Как тестването и инспекцията влияят върху надеждността на монтажа на печатни платки

Тестването и инспекцията не правят платката надеждна сама по себе си.

Те разкриват дали надеждността се контролира.

Тази разлика има значение. В много PCBA проекти "тестването" се третира като последна стъпка към края на производството. Изградете дъските, изпълнете проверка, изпратете поръчката.

Истинското производство не е толкова подредено.

Една платка може да премине един тест и пак да носи риск някъде другаде: под скрита спойка, около конектор, вътре в стъпка на фърмуера, в преработена област или във функция, която никога не е била тествана.

За OEM купувачите полезният въпрос не е само "Доставчикът тества ли платките?"

По-добрият въпрос е: „ДалиТестване и инспекцияотговарят на рисковете за надеждността на този модул на печатна платка?"

Една проста LED платка, потребителски IoT модул, промишлен контролен PCBA и платка за силова електроника не трябва да бъдат принудени да влизат в един и същ тестов план.

Надеждността не се тества в платката в края

Монтаж на печатна платка може да премине проверка и пак да се провали по-късно.

Това не винаги означава, че проверката е била безполезна. Това може да означава, че е проверяван грешен риск.

Платката може да се включи, докато спойката на конектора е слаба.

Една платка може да премине AOI, докато скритата BGA връзка все още се нуждае от рентгенов преглед.

Една платка може да премине визуална проверка, докато процесът на зареждане на фърмуера не се контролира.

Една платка може да премине една функционална проверка, докато полеви вход, релеен изход, комуникационен порт или състояние на натоварване остават нетествани.

Ето защо тестването и проверката не трябва да се третират като една крайна контролна точка в края на производството.

Надеждността идва от пълната верига на изграждане: контролирано снабдяване, стабилно сглобяване, контрол на процеса на запояване, подходяща инспекция, повторяемо тестване, документирана преработка и възможност за проследяване.

Тестването и проверката не заместват контрола на процеса.

Те проверяват дали контролът на процеса работи.

Инспекцията и тестването изпълняват различни задачи

Една често срещана грешка е използването на „инспекция“ и „тестване“, сякаш означават едно и също нещо.

Те не го правят.

Проверката проверява дали платката е сглобена правилно. Той търси видими или измерими производствени условия: липсващи компоненти, грешки в полярността, дефекти на спойка, повдигнати проводници, подравняване на конектора, проблеми с етикета или скрити проблеми със спойката.

Тестването проверява дали платката изпълнява необходимата функция. Може да потвърди поведението на мощността, зареждането на фърмуера, комуникацията, превключването на релето, реакцията на вход/изход, потреблението на ток, поведението на сензора или-специфичното за клиента работно състояние.

И двете имат значение, но улавят различни проблеми.

AOI може да открие липсващ резистор. Това няма да докаже, че фърмуерът комуникира правилно с хост системата.

Функционалното тестване може да потвърди, че платката реагира правилно. Може да не разкрие скрит проблем със спойка под пакет с долна част-.

Ето защо един по-силен план за надеждност използва проверка и тестване заедно, вместо да очаква един метод да направи всичко.

Всеки метод има работа.

Проблемите започват, когато даден проект очаква един метод да свърши работата на всички останали.

Правилният обхват зависи от риска на борда

Не всяка платка се нуждае от същото ниво на тестване и проверка.

Това е мястото, където очакванията на купувача и допусканията на доставчика трябва да бъдат приведени в съответствие на ранен етап.

Една проста платка с видими спойки, зрели дизайнерски файлове, стабилни компоненти и нисък риск при приложение може да се нуждае от стандартна SMT проверка и основна електрическа проверка.

Платка с BGA, QFN, фини-части с стъпка, релета, клемни блокове, фърмуер, зони с висок-ток, комуникационни интерфейси или окабеляване на място може да се нуждае от по-структуриран план за проверка и тестване.

Обхватът трябва да следва дъската.

Полезните въпроси включват:

• Има ли скрити спойки?
• Има ли компоненти,-чувствителни към полярността?
• Има ли релета, съединители, клемни блокове или полеви{0}}интерфейси за окабеляване?
• Платката изисква ли програмиране на фърмуера?
• Продуктът има ли нужда от ИКТ или FCT-базиран на приспособление?
• Достъпни ли са тестовите точки?
• Платката част ли е от промишлена система за управление, захранване, медицинска поддръжка, автомобилна поддръжка или комуникационна система?
• Купувачът изисква ли записи от тестове или възможност за проследяване?
• Какво се случва след преработка?

Рискът не винаги е свързан с количеството.

Пилотна конструкция от 20 части с недефиниран функционален тест може да носи по-голям практически риск от по-голяма повторна поръчка със зряло тестово приспособление и контролиран процес.

SPI може да улови отклонението на процеса преди поставянето на компонентите

Проверката на паста за запояване не винаги се обсъжда в RFQ, но може да има значение при контрола на процеса на SMT.

Преди да бъдат поставени компонентите, обемът на спояващата паста, височината, подравняването и рискът от мостове вече могат да повлияят на бъдещото качество на спойката. Ако печатът с паста е нестабилен, дефектите могат да се преместят надолу по веригата към поставяне, преформатиране, AOI, електрически тест или дори работа на място.

Стойността на SPI е времето.

Той проверява процеса рано, преди проблемът с пастата да се превърне в проблем със спойка.

Това не означава, че всеки проект се нуждае от подробно SPI обсъждане в офертата. Но за SMT с фина{1}}стъпка, плътни оформления, свързани с BGA-сглобки или платки, където консистенцията на спойката е критична, проверката на пастата и мониторингът на процеса могат да поддържат по-стабилно качество на сглобяването.

Купувачът не трябва да управлява всеки параметър на процеса.

Но купувачът трябва да разбере, че надеждността на монтажа на печатни платки започва преди платката да достигне окончателното тестване.

AOI помага за стабилизиране на видимото качество на сглобяване

Автоматизираната оптична проверка е полезна, тъй като много дефекти на PCBA са визуални или-свързани с геометрията.

AOI може да помогне за откриване на липсващи компоненти, грешна ориентация, проблеми с полярността, отмествания на разположението, недостатъчна спойка, мостове за запояване, надгробни плочи и други видими условия след сглобяване на SMT.

За SMT сглобяването на печатни платки AOI често е част от стандартния -поток за контрол на качеството, защото дава на производствения екип по-бърз и по-последователен начин за отсяване на видими проблеми с сглобяването.

Но AOI има граници.

Не може напълно да провери електрическата функция. Не може да докаже поведението на фърмуера. Може да не вижда скрити запоени съединения под BGA, QFN, LGA или определени пакети с край-отдолу.

AOI също така не замества добрия печат на паста за запояване, правилния профил на преформатиране или дисциплиниран контрол на процеса.

Подобрява надеждността, когато се използва за това, в което е добър: улавяне на видими дефекти на сглобяването достатъчно рано, за да им попречи да се придвижат надолу по веригата.

Р-рентгеновата инспекция помага, когато спойките са скрити

Някои рискове за надеждността не могат да бъдат оценени от повърхността.

Ако дадена платка използва BGA, QFN, LGA, компоненти с долна-крайна част или други пакети със скрити споени съединения, X-Ray Inspection може да е полезна. Може да помогне за преглед на формирането на спойката, мостовете, моделите на изпразване, подравняването и други скрити условия, които визуалната проверка или AOI може да не разкрият напълно.

Това не означава, че всеки модул на печатна платка се нуждае от рентгенови-лъчи.

Това означава, че рентгеновите-лъчи трябва да се вземат предвид, когато дизайнът на платката включва скрити-пакети на съединения или когато рискът от приложението оправдава по-задълбочена проверка.

Например платка за потребителски аксесоари с всички видими фуги може да не се нуждае от рентгенови лъчи. Компактна контролна платка с BGA, QFN или скрити захранващи-устройства може да заслужава различен план за проверка.

Решението трябва да идва от вида на опаковката и въздействието на неуспеха, а не от навика.

ИКТ и летящата сонда се нуждаят от тестов достъп, за да бъдат полезни

Проверката може да потвърди дали частите изглеждат правилно поставени.

Тестването на -нивото на веригата проверява дали сглобената верига се държи електрически по очаквания начин.

В-тестването на веригата, тестването на летяща сонда и свързаните електрически проверки могат да помогнат за идентифициране на късо съединение, отваряне, грешни стойности на компоненти, липсващи компоненти и определени проблеми на ниво-сглобка или компонент.

Тези методи могат да бъдат полезни, когато дизайнът на платката поддържа достъп и когато обемът на проекта или рискът оправдават настройката.

Важната дума е достъп.

Купувачът не може да реши в края на проекта, че са необходими пълни ICT, ако оформлението на печатната платка не осигурява необходимите точки за тестване или достъп до приспособления. В много проекти планирането на теста трябва да започне преди производството, а не след сглобяването.

Това е мястото, където DFT има значение.

Проектирането за тестване не е просто инженерно предпочитание. Това пряко влияе върху това дали окончателният монтаж на печатни платки може да бъде инспектиран и тестван ефективно.

FCT трябва да докаже истинската работа на борда

Функционалното тестване често е мястото, където надеждността става-специфична за приложението.

За някои модули на печатни платки може да е достатъчна основна-проверка при включване. За други платката трябва да докаже реално поведение: превключване на реле, входно/изходна реакция, зареждане на фърмуера, поведение на светодиода, реакция на сензора, комуникация, сигнализиране за-управление на двигателя, потребление на ток или-дефинирани от клиента работни условия.

Това е особено важно при PCBA за индустриално управление, оборудване за автоматизация, комуникационни устройства, силова електроника и други проекти, където платката прави нещо повече от това да стои пасивно вътре в продукт.

Един полезен FCT план трябва да дефинира:

• каква функция трябва да се докаже
• какъв фърмуер или софтуер е необходим
• какво приспособление, кабел, товар или симулатор е необходимо
• как изглежда резултатът преминал/не успял
• дали трябва да се записват данни от теста
• дали повредените платки се тестват повторно след преработване
• дали се изисква проследимост на сериен номер или партида

Тест, който може да проведе само един инженер, все още не е производствен тест.

Ако екипът на EMS не може да повтори функционалния тест при ясни инструкции, тестовият план не е готов за производство.

Скринингът за-изгаряне или стрес трябва-да се основава на риска

Прегарянето и проверката на стреса в околната среда може да помогне за разкриване на ранни-жизнени слабости в някои модули, но те не трябва да се третират като автоматични изисквания за всеки PCBA проект.

За определени промишлени, енергийни, автомобилни-поддръжка, медицинска-поддръжка или трудни-за-обслужване приложения, купувачът може да изисква захранвана работа, термично излагане, условия на натоварване или друг скрининг на натоварване преди изпращане.

За по-прости или ценово-чувствителни платки това ниво на тестване може да не е необходимо.

Правилният въпрос не е "Всяка дъска трябва ли да бъде изгорена?"

По-добрият въпрос е: „Нивото на риска на този продукт оправдава ли стрес скрининга и какво състояние всъщност трябва да симулира тестът?“

Ако се изисква скрининг-за изгаряне или стрес, купувачът и партньорът на EMS трябва да определят състоянието, продължителността, размера на извадката или покритието, критериите за преминаване/неуспех и правилата за повторно тестване преди планирането на производството.

В противен случай „изисква се запис-“ се превръща в неясна инструкция, а не в изискване за контролиран тест.

Изискванията за тестване трябва да бъдат определени преди RFQ

Тестването и инспекцията засягат офертата, времето за изпълнение, планирането на оборудването, инженерната подготовка, отчитането и допусканията за доставка.

Ако купувачът първо поиска основна оферта за сглобяване и добави по-късно ИКТ, FCT, програмиране, рентгенова-инспекция, тестови доклади или-записване, първоначалната оферта може вече да не описва истинския проект.

Това не означава, че всеки купувач трябва да знае всеки детайл от теста в първия ден.

Но очакваният обхват на теста трябва да бъде обсъден достатъчно рано, за да може доставчикът да планира правилно.

Преди да поискате aМонтаж на печатни платкиоферта, купувачите трябва да изяснят:

• Очаква ли се AOI?
• Необходим ли е рентгенов-лъч за скрити споени съединения?
• Необходими ли са ИКТ или летяща сонда?
• Изисква ли се функционално тестване?
• Включено ли е програмиране на фърмуера?
• Има ли тестово приспособление или трябва да бъде изградено?
• Изискват ли се протоколи от тестове?
• Неуспешните платки преработват ли се и тестват ли се отново?
• Изискват ли се етикети, серийни номера или партидни записи?

Оферта без тестов обхват може да изглежда по-ниска, като същевременно оставя отворен въпроса за надеждността.

Това може да е приемливо за ранен прототип. Рисковано е за планирането на производството.

Преработката трябва да има свои собствени правила за проверка и повторно тестване

Тестването и проверката не се отнасят само за-качество при първо преминаване.

Те също имат значение след преработка.

Преработена платка може да се нуждае от допълнителна проверка, тъй като излагането на топлина, отстраняването на компоненти, ръчното запояване или регулирането на конектора може да доведе до нов риск. В зависимост от платката преработката може да изисква визуална проверка, преглед на AOI, рентгенова проверка, електрически повторен тест или функционален повторен тест.

Ключовият момент е прост:

Неуспешна платка не трябва да се връща към потока готови-стоки само защото видимият дефект е бил поправен.

Методът на поправка, резултатът от проверката и резултатът от повторния тест трябва да съответстват на нивото на риск на платката.

За малко{0}}обемни, пилотни, промишлени или-чувствителни към надеждността PCBA проекти, тази дисциплина-и-повторно тестване може да има толкова голямо значение, колкото и първоначалният план за проверка.

Тестовите данни трябва да се върнат обратно към следващата компилация

Тестването и инспекцията не трябва само да решават за преминаване или неуспех.

Те също могат да покажат дали процесът се отклонява.

Ако AOI многократно маркира едно и също изместване на компонента, това може да сочи към настройка на разположението, поведение на захранващото устройство, опаковка на компонента или дизайн на подложката. Ако рентгенови-лъчи многократно показват подобни скрити-загрижености по ставите, профилът на преформатиране или дизайнът на опаковката може да се нуждаят от преглед. Ако грешките на FCT се групират около един интерфейс, проблемът може да се крие във фърмуера, обработката на конектора, тестовата настройка или границата на дизайна.

Този вид обратна връзка е полезна, защото превръща резултатите от теста в процес на обучение.

За повторни поръчки, пилотни компилации, промишлени контролни платки и производствени програми с ревизионни промени, тестовите данни могат да помогнат на партньора и купувача на EMS да подобрят следващата компилация, вместо просто да сортират добрите платки от лошите платки.

Надеждността се подобрява, когато тестването се връща към контрола на производството.

Тестовите данни и възможността за проследяване помагат при бъдещо отстраняване на неизправности

Тестването и проверката са по-полезни, когато резултатите са проследими.

За прости проекти може да е достатъчно потвърждение за преминаване/неуспех. За по-взискателни компилации купувачът може да иска записи, свързани с номер на партида, сериен номер, версия на фърмуера, резултат от инспекция, резултат от тест или история на преработката.

Проследимостта помага да се отговори на въпроси по-късно:

• Коя партида е използвала тази ревизия на BOM?
• Коя версия на фърмуера е заредена?
• Кои дъски преминаха FCT?
• Тази платка преработена ли е?
• Беше ли повредената единица част от конкретна партида?
• Без записи отстраняването на неизправности се превръща в догадки.

Това не означава, че всеки проект се нуждае от тежък пакет за отчитане.

Нивото на докладване трябва да съответства на приложението, производствения етап и изискванията на клиента. Но ако купувачът очаква проследимост, тя трябва да бъде дефинирана преди началото на производството.

Практически обхват на тестване и проверка за купувачи

Един по-силен тестов план започва със съвпадение на методите за проверка с риска.

Тази таблица не е универсален контролен списък.

Това е инструмент за планиране.

Правилният обхват зависи от дизайна на платката, риска от приложението, производствения етап, изискванията на купувача и дали методът за изпитване може да бъде повторен при производствени условия.

Сигнал за индустрията: Очакванията за надеждност се движат нагоре

Повече OEM купувачи определят очакванията за качество по-рано в проекта, особено за промишлена електроника, оборудване за автоматизация, комуникационни устройства, силова електроника и други модули,-чувствителни към надеждността.

Това не означава, че всяка платка се нуждае от тежък тестов пакет.

Това означава, че тестването и проверката трябва да се третират като част от планирането на изграждането, а не като последваща мисъл след завършване на монтажа.

Колкото по-рано се дефинира обхватът на теста, толкова по-лесно е да се планира достъпът до теста, нуждите от приспособления, потокът от инспекции, отчитането и допусканията за доставка.

Къде STHL се вписва в тази дискусия

За OEM купувачи, подготвящи проекти за сглобяване на печатни платки, Shenzhen STHL Technology Co., Ltd. може да прегледа изискванията за тестване и инспекция заедно с обхвата на сглобяване.

В зависимост от проекта, това може да включва инспекция на AOI, ин-рентгенова инспекция, обсъждане на-схеми или функционални тестове, изисквания за програмиране, планиране на приспособления, очаквания за преработване-и-повторно тестване и нужди от проследимост.

Целта е да не се добавят ненужни тестове.

Целта е да съответства наТестване и инспекцияобхват на действителния риск на платката, така че изграждането може да бъде сглобено, проверено, тествано и повторено при ясни условия.

Заключение

Тестването и инспекцията влияят върху надеждността на монтажа на печатни платки, като разкриват различни видове риск на различни етапи от изграждането.

SPI може да помогне за контролиране на риска от паста за запояване преди поставяне. AOI помага за улавяне на видими проблеми при сглобяването. Рентгеновите лъчи могат да помогнат при скрити споени съединения. ИКТ и летящата сонда могат да поддържат-проверки на нивото на веригата. FCT потвърждава дали платката изпълнява предназначената си функция. Инспекцията на преработката, данните от теста и възможността за проследяване помагат при повторно производство и бъдещо отстраняване на проблеми.

За OEM купувачите практическият урок е прост: дефинирайте обхвата на теста и проверката рано. Не чакайте, докато платките бъдат сглобени, за да решите какво трябва да означава „надежден“.

Нуждаете се от помощ за определяне на правилния обхват на тестване и проверка за вашия проект за сглобяване на печатни платки? Изпратете вашите файлове чрезПоискайте офертаили се свържете директно със STHL наinfo@pcba-china.com