Teste de PCBA

O que é teste de PCBA?

Teste de PCBA refere-se aos testes funcionais, de desempenho e de confiabilidade de placas PCBA realizados com equipamentos e processos especializados após a fabricação da placa nua PCB e a montagem dos componentes. É uma etapa crucial para identificar defeitos nos circuitos e verificar a conformidade do produto, determinando diretamente a qualidade do protótipo de PCBA e a viabilidade da produção em massa subsequente. Para evitar qualidade inferior do produto, o teste funcional de PCB é sem dúvida uma etapa indispensável. Não é exagero dizer que a reputação da marca de uma empresa está estreitamente relacionada aos seus PCBAs. Portanto, não é surpreendente que o teste real de PCBA seja considerado a parte mais importante do processo de produção.

Objetivo principal do teste

• Investigar defeitos de fabricação: como soldas frias, pontes, curtos-circuitos, circuitos abertos, componentes incorretos/ausentes, etc.;

• Verificar conformidade funcional: confirmar que a transmissão de sinais do circuito, estabilidade da fonte de alimentação, compatibilidade de interface, etc., atendem aos requisitos de projeto;

• Garantir confiabilidade: garantir funcionamento estável do produto em cenários reais por meio de testes ambientais e de envelhecimento;

• Reduzir riscos de produção em massa: identificar problemas de projeto ou processo precocemente para evitar retrabalhos em larga escala durante a produção em massa.

Tipos Comuns de Testes em PCBA

• Testes Básicos: Testes com sonda volante, inspeção óptica AOI;

• Testes Funcionais: Testes em nível de placa, Testes em nível de sistema;

• Testes Profissionais: Testes em circuito, Testes de ligação de circuito;

• Testes Especializados: Testes de conformidade com processo isento de chumbo, Testes de estabilidade ambiental.

Vantagens do Serviço de Testes Kingfield

Aproveitando as mencionadas capacidades de "inspeção de qualidade multidimensional", nossos testes de PCBA não apenas atendem a todas as necessidades de teste, mas também alcançam um ciclo fechado de "teste-retroalimentação-otimização": por meio de dados de teste precisos, fornecemos aos clientes sugestões de otimização de projeto, melhorando simultaneamente a confiabilidade e a capacidade de fabricação dos protótipos e facilitando a rápida produção em massa.

Tipos de Teste de PCBA

A tecnologia de montagem de PCB é altamente avançada, envolvendo diversas etapas cruciais, como métodos de produção de PCB, aquisição e revisão de componentes, montagem SMT, embalagem DIP e montagem e testes de placas de circuito impresso. Mais especificamente, a montagem e os testes de PCB são a etapa mais crítica de controle interno, determinando diretamente o desempenho do produto final. Os testes de PCBA exigem a seleção de uma solução apropriada com base na fase do protótipo, na complexidade do processo e no cenário de aplicação. Abaixo estão os detalhes principais dos tipos de teste mais utilizados na indústria, todos eles módulos de serviço maduros da Kingfield:

I. Inspeção Básica: Abrangendo Defeitos Centrais na Fabricação

1. Teste com Agulhas Móveis

• Função Principal: Detecta com precisão problemas de continuidade e curto-circuito em PCBs nuas ou montadas, sem necessidade de dispositivos de teste especializados.

• Características Técnicas: Precisão de teste ±0,03 mm, suporta placas de 1 a 56 camadas, velocidade de teste de 200 pontos/segundo, adequado para prototipagem de pequenos lotes.

• Cenários Aplicáveis: Prototipagem, produção de pequenos a médios lotes, especialmente adequada para projetos com iterações frequentes de design e onde a fabricação repetida de dispositivos de fixação é desnecessária.

2. Inspeção Óptica AOI

• Função Principal: Identifica defeitos no aspecto das juntas de solda através de visão computacional, substituindo a inspeção visual manual.

• Características Técnicas: imagem visual 3D, capaz de detectar defeitos como soldas frias, pontes de solda, solda insuficiente e componentes desalinhados, faltando ou invertidos.

• Cenários Aplicáveis: Inspeção em todo o processo após colocação SMT, especialmente adequada para placas de protótipo com pacotes ultrapequenos 03015 e colocação de alta densidade.

3. Teste ICT: sinais ICT incluem principalmente comutação de circuito, valores de tensão e corrente, curvas de flutuação, amplitude, ruído, etc.

II. Teste Funcional: Verificação dos Requisitos Principais do Design

1. Teste em nível de placa

• Função Principal: Para testar módulos funcionais principais de uma placa PCBA, como módulos de alimentação, módulos de sinal e módulos de interface.

• Características Técnicas: Scripts de teste personalizados simulam entradas reais de tensão/sinal e geram relatórios de conformidade da funcionalidade do módulo de saída.

• Cenários Aplicáveis: Verificar a racionalidade do projeto de módulos funcionais individuais, como módulos de transmissão de sinal de placas de controle industrial e módulos de energia de equipamentos médicos.

2. Testes em nível de sistema

• Função Principal: Integrar placas PCBA em um sistema completo para testar a sinergia funcional geral e a estabilidade de desempenho.

• Características Técnicas: Simular cenários de aplicação do mundo real para testes contínuos de operação.

• Cenários Aplicáveis: Verificação final de protótipos de produtos para garantir que atendam aos requisitos dos usuários finais, como a funcionalidade de hardware inteligente e o desempenho de interligação de equipamentos industriais.

Os testes de PCBA não são um custo adicional, mas sim uma "barreira necessária" desde o protótipo de projeto do produto até a produção em massa. Seu significado central reside em quatro dimensões-chave, refletindo precisamente os diversos tipos de testes mencionados anteriormente:

1. Identificar defeitos de fabricação para evitar o risco de retrabalho em massa.

Na produção de PCBA, mesmo erros menores podem levar a falhas funcionais completas. Inspeções básicas, como testes com sonda volante e inspeção óptica AOI, podem cobrir 100% dos defeitos principais, como condutividade, aparência das soldas e montagem de componentes, evitando que esses problemas passem para estágios subsequentes — especialmente na fase de prototipagem. A detecção precoce pode evitar retrabalhos em larga escala devido a falhas de projeto ou processo durante a produção em massa, reduzindo as perdas em dezenas de vezes.

2. Verificar a viabilidade do projeto e garantir que as funções atendam aos requisitos.

A justificativa teórica por trás dos desenhos de projeto precisa ser verificada por meio de testes práticos. Testes em nível de placa e em nível de sistema podem simular cenários reais de aplicação para verificar se funções essenciais, como estabilidade da alimentação elétrica, transmissão de sinal e colaboração entre módulos, atendem aos requisitos de projeto. Isso identifica com precisão problemas em que "os desenhos são viáveis, mas não utilizáveis na prática", fornecendo suporte de dados para a otimização do projeto e evitando que os produtos sejam descartados pelo mercado devido a defeitos funcionais após o lançamento.

3. Garantir confiabilidade e durabilidade, e aumentar a reputação do produto.

A operação estável a longo prazo de PCBAs é uma vantagem competitiva essencial dos produtos finais. Testes de estabilidade ambiental e testes de ligação de circuitos podem verificar a confiabilidade dos produtos sob condições extremas de temperatura, umidade e vibração, garantindo o funcionamento contínuo em cenários complexos, como controle industrial, eletrônica automotiva e equipamentos externos. Simultaneamente, testes online ICT detectam os parâmetros reais dos componentes, evitando a redução da vida útil do produto devido a falhas latentes nos componentes e mantendo a reputação da marca.

4. Atender aos requisitos de conformidade do setor e derrubar barreiras comerciais.

Para produtos voltados à exportação ou indústrias especiais, como as médicas e automotivas, existem normas claras de conformidade para PCBAs. Os testes de conformidade com processo livre de chumbo podem emitir relatórios autorizados, garantindo que os produtos atendam às normas ambientais internacionais; já os testes de ligação de circuitos e testes funcionais conforme as normas IPC-610 atendem aos requisitos de acesso ao setor, ajudando os produtos a ingressar no mercado global sem problemas de rejeição por questões de conformidade. Em resumo, o teste de PCBA é um investimento estratégico com "custo controlável". Tanto na fase de protótipo quanto na produção em massa, o investimento em testes pode gerar retornos múltiplos — não apenas identificando problemas antecipadamente e reduzindo custos de retrabalho, mas também assegurando a qualidade do produto, acelerando o tempo de lançamento no mercado e ampliando o acesso a novos mercados. Os serviços completos de testes da Kingfield garantem que cada PCBA tenha confiabilidade e conformidade em nível de produção em massa, por meio de um ciclo fechado de "testes precisos + feedback de dados + sugestões de otimização".

A precisão e eficiência dos testes de PCBA dependem em grande parte do suporte de equipamentos de teste profissionais. A seguir estão os tipos principais de equipamentos correspondentes ao valor de teste mencionado acima; todos são equipamentos amplamente utilizados pela Kingfield nos testes de protótipos, equilibrando precisão, eficiência e adaptabilidade aos cenários:

Equipamento Básico de Detecção de Defeitos

1. Máquina de teste por sonda volante Funções principais: Detecta continuidade, curtos-circuitos e circuitos abertos em PCBs sem necessidade de fixações especializadas.

Parâmetros principais: Precisão do teste ±0,03 mm, velocidade de teste 200 pontos/segundo, suporta placas de 1 a 56 camadas, diâmetro mínimo do furo 0,2 mm.

Vantagens do equipamento: Adaptável a protótipos de pequenos lotes; elimina a necessidade de fabricação repetida de fixações durante iterações de projeto, reduzindo os custos de teste.

2. Sistema AOI Funções principais: Identificação por visão computacional de defeitos em soldas (soldas frias, pontes, solda insuficiente) e montagem incorreta/falta/posição invertida de componentes.

Parâmetros principais: imagem de visão 3D, resolução de 10μm, velocidade de inspeção de 1000 mm²/segundo, suporta pacotes ultra-pequenos 03015.

Vantagens do equipamento: Substitui a inspeção visual manual, precisão ≥99,7%, integração perfeita com linhas de produção SMT, sem tempo adicional de entrega.

Equipamento de Verificação Funcional

1. Sistema de teste funcional em nível de placa

Funções essenciais: Simula condições operacionais reais para testar a funcionalidade de módulos individuais, como módulos de alimentação, módulos de sinal e módulos de interface.

Parâmetros principais: Faixa de tensão de teste 0-60 V, precisão de corrente ±0,1 mA, suporte de frequência de sinal 0-1 GHz. Vantagens do equipamento: scripts de teste personalizáveis permitem localizar rapidamente pontos de falha funcionais, fornecendo dados precisos para otimização de projeto.

2. Fixações de teste em nível de sistema

Função principal: Cria cenários de aplicação simulados para testar a sinergia funcional geral e a estabilidade da PCBA integrada.

Parâmetros principais: Suporta simulação de temperatura (-40 ℃ ~ 125 ℃) e umidade (10% ~ 95% UR), com testes contínuos de até 72 horas.

Vantagens do equipamento: Recria o ambiente do usuário final, identifica proativamente problemas de compatibilidade em nível de sistema e evita retrabalho após o lançamento do produto.

Equipamento de Teste de Confiabilidade e Parâmetros

1. Função principal do Testador Online ICT: Detecta parâmetros reais dos componentes, identifica soldas frias, componentes incorretos e falhas nos componentes.
Parâmetros principais:
Número de canais de teste ≥ 1024, precisão de medição ±0,01%, velocidade de teste ≤ 2 segundos/ponto.
Vantagens do equipamento: Requer fixações personalizadas, adequado para testes em lotes médios, dados paramétricos rastreáveis, garantindo a precisão dos componentes.

2. Função principal da Câmara de Teste Ambiental: Simula ambientes extremos, testa a confiabilidade da PCBA sob altas e baixas temperaturas, umidade e vibração.
Parâmetros principais:
Faixa de temperatura -40℃~150℃, faixa de umidade 5%~98% RH, frequência de vibração 5~500Hz.
Vantagens do equipamento: Verifica a operação estável prolongada dos produtos, adaptável a cenários complexos como controle industrial e eletrônicos automotivos.

Equipamento de Teste de Conformidade

1. Função principal do Espectrômetro de Fluorescência XRF: Detecta o teor de chumbo em juntas de solda, verificando a conformidade com a RoHS.
Parâmetros principais:
Faixa de detecção: Na-U;
Limite de detecção: ≤1ppm;
Tempo de teste: ≤3 minutos/placa.
Vantagens do equipamento: Teste não destrutivo, geração rápida de relatórios de conformidade autorizados, superando barreiras comerciais internacionais.

2. Função principal do Testador de Resistência de Ligação em Circuitos: Testa a resistência da ligação e a estabilidade da transmissão de sinal em PCBs de alta frequência/precisão.
Parâmetros principais:
Faixa de teste de força de tração: 0-50g;
Precisão: ±0,1 g;
Frequência de teste de sinal: até 60 GHz.
Vantagens do equipamento: Conforme com o padrão IPC-610, garantindo a confiabilidade do produto em aplicações de alta frequência e precisão.

P1. O que fazer se a documentação incompleta ou objetivos de teste pouco claros levarem a testes imprecisos?

R: Envie a documentação completa conforme exigido. Testes personalizados exigem parâmetros operacionais complementares. A Kingfield oferece serviços gratuitos de pré-análise; nossa equipe técnica pode recomendar equipamentos adequados com base nos objetivos principais, evitando desperdício de recursos ou omissão de itens essenciais.

P2. Como resolver imprecisão insuficiente nos testes ou distorção de dados devido à seleção inadequada de equipamentos ou configurações incorretas de parâmetros?
A: Selecione o equipamento com base na complexidade da PCB (AOI 3D para placas de alta densidade, teste por sonda volante para protótipos de pequenos lotes). Se não tiver certeza, consulte os engenheiros da Kingfield. Adira rigorosamente aos limites dos parâmetros do equipamento, com as configurações controladas por um operador certificado pelo fabricante original durante todo o processo, evitando danos à PCB ou perda de dados devido a testes fora da faixa.

P3. O que fazer se o relatório de teste indicar "defeito suspeito", ou se o teste for aprovado, mas a função falhar durante o uso real?
A: A Kingfield oferece serviços de classificação e interpretação de defeitos, marcando o impacto dos defeitos de acordo com os cenários de aplicação e fornecendo sugestões de correção. Se for identificado um defeito como "qualificado em laboratório, mas falhou na prática", pode-se complementar com testes em nível de sistema. Nós criaremos um ambiente personalizado para simular as condições reais de funcionamento e realizar a verificação completa de ponta a ponta.

Q4. Os testes de PCB de alta frequência/precisão são afetados por interferência de sinal, e os PCBs livres de chumbo devem atender à conformidade RoHS. Como isso pode ser garantido?
A: Placas de alta frequência/precisão são testadas em laboratório blindado utilizando equipamentos dedicados de alta frequência de 60 GHz. Os engenheiros otimizam os pontos de teste para reduzir a atenuação do sinal. Os PCBs livres de chumbo são testados com um espectrômetro de fluorescência de raios X (teor de chumbo ≤0,1%), sendo emitido um relatório de conformidade RoHS reconhecido internacionalmente, com suporte para certificação autorizada por terceiros.

Q5. Os testes de protótipos em pequenos lotes são onerosos, e os registros de teste são facilmente perdidos e não rastreáveis. Quais são as soluções?
A: Escolha uma solução de teste sem encargos fixos. A Kingfield não cobra taxa mínima de pedido para testes em pequena escala e permite a combinação sob demanda de itens de teste para controle de custos. Após os testes, são oferecidos serviços de armazenamento em nuvem de relatórios, arquivando completamente os dados dos testes, capturas de tela de defeitos e soluções de otimização, facilitando iterações subsequentes e rastreabilidade.