Kako testiranje i inspekcija utječu na pouzdanost sklopa PCB-a

Testiranje i inspekcija ne čine PCB sklop pouzdanim sam po sebi.

Oni otkrivaju da li se pouzdanost kontroliše.

Ta razlika je bitna. U mnogim PCBA projektima, "testiranje" se tretira kao završni korak pri kraju proizvodnje. Napravite ploče, izvršite provjeru, pošaljite narudžbu.

Prava proizvodnja nije tako uredna.

Ploča može proći jedan test i dalje nositi rizik negdje drugdje: ispod skrivenog lemnog spoja, oko konektora, unutar koraka firmvera, u prerađenom području ili u funkciji koja nikada nije bila testirana.

Za OEM kupce, korisno pitanje nije samo: "Da li dobavljač testira ploče?"

Bolje pitanje je: „Da liTestiranje i inspekcijaopseg odgovara rizicima pouzdanosti ovog sklopa PCB?"

Jednostavna LED ploča, potrošački IoT modul, industrijska kontrolna PCBA i ploča za energetsku elektroniku ne bi trebali biti primorani u isti plan testiranja.

Pouzdanost se ne testira na ploči na kraju

PCB sklop može proći inspekciju i kasnije ipak pokvariti.

To ne znači uvijek da je inspekcija bila beskorisna. To može značiti da se provjerava pogrešan rizik.

Ploča se može uključiti dok je spoj za lemljenje konektora slab.

Ploča može proći AOI dok skriveni BGA spoj još uvijek treba X-pregled.

Ploča može proći vizuelnu inspekciju dok se proces učitavanja firmvera ne kontroliše.

Ploča može proći jednu funkcionalnu provjeru dok terenski ulaz, relejni izlaz, komunikacijski port ili stanje opterećenja ostaju neprovjereni.

Zbog toga se testiranje i inspekcija ne treba tretirati kao konačna kontrolna tačka na kraju proizvodnje.

Pouzdanost dolazi iz cijelog lanca izrade: kontrolirani izvori, stabilna montaža, kontrola procesa lemljenja, odgovarajuća inspekcija, ponovljiva testiranja, dokumentirana prerada i sljedivost.

Testiranje i inspekcija ne zamjenjuju kontrolu procesa.

Oni provjeravaju da li kontrola procesa funkcionira.

Inspekcija i testiranje obavljaju različite poslove

Jedna uobičajena greška je korištenje "inspekcije" i "testiranja" kao da znače istu stvar.

Oni to ne rade.

Inspekcija provjerava da li je ploča pravilno sastavljena. Traži vidljive ili mjerljive uvjete proizvodnje: nedostajuće komponente, greške polariteta, defekti lemljenja, podignuti vodovi, poravnanje konektora, problemi s etiketom ili skriveni problemi sa lemnim spojevima.

Testiranjem se provjerava da li ploča obavlja traženu funkciju. Može potvrditi ponašanje napajanja, učitavanje firmvera, komunikaciju, prebacivanje releja, ulazno/izlazni odziv, potrošnju struje, ponašanje senzora ili radni uvjeti-specifični za kupca.

Oba su bitna, ali hvataju različite probleme.

AOI može otkriti otpornik koji nedostaje. Neće dokazati da firmver ispravno komunicira sa glavnim sistemom.

Funkcionalno testiranje može potvrditi da ploča odgovara ispravno. Možda neće otkriti skriveni problem sa lemljenjem ispod donjeg-završenog paketa.

Zato jači plan pouzdanosti koristi inspekciju i testiranje zajedno, umjesto da očekuje da će jedna metoda učiniti sve.

Svaka metoda ima zadatak.

Problemi počinju kada projekat očekuje da jedna metoda obavi posao svih ostalih.

Pravi opseg zavisi od rizika odbora

Nije svakom PCB sklopu potrebno isti nivo testiranja i inspekcije.

Ovdje je potrebno rano uskladiti očekivanja kupaca i pretpostavke dobavljača.

Jednostavna ploča sa vidljivim lemnim spojevima, zrelim projektantskim datotekama, stabilnim komponentama i niskim rizikom od primjene može zahtijevati standardnu ​​SMT inspekciju i osnovnu električnu provjeru.

Ploča sa BGA-ovima, QFN-ovima, dijelovima sa finim{0}}tonom, relejima, terminalnim blokovima, firmverom, jakim-oblastima, komunikacijskim interfejsima ili ožičenjem na terenu možda će trebati strukturiraniji plan pregleda i testiranja.

Opseg treba da prati tablu.

Korisna pitanja uključuju:

• Ima li skrivenih lemnih spojeva?
• Postoje li komponente{0}}osjetljive na polaritet?
• Postoje li releji, konektori, terminalni blokovi ili terenski{0}}interfejsi za ožičenje?
• Da li ploča zahtijeva programiranje firmvera?
• Da li je proizvodu potrebna ICT ili FCT{0}}bazirana na uređajima?
• Da li su test tačke dostupne?
• Da li je ploča dio industrijskog upravljanja, napajanja, medicinske podrške, automobilske podrške ili komunikacijskog sistema?
• Da li kupac zahtijeva evidenciju o ispitivanju ili sljedivost?
• Šta se dešava nakon dorade?

Rizik nije uvijek vezan za količinu.

Probna konstrukcija od 20 komada s nedefiniranim funkcionalnim testom može nositi više praktičnog rizika od veće ponovljene narudžbe sa zrelim testnim uređajem i kontroliranim procesom.

SPI može uhvatiti pomak procesa prije postavljanja komponenti

Inspekcija paste za lemljenje se ne raspravlja uvijek u RFQ-ima, ali može biti važna u kontroli SMT procesa.

Prije postavljanja komponenti, količina paste za lemljenje, visina, poravnanje i rizik od premošćavanja već mogu utjecati na budući kvalitet lemnog spoja. Ako je štampanje paste nestabilno, defekti se mogu pomeriti nizvodno u postavljanje, reflow, AOI, električni test ili čak performanse na terenu.

Vrijednost SPI je tajming.

Rano provjerava proces, prije nego što problem sa pastom postane problem lemnog spoja.

To ne znači da je svakom projektu potrebna detaljna SPI rasprava u citatu. Ali za SMT finog-nagiba, guste rasporede, sklopove povezane sa BGA- ili ploče kod kojih je konzistentnost lema kritična, inspekcija paste i praćenje procesa mogu podržati stabilniji kvalitet montaže.

Kupac ne mora upravljati svakim parametrom procesa.

Ali kupac treba da shvati da pouzdanost montaže PCB-a počinje pre nego što ploča dođe do konačnog testiranja.

AOI pomaže u stabilizaciji vidljivog kvaliteta sklapanja

Automatska optička inspekcija je korisna jer su mnogi defekti PCBA-a vizuelni ili geometrijski{0}}vezani.

AOI može pomoći u otkrivanju komponenti koje nedostaju, pogrešne orijentacije, problema s polaritetom, pomaka pri postavljanju, nedovoljnog lema, mostova za lemljenje, nadgrobnih spomenika i drugih vidljivih stanja nakon SMT montaže.

Za SMT PCB montažu, AOI je često dio standardnog toka{0}}kontrole kvaliteta jer daje proizvodnom timu brži i dosljedniji način da pregleda vidljive probleme sa montažom.

Ali AOI ima ograničenja.

Ne može u potpunosti provjeriti električnu funkciju. Ne može dokazati ponašanje firmvera. Možda neće vidjeti skrivene lemne spojeve ispod BGA, QFN, LGA ili određenih donjih{2}}završenih paketa.

AOI takođe ne zamenjuje dobro štampanje paste za lemljenje, ispravan profil reflow ili disciplinovanu kontrolu procesa.

Poboljšava pouzdanost kada se koristi za ono u čemu je dobar: hvatanje vidljivih nedostataka sklopa dovoljno rano kako bi se spriječilo njihovo kretanje nizvodno.

X-Inspekcija rendgenskim zrakama pomaže kada su lemni spojevi skriveni

Neki rizici pouzdanosti se ne mogu suditi na površini.

Ako ploča koristi BGA, QFN, LGA, donje-završene komponente ili druge pakete sa skrivenim lemnim spojevima, X-inspekcija može biti korisna. Može pomoći u pregledu formiranja lemnih spojeva, premošćivanja, obrazaca pražnjenja, poravnanja i drugih skrivenih stanja koje vizualna inspekcija ili AOI možda neće u potpunosti otkriti.

To ne znači da svaki sklop PCB-a treba X-zrake.

To znači da X-treba uzeti u obzir kada dizajn ploče uključuje skrivene-pakete spojeva ili kada rizik primjene opravdava dublju inspekciju.

Na primjer, ploča za potrošnu dodatnu opremu sa svim vidljivim spojevima možda neće trebati X-. Kompaktna kontrolna ploča sa BGA, QFN ili spojevima skrivenih{2}}uređaja za napajanje možda zaslužuje drugačiji plan inspekcije.

Odluka bi trebala doći iz vrste paketa i utjecaja kvara, a ne iz navike.

ICT i Flying Probe trebaju testni pristup da bi bili korisni

Inspekcija može potvrditi da li su dijelovi pravilno postavljeni.

Testiranje{0}}na nivou kola provjerava da li se sklopljeno kolo ponaša električno na očekivani način.

U-testiranje kola, testiranje leteće sonde i povezane električne provjere mogu pomoći u identifikaciji kratkih spojeva, otvaranja, pogrešnih vrijednosti komponenti, nedostajućih komponenti i određenih problema na nivou sklopa ili komponente{1}}.

Ove metode mogu biti korisne kada dizajn ploče podržava pristup i kada obim projekta ili rizik opravdavaju postavljanje.

Važna reč je pristup.

Kupac ne može odlučiti kasno u projektu da je potrebna potpuna ICT ako raspored PCB-a ne pruža potrebne ispitne tačke ili pristup uređaju. U mnogim projektima planiranje testiranja mora početi prije proizvodnje, a ne nakon montaže.

Ovdje je DFT bitan.

Dizajn za mogućnost testiranja nije samo inženjerska preferencija. To direktno utiče na to da li se konačni sklop PCB-a može efikasno pregledati i testirati.

FCT bi trebao dokazati pravi posao odbora

Funkcionalno testiranje je često kada pouzdanost postaje-specifična za aplikaciju.

Za neke sklopove PCB-a, osnovna provjera{0}}uključenja može biti dovoljna. Za druge, ploča treba da dokaže stvarno ponašanje: prebacivanje releja, I/O odgovor, učitavanje firmvera, ponašanje LED-a, odgovor senzora, komunikacija, signalizacija-kontrole motora, potrošnja struje ili korisnički-definisani radni uslovi.

Ovo je posebno važno u industrijskim upravljačkim PCBA, opremi za automatizaciju, komunikacijskim uređajima, energetskoj elektronici i drugim projektima gdje ploča čini više od pasivnog sjedišta unutar proizvoda.

Koristan FCT plan bi trebao definirati:

• koja funkcija mora biti dokazana
• koji firmver ili softver je potreban
• koji uređaj, kabel, opterećenje ili simulator je potreban
• kako izgleda rezultat prošao/nije prošao
• da li treba snimati podatke testa
• da li se neispravne ploče ponovo testiraju nakon dorade
• da li je potreban serijski broj ili sljedivost serije

Test koji samo jedan inženjer može izvesti još nije proizvodni test.

Ako tim EMS-a ne može ponoviti funkcionalni test prema jasnim uputstvima, plan testiranja nije spreman za proizvodnju.

Skrining-izgaranja ili stresa bi trebao biti zasnovan na riziku-

Skrining-izgaranja i stresa okoline može pomoći u otkrivanju ranih-slabosti u nekim sklopovima, ali ih ne treba tretirati kao automatski zahtjeve za svaki PCBA projekat.

Za određene industrijske, energetske, automobilske-podrške, medicinsku-podršku ili-teške-uslužne aplikacije, kupac može zahtijevati rad sa napajanjem, termičku izloženost, uslove opterećenja ili drugu kontrolu stresa prije otpreme.

Za jednostavnije ili{0}}osjetljive ploče, taj nivo testiranja možda neće biti potreban.

Tačno pitanje nije: "Da li bi svaka ploča trebala biti spaljena?"

Bolje pitanje je: "Da li nivo rizika ovog proizvoda opravdava skrining stresa i koje stanje bi test zapravo trebao simulirati?"

Ako je potreban pregled{0}}izgaranja ili stresa, kupac i EMS partner bi trebali definirati stanje, trajanje, veličinu uzorka ili pokrivenost, kriterije uspješnosti/neuspjeha i pravila ponovnog testiranja prije planiranja proizvodnje.

U suprotnom, "sagorijevanje-potrebno" postaje nejasna instrukcija, a ne zahtjev za kontrolirani test.

Zahtjeve za testiranje treba definirati prije RFQ

Testiranje i inspekcija utiču na ponudu, vreme isporuke, planiranje opreme, inženjersku pripremu, izveštavanje i pretpostavke isporuke.

Ako kupac prvo zatraži ponudu za osnovnu montažu i doda ICT, FCT, programiranje, X-inspekciju, izvještaje o testiranju ili naknadno urezivanje{1}}, originalna ponuda možda više neće opisivati ​​pravi projekat.

To ne znači da svaki kupac mora znati svaki detalj testa prvog dana.

Ali o očekivanom obimu testiranja treba razgovarati dovoljno rano da bi dobavljač mogao ispravno planirati.

Prije nego što zatražite aPCB Assemblyponudu, kupci treba da razjasne:

• Da li se očekuje AOI?
• Da li je X-potreban za skrivene lemne spojeve?
• Da li je potrebna ICT ili leteća sonda?
• Da li je potrebno funkcionalno testiranje?
• Da li je programiranje firmvera uključeno?
• Da li je test uređaj dostupan ili ga treba napraviti?
• Da li su potrebni izvještaji o ispitivanju?
• Da li se neuspjele ploče prerađuju i ponovo testiraju?
• Da li su potrebne naljepnice, serijski brojevi ili zapisi o serijama?

Ponuda bez opsega testiranja može izgledati niže, a ostavlja pitanje pouzdanosti otvorenim.

To bi moglo biti prihvatljivo za rani prototip. Rizično je za planiranje proizvodnje.

Rework bi trebao imati vlastita pravila inspekcije i ponovnog testiranja

Testiranje i inspekcija se ne odnose samo na kvalitet prvog{0}}prolaska.

Oni su takođe važni nakon dorade.

Prerađenoj ploči može biti potrebna dodatna inspekcija jer izlaganje toplini, uklanjanje komponenti, ručno lemljenje ili podešavanje konektora mogu dovesti do novog rizika. U zavisnosti od ploče, prerada može zahtijevati vizuelnu inspekciju, AOI pregled, X-inspekciju, električno ponovno testiranje ili funkcionalno ponovno testiranje.

Ključna stvar je jednostavna:

Neispravna ploča ne bi se trebala vratiti u tok gotove-robe samo zato što je vidljivi nedostatak popravljen.

Metoda popravke, rezultat inspekcije i rezultat ponovnog testiranja trebaju odgovarati nivou rizika ploče.

Za male{0}}projekte, pilot, industrijske ili pouzdano{1}}osjetljive PCBA projekte, ova disciplina-i-ponovnog testiranja može biti važna koliko i originalni plan inspekcije.

Testni podaci bi se trebali vratiti u sljedeću verziju

Testiranje i inspekcija ne bi trebalo samo da odlučuju da li je prošao ili ne.

Oni takođe mogu pokazati da li proces odmiče.

Ako AOI više puta označava isti pomak komponente, to može ukazivati ​​na postavljanje postavljanja, ponašanje ulagača, pakiranje komponente ili dizajn jastučića. Ako X-snimci više puta pokazuju slične skrivene-zglobove, možda će biti potrebno pregledati profil reflow ili dizajn paketa. Ako se FCT kvarovi grupišu oko jednog interfejsa, problem može biti u firmveru, rukovanju konektorom, postavci testa ili margini dizajna.

Ova vrsta povratnih informacija je korisna jer pretvara rezultate testa u proces učenja.

Za ponovljene narudžbe, pilot-gradnje, industrijske kontrolne ploče i proizvodne programe sa promjenama revizije, testni podaci mogu pomoći EMS partneru i kupcu da poboljšaju sljedeću izgradnju umjesto jednostavnog sortiranja dobrih ploča od loših ploča.

Pouzdanost se poboljšava kada se testiranje vrati u kontrolu proizvodnje.

Podaci o testiranju i sljedivost pomažu u budućem rješavanju problema

Testiranje i inspekcija su korisniji kada se rezultati mogu pratiti.

Za jednostavne projekte može biti dovoljna potvrda da je prošao/nije prošao. Za zahtjevnije gradnje, kupac može poželjeti zapise vezane za broj serije, serijski broj, verziju firmvera, rezultat inspekcije, rezultat testiranja ili historiju dorade.

Sljedivost pomaže kasnije odgovoriti na pitanja:

• Koja je serija koristila ovu reviziju BOM-a?
• Koja verzija firmvera je učitana?
• Koje ploče su prošle FCT?
• Je li ova ploča prerađena?
• Je li pokvarena jedinica bila dio određene partije?
• Bez zapisa, rješavanje problema postaje nagađanje.

To ne znači da je svakom projektu potreban težak paket za izvještavanje.

Nivo izvještavanja treba da odgovara aplikaciji, fazi proizvodnje i zahtjevima korisnika. Ali ako kupac očekuje sljedivost, treba je definirati prije početka proizvodnje.

Opseg praktičnog testiranja i inspekcije za kupce

Jači plan testiranja počinje usklađivanjem metoda inspekcije sa rizikom.

Ova tabela nije univerzalna kontrolna lista.

To je alat za planiranje.

Pravi opseg zavisi od dizajna ploče, rizika primene, faze proizvodnje, zahteva kupaca i da li se metoda ispitivanja može ponoviti u uslovima proizvodnje.

Signal industrije: Očekivanja o pouzdanosti se kreću uzvodno

Više OEM kupaca definiše očekivanja kvaliteta ranije u projektu, posebno za industrijsku elektroniku, opremu za automatizaciju, komunikacione uređaje, energetsku elektroniku i druge sklopove{0}}osjetljive na pouzdanost.

To ne znači da je svakoj ploči potreban težak paket za testiranje.

To znači da testiranje i inspekciju treba tretirati kao dio planiranja izgradnje, a ne kao naknadnu misao nakon što je montaža završena.

Što se ranije definiše opseg testiranja, lakše je planirati pristup testu, potrebe uređaja, tok inspekcije, izvještavanje i pretpostavke isporuke.

Gdje se STHL uklapa u ovu diskusiju

Za OEM kupce koji pripremaju projekte montaže PCB-a, Shenzhen STHL Technology Co., Ltd. može pregledati zahtjeve za testiranje i inspekciju zajedno sa opsegom montaže.

Ovisno o projektu, ovo može uključivati ​​AOI inspekciju, X-inspekciju rendgenskih zraka, -razpravu o testu u krugu ili funkcionalnom sistemu, zahtjeve za programiranje, planiranje učvršćenja, doradu{2}}i-očekivanja ponovnog testiranja i potrebe sljedivosti.

Cilj nije dodavanje nepotrebnih testova.

Cilj je odgovaratiTestiranje i inspekcijaopseg stvarnog rizika ploče, tako da se izgradnja može sastaviti, provjeriti, testirati i ponoviti pod jasnim uvjetima.

Zaključak

Testiranje i inspekcija utiču na pouzdanost sklopa PCB-a otkrivanjem različitih vrsta rizika u različitim fazama izrade.

SPI može pomoći u kontroli rizika od paste za lemljenje prije postavljanja. AOI pomaže u otkrivanju vidljivih problema sa sklapanjem. X- može pomoći kod skrivenih lemnih spojeva. ICT i leteća sonda mogu podržati{4}}provjere nivoa kola. FCT potvrđuje da li ploča obavlja svoju predviđenu funkciju. Inspekcija dorade, podaci testiranja i sljedivost pomažu u podršci ponovnoj proizvodnji i budućem rješavanju problema.

Za OEM kupce, praktična lekcija je jednostavna: rano definirajte opseg testiranja i inspekcije. Nemojte čekati da se ploče sastave da biste odlučili šta znači "pouzdan".

Trebate pomoć u definisanju pravog opsega testiranja i inspekcije za vaš projekat montaže PCB-a? Pošaljite svoje fajloveZatražite ponuduili kontaktirajte STHL direktno nainfo@pcba-china.com