0–50 g;
Tarkkuus: ±0,1 g;
Signaalin testaus taajuus: jopa 60 GHz.
Laitteiden edut: Vastaa IPC-610 -standardia, mikä takaa tuotteen luotettavuuden korkean taajuuden ja tarkkojen sovellusten käytössä.

K1. Mitä tapahtuu, jos dokumentaatio on puutteellinen tai testitavoitteet epäselvät, jolloin testaus saattaa olla epätarkkaa?

V: Jättääksesi täydellisen dokumentoinnin vaatimusten mukaisesti. Mukautettu testaus edellyttää lisäparametreja toiminnasta. Kingfield tarjoaa ilmaisia esikatselupalveluita; tekninen tiimimme voi suositella sopivaa laitteistoa ydinobjektiivien perusteella välttääkseen resurssihukkaa tai keskeisten kohteiden jättämistä huomiotta.

K2. Miten ratkaistaan riittämätön testitarkkuus tai datan vääristyminen vääränlaisen laitteiston valinnan tai virheellisten parametrien asetuksen vuoksi?
A: Valitse varusteet PCB:n monimutkaisuuden perusteella (3D AOI tiheästi kytketyille piireille, lentävä koekärki pienille eräille prototyyppejä varten). Jos et ole varma, ota yhteyttä Kingfieldin insinööreihin. Nouda tarkasti laitteiden parametrien kynnysarvoja, ja varmista että asetukset hallitaan alkuperäisen valmistajan sertifioiman käyttäjän toimesta koko ajan, jotta vältetään PCB:n vaurioituminen tai tietojen menetys liiallisen testauksen vuoksi.

K3. Mitä tulisi tehdä, jos testiraportti näyttää "epäilty vika", tai testi menee läpi mutta toiminto epäonnistuu käytännössä?
A: Kingfield tarjoaa vikaluokittelun ja tulkintapalvelut, merkitsee vikojen vaikutukset sovelluskohtaisesti ja antaa korjaussuositukset. Jos vika osoittautuu muodoltaan "laboratoriotasolla kunnossa mutta käytännössä epäonnistunut", voidaan lisätä systeemitasoisia testejä. Rakennamme räätälöidyn ympäristön, jossa simuloidaan todellisia käyttöolosuhteita ja suoritetaan päästä päähän -varmistus.

Q4. Suuritaajuisen/tarkan PCB-testauksen varsinainen ongelma on signaalihäiriöt, ja lyijyttömien PCB:ien on täytettävä RoHS-yhteensopivuusvaatimukset. Miten tämä voidaan taata?
A: Suuritaajuiset/tarkat levyt testataan suojatulla laboratoriossa, jossa käytetään erityistä 60 GHz:n suuritaajuista laitteistoa. Insinöörit optimoivat testauspisteitä vähentääkseen signaalin vaimenemista. Lyijyttömät PCB:t testataan röntgenfluoresenssispektrometrillä (lyijypitoisuus ≤0,1 %), ja annetaan kansainvälisesti tunnustettu RoHS-yhteensopivuussertifikaatti, joka tukee kolmannen osapuolen virallista sertifiointia.

Q5. Pienten sarjojen prototyyppien testaus on kallista, ja testitulokset menetetään helposti eikä niitä voida jäljittää. Mitkä ovat ratkaisut?
A: Valitse kiinnikkeetön testausratkaisu. Kingfield ei veloita pienistä eristä lisämaksua ja tukee testikohteiden yhdistämistä tarpeen mukaan kustannusten hallintaa varten. Testauksen jälkeen tarjotaan pilvessä tallennetut raporttipalvelut, jotka arkistoivat täysin testidatan, vianäytteet ja optimointiratkaisut helpottaakseen seuranta-iteraatioita ja jäljitettävyyttä.