Inspektion fragt: Wurde die Platine wie entworfen gebaut? Test fragt: Tut die Platine, was sie soll? Es sind verschiedene Fragen, beantwortet durch verschiedene Verfahren, und eine Platine kann die eine bestehen und die andere nicht. Dieser Artikel beschreibt jedes Verfahren, was es findet und was es nicht kann.
Inspektion
Lötpasten-Inspektion (SPI)
Nachdem die Paste gedruckt ist und bevor Teile platziert werden, misst ein 3D-Scanner Volumen, Höhe und Position der Paste auf jedem Pad. Die meisten Lötfehler beginnen mit einem schlechten Druck, sodass sie hier zu fangen günstig ist: Wischen Sie die Platine ab und drucken Sie erneut. Er findet zu viel, zu wenig und falsch platzierte Paste. Er betrachtet keine Teile.
Automatisierte optische Inspektion (AOI)
Kameras fotografieren die Platine und Software vergleicht das Bild mit einer Referenz. Nach der Bestückung findet sie fehlende, verschobene, gedrehte oder falsche Teile; nach dem Reflow findet sie Lötbrücken, angehobene Anschlüsse und viele schwache Verbindungen. Sie ist schnell und arbeitet an jeder Platine.
Was sie nicht sehen kann: alles Verborgene. Verbindungen unter einem BGA, unter dem zentralen Pad eines QFN oder unter einem Schirm sind nicht sichtbar. Sie kann auch nicht erkennen, dass ein Widerstand den falschen Wert hat, wenn er wie der richtige aussieht, außer wo die Markierung gelesen wird. Programmierfehler und innere Defekte liegen jenseits von ihr. In unserem Werk durchläuft jede Platine SPI und AOI.
Röntgeninspektion
Ein Röntgenbild zeigt durch das Teil zu den Verbindungen darunter. Es ist der Weg, BGAs, QFNs mit verborgenen Pads und andere Gehäuse mit verborgenen Verbindungen zu inspizieren: Brücken, offene Kugeln, fehlende Kugeln und Hohlräume (Gasblasen im Lot). Hohlraumbildung wird gegen Kriterien wie die in IPC-A-610 beurteilt, die der Kunde festlegen kann. Röntgen ist langsamer als AOI, sodass es für Erstmuster, für Stichproben aus einer Charge oder für jede Platine verwendet wird, wenn der Entwurf kritisch ist. Es zeigt die Form der Verbindung, nicht ihr elektrisches Verhalten.
Visuelle Inspektion und Mikroskop
Eine Person mit Lupe oder Mikroskop prüft Dinge, die automatische Systeme nicht tun: Polarität unmarkierter Teile, Schäden, Sauberkeit, Anschlussbeschnitt. IPC-A-610 ist die Norm, die definiert, wie eine akzeptable bestückte Platine aussieht, in Klassen für steigende Anforderungen, und viele Verträge nennen sie.
Erstmuster-Inspektion
Die erste Platine eines Laufs wird gegen die Stückliste (BOM) und die Zeichnungen gebaut und geprüft, bevor der Rest gefertigt wird: Polarität, Positionen, Verbindungen und Einstellungen. Sie ist eine günstige Versicherung gegen einen systematischen Fehler wie ein falsches Teil in einem Zuführer.
Test
Flying-Probe-Test
Bewegliche Sonden berühren Testpunkte und Pads auf einer fertigen Platine, ein Paar nach dem anderen, und messen Widerstand, Kapazität oder Diodenverhalten und prüfen auf Kurzschlüsse und Unterbrechungen. Keine Vorrichtung ist nötig, sodass er zu Prototypen und kleinen Läufen passt. Er ist langsam und testet nur, was die Sonden erreichen können. Dasselbe Verfahren wird auf unbestückten Platinen für Durchgang verwendet.
In-Circuit-Test (ICT)
Eine Vorrichtung mit vielen federbelasteten Stiften (ein Nagelbett) drückt gegen Testpunkte auf der Platine, und ein Tester misst jedes Bauteil an seinem Platz: ob jedes Teil vorhanden ist, den richtigen Wert hat und gelötet ist. Er ist schnell und findet Fertigungsfehler genau, sodass er zu größeren Läufen passt. Die Vorrichtung kostet Geld und Zeit im Bau, und die Platine braucht zugängliche Testpunkte: ein Pad oder eine Durchkontaktierung für jedes Netz, das Sie messen wollen.
Die Zeichnung zeigt die zwei Arten, wie eine Platine sondiert wird, mit beweglichen Sonden und mit einer Vorrichtung aus Stiften. Sie ist auf einer unbestückten Platine gezeichnet; auf einer bestückten Platine arbeiten sie genauso.
- Eine Sondenspitze, die ein Pad berührt.
- Der Sondenarm bewegt sich von Punkt zu Punkt.
- Die Federstifte einer Vorrichtung berühren alle Testpunkte auf einmal.
- Die Vorrichtungsplatte hält die Stifte.
Boundary Scan
Teile, die die JTAG-Boundary-Scan-Norm (IEEE 1149.1) unterstützen, können die Verbindungen zwischen ihnen über wenige Pins testen, ohne Sondierung. Er findet Unterbrechungen und Kurzschlüsse unter BGAs, wo keine Sonde hinkommt. Er braucht diese Teile im Entwurf.
Funktionstest (FCT)
Die Platine wird mit Strom versorgt und betrieben, wie sie verwendet werden wird: Eingänge werden angesteuert, Ausgänge gemessen, Firmware wird ausgeführt, Schnittstellen werden betrieben, Lasten angelegt. Dies testet die ganze Schaltung, einschließlich Dinge, die kein bauteilbezogener Test finden kann: ein falscher Wert in einem Rückkopplungsnetzwerk, der innerhalb der Markierung des Teils liegt, ein Firmware-Fehler, eine analoge Schaltung außerhalb der Toleranz.
Ein Funktionstest ist Ihr Test. Das Werk weiß nicht, was die Platine tun soll. Um einen durchführen zu lassen, stellen Sie bereit:
- ein Verfahren: was anzuschließen ist, was anzulegen ist, was zu lesen ist, was bestanden ist,
- die Firmware oder Test-Firmware,
- eine Vorrichtung oder die Einzelheiten, um eine zu bauen (oder einen Weg, Kabel anzuschließen),
- und die Grenzen für Bestehen und Nichtbestehen.
Das Werk kann dann die Vorrichtung bauen und den Test an jeder Platine ausführen. ICT, Funktionstest und Programmierung gehören zu unseren Leistungen.
Burn-in
Platinen werden mit Strom versorgt, oft warm, für Stunden oder Tage, damit frühe Ausfälle im Werk und nicht bei Ihrem Kunden auftreten. Er findet Teile mit latenten Defekten und marginale Verbindungen, die unter Belastung versagen. Er braucht Zeit und Ausrüstung und wird meist auf eine Stichprobe oder auf Platinen für anspruchsvolle Verwendungen angewendet. Wir führen Burn-in an Stichproben durch, bei Raumtemperatur und bei hoher Temperatur.
Was jedes Verfahren findet
| Verfahren | Findet | Verfehlt |
|---|---|---|
| SPI | Falsche Pastenmenge und -position | Alles nach dem Druck |
| AOI | Fehlende, verschobene, gedrehte Teile; sichtbare Lötfehler | Verborgene Verbindungen, falsche Werte, Schaltungsfehler |
| Röntgen | Verborgene Verbindungsfehler, Hohlräume | Elektrisches Verhalten |
| Flying Probe | Unterbrechungen, Kurzschlüsse, falsche Werte an erreichbaren Punkten | Verborgene Netze, Schaltungsfunktion |
| ICT | Fertigungsfehler auf Bauteilebene | Ob die ganze Schaltung funktioniert |
| Funktionstest | Ob die Platine ihre Aufgabe unter den getesteten Bedingungen erfüllt | Fehler unter nicht getesteten Bedingungen |
| Burn-in | Frühe Ausfälle | Fehler, die später auftreten |
Drei dieser Verfahren nebeneinander zeigen, warum jedes sieht, was es sieht.
- Optisch: die Kamera sieht die Oberfläche. Die Verbindungen unter dem Teil sind verborgen.
- Röntgen: der Strahl geht durch das Teil, sodass verborgene Verbindungen und Hohlräume sichtbar werden.
- Sonden: Nadeln berühren Testpunkte und messen an den Stellen, die sie erreichen.
Wie Sie wählen
- Prototyp: AOI plus Ihr eigener Tischtest an der ersten Platine genügt oft. Sie finden Entwurfsfehler, die kein Werkstest findet.
- Kleine Serie: Fügen Sie einen Funktionstest mit einer einfachen Vorrichtung und Röntgen für BGAs hinzu.
- Volumen: Verwenden Sie SPI, AOI, ICT oder Funktionstest und stichprobenartiges Röntgen.
- Kritische oder schwer reparierbare Produkte: Fügen Sie Burn-in, eine strengere Inspektionsklasse und Aufzeichnungen für jede Platine hinzu.
Geben Sie die Abnahmeklasse, die Sie brauchen (zum Beispiel IPC-A-610 Klasse 2 oder 3), in der Bestellung an.
Wie dies beim Bestellen hier erscheint
Unser Werk führt SPI und AOI an jeder Platine durch, eine Erstmuster-Inspektion und bietet ICT, Funktionstest, Programmierung und Burn-in an. Die geltenden Test- und Inspektionsoptionen stehen auf der Seite zu den Fertigungsmöglichkeiten. Die 25 Prüfungen beim Hochladen sind eine andere Sache: sie prüfen die Dateien, bevor Sie zahlen, und nicht die bestückte Platine. Die Prüfung kann zeigen, dass Ihre Dateien vollständig, konsistent und baubar sind. Sie kann nicht zeigen, dass Ihre Schaltung funktioniert; nur ein Test mit Ihrem Verfahren kann das zeigen, und ihn anzugeben ist Ihre Aufgabe. Ein Ingenieur bestätigt jede Bestellung. Siehe auch Wie Platinen bestückt werden.