Kontrola se ptá: byla deska vyrobena podle návrhu? Test se ptá: dělá deska to, co má? Jsou to různé otázky, zodpovězené různými metodami, a deska může projít jednou a druhou ne. Tento článek popisuje každou metodu, co najde a co nemůže.
Kontrola
Kontrola pájecí pasty (SPI)
Poté, co je pasta natištěna a před osazením součástek, 3D skener měří objem, výšku a polohu pasty na každé plošce. Většina pájkových vad začíná špatným tiskem, takže je zde zachytit levné: desku otřete a tiskněte znovu. Najde příliš mnoho, příliš málo a špatně umístěnou pastu. Nedívá se na součástky.
Automatizovaná optická kontrola (AOI)
Kamery fotografují desku a software porovnává obrázek s referencí. Po osazení najde chybějící, posunuté, otočené nebo špatné součástky; po reflow najde pájkové můstky, nadzvednuté vývody a mnohé slabé spoje. Je rychlá a pracuje na každé desce.
Co nevidí: cokoli skrytého. Spoje pod BGA, pod centrální ploškou QFN nebo pod stíněním nejsou vidět. Také nepozná, že rezistor má špatnou hodnotu, pokud vypadá jako správný, kromě kde se čte označení. Chyby programování a vnitřní vady jsou mimo ni. V naší továrně každá deska projde SPI a AOI.
Rentgenová kontrola
Rentgenový snímek ukazuje skrz součástku ke spojům pod ní. Je to způsob, jak kontrolovat BGA, QFN se skrytými ploškami a další pouzdra se skrytými spoji: můstky, otevřené kuličky, chybějící kuličky a dutiny (plynové bubliny v pájce). Dutiny se posuzují vůči kritériím, jako jsou ta v IPC-A-610, která může zákazník stanovit. Rentgen je pomalejší než AOI, takže se používá na první kusy, na vzorky z dávky, nebo na každou desku, pokud je návrh kritický. Ukazuje tvar spoje, ne jeho elektrické chování.
Vizuální kontrola a mikroskop
Osoba s lupou nebo mikroskopem kontroluje věci, které automatické systémy nedělají: polaritu neoznačených součástek, poškození, čistotu, zastřižení vývodů. IPC-A-610 je norma, která definuje, jak přijatelná osazená deska vypadá, ve třídách pro rostoucí nároky, a mnohé smlouvy ji jmenují.
Kontrola prvního kusu
První deska série se vyrobí a zkontroluje vůči kusovníku (BOM) a výkresům, než se vyrobí zbytek: polarita, polohy, spoje a nastavení. Je to levné pojištění proti systematické chybě, jako je špatná součástka v podavači.
Test
Test létajícími sondami
Pohyblivé sondy se dotýkají testovacích bodů a plošek na hotové desce, jeden pár po druhém, a měří odpor, kapacitu nebo chování diody a kontrolují zkraty a přerušení. Není potřeba přípravek, takže se hodí na prototypy a malé série. Je pomalý a testuje jen to, kam sondy dosáhnou. Stejná metoda se používá na neosazených deskách pro kontinuitu.
Test v obvodu (ICT)
Přípravek s mnoha odpruženými kolíky (lůžko hřebíků) tlačí na testovací body na desce a tester měří každou součástku na místě: zda je každá součástka přítomna, má správnou hodnotu a je pájená. Je rychlý a vady výroby najde přesně, takže se hodí na větší série. Přípravek stojí peníze a čas na výrobu a deska potřebuje přístupné testovací body: plošku nebo prokov pro každou síť, kterou chcete měřit.
Výkres ukazuje dva způsoby sondování desky, pohyblivými sondami a přípravkem s kolíky. Je nakreslen na neosazené desce; na osazené desce fungují stejně.
- Hrot sondy dotýkající se plošky.
- Rameno sondy se pohybuje od bodu k bodu.
- Pružinové kolíky přípravku se dotknou všech testovacích bodů najednou.
- Deska přípravku drží kolíky.
Boundary scan
Součástky, které podporují normu JTAG boundary scan (IEEE 1149.1), mohou testovat spoje mezi sebou přes několik pinů, bez sondování. Najde přerušení a zkraty pod BGA, kam žádná sonda nedosáhne. Potřebuje tyto součástky v návrhu.
Funkční test (FCT)
Deska se napájí a provozuje, jak bude používána: vstupy se budí, výstupy se měří, firmware běží, rozhraní se cvičí, zátěže se připojují. To testuje celý obvod, včetně věcí, které žádný test na úrovni součástek nenajde: špatnou hodnotu ve zpětnovazební síti, která je v rámci označení součástky, chybu firmwaru, analogový obvod mimo toleranci.
Funkční test je Váš test. Továrna neví, co má deska dělat. Abyste jeden měli provedený, poskytnete:
- postup: co připojit, co přiložit, co číst, co je vyhovující,
- firmware nebo testovací firmware,
- přípravek nebo podrobnosti k jeho výrobě (nebo způsob připojení kabelů),
- a limity pro vyhovění a nevyhovění.
Továrna pak může přípravek vyrobit a test spustit na každé desce. ICT, funkční test a programování patří mezi naše služby.
Burn-in
Desky se napájejí, často teplé, po hodiny nebo dny, aby se časné poruchy projevily v továrně a ne u Vašeho zákazníka. Najde součástky s latentními vadami a mezní spoje, které selžou pod zátěží. Zabírá čas a vybavení a obvykle se používá na vzorek nebo na desky pro náročná použití. Burn-in provádíme na vzorcích, při pokojové teplotě a při vysoké teplotě.
Co každý najde
| Metoda | Najde | Mine |
|---|---|---|
| SPI | Špatný objem a polohu pasty | Vše po tisku |
| AOI | Chybějící, posunuté, otočené součástky; viditelné pájkové vady | Skryté spoje, špatné hodnoty, vady obvodu |
| Rentgen | Skryté vady spojů, dutiny | Elektrické chování |
| Létající sondy | Přerušení, zkraty, špatné hodnoty v dosažitelných bodech | Skryté sítě, funkci obvodu |
| ICT | Vady výroby na úrovni součástek | Zda celý obvod funguje |
| Funkční test | Zda deska dělá svou práci v testovaných podmínkách | Vady v netestovaných podmínkách |
| Burn-in | Časné poruchy | Vady, které se objeví později |
Tři z těchto metod vedle sebe ukazují, proč každá vidí to, co vidí.
- Opticky: kamera vidí povrch. Spoje pod součástkou jsou skryté.
- Rentgen: paprsek jde skrz součástku, takže skryté spoje a dutiny se ukážou.
- Sondy: jehly se dotýkají testovacích bodů a měří na místech, kam dosáhnou.
Jak vybrat
- Prototyp: AOI plus Váš vlastní stolní test na první desce často stačí. Hledáte návrhové chyby, které žádný tovární test nenajde.
- Malá série: přidejte funkční test s jednoduchým přípravkem a rentgen pro BGA.
- Objem: použijte SPI, AOI, ICT nebo funkční test a vzorkový rentgen.
- Kritické nebo těžko opravitelné produkty: přidejte burn-in, přísnější třídu kontroly a záznamy pro každou desku.
Uveďte třídu přijatelnosti, kterou potřebujete (například IPC-A-610 třída 2 nebo 3), v objednávce.
Jak se to projeví při objednávce zde
Naše továrna provádí SPI a AOI na každé desce, kontrolu prvního kusu a nabízí ICT, funkční test, programování a burn-in. Platné možnosti testů a kontrol jsou na stránce výrobních možností. 25 kontrol při nahrání je jiná věc: kontrolují soubory, před zaplacením, a ne osazenou desku. Kontrola může ukázat, že Vaše soubory jsou úplné, konzistentní a vyrobitelné. Nemůže ukázat, že Váš obvod funguje; to může ukázat jen test s Vaším postupem a je na Vás jej specifikovat. Inženýr potvrdí každou objednávku. Viz také Jak se desky osazují.