PCBA testēšana

Kas ir PCBA testēšana?

PCBA testēšana attiecas uz funkcionalitātes, veiktspējas un uzticamības testēšanu, ko veic ar speciālām iekārtām un procesiem pēc PCB tukšās plates ražošanas un komponentu montāžas pabeigšanas. Tas ir būtisks solis shēmas defektu identificēšanā un produkta atbilstības verifikācijā, tieši nosakot PCBA prototipa kvalitāti un turpmākas masveida ražošanas iespējamību. Lai izvairītos no zemas kvalitātes produktiem, funkcionalitātes testēšana nav apšaubāmi neaizstājams solis. Nav pārspīlējums teikt, ka uzņēmuma zīmols cieši saistīts ar tā PCBA. Tāpēc nav pārsteidzoši, ka faktiskā PCBA testēšana tiek uzskatīta par svarīgāko ražošanas procesa daļu.

Galvenais testēšanas mērķis

• Izpētīt ražošanas defektus: piemēram, aukstiem lodējumiem, savienojumiem, īssavienojumiem, pārtrauktiem ķēdēm, nepareiziem/trūkstošiem komponentiem utt.;

• Pārbaudiet funkcionalitātes atbilstību: apstipriniet, ka signālu pārraide, barošanas stabilitāte, interfeisu savietojamība utt. atbilst konstrukcijas prasībām;

• Nodrošiniet uzticamību: nodrošiniet stabili produkta darbību reālos apstākļos, izmantojot vides un novecošanas testus;

• Samaziniet masveida ražošanas riskus: identificējiet konstrukcijas vai procesu problēmas agrīnā stadijā, lai izvairītos no plaša mēroga pārstrādes masveida ražošanas laikā.

Biežākie PCBA testu veidi

• Pamattesti: Lidojošā zondes testēšana, AOI optiskā pārbaude;

• Funkcionālā testēšana: Plāksnes līmeņa testēšana, sistēmas līmeņa testēšana;

• Profesionālā testēšana: Testēšana strāvas shēmā, ķēžu savienojumu testēšana;

• Specializētā testēšana: Bezsvina procesa atbilstības testēšana, vides stabilitātes testēšana.

Kingfield testēšanas pakalpojumu priekšrocības

Izmantojot iepriekš minētās "daudzdimensiju kvalitātes pārbaudes" iespējas, mūsu PCBA testēšana ne tikai aptver visu veidu testēšanas vajadzības, bet arī sasniedz slēgtu ciklu "testēšana-atgriezeniskā saite-optimizācija": precīzu testēšanas datu pamācībā mēs klientiem sniedzam dizaina optimizācijas ieteikumus, vienlaikus uzlabojot prototipa uzticamību un ražošanas ērtību, kā arī veicinot ātru masveida ražošanu.

PCBA testēšanas veidi

PCB montāžas tehnoloģija ir ļoti attīstīta, iesaistot daudzas būtiskas stadijas, piemēram, PCB ražošanas metodes, komponentu iegādi un pārbaudi, SMT montāžu, DIP iepakošanu un drukāto shēmplatīšu montāžu un testēšanu. Konkrētāk, PCB montāža un testēšana ir svarīgākais iekšējās kontroles posms, kas tieši nosaka gala produkta veiktspēju. PCBA testēšanai ir nepieciešams izvēlēties atbilstošu risinājumu, pamatojoties uz prototipa stadiju, procesa sarežģītību un pielietojuma scenāriju. Zemāk ir galvenie svarīgie rūpniecības testēšanas veidi, kuru visi ir nobrieduši pakalpojumu moduļi no Kingfield:

I. Pamata pārbaude: aptver ražošanas būtiskos defektus

1. Lidojošā adatas tests

• Galvenā funkcija: Precīzi noteikt nepārtrauktības un īssavienojuma problēmas tukšās vai saliktās PCB bez speciālu testa stiprinājumu nepieciešamības.

• Tehniskās īpašības: Testēšanas precizitāte ±0,03 mm, atbalsta 1–56 slāņu plates, testēšanas ātrums 200 punkti/sekundē, piemērots maziem partijas prototipiem.

• Piemērotas situācijas: Prototipēšana, mazjaudas līdz vidēja apjoma ražošana, īpaši piemērota projektu izstrādei ar biežām dizaina iterācijām, kad nav nepieciešama atkārtota stiprinājumu izgatavošana.

2. AOI optiskā pārbaude

• Galvenā funkcija: Identificē lodējuma izskata defektus, izmantojot mašīnvīziju, aizstājot manuālo vizuālo pārbaudi.

• Tehniskās īpašības: 3D vizuālā attēlveidošana, spējīga noteikt defektus, piemēram, aukstos lodējumus, savienojumus (bridging), nepietiekamu lodēšanas materiālu, kā arī nepareizi novietotas/iztrūkstošas/pretēji orientētas sastāvdaļas.

• Piemērotas situācijas: Pilna procesa pārbaude pēc SMT uzstādīšanas, īpaši piemērota prototipa plātēm ar ultra-maziem 03015 pakalpojumiem un augstu blīvumu.

3. ICT testēšana ICT signāli galvenokārt ietver ķēžu pārslēgšanu, sprieguma un strāvas vērtības, svārstību līknes, amplitūdu, trokšņus utt.

II. Funkcionālā testēšana: kodolizstrādes prasību verifikācija

1. Plāksnes līmeņa testēšana

• Galvenā funkcija: Testēt PCBA plāksnes kodolfunkcionālos moduļus, piemēram, barošanas moduļus, signāla moduļus un interfeisu moduļus.

• Tehniskās īpašības: Pielāgotie testa skripti simulē reālas darbības sprieguma/signālu ieejas un izvades moduļa funkcionalitātes atbilstības pārbaudes.

• Piemērotas situācijas: Lai pārbaudītu atsevišķu funkciju moduļu konstrukcijas loģiskumu, piemēram, signālu pārraides moduļus rūpnieciskās vadības plātēs un enerģijas moduļus medicīniskajā aprīkojumā.

2. Sistēmas līmeņa testēšana

• Galvenā funkcija: PCBA plates integrēšana pilnīgā sistēmā, lai pārbaudītu vispārējo funkciju sinerģiju un veiktspējas stabilitāti.

• Tehniskās īpašības: Reālu lietojumprogrammu scenāriju simulēšana nepārtrauktai darbības testēšanai.

• Piemērotas situācijas: Galīgā produkta prototipu verifikācija, lai nodrošinātu to atbilstību galalietotāja prasībām, piemēram, gudrās aparatūras funkcionalitātei un rūpnieciskā aprīkojuma savienojuma veiktspējai.

PCBA testēšana nav papildu izmaksas, bet gan "nepieciešama aizsardzības līnija" no produkta dizaina prototipa līdz masveida ražošanai. Tās būtiskā nozīme ir četrās galvenajās dimensijās, precīzi atbalsojot iepriekš minētos dažādos testu veidus:

1. Izpētīt ražošanas defektus, lai izvairītos no masveida pārstrādes riska.

PCBA ražošanā pat nelielas kļūdas var izraisīt vispārēju funkcionalitātes neveiksmi. Pamata pārbaudes, piemēram, lidojošā zondes testēšana un AOI optiskā pārbaude, var 100% aptvert kodoldefektus, piemēram, vadītspēju, lodējumu izskatu un komponentu montāžu, novēršot šo problēmu nonākšanu turpmākos posmos — īpaši prototipa izstrādes stadijā. Agrīna problēmu noteikšana ļauj izvairīties no liela apjoma pārstrādes, ko var izraisīt dizaina vai procesa trūkumi masveida ražošanas laikā, samazinot zaudējumus desmitkārt.

2. Pārbaudiet dizaina realizējamību un nodrošiniet, ka funkcijas atbilst prasībām.

Projektēšanas rasējumu teorētiskais pamatojums ir jāpārbauda ar praktiskiem testiem. Platīšu un sistēmu līmeņa testēšana var simulēt reālas lietošanas situācijas, lai pārbaudītu, vai galvenas funkcijas, piemēram, barošanas stabilitāte, signālu pārraide un moduļu sadarbība, atbilst projektēšanas prasībām. Tas precīzi identificē problēmas, kurās "rasējumi ir izpildāmi, taču praktiski neizmantojami", nodrošinot datu atbalstu dizaina optimizācijai un novēršot to, ka produkti pēc izlaišanas tiek nofazēti no tirgus dēļ funkciju trūkumiem.

3. Nodrošināt uzticamību un izturību, kā arī uzlabot produkta reputāciju.

Ilgstoša PCB darbība ir galvenā konkurences priekšrocība gala produktiem. Vides stabilitātes testēšana un shēmas savienojumu pārbaude var apstiprināt produktu uzticamību ekstrēmos temperatūras, mitruma un vibrācijas apstākļos, nodrošinot nepārtrauktu darbību sarežģītos scenārijos, piemēram, rūpnieciskajā vadībā, automašīnu elektronikā un āra aprīkojumā. Tajā pašā laikā ICT tiešsaistes testēšana nosaka komponentu faktiskos parametrus, novēršot produktu kalpošanas laika saīsināšanos dēļ slēptām komponentu kļūdām un saglabājot zīmola reputāciju.

4. Atbilst nozares atbilstības prasībām un pārvar tirdzniecības barjeras.

Eksportam orientētiem produktiem vai speciālām nozarēm, piemēram, medicīnas un automaģistrālēm, ir skaidri atbilstības standarti PCB montāžām. Bezsvina procesa atbilstības testēšana var izdot autoritatīvus ziņojumus, lai nodrošinātu, ka produkti atbilst starptautiskajiem vides standartiem; savukārt shēmas līmēšanas testēšana un funkcionalitātes pārbaudes saskaņā ar IPC-610 standartiem var apmierināt nozares piekļuves prasības, palīdzot produktiem veiksmīgi iekļūt globālajā tirgū un izvairīties no noraidījuma dēļ atbilstības problēmām. Kopumā PCBA testēšana ir "kontrolējama izmaksu" uzņēmējdarbības ieguldījums. Gan prototipa izstrādes, gan masveida ražošanas posmā ieguldījumi testēšanā var atnest vairākkārt lielāku peļņu — tie ne tikai ļauj iepriekš identificēt problēmas un samazināt pārstrādes izmaksas, bet arī nodrošina produkta kvalitāti, paātrina iziešanu tirgū un paplašina piekļuvi tirgiem. Kingfield pilna cikla testēšanas pakalpojumi nodrošina, ka katrs PCBA ir uzticams un atbilstīgs masveida ražošanas līmenim, izmantojot aizvērtu cilpu „precīzs testēšana + datu atgriezeniskā saite + optimizācijas ieteikumi“.

PCBA testēšanas precizitāte un efektivitāte lielā mērā ir atkarīga no profesionālas testēšanas iekārtu atbalsta. Zemāk ir norādīti galvenie iekārtu veidi, kas atbilst iepriekšminētajām testēšanas vērtībām; visas šīs iekārtas ir tiešām plaši izmantotas Kingfield prototipu testēšanā, nodrošinot līdzsvaru starp precizitāti, efektivitāti un pielāgošanos dažādiem scenārijiem:

Pamata defektu detekcijas aprīkojums

1. Lidojošā zondes testēšanas mašīna Galvenās funkcijas: Pārbauda PCB savienojumu, īssavienojumu un pārtraukumu, neprasot speciālas stiprinājuma ierīces.

Galvenie parametri: Testēšanas precizitāte ±0,03 mm, testēšanas ātrums 200 punkti/sekundē, atbalsta 1–56 slāņu plates, minimālais caurules diametrs 0,2 mm.

Iekārtu priekšrocības: Pielāgojama maziem sērijas paraugiem; novērš nepieciešamību atkārtoti izgatavot stiprinājuma ierīces projektēšanas iterāciju laikā, samazinot testēšanas izmaksas.

2. AOI sistēmas kodolfunkcijas: Mašīnvīzijas identifikācija lodējumu defektu (auksti lodējumi, savienojumi, nepietiekams lodēšanas materiāls) un nepareiza / trūkstoša / apgriezta komponentu novietošana.

Galvenie parametri: 3D vīzijas attēlveidošana, 10 μm izšķirtspēja, 1000 mm²/sek pārbaudes ātrums, atbalsta 03015 ultra-mazos pakalpojumus.

Iekārtu priekšrocības: Aizstāj rokas darba vizuālo pārbaudi, precizitāte ≥99,7 %, bez problēmām integrējas ar SMT ražošanas līnijām, bez papildu piegādes laika.

Funkcionālās pārbaudes aprīkojums

1. Plates līmeņa funkcionālās pārbaudes sistēma

Kodolfunkcijas: Imitē reālas ekspluatācijas apstākļus, lai pārbaudītu atsevišķu moduļu funkcionalitāti, piemēram, barošanas moduļus, signālu moduļus un interfeisu moduļus.

Galvenie parametri: Sprieguma testa diapazons 0–60 V, strāvas precizitāte ±0,1 mA, signāla frekvences atbalsts 0–1 GHz. Iekārtas priekšrocības: pielāgojami testa skripti ļauj ātri noteikt funkcionālo atteikumu vietas, nodrošinot precīzus datus dizaina optimizācijai.

2. Sistēmas līmeņa testēšanas stiprinājumi

Kodolfunkcija: Izveido simulētas lietojumprogrammu scenārijus, lai pārbaudītu integrētās PCBA vispārējo funkcionalitātes sinerģiju un stabilitāti.

Galvenie parametri: Atbalsta temperatūras (-40 ℃~125 ℃) un mitruma (10%~95% RH) simulēšanu, ar nepārtrauktu testēšanu līdz pat 72 stundām.

Iekārtu priekšrocības: Atkārto galalietotāja vidi, proaktīvi identificē sistēmas līmeņa savietojamības problēmas un izvairās no pārstrādes pēc produkta izlaišanas.

Uzticamības un parametru testēšanas aprīkojums

1. ICT tiešsaistes testētāja pamatfunkcija: atklāj faktiskos komponentu parametrus, nosaka aukstās lodēšanas vietas, nepareizos komponentus un komponentu bojājumus.
Galvenie parametri:
Testa kanālu skaits ≥ 1024, mērījumu precizitāte ±0,01%, testēšanas ātrums ≤ 2 sekundes/viens punkts.
Iekārtas priekšrocības: nepieciešamas pielāgotas stiprinājuma ierīces, piemērotas vidēja apjoma testēšanai, izsekojami parametru dati, nodrošinot komponentu precizitāti.

2. Vides testa kamera – pamatfunkcija: simulē ekstrēmas vides apstākļus, pārbauda PCBA uzticamību augstās un zemās temperatūrās, mitrumā un vibrācijās.
Galvenie parametri:
Temperatūras diapazons -40℃~150℃, mitruma diapazons 5%~98% RH, vibrācijas frekvence 5~500 Hz.
Iekārtu priekšrocības: Verificē produktu ilgtermiņa stabilu darbību, pielāgojas sarežģītiem scenārijiem, piemēram, rūpniecības vadībai un automašīnu elektronikai.

Atbilstības testēšanas aprīkojums

1. XRF Fluorescences spektrometrs Galvenā funkcija: Noteic svina saturu lodējumos, verificējot atbilstību RoHS prasībām.
Galvenie parametri:
Detekcijas diapazons: Na-U;
Noteikšanas robeža: ≤1 ppm;
Testēšanas laiks: ≤3 minūtes/plāksne.
Iekārtu priekšrocības: Beznedzīga testēšana, ātra autoritatīvu atbilstības ziņojumu ģenerēšana, starptautisko tirdzniecības barjeru likvidēšana.

2. Ķēdes līmēšanas stiprības testētāja galvenā funkcija: Testē līmēšanas stiprību un signāla pārraides stabilitāti augstfrekvences/precīziem PCB.
Galvenie parametri:
Velkospēka testēšanas diapazons: 0-50 g;
Precīzs: ±0,1 g;
Signāla testēšanas frekvence: līdz 60 GHz.
Iekārtu priekšrocības: Atbilst IPC-610 standartam, nodrošinot produkta uzticamību augstfrekvences un precīzās lietojumprogrammās.

J1. Ko darīt, ja nepilnīga dokumentācija vai neskaidri testēšanas mērķi rada neprecīzu testēšanu?

A: Iesniedziet nepieciešamo pilno dokumentāciju. Pielāgotai testēšanai nepieciešami papildu ekspluatācijas parametri. Kingfield piedāvā bezmaksas priekšpārbaudes pakalpojumus; mūsu tehniskā komanda var ieteikt piemērotu aprīkojumu, pamatojoties uz galvenajiem mērķiem, lai izvairītos no resursu izšķiešanas vai svarīgu punktu izlaišanas.

J2. Kā novērst nepietiekamu testa precizitāti vai datu izkropļojumu, kas izraisīts nepareiza aprīkojuma izvēles vai nepareizu parametru iestatījumu dēļ?
A: Izvēlieties aprīkojumu, pamatojoties uz PCB sarežģītību (3D AOI augstas blīvuma plātēm, lidojošā proba testēšana maziem sērijas prototipiem). Ja neesat pārliecināts, sazinieties ar Kingfield inženieriem. Stingri ievērojiet aprīkojuma parametru sliekšņus, iestatījumus kontrolējot sākotnējā ražotāja sertificētam operatoram, lai izvairītos no PCB bojājumiem vai datu zuduma, pārsniedzot testēšanas robežas.

J3. Ko darīt, ja testa ziņojumā parādās „aizdomas par defektu” vai tests ir veiksmīgs, bet funkcija nedarbojas faktiskās lietošanas laikā?
A: Kingfield nodrošina defektu klasifikāciju un interpretācijas pakalpojumus, atzīmējot defektu ietekmi atkarībā no pielietojuma scenārijiem un sniedzot labojumu ieteikumus. Ja tiek konstatēts, ka defekts ir „laboratorijā kvalificēts, bet faktiski nedarbojas”, var papildināt ar sistēmas līmeņa testēšanu. Mēs izveidosim pielāgotu vidi, lai simulētu faktiskos darba apstākļus un pabeigtu galu līdz galam pārbaudi.

Q4. Augstfrekvences/precīzes PCB testēšanu ietekmē signālu traucējumi, un bezsvina PCB ir jāatbilst RoHS prasībām. Kā to var nodrošināt?
A: Augstfrekvences/precīzas plates tiek testētas ekrānētā laboratorijā, izmantojot speciālu 60 GHz augstfrekvences aprīkojumu. Inženieri optimizē testa punktus, lai samazinātu signāla vājināšanos. Bezsvina PCB tiek testētas, izmantojot XRF fluorescences spektrometru (svina saturs ≤0,1 %), un tiek izsniegts starptautiski atzīts RoHS atbilstības ziņojums, kas atbalsta trešo pušu autoritatīvu sertifikāciju.

Q5. Maziem partijām prototipu testēšana ir dārga, un testu reģistri viegli zūd un nav izsekojami. Kādi ir risinājumi?
A: Izvēlieties testēšanas risinājumu bez ierīcēm. Kingfield neuzliek minimālā pasūtījuma papildus maksu mazapjomu testēšanai un atbalsta testa elementu kombināciju pēc pieprasījuma, lai kontrolētu izmaksas. Pēc testēšanas tiek nodrošināti mākonī datu glabāšanas pakalpojumi, pilnībā arhivējot testa datus, defektu ekrānattēlus un optimizācijas risinājumus, kas atvieglo turpmākas iterācijas un izsekojamību.