PCB-Technologie - Gemeinsame Prüfmethoden für Leiterplatten (DFT)

Vor der Formulierung einer Strategie für die Testumgebung, Vorbereitung und Verständnis sind entscheidend. Die parameters that affect the testing strategy include:

Full contact and large test pads have always been the goal of manufacturing Leiterplatten. There are usually four reasons why full access cannot be provided:

1. The Leiterplattengröße. Das Design ist kleiner; Das Problem ist der "zusätzliche" Footprint des Testboards. Leider, most design engineers believe that testing the accessibility of soldering on a printed circuit board (pcb) is not so important. The situation is completely different when a product has to be debugged by a design engineer due to the inability to use the simple diagnosis of the in-circuit tester (ICT). Wenn kein vollständiger Zugriff verfügbar ist, die Testmöglichkeiten werden eingeschränkt.

2. Funktion. Der Leistungsverlust im Hochgeschwindigkeitsdesign beeinflusst die Leistung der Leiterplatte, reduziert aber allmählich die Auswirkungen auf die Produktprüfbarkeit.

2. Leiterplattengröße/Anzahl der Knoten. Dies ist der Fall, wenn die physische Leiterplattengröße nicht an bestehenden Geräten getestet werden kann. Glücklicherweise kann dieses Problem gelöst werden, indem das Budget für neue Prüfgeräte erhöht wird oder externe Prüfgeräte verwendet werden. Wenn die Anzahl der Knoten größer ist als die bestehende IKT, ist das Problem schwieriger zu lösen. Das DFT-Team muss die Prüfmethoden verstehen, damit die Fertigungsabteilung gute Produkte mit der geringsten Zeit und Geld produzieren kann. Eingebettete Selbsttests, Boundary Scan (BS) und Funktionsblocktests können dies tun. Die Diagnose muss die zu testende Einheit (UUT) unterstützen; Dies kann nur durch ein tiefes Verständnis der eingesetzten Prüfmethoden, der vorhandenen Prüfmittel und -fähigkeiten sowie des Fehlerspektrums der Fertigungsumgebung erreicht werden.

3. Versäumnis, DFT-Regeln zu verwenden, zu befolgen oder zu verstehen. Früher wurden DFT-Regeln von Ingenieuren oder Gruppen von Ingenieuren implementiert, die die Fertigungsumgebung, die Prozess- und Funktionsprüfungsanforderungen sowie die Komponententechnologie verstehen. In der realen Welt ist dieser Prozess langwierig und erfordert eine Kommunikation zwischen Design, Computer Aided Design (CAD) und Test. Diese Art allgegenwärtiger repetitiver Arbeit ist anfällig für menschliche Fehler und neigt dazu, unter Marktdruck schnell zu handeln. Heute setzt die Industrie automatische "Produktivitätsanalysatoren" ein, um CAD-Dateien nach DFT-Regeln auszuwerten. Wenn ein Vertragshersteller (CM, Vertragshersteller) verwendet wird, können mehrere Regelsätze klassifiziert werden. Die Vorteile dieser Methode sind Regelkontinuität und fehlerfreie Produktbewertung.

Das DFT-Team sollte sich der bestehenden Teststrategie bewusst sein. Da sich Erstausrüster zunehmend auf CMs verlassen, variiert die eingesetzte Ausrüstung von Werk zu Werk. Wenn der Prozess des Herstellers nicht klar ist, können zu viele oder zu wenige Tests verwendet werden. Zu den bestehenden Prüfmethoden gehören:

Manuelle oder automatische visuelle Prüfung, unter Verwendung von Vision und Vergleich, um die Position der Komponente auf der Leiterplatte zu bestätigen. Es gibt mehrere Möglichkeiten, diese Technik zu implementieren:

eins. Künstliches Sehen ist die am weitesten verbreitete Online-Testmethode, aber aufgrund der Erhöhung der Produktionskapazität und des Schrumpfens von Leiterplatten und Komponenten ist diese Methode unmöglich geworden. Seine Hauptvorteile sind niedrige Anfangskosten und keine Prüfvorrichtung. Die Hauptnachteile sind hohe Langzeitkosten, diskontinuierliche Fehlererkennung, schwierige Datenerfassung und keine elektrischen Tests und visuellen Einschränkungen.

zwei. Automatische optische Inspektion (AOI) ist eine neuere Methode zur Identifizierung von Fertigungsfehlern, die normalerweise vor und nach dem Reflow-Löten verwendet wird. Dies ist eine nicht-elektrische, nicht-feste Online-Technologie, die "Lernen und Vergleichen" Programmierung verwendet, um die Beschleunigungszeit zu minimieren. Automatische Sicht ist besser für Polarität, das Vorhandensein und Fehlen von Inhaltsstoffen, solange deren Inhaltsstoffe den ursprünglichen "erlernten" Zutaten ähnlich sind. Seine Hauptvorteile sind einfache Verfolgung und Diagnose, schnelle und einfache Programmentwicklung und keine Vorrichtungen. Die Hauptnachteile sind schlechte Kurzschlusserkennungsfähigkeit, hohe Ausfallrate und kein elektrischer Test.

drei. Die automatische Röntgeninspektion (AXI) ist derzeit die einzige Methode, um die Qualität von Kugelgitterrays (BGA) und okklusierten Lötkugeln zu überprüfen. Es handelt sich um eine nicht elektrische, berührungslose Technologie, die Fehler im frühen Prozess erkennen und den Work in Process (WIP) reduzieren kann. Fortschritte in diesem Bereich umfassen Pass/Fail-Daten und die Diagnose auf Komponentenebene. Derzeit gibt es zwei Hauptmethoden der AXI: zweidimensionale (2d) Betrachtung der gesamten Platine und dreidimensionale (3d) Aufnahme mehrerer Bilder aus verschiedenen Winkeln. Sein Hauptvorteil ist die einzigartige BGA-Schweißqualität und eingebettete Teile Inspektionswerkzeuge, keine Befestigungskosten. Die Hauptnachteile sind langsame Geschwindigkeit, hohe Ausfallrate, schwierige Nacharbeitslötstelleninspektion, hohe Einzelplatinkosten und lange Programmentwicklungszeit.

Vier. Der Manufacturing Defect Analysator (MDA) ist ein gutes Werkzeug für Umgebungen mit hohem Volumen/geringer Mischung, in denen Tests nur zur Diagnose von Fertigungsfehlern verwendet werden. Wenn die Restreduktionstechnologie nicht verwendet wird, ist die Wiederholbarkeit zwischen Testern ein Problem. Darüber hinaus verfügt MDA nicht über einen digitalen Treiber, so dass es unmöglich ist, Funktionstests an den Komponenten oder Firmware auf der Programmierplatine durchzuführen. Die Testzeit ist kürzer als die visuelle Inspektionszeit, und MDA kann die Schlaggeschwindigkeit der Produktionslinie einholen. Diese Methode verwendet ein Nadelbett, so dass der Output diagnostiziert werden kann.

Seine Hauptvorteile sind niedrigere Anfangskosten, niedrigere Work-in-Process-Kosten, niedrigere Programmier- und Programmwartungskosten, höhere Leistung, einfache Folgediagnose und schnelle vollständige Kurzschluss- und Open-Circuit-Tests. Die Hauptnachteile sind die Unfähigkeit zu bestätigen, ob die Stückliste (Stückliste) mit dem Prüfgerät übereinstimmt (UUT), keine digitale Bestätigung, keine Funktionstestfähigkeit, kein Firmware-Aufruf und in der Regel keine Testabdeckungsanzeige., Board und Board Line-to-Line Wiederholbarkeit, Befestigungskosten und Nutzungsprobleme.

Fünf. In den letzten Jahren wurden Flugsondenprüfer aufgrund der Verbesserung der mechanischen Präzision, Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit weit verbreitet. Darüber hinaus erfordern die Marktanforderungen an schnelles Schalten, Prototyping und Kleinserienfertigung keine Vorrichtungstestsysteme, was die Prüfung von fliegenden Sonden zu einer idealen Testwahl macht. Die beste Sondenlösung bietet Lernfähigkeiten und Stücklistentests, die die Überwachung während des Testprozesses automatisch erhöhen. Sondensoftware sollte eine einfache Möglichkeit bieten, CAD-Daten zu laden, da X-Y- und Stücklistendaten im Programmierprozess verwendet werden müssen. Da die Zugänglichkeit der Knoten auf einer Seite der einzelnen Platine unvollständig sein kann, sollte die Testgenerierungssoftware automatisch ein nicht-repetitives Split-Programm generieren.

Die Sonde verwendet vektorlose Technologie, um die Verbindung von digitalen, analogen und gemischten Signalkomponenten zu testen; Dies sollte durch kapazitive Platten erfolgen, und der Benutzer kann kapazitive Platten auf beiden Seiten der UUT verwenden.

Die Hauptvorteile des fliegenden Sondentesters sind, dass es das schnellste Time-to-Market-Tool, automatische Testgenerierung, keine Fixture-Kosten, gute Diagnose und einfache Programmierung ist. Die Hauptnachteile sind geringe Leistung, begrenzte digitale Abdeckung, Anlagenkosten und Nutzungsprobleme.

6. Funktionsprüfung kann als das früheste automatische Prüfprinzip gesagt werden, und seine Bedeutung wurde erneuert. Es handelt sich um ein spezifisches Board oder eine spezifische Einheit, die mit einer Vielzahl von Geräten ergänzt werden kann. Um einige Beispiele zu nennen:

Endprodukttests sind die gängigste Methode der Funktionsprüfung. Die Kosten für die Prüfung der fertigen Einheit nach der Montage sind hoch, was Betriebsfehler reduziert. Die Diagnose ist jedoch nicht vorhanden oder schwierig, was zu den Kosten beiträgt. Erst beim Testen des Endprodukts besteht die Gefahr einer Beschädigung des Produkts, wenn die automatisierte Prüfung keinen Software- oder Hardwareschutz bietet. Auch der Endprodukttest ist sehr langsam und nimmt in der Regel viel Platz in Anspruch. Wenn die Norm erfüllt werden muss, wird diese Methode in der Regel nicht verwendet, da sie normalerweise keine Parametermessung unterstützt.

Die Hauptvorteile der Endproduktprüfung sind die niedrigsten Anfangskosten, einmalige Montage, Produkt- und Qualitätssicherung. Seine Hauptnachteile sind niedrige diagnostische Auflösung, langsame Geschwindigkeit, hohe Langzeitkosten, FPY-, Leiterplatte- oder Maschinenschäden aufgrund keiner Kurzschlusserkennung, hohe Wartungskosten und keine Parametererkennung.

Die neuesten thermischen Modelle werden in der Regel in verschiedenen Montagestufen platziert, nicht nur im Endtest. In Bezug auf die Diagnose ist es besser als der Endprodukttest, aber da es eine spezielle Testeinheit einrichten muss, sind die Kosten höher. Wenn das Programm Debugging nur eine bestimmte Platine testet, dann ist das physikalische Modell möglicherweise schneller als der Endprodukttest. Leider kann der Prüfstand aufgrund mangelnden Schutzes beschädigt werden, wenn im vorherigen Prozess kein Kurzschluss diagnostiziert wird.

Sein Hauptvorteil sind die niedrigen Anfangskosten. Die Hauptnachteile sind geringe Raumeffizienz, hohe Wartungskosten der Prüfgeräte, Kurzschlussschäden der Prüfeinheit und keine Parameterprüffähigkeit.

Kontaktlose Prüfmethoden wie Laser sind die neuesten Entwicklungen in der PCB-Prüftechnik. Diese Technologie wurde im Bereich der Bare Boards verifiziert, und Prüfungen auf Füllplatten werden in Betracht gezogen. Diese Technologie verwendet nur Sichtlinie, ungeschirmter Zugang zur Fehlererkennung. Jeder Test beträgt mindestens 10 Millisekunden, die schnell genug für eine große Produktionslinie ist.

Seine Hauptvorteile sind schnelle Produktion, keine Notwendigkeit für feste Ausrüstung, Sicht/Nicht-Abdeckung Kanäle; Die Hauptnachteile sind geringe Testeffizienz, hohe Anfangskosten und viele Wartungs- und Nutzungsprobleme.