Inspektion frågar: byggdes kortet som designat? Test frågar: gör kortet det det ska? De är olika frågor, besvarade av olika metoder, och ett kort kan klara den ena och misslyckas med den andra. Den här artikeln beskriver varje metod, vad den hittar och vad den inte kan.
Inspektion
Lödpastainspektion (SPI)
Efter att pastan tryckts och innan komponenter placeras mäter en 3D-skanner volym, höjd och position för pastan på varje pad. De flesta lödfel börjar med ett dåligt tryck, så att fånga det här är billigt: torka kortet och tryck igen. Den hittar för mycket, för lite och felplacerad pasta. Den tittar inte på komponenter.
Automatiserad optisk inspektion (AOI)
Kameror fotograferar kortet och programvara jämför bilden med en referens. Efter placering hittar den saknade, förskjutna, roterade eller fel komponenter; efter reflow hittar den lodbryggor, lyfta ben och många svaga fogar. Den är snabb och fungerar på varje kort.
Vad den inte kan se: allt dolt. Fogar under en BGA, under en QFN:s centrala pad eller under en skärm syns inte. Den kan inte heller se att ett motstånd har fel värde om det ser ut som det rätta, utom där märkningen läses. Programmeringsfel och interna fel ligger bortom den. I vår fabrik passerar varje kort SPI och AOI.
Röntgeninspektion
En röntgenbild visar genom komponenten till fogarna under den. Det är sättet att inspektera BGA:er, QFN:er med dolda pads och andra kapslar med dolda anslutningar: bryggor, öppna kulor, saknade kulor och håligheter (gasbubblor i lodet). Håligheter bedöms mot kriterier som de i IPC-A-610, som kunden kan sätta. Röntgen är långsammare än AOI, så den används på första artiklar, på prover från en batch, eller på varje kort om designen är kritisk. Den visar fogens form, inte dess elektriska beteende.
Visuell inspektion och mikroskop
En person med förstoringsglas eller mikroskop kontrollerar saker automatiska system inte gör: polaritet hos omärkta komponenter, skador, renhet, bentrimmning. IPC-A-610 är standarden som definierar hur ett acceptabelt bestyckat kort ser ut, i klasser för ökande krav, och många kontrakt namnger den.
Första-artikelinspektion
Det första kortet i en serie byggs och kontrolleras mot stycklistan (BOM) och ritningarna innan resten görs: polaritet, positioner, fogar och inställningar. Det är billig försäkring mot ett systematiskt fel, som fel komponent i en matare.
Test
Flying probe-test
Rörliga prober rör vid testpunkter och pads på ett färdigt kort, ett par i taget, och mäter resistans, kapacitans eller diodbeteende och kontrollerar kortslutningar och avbrott. Ingen fixtur behövs, så det passar prototyper och små serier. Det är långsamt och testar bara det proberna kan nå. Samma metod används på obestyckade kort för kontinuitet.
In-circuit-test (ICT)
En fixtur med många fjäderbelastade stift (en spikbädd) trycker mot testpunkter på kortet, och en testare mäter varje komponent på plats: om varje komponent finns, har rätt värde och är lödd. Den är snabb och hittar tillverkningsfel exakt, så den passar större serier. Fixturen kostar pengar och tid att bygga, och kortet behöver tillgängliga testpunkter: en pad eller via för varje nät du vill mäta.
Ritningen visar de två sätten ett kort probas, med rörliga prober och med en fixtur av stift. Den ritas på ett obestyckat kort; på ett bestyckat kort fungerar de likadant.
- En probspets som rör en pad.
- Probarmen rör sig från punkt till punkt.
- Fjäderstiften i en fixtur rör alla testpunkter samtidigt.
- Fixturplattan håller stiften.
Boundary scan
Komponenter som stöder JTAG boundary scan-standarden (IEEE 1149.1) kan testa förbindelserna mellan sig via några stift, utan probning. Den hittar avbrott och kortslutningar under BGA:er där ingen prob når. Den behöver de komponenterna i designen.
Funktionstest (FCT)
Kortet matas och drivs som det kommer att användas: ingångar drivs, utgångar mäts, firmware körs, gränssnitt övas, laster läggs på. Detta testar hela kretsen, inklusive saker ingen komponentnivåtest kan hitta: fel värde i ett återkopplingsnät som ligger inom komponentens märkning, ett firmwarefel, en analog krets utanför tolerans.
Ett funktionstest är ditt test. Fabriken vet inte vad kortet ska göra. För att få ett gjort tillhandahåller du:
- en procedur: vad som ska anslutas, vad som ska läggas på, vad som ska läsas, vad som är godkänt,
- firmware eller testfirmware,
- en fixtur eller detaljerna för att bygga en (eller ett sätt att ansluta kablar),
- och gränserna för godkänt och underkänt.
Fabriken kan sedan bygga fixturen och köra testet på varje kort. ICT, funktionstest och programmering hör till våra tjänster.
Burn-in
Kort matas, ofta varma, i timmar eller dagar, för att tidiga fel ska visa sig i fabriken och inte hos din kund. Den hittar komponenter med latenta defekter och marginella fogar som fallerar under stress. Den tar tid och utrustning och tillämpas vanligen på ett prov eller på kort för krävande användningar. Vi kör burn-in på prover, vid rumstemperatur och vid hög temperatur.
Vad var och en hittar
| Metod | Hittar | Missar |
|---|---|---|
| SPI | Fel pastavolym och position | Allt efter tryck |
| AOI | Saknade, förskjutna, roterade komponenter; synliga lödfel | Dolda fogar, fel värden, kretsfel |
| Röntgen | Dolda fogfel, håligheter | Elektriskt beteende |
| Flying probe | Avbrott, kortslutningar, fel värden vid nåbara punkter | Dolda nät, kretsfunktion |
| ICT | Tillverkningsfel på komponentnivå | Om hela kretsen fungerar |
| Funktionstest | Om kortet gör jobbet under testade förhållanden | Fel under förhållanden som inte testats |
| Burn-in | Tidiga livsfel | Fel som dyker upp senare |
Tre av dessa metoder sida vid sida visar varför var och en ser det den ser.
- Optisk: kameran ser ytan. Fogarna under komponenten är dolda.
- Röntgen: strålen går genom komponenten, så dolda fogar och håligheter syns.
- Prober: nålar rör testpunkter och mäter på platserna de når.
Hur du väljer
- Prototyp: AOI plus ditt eget bänktest på första kortet räcker ofta. Du hittar designfel, som inget fabrikstest hittar.
- Liten serie: lägg till ett funktionstest med enkel fixtur och röntgen för BGA:er.
- Volym: använd SPI, AOI, ICT eller funktionstest och provröntgen.
- Kritiska eller svårreparerade produkter: lägg till burn-in, striktare inspektionsklass och register för varje kort.
Ange acceptansklassen du behöver (till exempel IPC-A-610 klass 2 eller 3) i beställningen.
Hur detta visar sig när du beställer här
Vår fabrik kör SPI och AOI på varje kort, en första-artikelinspektion och erbjuder ICT, funktionstest, programmering och burn-in. Gällande test- och inspektionsalternativ finns på sidan om tillverkningskapacitet. De 25 kontrollerna vid uppladdning är en annan sak: de kontrollerar filerna, innan du betalar, och inte det bestyckade kortet. Kontrollen kan visa att dina filer är fullständiga, konsekventa och byggbara. Den kan inte visa att din krets fungerar; bara ett test med din procedur kan visa det, och att ange den är ditt. En ingenjör bekräftar varje beställning. Se också Hur kort bestyckas.