Проверка спрашивает: была ли плата построена как спроектировано? Тест спрашивает: делает ли плата то, что должна? Это разные вопросы, на которые отвечают разные методы, и плата может пройти один и провалить другой. Статья описывает каждый метод, что он находит и чего не может.
Проверка
Проверка паяльной пасты (SPI)
После печати пасты и до установки деталей 3D-сканер измеряет объём, высоту и позицию пасты на каждой площадке. Большинство дефектов пайки начинаются с плохой печати, поэтому поймать её здесь дёшево: вытрите плату и напечатайте снова. Она находит слишком много, слишком мало и смещённую пасту. Она не смотрит на детали.
Автоматическая оптическая проверка (AOI)
Камеры фотографируют плату, а программное обеспечение сравнивает изображение с эталоном. После установки она находит отсутствующие, сдвинутые, повёрнутые или неверные детали; после оплавления она находит перемычки припоя, поднятые выводы и многие слабые соединения. Она быстра и работает на каждой плате.
Чего она не может видеть: ничего скрытого. Соединения под BGA, под центральной площадкой QFN или под экраном не видны. Она также не может сказать, что резистор имеет неверное значение, если он выглядит как верный, кроме мест, где маркировка читается. Ошибки программирования и внутренние дефекты вне её. На нашем заводе каждая плата проходит SPI и AOI.
Рентгеновская проверка
Рентгеновское изображение показывает сквозь деталь до соединений под ней. Это способ проверять BGA, QFN со скрытыми площадками и другие корпуса со скрытыми соединениями: перемычки, открытые шарики, отсутствующие шарики и пустоты (газовые пузыри в припое). Пустоты судятся против критериев, таких как в IPC-A-610, которые клиент может установить. Рентген медленнее AOI, поэтому он используется на первых образцах, на образцах из партии или на каждой плате, если проект критичен. Он показывает форму соединения, а не его электрическое поведение.
Визуальная и микроскопическая проверка
Человек с лупой или микроскопом проверяет вещи, которые автоматические системы не проверяют: полярность немаркированных деталей, повреждения, чистоту, обрезку выводов. IPC-A-610 — стандарт, который определяет, как выглядит приемлемая собранная плата, в классах для растущих требований, и многие контракты его называют.
Проверка первого образца
Первая плата серии строится и проверяется против спецификации и чертежей до того, как сделают остальные: полярность, позиции, соединения и настройки. Это дешёвая страховка против систематической ошибки, например неверной детали в питателе.
Тест
Тест летающими зондами
Движущиеся зонды касаются тестовых точек и площадок на готовой плате, одна пара за раз, и измеряют сопротивление, ёмкость или поведение диода и проверяют короткие замыкания и обрывы. Оснастка не нужна, поэтому он подходит для прототипов и малых серий. Он медленный и тестирует только то, чего зонды могут достичь. Тот же метод используется на пустых платах для непрерывности.
Внутрисхемный тест (ICT)
Оснастка со многими пружинными штифтами (ложе гвоздей) прижимается к тестовым точкам на плате, а тестер измеряет каждый компонент на месте: присутствует ли каждая деталь, имеет ли верное значение и припаяна ли. Он быстр и находит производственные дефекты точно, поэтому подходит для больших серий. Оснастка стоит денег и времени на постройку, а плате нужны доступные тестовые точки: площадка или переходное отверстие для каждой цепи, которую Вы хотите измерить.
Рисунок показывает два способа зондирования платы, движущимися зондами и оснасткой штифтов. Он нарисован на пустой плате; на собранной плате они работают так же.
- Наконечник зонда, касающийся площадки.
- Рука зонда движется от точки к точке.
- Пружинные штифты оснастки касаются всех тестовых точек сразу.
- Пластина оснастки держит штифты.
Граничное сканирование
Детали, которые поддерживают стандарт граничного сканирования JTAG (IEEE 1149.1), могут тестировать соединения между ними через несколько выводов, без зондирования. Оно находит обрывы и короткие замыкания под BGA, где ни один зонд не достигает. Ему нужны эти детали в проекте.
Функциональный тест (FCT)
Плата питается и работает, как будет использоваться: входы управляются, выходы измеряются, прошивка запускается, интерфейсы упражняются, нагрузки прикладываются. Это тестирует всю схему, включая вещи, которые ни один тест на уровне компонента не может найти: неверное значение в сети обратной связи, которое в пределах маркировки детали, дефект прошивки, аналоговую схему вне допуска.
Функциональный тест — Ваш тест. Завод не знает, что плата должна делать. Чтобы его сделали, Вы поставляете:
- процедуру: что подключить, что приложить, что прочитать, что является прохождением,
- прошивку или тестовую прошивку,
- оснастку или детали для её постройки (или способ подключить кабели),
- и пределы прохождения и непрохождения.
Затем завод может построить оснастку и запускать тест на каждой плате. ICT, функциональный тест и программирование — среди наших услуг.
Прогрев
Платы питаются, часто тёплыми, часы или дни, чтобы ранние отказы проявились на заводе, а не у Вашего клиента. Он находит детали со скрытыми дефектами и пограничные соединения, которые отказывают под стрессом. Он занимает время и оборудование и обычно применяется к образцу или к платам для требовательных применений. Мы запускаем прогрев на образцах, при комнатной температуре и при высокой температуре.
Что каждое находит
| Метод | Находит | Пропускает |
|---|---|---|
| SPI | Неверный объём и позицию пасты | Всё после печати |
| AOI | Отсутствующие, сдвинутые, повёрнутые детали; видимые дефекты припоя | Скрытые соединения, неверные значения, дефекты схемы |
| Рентген | Дефекты скрытых соединений, пустоты | Электрическое поведение |
| Летающий зонд | Обрывы, короткие замыкания, неверные значения в достижимых точках | Скрытые цепи, функцию схемы |
| ICT | Производственные дефекты на уровне детали | Работает ли вся схема |
| Функциональный тест | Делает ли плата свою работу в тестируемых условиях | Дефекты в нетестируемых условиях |
| Прогрев | Отказы ранней жизни | Дефекты, которые появляются позже |
Три из этих методов рядом показывают, почему каждое видит то, что видит.
- Оптический: камера видит поверхность. Соединения под деталью скрыты.
- Рентген: луч проходит сквозь деталь, поэтому скрытые соединения и пустоты показываются.
- Зонды: иглы касаются тестовых точек и измеряют в местах, которых они достигают.
Как выбирать
- Прототип: AOI плюс Ваш собственный стендовый тест на первой плате часто достаточно. Вы находите ошибки проекта, которые ни один заводской тест не находит.
- Малая серия: добавьте функциональный тест с простой оснасткой и рентген для BGA.
- Объём: используйте SPI, AOI, ICT или функциональный тест и выборочный рентген.
- Критические или трудные для ремонта продукты: добавьте прогрев, более строгий класс проверки и записи для каждой платы.
Скажите в заказе класс приёмки, который Вам нужен (например, класс 2 или 3 IPC-A-610).
Как это выглядит при заказе здесь
Наш завод запускает SPI и AOI на каждой плате, проверку первого образца и предлагает ICT, функциональный тест, программирование и прогрев. Действующие тесты и опции проверки находятся на странице производственных возможностей. 25 проверок при загрузке — другая вещь: они проверяют файлы, до оплаты, а не собранную плату. Проверка может показать, что Ваши файлы полные, согласованные и изготовимые. Она не может показать, что Ваша схема работает; только тест с Вашей процедурой может показать это, и его должны указать Вы. Инженер подтверждает каждый заказ. См. также статью Как собираются платы.