PCBA-testning

Vad är PCBA-test?

PCBA-testning syftar på funktions-, prestanda- och tillförlitlighetstest av PCBA-kort som utförs med särskild utrustning och processer efter att tillverkningen av PCB-kortet och monteringen av komponenter är slutförd. Det är ett avgörande steg för att identifiera kretsfel och verifiera produktens överensstämmelse, vilket direkt avgör kvaliteten på PCBA-prototypen och möjligheten till efterföljande serieproduktion. För att undvika dålig produktkvalitet är funktionstest av PCB utan tvekan ett omissligt steg. Det är ingen överdrift att säga att ett företags varumärkesreputation är nära kopplad till dess PCBAs. Därför är det inte förvånande att faktisk PCBA-testning anses vara den viktigaste delen av produktionsprocessen.

Kärntestmål

• Undersöka tillverkningsdefekter: till exempel kalla lödningar, kortslutningar, kortslutningar, öppna kretsar, felaktiga/saknade komponenter, etc.;

• Verifiera funktionsmässig överensstämmelse: bekräfta att kretssignaler, strömförsörjningsstabilitet, gränssnittskompatibilitet, etc., uppfyller konstruktionskraven;

• Säkerställ tillförlitlighet: säkerställ stabil produktfunktion i verkliga scenarier genom miljö- och åldringstester;

• Minska risker vid massproduktion: identifiera design- eller processproblem i ett tidigt skede för att undvika omfattande omarbetning vid massproduktion.

Vanliga typer av PCBA-tester

• Grundläggande testning: Flygprobetestning, AOI-optisk inspektion;

• Funktionell testning: Testning på kretskortsnivå, testning på systemnivå;

• Professionell testning: In-krets testning, kopplingstestning;

• Specialiserad testning: Testning för blyfri processöverensstämmelse, testning av miljöstabilitet.

Kingfields fördelar med testtjänster

Genom att utnyttja de ovan nämnda "flerdimensionella kvalitetsinspektions"-funktionerna täcker vår PCBA-testning inte bara alla typer av testbehov, utan uppnår även en sluten loop av "testning-återkoppling-optimering": genom noggranna testdata ger vi kunderna förslag på designoptimering, förbättrar samtidigt prototypens tillförlitlighet och tillverkningsbarhet samt underlättar snabb serieproduktion.

Typer av PCBA-test

PCB-monteringsteknik är mycket avancerad och innebär många viktiga steg såsom PCB-tillverkningsmetoder, komponentinköp och granskning, SMT-montering, DIP-förpackning samt montering och testning av kretskort. Mer specifikt är PCB-montering och testning det viktigaste interna kontrollsteget, vilket direkt avgör den slutgiltiga produktens prestanda. PCBA-testning kräver att en lämplig lösning väljs utifrån prototypstadiet, processkomplexiteten och användningsscenariot. Nedan följer kärninnehållet i de dominerande testtyperna inom branschen, alla är mogna tjänstemoduler från Kingfield:

I. Grundläggande inspektion: Täcker kärndefekter i tillverkningen

1. Flying Needle-test

• Kärnfunktion: Upptäcker exakt kontinuitets- och kortslutningsfel på nakna eller monterade PCB:ar utan behov av specialanpassade testfixturer.

• Tekniska egenskaper: Testningsnoggrannhet ±0,03 mm, stödjer 1–56-lagers kort, testhastighet 200 punkter/sekund, lämplig för små serieprototyper.

• Tillämpliga scenarier: Prototypframställning, liten till medelstor serieproduktion, särskilt lämplig för projekt med frekventa designiterationer där upprepad fixturframställning är onödig.

2. AOI-optisk inspektion

• Kärnfunktion: Identifierar loddförbindningsytdefekter genom maskinsyn, ersätter manuell visuell inspektion.

• Tekniska egenskaper: 3D-visuell avbildning, kapabel att upptäcka defekter såsom kalla loddförbindningar, kortslutningar, otillräckligt lodd, samt felplacerade/saknade/vända komponenter.

• Tillämpliga scenarier: Helprocessinspektion efter SMT-placering, särskilt lämplig för prototypkort med 03015 ultrasmå paket och hög täthet i komponentplacering.

3. ICT-testning ICT-signaler inkluderar främst kretsswitching, spännings- och strömavläsningar, fluktuationkurvor, amplitud, brus etc.

II. Funktionell testning: Verifiering av kärndesignkrav

1. Kortnivåtestning

• Kärnfunktion: För att testa kärnfunktionsmoduler på en PCBA-kort, såsom effektmoduler, signalmoduler och gränssnittsmoduler.

• Tekniska egenskaper: Anpassade testskript simulerar faktiska driftsspänningar/signalinmatningar och genererar rapporter om utmatningsmodulernas efterlevnad.

• Tillämpliga scenarier: För att verifiera designens rationellt för enskilda funktionsmoduler, såsom signalöverföringsmoduler i styrkort för industriell styrning och effektmoduler i medicinsk utrustning.

2. Systemnivåtestning

• Kärnfunktion: Integrera PCBA-kort i ett komplett system för att testa helhetsfunktionernas samverkan och prestandastabilitet.

• Tekniska egenskaper: Simulering av riktiga användningsscenarier för kontinuerlig driftstestning.

• Tillämpliga scenarier: Slutlig verifiering av produktprototyper för att säkerställa att de uppfyller slutanvändarens krav, såsom funktionalitet i smarta hårdvaror och samspelet i industriell utrustning.

PCBA-testning är inte en extra kostnad, utan snarare en "nödvändig skyddslinje" från produktutveckling och prototyp till massproduktion. Dess kärnbetydelse ligger inom fyra nyckelaspekter, vilket exakt speglar de olika testtyper som nämnts tidigare:

1. Identifiera tillverkningsfel för att undvika risken för omfattande omarbete.

I PCBA-produktion kan även mindre fel leda till total funktionsfel. Grundläggande inspektioner som flygprovnings-testning och AOI optisk inspektion kan till 100 % täcka kärndefekter såsom ledningsförmåga, lödfogsutseende och komponentmontering, vilket förhindrar att dessa problem går vidare till efterföljande steg – särskilt i prototypstadiet. Tidig identifiering kan undvika omfattande omarbetning orsakad av design- eller processfel under massproduktion, och minska förluster med tiotals gånger.

2. Verifiera designens genomförbarhet och säkerställ att funktionerna uppfyller kraven.

Den teoretiska motiveringen bakom konstruktionsritningar måste verifieras genom praktisk testning. Testning på kretskorts- och systemnivå kan simulera verkliga användningsscenarier för att verifiera om kärnfunktioner såsom strömförsörjningsstabilitet, signalöverföring och modulsamarbete uppfyller konstruktionskraven. Detta identifierar exakt problem där "ritningarna är genomförbara men inte praktiskt användbara", vilket ger datamässigt stöd för konstruktionsoptimering och förhindrar att produkter fasas ut från marknaden på grund av funktionsfel efter lansering.

3. Säkerställ tillförlitlighet och hållbarhet samt förbättra produktens rykte.

Den långsiktiga stabila drift av PCBAs är en kärnkonkurrensfördel för slutprodukter. Miljöstabilitetsprovning och kretskopplingsprovning kan verifiera produktens pålitlighet under extrema förhållanden avseende temperatur, fukt och vibration, vilket säkerställer kontinuerlig drift i komplexa scenarier såsom industriell styrning, biltelematik och utomhusutrustning. Samtidigt identifierar ICT on-line-provning de faktiska parametrarna hos komponenter, vilket förhindrar förkortad produktlivslängd orsakad av dolda komponentfel och bevarar varumärkets rykte.

4. Uppfyll branschens efterlevnadskrav och bryt ned handelshinder.

För exportinriktade produkter eller särskilda branscher såsom medicinsk och fordonsindustri finns det tydliga efterlevnadsstandarder för PCBAs. Testning av överensstämmelse med blyfria processer kan utfärda auktoritativa rapporter för att säkerställa att produkter uppfyller internationella miljöstandarder; samtidigt som kretskopplingstestning och funktions testning enligt IPC-610-standarder kan uppfylla krav för marknadspåträde, vilket hjälper produkter att smidigt komma in på den globala marknaden och undvika avslag på grund av efterlevnadsproblem. Sammanfattningsvis är PCBA-testning en "kostnadskontrollerad" företagsinvestering. Oavsett om det gäller prototypframställning eller massproduktion kan investeringar i testning ge flera gångers avkastning – den kan inte bara identifiera problem i god tid och minska omarbetningskostnader, utan också säkerställa produktkvalitet, snabba på lanseringstiden och öppna för utökad marknadspågång. Kingfields komplett utbud av testtjänster säkerställer att varje PCBA har tillförlitlighet och efterlevnad på massproduktionsnivå genom en sluten slinga av "exakt testning + datafeedback + förbättringsförslag".

Noggrannheten och effektiviteten i PCBA-testning beror till stor del på stöd från professionell testutrustning. Följande är de kärnutrustningstyper som motsvarar det ovan nämnda testvärdet; detta är all utrustning som faktiskt används av Kingfield vid prototyp-testning och som balanserar noggrannhet, effektivitet och anpassningsförmåga till olika scenarier:

Grundläggande utrustning för defektdetektering

1. Flygande sondundersökningsmaskin Kärnfunktioner: Upptäcker kontinuitet, kortslutningar och bruten ledning på PCB utan behov av särskilda fixturer.

Nyckelparametrar: Testnoggrannhet ±0,03 mm, testhastighet 200 punkter/sekund, stödjer 1–56 lager, minsta håldiameter 0,2 mm.

Utrustningsfördelar: Anpassningsbar till småserieprototyper; eliminerar behovet av upprepade tillverkningar av fixturer under designiterationer, vilket minskar testkostnaderna.

2. AOI-system Kärnfunktioner: Maskinell visuell identifiering av loddförbindningsfel (kalla lödningar, kortslutning, otillräckligt lod), samt felmontering/utelämnade/motsatt monterade komponenter.

Nyckelparametrar: 3D-visionssystem, 10 μm upplösning, inspektionshastighet 1000 mm²/sekund, stödjer 03015 ultrasmå komponenter.

Utrustningsfördelar: Ersätter manuell visuell inspektion, noggrannhet ≥99,7 %, sömlös integration med SMT-produktionslinjer, utan extra leveranstid.

Funktionell verifieringsutrustning

1. Kortnivå funktionsprovningssystem

Kärnfunktioner: Simulerar verkliga driftsförhållanden för att testa funktionaliteten hos enskilda moduler såsom strömförsörjningsmoduler, signalmoduler och gränssnittsmoduler.

Nyckelparametrar: Spänningsprovning 0–60 V, strömnoggrannhet ±0,1 mA, stöd för signalfrekvens 0–1 GHz. Fördelar med utrustningen: Anpassningsbara provningsprogram möjliggör snabb lokalisering av funktionsfel, och ger exakta data för designoptimering.

2. Systemnivå provningsfixturer

Kernfunktion: Skapar simulerade användningsscenarier för att testa den övergripande funktionsmässiga samverkan och stabiliteten hos den integrerade PCBA:n.

Nyckelparametrar: Stödjer temperatursimulering (-40 ℃ till 125 ℃) och fuktsimulering (10–95 % RF), med kontinuerlig provning upp till 72 timmar.

Utrustningsfördelar: Återskapar slutanvändarmiljön, identifierar proaktivt kompatibilitetsproblem på systemnivå och undviker omarbete efter produktlansering.

Pålitlighets- och parametertestutrustning

1. ICT Online-testerns kärnfunktion: Upptäcker faktiska komponentparametrar, identifierar kalla lödningar, felaktiga komponenter och komponentfel.
Nyckelparametrar:
Antal testkanaler ≥ 1024, mätprecision ±0,01 %, testhastighet ≤ 2 sekunder/punkt.
Utrustningsfördelar: Kräver anpassade fixturer, lämplig för medelstora serier, spårbar parameterdata säkerställer komponenternas noggrannhet.

2. Klimatkammarens kärnfunktion: Simulerar extrema miljöer, testar PCBA:s tillförlitlighet vid höga och låga temperaturer, fukt och vibration.
Nyckelparametrar:
Temperaturområde -40 ℃ ~ 150 ℃, fuktområde 5 % ~ 98 % RF, vibrationsfrekvens 5 ~ 500 Hz.
Utrustningsfördelar: Bekräftar produkters långsiktigt stabila drift, anpassningsbar till komplexa scenarier såsom industriell styrning och biltelematik.

Efterlevnadsprövningsutrustning

1. XRF-fluorescensspektrometer kärnfunktion: Detekterar blyhalt i lödfogar, verifierar överensstämmelse med RoHS.
Nyckelparametrar:
Detektionsområde: Na-U;
Detektionsgräns: ≤1 ppm;
Testtid: ≤3 minuter/kort.
Utrustningsfördelar: Icke-destruktiv testning, snabb generering av auktoritativa efterlevnadsrapporter, vilket bryter ned internationella handelshinder.

2. Kretskopplingshållfasthetstestare kärnfunktion: Testar sammanfogningens hållfasthet och signalöverföringsstabilitet för högfrekventa/precisions-PCB.
Nyckelparametrar:
Dragkraftstestomfång: 0–50 g;
Exakthet: ±0,1 g;
Signaleringsfrekvens: upp till 60 GHz.
Utrustningsfördelar: Följer IPC-610-standard, vilket säkerställer produktens tillförlitlighet i högfrekventa och precisionsanwendningar.

Q1. Vad händer om ofullständig dokumentation eller oklara testmål leder till felaktiga tester?

A: Skicka in fullständig dokumentation enligt krav. Anpassade tester kräver kompletterande driftparametrar. Kingfield erbjuder kostnadsfria förgransknings-tjänster; vårt tekniska team kan rekommendera lämplig utrustning baserat på kärnmål för att undvika slöseri med resurser eller att viktiga punkter utelämnas.

Q2. Hur åtgärdar man otillräcklig testnoggrannhet eller datadeformation orsakad av fel vald utrustning eller felaktiga parameterinställningar?
A: Välj utrustning baserat på PCB-komplexiteten (3D AOI för högfrekventa kretskort, flygande probetestning för små serieprototyper). Om du är osäker, konsultera Kingfield-ingenjörer. Följ strikt utrustningens parametrar, där inställningar styrs av en operatör certifierad av ursprungstillverkaren hela tiden, för att undvika skador på PCB eller dataförlust orsakade av överbelastning vid testning.

Q3. Vad ska man göra om testrapporten visar "misstänkt fel", eller om testet godkänns men funktionen inte fungerar i praktisk användning?
A: Kingfield tillhandahåller tjänster för klassificering och tolkning av defekter, markerar defekters påverkan beroende på användningsscenarier och ger förbättringsförslag. Om en defekt bedöms som "laboratoriegodkänd men faktiskt felaktig", kan systemnivåtestning kompletteras. Vi kommer att bygga en anpassad miljö för att simulera verkliga arbetsförhållanden och genomföra verifiering från ända till ända.

Q4. Testning av högfrekventa/precisions-PCB påverkas av signalstörningar, och blyfria PCB måste uppfylla kraven enligt RoHS. Hur kan detta säkerställas?
A: Högfrekventa/precisionskort testas i ett skärmat laboratorium med specialiserad 60 GHz högfrekvent utrustning. Ingenjörer optimerar testpunkter för att minska signaldämpning. Blyfria PCB testas med en XRF-fluorescensspektrometer (blyhalt ≤0,1 %), och en internationellt erkänd RoHS-konformitetsrapport utfärdas, vilket stöder tredjeparts auktoritativ certifiering.

Q5. Testning av små serier och prototyper är kostsam, och testprotokoll går lätt förlorade och är ospårbara. Vilka lösningar finns det?
A: Välj en lösning för testning utan fasta installationer. Kingfield tillämpar ingen minsta orderpremie för små serieprövningar och stödjer sammanställning av testmoment efter behov för att kontrollera kostnader. Efter testningen tillhandahålls molnbaserade rapportarkiveringstjänster, vilket helt arkiverar testdata, skärmdumpar av defekter och förbättringslösningar för enkel uppföljning, iterationer och spårbarhet.