Testiranje PCB sklopova

Шта је тестирање ПЦБА?

Testiranje PCB sklopova односи се на функционално, перформансно и поуздано тестирање ПЦБА плочица које се спроводи помоћу специјализоване опреме и процеса након завршетка израде празних ПЦБ плоча и монтаже компоненти. Ово је кључни корак у откривању дефекта кола и проверавању исправности производа, што директно одређује квалитет прототипа ПЦБА и могућност касније масовне производње. Да бисте избегли лош квалитет производа, функционално тестирање ПЦБ-а је недвосмислено неопходан корак. Није преувеличавање рећи да је углед компаније уско повезан са њеним ПЦБА-има. Стога није изненађујуће што се стварно тестирање ПЦБА сматра најважнијим делом производног процеса.

Основни циљ тестирања

• Истраживање мане у производњи: као што су хладни лемљени спојеви, мостови, кратки спојеви, прекиди струјних кола, погрешни/недостајући компоненти итд.;

• Провера функционалне исправности: потврдити да пренос сигнала у колу, стабилност напајања, компатибилност интерфејса итд. задовољавају захтеве дизајна;

• Осигурање поузданости: осигурати стабилан рад производа у стварним условима помоћу тестова средине и старења;

• Смањење ризика масовне производње: идентификовати проблеме у дизајну или процесу на време како би се избегло масовно переделање током серијске производње.

Уобичајени типови тестова ПЦБА

• Основни тестови: Тестови летећег пробера, оптичка инспекција АОИ;

• Функционално тестирање: Тестирање на нивоу плате, тестирање на нивоу система;

• Професионално тестирање: Тестирање у колу, тестирање везивања кола;

• Специјализовано тестирање: Тестирање у складу са безоловним процесом, тестирање стабилности у окружењу.

Предности тестне услуге Кингфилд

Користећи наведене способности „вишедимензионалне контроле квалитета“, наша PCBA испитивања не само да обухватају све типове потреба за тестирањем, већ и остварују затворен циклус „тестирање-повратна информација-оптимизација“: преко прецизних података о тестирању, пружамо клијентима предлоге за оптимизацију дизајна, истовремено побољшавајући поузданост и могућност производње прототипа, омогућавајући брзу масовну производњу.

Типови PCBA тестова

Технологија израде штампаних плоча веома је напредна и обухвата бројне кључне фазе, као што су методе производње ПП, набавка и провера компоненти, СМТ монтажа, ДИП паковање, као и састављање и тестирање штампаних плоча. Прецизније речено, састављање и тестирање ПП најкритичнија је фаза унутрашње контроле, која директно одређује перформансе коначног производа. Тестирање ППС захтева одабир одговарајућег решења на основу прототипске фазе, сложености процеса и примене. У наставку су наведени основни детаљи главних типова тестирања у индустрији, сви они представљају зреле модуле услуга компаније Кингфилд:

I. Основна провера: Обухвата кључне недостатке у производњи

1. Тест летећих игала

• Основна функција: Тачно открива проблеме континуитета и кратких спојева на празним или састављеним ПП без потребе за специјалним тестним прихватима.

• Техничке карактеристике: Тачност тестирања ±0,03mm, подржава табле са 1-56 слојева, брзина тестирања 200 тачака/секунду, погодно за мали серијски прототип.

• Прикладни сценарио: Prototipiranje, proizvodnja manjih do srednjih serija, pogotovo pogodno za projekte sa čestim promenama dizajna gde ponovljena izrada pribora nije potrebna.

2. AOI optička inspekcija

• Основна функција: Otkriva greške u izgledu lemnih spojeva putem mašinskog vida, zamenjujući ručnu vizuelnu proveru.

• Техничке карактеристике: 3D vizuelno snimanje, sposobno da otkrije greške kao što su hladni lemljeni spojevi, mostovi, nedovoljno lema, i pomerene/izostale/obrnute komponente.

• Прикладни сценарио: Inspekcija tokom celokupnog procesa nakon SMT postavljanja, pogotovo pogodna za prototipske ploče sa ultra-malim paketima 03015 i visokom gustinom postavljanja.

3. ICT testiranje ICT signali uključuju prekidanje kola, vrednosti napona i struje, oscilacije krive, amplitudu, buku itd.

II. Funkcionalno testiranje: Provera ključnih zahteva dizajna

1. Testiranje na nivou ploče

• Основна функција: Testiranje ključnih funkcionalnih modula PCBA ploče, kao što su moduli napajanja, signalni moduli i interfejsni moduli.

• Техничке карактеристике: Prilagođene testne skripte simuliraju stvarne ulazne napone/signale i izveštaje o usaglašenosti funkcionalnosti izlaznog modula.

• Прикладни сценарио: Da bi se potvrdila racionalnost dizajna pojedinačnih funkcionalnih modula, kao što su moduli prenosa signala ploča za industrijsku kontrolu i moduli napajanja medicinskih uređaja.

2. Testiranje na nivou sistema

• Основна функција: Integracija PCBA ploča u kompletni sistem radi testiranja ukupne funkcionalne sinhronizacije i stabilnosti performansi.

• Техничке карактеристике: Simuliranje realnih scenarija primene za testiranje kontinuiranog rada.

• Прикладни сценарио: Konačna verifikacija prototipa proizvoda kako bi se osiguralo da ispunjavaju zahteve krajnjih korisnika, kao što su funkcionalnost pametne opreme i međuzavisnost performansi industrijske opreme.

PCBA testiranje nije dodatni trošak, već „neophodna linija odbrane“ od prototipa dizajna proizvoda do serije. Njegovo ključno značenje ogleda se u četiri glavna aspekta, koja precizno odzvanjaju različitim tipovima testiranja ranije pomenutim:

1. Istraživanje proizvodnih grešaka kako bi se izbegao rizik masovnog popravka.

U proizvodnji PCBA, čak i manje greške mogu dovesti do potpunog funkcionisanja. Osnovne inspekcije, kao što su testiranje letećim sonda i AOI optička inspekcija, mogu 100% pokriti ključne mane kao što su provodljivost, izgled zavarivanja i montaža komponenti, sprečavajući da se ovi problemi prenesu na sledeće faze — posebno u fazi prototipa. Rano otkrivanje može sprečiti velike popravke usled konstrukcijskih ili procesnih mana tokom masovne proizvodnje, smanjujući gubitke više puta.

2. Proverite izvodljivost dizajna i osigurajte da funkcije zadovoljavaju zahteve.

Теоријски разлози који стоје иза техничких цртежа морају бити проверени кроз практично тестирање. Тестирање на нивоу плате и система може симулирати реалне услове употребе како би се потврдило да ли основне функције, као што су стабилност напајања, пренос сигнала и сарадња модула, задовољавају захтеве дизајна. Ово прецизно идентификује проблеме где је „цртеж изводљив, али није погодан за практичну употребу“, чиме се обезбеђују подаци за оптимизацију дизајна и спречава одсуство производа са тржишта услед функционалних недостатака након лансирања.

3. Осигурајте поузданост и издржљивост, и побољшајте углед производа.

Dugoročno stabilno funkcionisanje PCBAs predstavlja ključnu komparativnu prednost krajnjih proizvoda. Testiranje stabilnosti u okruženju i testiranje vezivanja kola mogu potvrditi pouzdanost proizvoda u ekstremnim uslovima temperature, vlažnosti i vibracija, osiguravajući kontinuiran rad u složenim scenarijima kao što su industrijska kontrola, automobilska elektronika i oprema za spoljašnju upotrebu. Istovremeno, ICT online testiranje otkriva stvarne parametre komponenti, sprečavajući skraćivanje veka trajanja proizvoda usled skrivenih kvarova komponenti i održavajući ugled brenda.

4. Ispunite zahteve za usklađenost sa industrijskim standardima i uklonite trgovinske barijere.

За производе намењене извозу или специјалне индустрије, као што су медицинска и аутомобилска, постоје јасни стандарди усклађености за ППКЕ. Тестирање у складу са безоловним процесом може издати ауторитативне извештаје како би се осигурало да производи испуњавају међународне еколошке стандарде; док тестирање везивања кола и функционално тестирање у складу са стандардима IPC-610 могу задовољити захтеве за приступ индустрији, омогућавајући производима глатко уласкање на глобални тржиште и избегавање одбијања због питања усклађености. Укратко, тестирање ППКЕ је „контролисана инвестиција трошкова“. Било у фази прототипирања или масовне производње, улагање у тестирање може донети поврат неколико пута већи — не само да може унапред пронаћи проблеме и смањити трошкове поновног рада, већ и обезбедити квалитет производа, убрзати излазак на тржиште и проширити приступ тржишту. Кингфилдова потпуна тестна служба обезбеђује да сваки ППКЕ има ниво сигурности и усклађености као масовна производња кроз затворени циклус „прецизног тестирања + фидбека података + предлога за оптимизацију“.

Тачност и ефикасност тестирања ПЦБА у великој мери зависе од подршке професионалне опреме за тестирање. Ниже су наведене основне врсте опреме које одговарају горе поменутој тестној вредности; то је сва опрема коју Кингфилд заправо користи приликом тестирања прототипова, остварујући баланс између тачности, ефикасности и прилагодљивости сценаријима:

Oprema za osnovno otkrivanje grešaka

1. Машинa за тестирање летајућом иглом Основне функције: Открива континуитет, кратке спојеве и прекиде на ПЦБ-у без потребе за специјализованим прихватима.

Кључни параметри: Тачност тестирања ±0,03mm, брзина тестирања 200 тачака/секунду, подршка за плоче са 1-56 слојева, минимални пречник рупе 0,2mm.

Предности опреме: Прилагођена прототипима мале серије; елиминише потребу за поновним израдама прихвата током итерација дизајна, смањујући трошкове тестирања.

2. AOI систем Основне функције: Машинско видно препознавање дефекта лемљења (хладно лемљење, мостови, недовољно лема), као и погрешно постављање, отсуство или обрнута оријентација компоненти.

Кључни параметри: 3D виднење, резолуција 10μm, брзина инспекције 1000mm²/секунд, подршка за 03015 ултра-мале пакете.

Предности опреме: Замењује ручну визуелну инспекцију, тачност ≥99,7%, без проблема се интегрише у SMT производне линије, без додатног времена испоруке.

Oprema za proveru funkcionalnosti

1. Систем за функционално тестирање на нивоу плате

Основне функције: Симулира стварне услове рада ради тестирања функционалности појединачних модула као што су модули напајања, сигнализациони модули и интерфејсни модули.

Кључни параметри: Опсег теста напона 0-60V, тачност струје ±0,1mA, подршка за учестаност сигнала 0-1GHz. Предности опреме: Прилагодљиви тест скриптови омогућавају брзо лоцирање тачака функционалних кварова, обезбеђујући прецизне податке за оптимизацију дизајна.

2. Фиксатуре за тестирање на нивоу система

Основна функција: Гради симулиране сценарије примене ради тестирања укупне функционалне синергије и стабилности интегрисане PCBA плоче.

Кључни параметри: Подршка за симулацију температуре (-40℃~125℃) и влажности (10%~95% RH), са могућношћу непрекидног тестирања до 72 сата.

Предности опреме: Реалистично приказује окружење крајњег корисника, активно открива проблеме компатибилности на нивоу система и спречава поновни рад након лансирања производа.

Oprema za testiranje pouzdanosti i parametara

1. Основна функција ICT онлајн тестера: Открива стварне параметре компоненти, хладне лемове везе, нетачне компоненте и кварове компоненти.
Кључни параметри:
Број тест канала ≥ 1024, тачност мерења ±0,01%, брзина тестирања ≤ 2 секунде/тачка.
Предности опреме: Захтева прилагођене фиксатуре, погодна је за тестирање средњих серија, подаци о параметрима су пративи, чиме се обезбеђује тачност компоненти.

2. Комора за испитивање околине – основна функција: Симулира екстремне услове, тестира поузданост ПЦБА у условима високих и ниских температура, влажности и вибрација.
Кључни параметри:
Опсег температуре -40℃~150℃, опсег влажности 5%~98% РН, учесталост вибрација 5~500Hz.
Предности опреме: Потврђује дугорочно стабилан рад производа, прилагођена је комплексним сценаријима као што су индустријска контрола и аутомобилска електроника.

Oprema za testiranje usklađenosti

1. XRF флуоресцентни спектрометар Основна функција: Открива садржај олове у лемним везама, потврђујући испуњење RoHS стандарда.
Кључни параметри:
Raspon otkrivanja: Na-U;
Граница детекције: ≤1ppm;
Време тестирања: ≤3 минута/плоча.
Предности опреме: Недеструктивно тестирање, брзо генерисање ауторитативних извештаја о испуњењу стандарда, превазилажење баријера у међународној трговини.

2. Тестер чврстоће везова на колу Основна функција: Тестира чврстоћу веза и стабилност преноса сигнала на високofреквентним/прецизним штампаним плочама.
Кључни параметри:
Опсег теста истегљиве силе: 0-50g;
Прецизност: ±0,1g;
Учестаност тестирања сигнала: до 60GHz.
Предности опреме: У складу са IPC-610 стандардом, осигурава поузданост производа у високofреквентним и прецизним применама.

П1. Шта ако непотпуна документација или нејасни циљеви тестирања доведу до нетачног тестирања?

О: Предајте потпуну документацију како је захтевано. Прилагођено тестирање захтева додатне радне параметре. Компанија Kingfield нуди бесплатне услуге прегледа пре тестирања; наш технички тим може препоручити одговарајућу опрему на основу основних циљева како би се избегло траћење ресурса или пропуштање кључних ставки.

П2. Како решити недовољну тачност тестирања или изобличеност података услед неодговарајућег избора опреме или нетачних параметарских поставки?
A: Изаберите опрему на основу сложености ППП (3D AOI за плоче са великим бројем елемената, тестирање летаће звонке за прототипе малих серија). Ако нисте сигурни, консултујте инжењере Кингфилд. Строго поштујте границе параметара опреме, а подешавања мора контролисати сертификован оператор произвођача како би се избегло оштећење ППП или губитак података услед тестирања ван дозвољеног опсега.

П3. Шта урадити ако извештај о тестирању прикаже „сумњив дефект“, или ако тест прође, али функција не ради у стварној употреби?
A: Кингфилд пружа услуге класификације и тумачења дефеката, означавајући утицај дефекта у складу са сценаријима употребе и дајући предлоге за исправку. Ако се установи да је дефект „у лабораторији исправан, али заправо неисправан“, може се додати тестирање на нивоу система. Направићемо прилагођено окружење за симулацију стварних радних услова и обавићемо верификацију од почетка до краја.

P4. Testiranje visokofrekventnih/preciznih štampanih ploča pod uticajem je smetnji signala, a olovne štampane ploče moraju ispunjavati RoHS propise. Kako se to može osigurati?
O: Visokofrekventne/precizne ploče testiraju se u ekraniranoj laboratoriji korišćenjem specijalizovane opreme za visoke frekvencije od 60 GHz. Inženjeri optimizuju tačke testiranja kako bi smanjili slabljenje signala. Olovne štampane ploče testiraju se fluorometrom sa rendgenskim zračenjem (sadržaj olova ≤0,1%) i izdaje se međunarodno priznat izveštaj o usklađenosti sa RoHS, koji podržava tretju stranu autoritativnu sertifikaciju.

P5. Testiranje prototipa u malim serijama je skupo, a rezultati testova se lako gube i ne mogu se pratiti. Koja su rešenja?
A: Изаберите решење за тестирање без накнаде. Kingfield не наплаћује минималну наруџбину за тестирање у малим серијама и подржава комбиновање ставки тестирања по захтеву како би се контролисали трошкови. Након тестирања, обезбеђују се услуге складиштења извештаја на облачном серверу, којима се потпуно архивирају подаци о тестирању, слике екрана са дефектима и решења за оптимизацију, што олакшава даље итерације и праћење.