Tecnologia PCB - Metodi di prova comuni per circuiti stampati (DFT)

Prima di formulare una strategia per l'ambiente di prova, la preparazione e la comprensione sono fondamentali. I parametri che influenzano la strategia di test includono:

Contatto completo e pad di prova grandi sono sempre stati l'obiettivo della produzione di circuiti stampati. Di solito ci sono quattro motivi per cui non può essere fornito un accesso completo:

1. La dimensione del circuito stampato. Il disegno è più piccolo; Il problema è l'impronta "extra" della scheda di prova. Purtroppo, la maggior parte degli ingegneri di progettazione ritiene che testare l'accessibilità della saldatura su un circuito stampato (PCB) non sia così importante. La situazione è completamente diversa quando un prodotto deve essere eseguito il debug da un ingegnere di progettazione a causa dell'incapacità di utilizzare la semplice diagnosi del tester in-circuit (ICT). Se l'accesso completo non è disponibile, le opzioni di test saranno limitate.

2. Funzione. La perdita di prestazione nella progettazione ad alta velocità influenzerà le prestazioni del circuito stampato, ma ridurrà gradualmente l'impatto sulla testabilità del prodotto.

2. Dimensione della scheda/numero di nodi. Ciò avviene quando la dimensione fisica della scheda non può essere testata su qualsiasi apparecchiatura esistente. Fortunatamente, questo problema può essere risolto aumentando il budget per le nuove apparecchiature di prova o utilizzando apparecchiature di prova esterne. Quando il numero di nodi è maggiore delle TIC esistenti, il problema è più difficile da risolvere. Il team di DFT deve comprendere i metodi di prova in modo che il reparto di produzione possa produrre buoni prodotti con la minor quantità di tempo e denaro. L'auto-test incorporato, la scansione al contorno (BS) e il test funzionale a blocchi possono fare questo. La diagnosi deve supportare l'unità in esame (UUT); Ciò può essere ottenuto solo attraverso una comprensione approfondita dei metodi di prova utilizzati, delle attrezzature e delle capacità di prova esistenti e dello spettro di guasti dell'ambiente produttivo.

3. Non utilizzare, seguire o comprendere le regole DFT. Storicamente, le regole DFT sono state implementate da ingegneri o gruppi di ingegneri che comprendono l'ambiente di produzione, i requisiti di processo e test funzionali e la tecnologia dei componenti. Nel mondo reale, questo processo è lungo e richiede la comunicazione tra progettazione, progettazione assistita da computer (CAD) e test. Questo tipo di lavoro ripetitivo onnipresente è incline ad errori umani e tende ad agire frettolosamente sotto la pressione del mercato. Oggi, l'industria ha iniziato a utilizzare "analizzatori di produttività" automatici per valutare i file CAD utilizzando le regole DFT. Quando si utilizza un produttore a contratto (CM, produttore a contratto) si possono classificare più serie di regole. I vantaggi di questo metodo sono la continuità delle regole e la valutazione del prodotto senza errori.

Il team DFT dovrebbe essere a conoscenza della strategia di test esistente. Poiché i produttori di apparecchiature originali iniziano a fare affidamento su sempre più CMS, le apparecchiature utilizzate variano da impianto a impianto. Se il processo del produttore non è chiaro, possono essere utilizzati troppi o troppi test. I metodi di prova esistenti comprendono:

Test visivi manuali o automatici, utilizzando visione e confronto per confermare la posizione del componente sul PCB. Ci sono diversi modi per implementare questa tecnica:

uno. La visione artificiale è il metodo di test online più utilizzato, ma a causa dell'aumento della capacità produttiva e del restringimento dei circuiti stampati e dei componenti, questo metodo è diventato impossibile. I suoi principali vantaggi sono basso costo iniziale e nessun dispositivo di prova. Gli svantaggi principali sono elevati costi a lungo termine, rilevamento discontinuo dei difetti, raccolta di dati difficile e nessuna prova elettrica e restrizioni visive.

due. L'ispezione ottica automatica (AOI) è un metodo più recente per identificare i difetti di fabbricazione, solitamente utilizzato prima e dopo la saldatura a riflusso. Si tratta di una tecnologia online non elettrica e non fissa che utilizza la programmazione "imparare e confrontare" per ridurre al minimo i tempi di accelerazione. La visione automatica è migliore per la polarità, la presenza e l'assenza di ingredienti, purché gli ingredienti di questi ultimi siano simili agli ingredienti originali "appresi". I suoi principali vantaggi sono facile tracciamento e diagnosi, sviluppo rapido e facile del programma e nessun dispositivo. Gli svantaggi principali sono la scarsa capacità di riconoscimento del cortocircuito, l'alto tasso di guasto e nessun test elettrico.

tre. L'ispezione automatica a raggi X (AXI) è attualmente l'unico metodo utilizzato per ispezionare la qualità degli array a griglia sferica (BGA) e delle sfere di saldatura occluse. Si tratta di una tecnologia non elettrica, senza contatto che può individuare difetti nel processo iniziale e ridurre il lavoro in processo (WIP). I progressi in questo settore comprendono i dati di passaggio/guasto e la diagnostica a livello di componente. Attualmente esistono due metodi AXI principali: bidimensionale (2d), guardando la scheda completa, e tridimensionale (3d), scattando più immagini con angolazioni diverse. Il suo vantaggio principale è la qualità unica della saldatura BGA e gli strumenti incorporati di ispezione delle parti, nessun costo del dispositivo. Gli svantaggi principali sono la velocità lenta, l'alto tasso di guasto, l'ispezione difficile del giunto di saldatura di rilavorazione, l'alto costo del singolo bordo e il lungo tempo di sviluppo del programma.

Quattro. L'analizzatore di difetti di fabbricazione (MDA) è un buon strumento per ambienti ad alto volume / basso mix, dove i test vengono utilizzati solo per diagnosticare i difetti di fabbricazione. Quando la tecnologia di riduzione residua non viene utilizzata, la ripetibilità tra tester è un problema. Inoltre, MDA non ha un driver digitale, quindi è impossibile eseguire test funzionali sui componenti o firmware sulla scheda di programmazione. Il tempo di prova è più breve del tempo di ispezione visiva e MDA può raggiungere la velocità di battito della linea di produzione. Questo metodo utilizza un letto ad ago, quindi l'uscita può essere diagnosticata.

I suoi principali vantaggi sono minori costi iniziali, minori costi di lavoro in processo, minori costi di programmazione e manutenzione del programma, maggiore output, facile diagnosi di follow-up e veloce test a circuito aperto e corto. Gli svantaggi principali sono l'incapacità di confermare se la fattura dei materiali (BOM) è conforme all'unità in prova (UUT), nessuna conferma digitale, nessuna capacità di test funzionale, nessuna chiamata del firmware e di solito nessuna indicazione di copertura del test., Ripetibilità linea-a-linea del bordo e del bordo, costi dell'apparecchio e problemi di utilizzo.

cinque. Negli ultimi anni, a causa del miglioramento della precisione meccanica, della velocità e dell'affidabilità, i tester della sonda volante sono stati ampiamente utilizzati. Inoltre, i requisiti del mercato per commutazione rapida, prototipazione e produzione a basso volume non richiedono sistemi di test di fissaggio, rendendo il test a sonda volante una scelta di test ideale. La migliore soluzione di sonda fornisce capacità di apprendimento e test BOM, che aumenteranno automaticamente il monitoraggio durante il processo di test. Il software della sonda dovrebbe fornire un modo semplice per caricare i dati CAD, perché i dati X-Y e BOM devono essere utilizzati nel processo di programmazione. Poiché l'accessibilità dei nodi su un lato della singola scheda può essere incompleta, il software di generazione dei test dovrebbe generare automaticamente un programma split non ripetitivo.

La sonda utilizza la tecnologia vettoriale per testare la connessione di componenti digitali, analogici e a segnale misto; Questo dovrebbe essere fatto attraverso piastre capacitive e l'utente può utilizzare piastre capacitive su entrambi i lati dell'UUT.

I principali vantaggi del tester della sonda volante sono che è lo strumento più veloce time-to-market, generazione automatica della prova, nessun costo del dispositivo, buona diagnosi e facile programmazione. Gli svantaggi principali sono la bassa produzione, la limitata copertura digitale, i costi delle immobilizzazioni e i problemi di utilizzo.

6. il test funzionale può essere detto di essere il principio di prova automatica più presto e la sua importanza è stata rinnovata. Si tratta di una scheda specifica o unità specifica, che può essere completata con una varietà di attrezzature. Per fare alcuni esempi:

Il test finale del prodotto è il metodo più comune di test funzionale. Il costo di testare l'unità finale dopo il montaggio è elevato, il che riduce gli errori operativi. Tuttavia, la diagnosi è inesistente o difficile, il che aggiunge al costo. Solo testando il prodotto finale, se il test automatizzato non fornisce protezione software o hardware, c'è la possibilità di danni al prodotto. Anche il test finale del prodotto è molto lento e di solito occupa molto spazio. Quando lo standard deve essere rispettato, questo metodo di solito non viene utilizzato perché di solito non supporta la misurazione dei parametri.

I principali vantaggi del test del prodotto finale sono il costo iniziale più basso, l'assemblaggio una tantum, la garanzia del prodotto e della qualità. I suoi principali svantaggi sono bassa risoluzione diagnostica, velocità lenta, alto costo a lungo termine, FPY, circuito stampato o danno macchina a causa di nessun rilevamento di cortocircuito, alto costo di manutenzione e nessuna capacità di rilevamento dei parametri.

Gli ultimi modelli termici sono solitamente collocati in diverse fasi di assemblaggio, non solo nella prova finale. In termini di diagnosi, è meglio del test finale del prodotto, ma poiché ha bisogno di impostare un'unità di prova speciale, il costo è più alto. Se il debug del programma prova solo una scheda specifica, il modello fisico può essere più veloce del test finale del prodotto. Purtroppo, a causa della mancanza di protezione, il banco di prova può essere danneggiato se non viene diagnosticato un cortocircuito nel processo precedente.

Il suo vantaggio principale è il basso costo iniziale. Gli svantaggi principali sono bassa efficienza dello spazio, alto costo di manutenzione delle apparecchiature di prova, danni da cortocircuito dell'unità di prova e nessuna capacità di prova dei parametri.

I metodi di prova senza contatto come i laser sono gli ultimi sviluppi nella tecnologia di test PCB. Questa tecnologia è stata verificata nel campo delle tavole nude e sono in corso test su tavole di riempimento. Questa tecnologia utilizza solo la linea di vista, accesso non schermato per rilevare i difetti. Ogni test è di almeno 10 millisecondi, che è abbastanza veloce per una linea di produzione su larga scala.

I suoi principali vantaggi sono la produzione veloce, nessuna necessità di attrezzature fisse, canali a vista / non copertura; Gli svantaggi principali sono bassa efficienza di prova, alto costo iniziale e molti problemi di manutenzione e uso.