Kiểm tra PCBA

Kiểm tra PCBA là gì?

Kiểm tra PCBA ám chỉ việc kiểm tra chức năng, hiệu suất và độ tin cậy của các bo mạch PCBA được thực hiện bằng thiết bị và quy trình chuyên dụng sau khi hoàn thành việc sản xuất bo mạch PCB trần và lắp ráp linh kiện. Đây là bước quan trọng để phát hiện các lỗi mạch và xác minh sự tuân thủ sản phẩm, trực tiếp quyết định chất lượng mẫu thử nghiệm PCBA và khả năng sản xuất hàng loạt sau đó. Để tránh chất lượng sản phẩm kém, việc kiểm tra chức năng PCB chắc chắn là một bước không thể thiếu. Không quá lời khi nói rằng danh tiếng thương hiệu của một công ty có liên quan mật thiết đến các sản phẩm PCBA của họ. Do đó, không có gì ngạc nhiên khi việc kiểm tra thực tế PCBA được coi là phần quan trọng nhất trong quy trình sản xuất.

Mục tiêu kiểm tra cốt lõi

• Điều tra các lỗi sản xuất: như các mối hàn lạnh, hiện tượng nối tắt, chập mạch, mạch hở, linh kiện sai/thiếu, v.v.;

• Kiểm tra sự tuân thủ chức năng: xác nhận việc truyền tín hiệu mạch, độ ổn định nguồn điện, tính tương thích giao diện, v.v. đáp ứng yêu cầu thiết kế;

• Đảm bảo độ tin cậy: đảm bảo hoạt động ổn định của sản phẩm trong các tình huống thực tế thông qua các bài kiểm tra môi trường và lão hóa;

• Giảm rủi ro sản xuất hàng loạt: phát hiện sớm các vấn đề về thiết kế hoặc quy trình để tránh phải sửa chữa trên diện rộng trong quá trình sản xuất hàng loạt.

Các loại kiểm tra PCBA phổ biến

• Kiểm tra cơ bản: Kiểm tra bằng đầu dò di động (flying probe), kiểm tra quang học AOI;

• Kiểm tra chức năng: Kiểm tra ở cấp độ bo mạch, Kiểm tra ở cấp độ hệ thống;

• Kiểm tra chuyên sâu: Kiểm tra mạch trực tiếp, Kiểm tra liên kết mạch;

• Kiểm tra chuyên biệt: Kiểm tra tuân thủ quy trình không chì, Kiểm tra độ ổn định môi trường.

Ưu thế Dịch vụ Kiểm tra Kingfield

Tận dụng các khả năng "kiểm tra chất lượng đa chiều" nêu trên, dịch vụ Kiểm tra PCBA của chúng tôi không chỉ đáp ứng mọi nhu cầu kiểm tra mà còn đạt được vòng khép kín "kiểm tra - phản hồi - tối ưu hóa": thông qua dữ liệu kiểm tra chính xác, chúng tôi cung cấp cho khách hàng các đề xuất tối ưu hóa thiết kế, đồng thời cải thiện độ tin cậy và khả năng sản xuất của mẫu thử nghiệm, hỗ trợ sản xuất hàng loạt nhanh chóng.

Các loại Kiểm tra PCBA

Công nghệ lắp ráp PCB rất tiên tiến, bao gồm nhiều giai đoạn quan trọng như các phương pháp sản xuất PCB, mua sắm và kiểm tra linh kiện, lắp ráp SMT, đóng gói DIP, cũng như lắp ráp và kiểm tra bảng mạch in. Cụ thể hơn, việc lắp ráp và kiểm tra PCB là giai đoạn kiểm soát nội bộ then chốt nhất, trực tiếp quyết định hiệu suất sản phẩm cuối cùng. Kiểm tra PCBA yêu cầu lựa chọn giải pháp phù hợp dựa trên giai đoạn nguyên mẫu, độ phức tạp quy trình và kịch bản ứng dụng. Dưới đây là các chi tiết cốt lõi về các loại kiểm tra phổ biến trong ngành, tất cả đều là các mô-đun dịch vụ trưởng thành từ Kingfield:

I. Kiểm tra cơ bản: Bao phủ các lỗi cốt lõi trong sản xuất

1. Kiểm tra kim bay (Flying Needle Test)

• Chức năng cốt lõi: Phát hiện chính xác các vấn đề về thông mạch và ngắn mạch trên các bảng PCB trần hoặc đã được lắp ráp mà không cần sử dụng đồ gá kiểm tra chuyên dụng.

• Đặc điểm kỹ thuật: Độ chính xác kiểm tra ±0,03mm, hỗ trợ bảng 1-56 lớp, tốc độ kiểm tra 200 điểm/giây, phù hợp với các đơn hàng nhỏ và nguyên mẫu.

• Các tình huống có thể áp dụng: Chế tạo mẫu, sản xuất từ nhỏ đến vừa lô, đặc biệt phù hợp với các dự án có tần suất lặp lại thiết kế thường xuyên và không cần chế tạo lại đồ gá nhiều lần.

2. Kiểm tra quang học AOI

• Chức năng cốt lõi: Phát hiện các lỗi về hình dạng mối hàn thông qua thị giác máy, thay thế việc kiểm tra bằng mắt người.

• Đặc điểm kỹ thuật: hình ảnh hóa 3D, có khả năng phát hiện các lỗi như mối hàn lạnh, nối tắt, thiếu thiếc, và các linh kiện đặt sai vị trí/thiếu/đặt ngược.

• Các tình huống có thể áp dụng: Kiểm tra toàn quy trình sau khi đặt linh kiện SMT, đặc biệt phù hợp với các bo mạch mẫu có gói siêu nhỏ 03015 và mật độ linh kiện cao.

3. Kiểm tra ICT: Các tín hiệu ICT chủ yếu bao gồm chuyển mạch mạch điện, giá trị điện áp và dòng điện, đường cong dao động, biên độ, nhiễu, v.v.

II. Kiểm tra chức năng: Xác minh các yêu cầu thiết kế cốt lõi

1. Kiểm tra ở cấp độ bo mạch

• Chức năng cốt lõi: Để kiểm tra các mô-đun chức năng cốt lõi của một bo mạch PCBA, chẳng hạn như các mô-đun nguồn, mô-đun tín hiệu và mô-đun giao diện.

• Đặc điểm kỹ thuật: Các kịch bản kiểm tra tùy chỉnh mô phỏng điện áp hoạt động thực tế/tín hiệu đầu vào và báo cáo tuân thủ chức năng đầu ra của mô-đun.

• Các tình huống có thể áp dụng: Để xác minh tính hợp lý trong thiết kế các mô-đun chức năng đơn lẻ, ví dụ như các mô-đun truyền tín hiệu trên bo mạch điều khiển công nghiệp và các mô-đun nguồn của thiết bị y tế.

2. Kiểm tra ở cấp độ hệ thống

• Chức năng cốt lõi: Tích hợp các bo mạch PCBA vào một hệ thống hoàn chỉnh để kiểm tra sự phối hợp chức năng tổng thể và độ ổn định về hiệu suất.

• Đặc điểm kỹ thuật: Mô phỏng các tình huống ứng dụng thực tế để tiến hành kiểm tra vận hành liên tục.

• Các tình huống có thể áp dụng: Xác minh cuối cùng đối với nguyên mẫu sản phẩm nhằm đảm bảo sản phẩm đáp ứng các yêu cầu của người dùng cuối, ví dụ như chức năng của phần cứng thông minh và hiệu suất phối hợp của thiết bị công nghiệp.

Việc kiểm tra PCBA không phải là chi phí phát sinh thêm, mà là "hàng rào phòng vệ cần thiết" từ giai đoạn thiết kế nguyên mẫu đến sản xuất hàng loạt. Ý nghĩa cốt lõi của nó nằm ở bốn khía cạnh chính, phản ánh chính xác các loại kiểm tra đã đề cập trước đó:

1. Phát hiện các lỗi sản xuất để tránh rủi ro phải sửa chữa hàng loạt.

Trong sản xuất PCBA, ngay cả những lỗi nhỏ cũng có thể dẫn đến sự cố chức năng toàn bộ. Các kiểm tra cơ bản như thử nghiệm đầu dò bay và kiểm tra quang học AOI có thể bao phủ 100% các khuyết tật cốt lõi như độ dẫn điện, hình dạng mối hàn và lắp ráp linh kiện, ngăn chặn những vấn đề này lan sang các giai đoạn tiếp theo—đặc biệt là trong giai đoạn thiết kế mẫu. Việc phát hiện sớm có thể tránh phải sửa chữa quy mô lớn do lỗi thiết kế hoặc quy trình trong sản xuất hàng loạt, giảm thiểu tổn thất tới hàng chục lần.

2. Xác minh tính khả thi của thiết kế và đảm bảo các chức năng đáp ứng yêu cầu.

Cơ sở lý luận của bản vẽ thiết kế cần được kiểm chứng thông qua thử nghiệm thực tế. Các thử nghiệm ở cấp độ bo mạch và cấp độ hệ thống có thể mô phỏng các tình huống ứng dụng thực tiễn để xác minh xem các chức năng cốt lõi như độ ổn định nguồn điện, truyền dẫn tín hiệu và sự phối hợp giữa các mô-đun có đáp ứng yêu cầu thiết kế hay không. Điều này giúp xác định chính xác những vấn đề mà "bản vẽ khả thi nhưng thực tế không sử dụng được", từ đó cung cấp cơ sở dữ liệu cho việc tối ưu hóa thiết kế và ngăn ngừa sản phẩm bị thị trường đào thải do các lỗi chức năng sau khi ra mắt.

3. Đảm bảo độ tin cậy và độ bền, đồng thời nâng cao uy tín sản phẩm.

Việc vận hành ổn định lâu dài của các mạch in (PCBA) là lợi thế cạnh tranh cốt lõi của sản phẩm cuối cùng. Kiểm tra độ ổn định môi trường và kiểm tra liên kết mạch có thể xác minh độ tin cậy của sản phẩm trong các điều kiện nhiệt độ, độ ẩm và rung động khắc nghiệt, đảm bảo hoạt động liên tục trong các tình huống phức tạp như điều khiển công nghiệp, điện tử ô tô và thiết bị ngoài trời. Đồng thời, kiểm tra trực tuyến ICT phát hiện các thông số thực tế của các linh kiện, ngăn ngừa việc rút ngắn tuổi thọ sản phẩm do lỗi tiềm ẩn của linh kiện và duy trì uy tín thương hiệu.

4. Đáp ứng các yêu cầu tuân thủ ngành và tháo gỡ rào cản thương mại.

Đối với các sản phẩm định hướng xuất khẩu hoặc các ngành công nghiệp đặc biệt như y tế và ô tô, có các tiêu chuẩn tuân thủ rõ ràng đối với PCBA. Kiểm tra sự phù hợp quy trình không chì có thể cấp báo cáo có giá trị pháp lý để đảm bảo sản phẩm đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường quốc tế; trong khi kiểm tra liên kết mạch và kiểm tra chức năng tuân thủ theo tiêu chuẩn IPC-610 có thể đáp ứng các yêu cầu tiếp cận ngành nghề, giúp sản phẩm thâm nhập thị trường toàn cầu một cách thuận lợi và tránh bị từ chối do vấn đề tuân thủ. Tóm lại, kiểm tra PCBA là một khoản đầu tư mạo hiểm "kiểm soát được chi phí". Dù ở giai đoạn tạo mẫu nguyên mẫu hay sản xuất hàng loạt, việc đầu tư vào kiểm tra đều mang lại lợi nhuận gấp nhiều lần — không chỉ giúp phát hiện sớm vấn đề và giảm chi phí sửa chữa, mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm, đẩy nhanh thời gian đưa ra thị trường và mở rộng khả năng tiếp cận thị trường. Các dịch vụ kiểm tra đa dạng của Kingfield đảm bảo mọi PCBA đều đạt độ tin cậy và sự tuân thủ ở mức sản xuất hàng loạt thông qua vòng khép kín gồm "kiểm tra chính xác + phản hồi dữ liệu + đề xuất tối ưu hóa".

Độ chính xác và hiệu quả của việc kiểm tra PCBA phần lớn phụ thuộc vào sự hỗ trợ của các thiết bị kiểm tra chuyên nghiệp. Dưới đây là các loại thiết bị cốt lõi tương ứng với giá trị kiểm tra đã nêu trên; tất cả đều là những thiết bị chủ lưu thực tế được Kingfield sử dụng trong kiểm tra nguyên mẫu, cân bằng giữa độ chính xác, hiệu suất và khả năng thích ứng theo từng tình huống:

Thiết bị Phát hiện Khuyết tật Cơ bản

1. Máy kiểm tra đầu dò bay Chức năng cốt lõi: Phát hiện tính liên tục, đoản mạch và đứt mạch trên PCB mà không cần kẹp cố định chuyên biệt.

Thông số kỹ thuật chính: Độ chính xác kiểm tra ±0,03mm, tốc độ kiểm tra 200 điểm/giây, hỗ trợ bảng mạch 1-56 lớp, đường kính lỗ tối thiểu 0,2mm.

Ưu điểm của thiết bị: Phù hợp với các nguyên mẫu số lượng nhỏ; loại bỏ nhu cầu chế tạo lại kẹp cố định trong các lần lặp thiết kế, giảm chi phí kiểm tra.

2. Hệ thống AOI Chức năng cốt lõi: Nhận dạng bằng thị giác máy các lỗi mối hàn (mối hàn nguội, nối tắt, thiếu thiếc), và lắp sai/thiếu/lắp ngược linh kiện.

Thông số kỹ thuật chính: hình ảnh thị giác 3D, độ phân giải 10μm, tốc độ kiểm tra 1000mm²/giây, hỗ trợ các gói siêu nhỏ 03015.

Ưu điểm của thiết bị: Thay thế kiểm tra bằng mắt người, độ chính xác ≥99,7%, tích hợp liền mạch với dây chuyền sản xuất SMT, không làm tăng thời gian giao hàng.

Thiết bị Xác minh Chức năng

1. Hệ thống kiểm tra chức năng cấp bảng mạch

Chức năng chính: Mô phỏng điều kiện hoạt động thực tế để kiểm tra chức năng của các module riêng lẻ như module nguồn, module tín hiệu và module giao diện.

Thông số kỹ thuật chính: Phạm vi kiểm tra điện áp 0-60V, độ chính xác dòng điện ±0,1mA, hỗ trợ tần số tín hiệu 0-1GHz. Ưu điểm thiết bị: Các kịch bản kiểm tra tùy chỉnh cho phép nhanh chóng xác định điểm lỗi chức năng, cung cấp dữ liệu chính xác cho việc tối ưu hóa thiết kế.

2. Đồ gá kiểm tra cấp hệ thống

Chức năng cốt lõi: Xây dựng các kịch bản ứng dụng mô phỏng để kiểm tra sự phối hợp chức năng tổng thể và độ ổn định của PCBA tích hợp.

Thông số kỹ thuật chính: Hỗ trợ mô phỏng nhiệt độ (-40℃~125℃) và độ ẩm (10%~95% RH), với khả năng kiểm tra liên tục lên đến 72 giờ.

Ưu điểm của thiết bị: Tái tạo môi trường sử dụng thực tế, chủ động xác định các vấn đề tương thích ở cấp độ hệ thống và tránh phải làm lại sau khi ra mắt sản phẩm.

Thiết bị Kiểm tra Độ tin cậy và Thông số

1. Chức năng chính của Máy kiểm tra ICT trực tuyến: Phát hiện các thông số linh kiện thực tế, phát hiện lỗi hàn lạnh, linh kiện sai và sự cố linh kiện.
Thông số kỹ thuật chính:
Số kênh kiểm tra ≥ 1024, độ chính xác đo ±0,01%, tốc độ kiểm tra ≤ 2 giây/điểm.
Ưu điểm thiết bị: Yêu cầu đồ gá tùy chỉnh, phù hợp cho kiểm tra số lượng trung bình, dữ liệu thông số có thể truy xuất nguồn gốc, đảm bảo độ chính xác của linh kiện.

2. Chức năng chính của Buồng thử nghiệm môi trường: Mô phỏng các môi trường khắc nghiệt, kiểm tra độ tin cậy của PCBA trong điều kiện nhiệt độ cao và thấp, độ ẩm và rung động.
Thông số kỹ thuật chính:
Dải nhiệt độ -40℃~150℃, dải độ ẩm 5%~98% RH, tần số rung động 5~500Hz.
Ưu điểm thiết bị: Xác minh khả năng hoạt động ổn định lâu dài của sản phẩm, thích ứng được với các tình huống phức tạp như điều khiển công nghiệp và điện tử ô tô.

Thiết bị Kiểm tra Sự phù hợp

1. Chức năng chính của máy quang phổ huỳnh quang XRF: Phát hiện hàm lượng chì trong các mối hàn, xác minh sự tuân thủ RoHS.
Thông số kỹ thuật chính:
Tầm phát hiện: Na-U;
Giới hạn phát hiện: ≤1ppm;
Thời gian kiểm tra: ≤3 phút/bảng.
Ưu điểm của thiết bị: Kiểm tra không phá hủy, tạo nhanh báo cáo tuân thủ có giá trị pháp lý, tháo gỡ rào cản thương mại quốc tế.

2. Chức năng chính của máy kiểm tra độ bền liên kết mạch: Kiểm tra độ bền liên kết và độ ổn định truyền tín hiệu của các bảng mạch PCB cao tần/độ chính xác cao.
Thông số kỹ thuật chính:
Phạm vi thử lực kéo: 0-50g;
Độ chính xác: ±0,1g;
Tần số kiểm tra tín hiệu: lên đến 60GHz.
Ưu điểm của thiết bị: Tuân thủ tiêu chuẩn IPC-610, đảm bảo độ tin cậy sản phẩm trong các ứng dụng tần số cao và độ chính xác cao.

Câu hỏi 1: Nếu tài liệu không đầy đủ hoặc mục tiêu kiểm tra không rõ ràng dẫn đến kiểm tra không chính xác thì phải làm sao?

A: Nộp đầy đủ tài liệu theo yêu cầu. Kiểm tra tùy chỉnh yêu cầu các thông số vận hành bổ sung. Kingfield cung cấp dịch vụ xem xét trước miễn phí; đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi có thể đề xuất thiết bị phù hợp dựa trên các mục tiêu chính để tránh lãng phí tài nguyên hoặc bỏ sót các hạng mục quan trọng.

Câu hỏi 2: Làm thế nào để khắc phục độ chính xác kiểm tra không đủ hoặc méo dữ liệu do lựa chọn thiết bị không phù hợp hoặc cài đặt thông số sai?
A: Chọn thiết bị dựa trên độ phức tạp của PCB (3D AOI cho các bo mạch mật độ cao, kiểm tra flying probe cho mẫu thử nghiệm số lượng nhỏ). Nếu không chắc chắn, hãy tham khảo kỹ sư của Kingfield. Tuân thủ nghiêm ngặt ngưỡng thông số thiết bị, cài đặt phải do nhân viên vận hành được nhà sản xuất gốc chứng nhận thực hiện trong suốt quá trình để tránh hư hỏng PCB hoặc mất dữ liệu do kiểm tra vượt ngưỡng.

Q3. Cần làm gì nếu báo cáo kiểm tra hiển thị "nghi ngờ lỗi", hoặc kết quả kiểm tra đạt nhưng chức năng lại thất bại khi sử dụng thực tế?
A: Kingfield cung cấp dịch vụ phân loại và giải thích lỗi, đánh dấu mức độ ảnh hưởng của lỗi theo từng kịch bản ứng dụng và đưa ra đề xuất khắc phục. Nếu phát hiện trường hợp "đạt trong phòng thí nghiệm nhưng thực tế lại thất bại", có thể bổ sung kiểm tra ở cấp độ hệ thống. Chúng tôi sẽ xây dựng môi trường tùy chỉnh để mô phỏng điều kiện làm việc thực tế và hoàn thành xác minh từ đầu đến cuối.

Q4. Việc kiểm tra PCB tần số cao/độ chính xác cao bị ảnh hưởng bởi nhiễu tín hiệu, và các PCB không chì phải đáp ứng tiêu chuẩn RoHS. Làm cách nào để đảm bảo điều này?
A: Các bo mạch tần số cao/độ chính xác được kiểm tra trong phòng thí nghiệm được chắn sóng bằng thiết bị tần số cao chuyên dụng 60GHz. Kỹ sư tối ưu hóa các điểm kiểm tra để giảm suy hao tín hiệu. Các PCB không chì được kiểm tra bằng máy quang phổ kế huỳnh quang XRF (hàm lượng chì ≤0,1%), và báo cáo tuân thủ RoHS được công nhận quốc tế sẽ được cấp, hỗ trợ chứng nhận từ bên thứ ba có uy tín.

Q5. Kiểm tra mẫu nhỏ lô nhỏ tốn kém, và hồ sơ kiểm tra dễ bị mất và không truy xuất được. Có những giải pháp nào?
A: Chọn giải pháp kiểm tra không cần phụ kiện. Kingfield không tính phí đơn hàng tối thiểu đối với kiểm tra số lượng nhỏ và hỗ trợ kết hợp các mục kiểm tra theo nhu cầu để kiểm soát chi phí. Sau khi kiểm tra, dịch vụ lưu trữ báo cáo trên nền tảng đám mây được cung cấp, lưu trữ đầy đủ dữ liệu kiểm tra, ảnh chụp màn hình lỗi và các giải pháp tối ưu hóa nhằm thuận tiện cho việc lặp lại và truy xuất sau này.