הפיקוח שואל: האם הלוח נבנה כמתוכנן? הבדיקה שואלת: האם הלוח עושה את מה שהוא צריך? הן שאלות שונות, נענות בשיטות שונות, ולוח יכול לעבור אחת ולהיכשל בשנייה. מאמר זה מתאר כל שיטה, מה היא מוצאת ומה היא אינה יכולה.
פיקוח
פיקוח משחת הלחמה (SPI)
לאחר שהמשחה מודפסת ולפני שרכיבים מושמים, סורק תלת-ממדי מודד את נפח, גובה ומיקום המשחה על כל פד. רוב תקלות ההלחמה מתחילות בהדפסה גרועה, ולכן תפיסתן כאן זולה: נגב את הלוח והדפס שוב. הוא מוצא משחה רבה מדי, מעט מדי ובמיקום שגוי. הוא אינו מסתכל על רכיבים.
פיקוח אופטי אוטומטי (AOI)
מצלמות מצלמות את הלוח ותוכנה משווה את התמונה לייחוס. לאחר ההשמה הוא מוצא רכיבים חסרים, מוסטים, מסובבים או שגויים; לאחר reflow הוא מוצא גשרי הלחמה, מוליכים מורמים ומפרקים חלשים רבים. הוא מהיר ועובד על כל לוח.
מה הוא אינו יכול לראות: כל דבר מוסתר. מפרקים מתחת ל-BGA, מתחת לפד המרכזי של QFN או מתחת למגן אינם נראים. הוא גם אינו יכול לומר שלנגד יש ערך שגוי אם הוא נראה כמו הנכון, חוץ מהיכן שהסימון נקרא. שגיאות תכנות ותקלות פנימיות הן מעבר לו. במפעל שלנו כל לוח עובר SPI ו-AOI.
פיקוח קרני רנטגן
תמונת קרני רנטגן מראה דרך הרכיב למפרקים שמתחתיו. זו הדרך לפקח על BGA, QFN עם פדים מוסתרים ומארזים אחרים עם חיבורים מוסתרים: גשרים, כדורים פתוחים, כדורים חסרים וחללים (בועות גז בהלחמה). החללים נשפטים מול קריטריונים כגון אלה ב-IPC-A-610, שהלקוח עשוי לקבוע. קרני רנטגן איטיות יותר מ-AOI, ולכן הן משמשות על פריטים ראשונים, על דוגמאות מאצווה, או על כל לוח אם התכנון קריטי. הוא מראה את צורת המפרק, לא את התנהגותו החשמלית.
פיקוח חזותי ומיקרוסקופי
אדם עם זכוכית מגדלת או מיקרוסקופ בודק דברים שמערכות אוטומטיות אינן: קוטביות רכיבים לא מסומנים, נזק, ניקיון, גיזום מוליכים. IPC-A-610 הוא התקן שמגדיר איך לוח מורכב מקובל נראה, במחלקות לדרישות עולות, וחוזים רבים קוראים לו בשם.
פיקוח פריט ראשון
הלוח הראשון של הרצה נבנה ונבדק מול ה-BOM והשרטוטים לפני שהשאר מיוצרים: קוטביות, מיקומים, מפרקים והגדרות. זהו ביטוח זול מפני שגיאה שיטתית, כגון רכיב שגוי במזין.
בדיקה
בדיקת גשש מעופף
גששים נעים נוגעים בנקודות בדיקה ופדים על לוח גמור, זוג אחד בכל פעם, ומודדים התנגדות, קיבול או התנהגות דיודה, ובודקים קצרים ופתוחים. לא נדרש מתקן, ולכן היא מתאימה לאבות-טיפוס ולהרצות קטנות. היא איטית ובודקת רק מה שהגששים יכולים להגיע אליו. אותה שיטה משמשת על לוחות לא מאוכלסים להמשכיות.
בדיקה במעגל (ICT)
מתקן עם פינים קפיציים רבים (מיטת מסמרים) נלחץ על נקודות בדיקה על הלוח, ובודק מודד כל רכיב במקום: האם כל רכיב נוכח, יש לו את הערך הנכון ומולחם. הוא מהיר ומוצא תקלות ייצור בדיוק, ולכן הוא מתאים להרצות גדולות יותר. המתקן עולה כסף וזמן לבנייה, והלוח צריך נקודות בדיקה נגישות: פד או מעבר לכל רשת שאתה רוצה למדוד.
השרטוט מראה את שתי הדרכים שבהן לוח נבדק, עם גששים נעים ועם מתקן פינים. הוא מצויר על לוח לא מאוכלס; על לוח מורכב הן עובדות באותה דרך.
- קצה גשש נוגע בפד.
- זרוע הגשש זזה מנקודה לנקודה.
- הפינים הקפיציים של מתקן נוגעים בכל נקודות הבדיקה בבת אחת.
- לוחית המתקן מחזיקה את הפינים.
סריקת גבולות
רכיבים שתומכים בתקן סריקת גבולות JTAG (IEEE 1149.1) יכולים לבדוק את החיבורים ביניהם דרך כמה פינים, ללא בדיקה. הוא מוצא פתוחים וקצרים מתחת ל-BGA היכן ששום גשש אינו מגיע. הוא צריך את הרכיבים האלה בתכנון.
בדיקה פונקציונלית (FCT)
הלוח מופעל ומופעל כפי שישמש: כניסות מונעות, יציאות נמדדות, קושחה רצה, ממשקים מופעלים, עומסים מוחלים. זה בודק את המעגל כולו, כולל דברים ששום בדיקה ברמת רכיב אינה יכולה למצוא: ערך שגוי ברשת משוב שנמצא בתוך סימון הרכיב, תקלת קושחה, מעגל אנלוגי שמחוץ לסובלנות.
בדיקה פונקציונלית היא הבדיקה שלך. המפעל אינו יודע מה הלוח צריך לעשות. כדי שאחת תיעשה, אתה מספק:
- נוהל: מה לחבר, מה להחיל, מה לקרוא, מה הוא מעבר,
- הקושחה או קושחת בדיקה,
- מתקן או הפרטים לבניית אחד (או דרך לחבר כבלים),
- וגבולות המעבר והכשל.
המפעל יכול אז לבנות את המתקן ולהריץ את הבדיקה על כל לוח. ICT, בדיקה פונקציונלית ותכנות הם בין השירותים שלנו.
שריפה
לוחות מופעלים, לעיתים קרובות חמים, לשעות או ימים, כדי שכשלים מוקדמים יופיעו במפעל ולא אצל הלקוח שלך. הוא מוצא רכיבים עם פגמים סמויים ומפרקים שוליים שנכשלים תחת לחץ. הוא לוקח זמן וציוד, ובדרך כלל מיושם על דוגמה או על לוחות לשימושים תובעניים. אנו מריצים שריפה על דוגמאות, בטמפרטורת חדר ובטמפרטורה גבוהה.
מה כל אחד מוצא
| שיטה | מוצא | מחמיץ |
|---|---|---|
| SPI | נפח ומיקום משחה שגויים | כל דבר לאחר ההדפסה |
| AOI | רכיבים חסרים, מוסטים, מסובבים; תקלות הלחמה נראות | מפרקים מוסתרים, ערכים שגויים, תקלות מעגל |
| קרני רנטגן | תקלות מפרק מוסתרות, חללים | התנהגות חשמלית |
| גשש מעופף | פתוחים, קצרים, ערכים שגויים בנקודות נגישות | רשתות מוסתרות, תפקוד מעגל |
| ICT | תקלות ייצור ברמת הרכיב | האם המעגל כולו עובד |
| בדיקה פונקציונלית | האם הלוח עושה את עבודתו בתנאים שנבדקו | תקלות בתנאים שלא נבדקו |
| שריפה | כשלי חיים מוקדמים | תקלות שמופיעות מאוחר יותר |
שלוש מהשיטות האלה זו לצד זו מראות מדוע כל אחת רואה את מה שהיא רואה.
- אופטי: המצלמה רואה את פני השטח. המפרקים מתחת לרכיב מוסתרים.
- קרני רנטגן: הקרן עוברת דרך הרכיב, ולכן מפרקים מוסתרים וחללים נראים.
- גששים: מחטים נוגעות בנקודות בדיקה ומודדות במקומות שהן מגיעות אליהם.
כיצד לבחור
- אב-טיפוס: AOI בתוספת בדיקת ספסל שלך על הלוח הראשון לעיתים קרובות מספיק. אתה מוצא שגיאות תכנון, ששום בדיקת מפעל אינה מוצאת.
- סדרה קטנה: הוסף בדיקה פונקציונלית עם מתקן פשוט, וקרני רנטגן ל-BGA.
- נפח: השתמש ב-SPI, AOI, ICT או בדיקה פונקציונלית, וקרני רנטגן מדגמיות.
- מוצרים קריטיים או קשים לתיקון: הוסף שריפה, מחלקת פיקוח מחמירה יותר, ורשומות לכל לוח.
אמור את מחלקת הקבלה שאתה צריך (לדוגמה IPC-A-610 מחלקה 2 או 3) בהזמנה.
כיצד זה מתבטא כשמזמינים כאן
המפעל שלנו מריץ SPI ו-AOI על כל לוח, פיקוח פריט ראשון, ומציע ICT, בדיקה פונקציונלית, תכנות ושריפה. אפשרויות הבדיקה והפיקוח בתוקף נמצאות בדף יכולות הייצור. 25 הבדיקות בעת ההעלאה הן דבר שונה: הן בודקות את הקבצים, לפני התשלום, ולא את הלוח המורכב. הבדיקה יכולה להראות שהקבצים שלך מלאים, עקביים וניתנים לבנייה. היא אינה יכולה להראות שהמעגל שלך עובד; רק בדיקה עם הנוהל שלך יכולה להראות זאת, והיא שלך לציין. מהנדס מאשר כל הזמנה. ראה גם כיצד מרכיבים לוחות.