Bez ohledu na to, jaký typ desky s plošnými spoji je třeba postavit nebo jaký typ zařízení se používá, musí deska plošných spojů správně fungovat. Je klíčem k výkonu mnoha produktů a selhání může způsobit vážné následky.

Kontrola desky plošných spojů během procesu návrhu, výroby a montáže je nezbytná k zajištění toho, že produkt splňuje standardy kvality a funguje podle očekávání. Dnes jsou PCB velmi složité. Tato složitost sice poskytuje prostor pro mnoho nových funkcí, přináší však také větší riziko selhání. S rozvojem PCB se kontrolní technologie a technologie používané k zajištění její kvality stávají stále pokročilejšími.

Vyberte správnou technologii detekce podle typu DPS, aktuálních kroků ve výrobním procesu a závad, které mají být testovány. Vypracování řádného plánu kontrol a testování je zásadní pro zajištění vysoce kvalitních produktů.

1
●
Proč potřebujeme zkontrolovat PCB?
Kontrola je klíčovým krokem ve všech procesech výroby DPS. Dokáže detekovat vady PCB, aby je napravil a zlepšil celkový výkon.

Kontrola DPS může odhalit případné vady, které se mohou vyskytnout během výrobního nebo montážního procesu. Může také pomoci odhalit případné konstrukční nedostatky. Kontrola PCB po každé fázi procesu může najít závady před vstupem do další fáze, čímž se vyhnete plýtvání více časem a penězi na nákup vadných produktů. Může také pomoci najít jednorázové vady, které postihují jednu nebo více PCB. Tento proces pomáhá zajistit konzistenci kvality mezi obvodovou deskou a konečným produktem.

Bez řádných kontrolních postupů PCB mohou být vadné desky plošných spojů předány zákazníkům. Pokud zákazník obdrží vadný produkt, může výrobce utrpět ztráty v důsledku záručních plateb nebo vrácení. Zákazníci také ztratí důvěru ve společnost, čímž poškodí firemní pověst. Pokud zákazníci přesunou své podnikání na jiná místa, může tato situace vést k promarněným příležitostem.

V nejhorším případě, pokud je vadná deska plošných spojů použita ve výrobcích, jako jsou lékařské vybavení nebo automobilové díly, může způsobit zranění nebo smrt. Takové problémy mohou vést k vážné ztrátě reputace a nákladným soudním sporům.

Kontrola PCB může také pomoci zlepšit celý proces výroby PCB. Pokud je závada zjišťována často, lze v průběhu procesu přijmout opatření k nápravě závady.

Způsob kontroly montáže desky s plošnými spoji
Co je kontrola PCB? Aby bylo zajištěno, že deska plošných spojů může fungovat podle očekávání, musí výrobce ověřit, zda jsou všechny součásti správně sestaveny. Toho je dosaženo řadou technik, od jednoduché manuální kontroly až po automatizované testování pomocí pokročilého zařízení pro kontrolu PCB.

Ruční vizuální kontrola je dobrým výchozím bodem. U relativně jednoduchých desek plošných spojů možná budete potřebovat pouze je.
Ruční vizuální kontrola:
Nejjednodušší formou kontroly PCB je manuální vizuální kontrola (MVI). K provedení takových testů si pracovníci mohou tabuli prohlédnout pouhým okem nebo ji zvětšit. Porovnávají desku s konstrukčním dokumentem, aby zajistili, že jsou splněny všechny specifikace. Budou také hledat společné výchozí hodnoty. Typ závady, kterou hledají, závisí na typu desky plošných spojů a součástech na ní.

MVI je užitečné provádět téměř po každém kroku procesu výroby DPS (včetně montáže).

Inspektor kontroluje téměř každý aspekt obvodové desky a hledá různé běžné vady v každém aspektu. Typický kontrolní seznam vizuální kontroly PCB může zahrnovat následující:
Ujistěte se, že tloušťka desky plošných spojů je správná, a zkontrolujte drsnost a deformaci povrchu.
Zkontrolujte, zda velikost součásti odpovídá specifikacím, a věnujte zvláštní pozornost velikosti související s elektrickým konektorem.
Zkontrolujte integritu a čistotu vodivého vzoru a zkontrolujte pájecí můstky, otevřené obvody, otřepy a dutiny.
Zkontrolujte kvalitu povrchu a poté zkontrolujte, zda na vytištěných stopách a polštářcích nejsou promáčkliny, promáčkliny, škrábance, dírky a jiné vady.
Ujistěte se, že všechny průchozí otvory jsou ve správné poloze. Ujistěte se, že zde nejsou žádné opomenutí nebo nesprávné otvory, že průměr odpovídá specifikacím návrhu a že nejsou žádné mezery nebo uzly.
Zkontrolujte pevnost, drsnost a světlost podkladové desky a zkontrolujte, zda na ní nejsou vyvýšené vady.
Posuďte kvalitu nátěru. Zkontrolujte barvu pokovovacího tavidla a zda je rovnoměrný, pevný a ve správné poloze.

Ve srovnání s jinými typy inspekcí má MVI několik výhod. Díky své jednoduchosti je levný. Kromě možného zesílení není potřeba žádné speciální vybavení. Tyto kontroly lze také provádět velmi rychle a lze je snadno přidat na konec jakéhokoli procesu.

K provádění takových kontrol je potřeba pouze sehnat odborný personál. Pokud máte potřebné znalosti, může být tato technika užitečná. Je však nezbytné, aby zaměstnanci mohli používat konstrukční specifikace a věděli, které vady je třeba zaznamenat.

Funkčnost této metody kontroly je omezená. Nemůže kontrolovat součásti, které nejsou v zorném poli pracovníka. Například skryté pájené spoje nelze tímto způsobem zkontrolovat. Zaměstnanci mohou také přehlédnout některé vady, zejména drobné vady. Použití této metody ke kontrole složitých obvodových desek s mnoha malými součástkami je obzvláště náročné.

Automatická optická kontrola:
Pro vizuální kontrolu můžete také použít kontrolní stroj na PCB. Tato metoda se nazývá automatizovaná optická kontrola (AOI).

Systémy AOI využívají ke kontrole více světelných zdrojů a jeden nebo více stacionárních nebo kamer. Světelný zdroj osvětluje desku plošných spojů ze všech úhlů. Kamera poté pořídí statický snímek nebo video z obvodové desky a zkompiluje jej tak, aby vytvořil úplný obraz zařízení. Systém poté porovná své pořízené snímky s informacemi o vzhledu desky z konstrukčních specifikací nebo schválených kompletních jednotek.

K dispozici je jak 2D, tak 3D vybavení AOI. 2D AOI stroj využívá barevná světla a boční kamery z různých úhlů ke kontrole součástí, jejichž výška je ovlivněna. 3D AOI zařízení je relativně nové a dokáže měřit výšku komponent rychle a přesně.

AOI dokáže najít mnoho stejných vad jako MVI, včetně uzlů, škrábanců, otevřených obvodů, ztenčení pájky, chybějících součástek atd.

AOI je vyspělá a přesná technologie, která dokáže detekovat mnoho chyb v PCB. Je velmi užitečný v mnoha fázích procesu výroby PCB. Je také rychlejší než MVI a eliminuje možnost lidské chyby. Stejně jako MVI jej nelze použít ke kontrole součástí mimo dohled, jako jsou spoje skryté pod kulovými mřížkovými poli (BGA) a další typy obalů. To nemusí být účinné u PCB s vysokými koncentracemi složek, protože některé složky mohou být skryté nebo zakryté.
Automatické laserové testovací měření:
Další metodou kontroly DPS je měření automatickým laserovým testem (ALT). Pomocí ALT můžete měřit velikost pájených spojů a usazenin pájených spojů a odrazivost různých součástek.

Systém ALT využívá laser ke skenování a měření součástí DPS. Když se světlo odráží od součástí desky, systém využívá polohu světla k určení jeho výšky. Měří také intenzitu odraženého paprsku pro určení odrazivosti součásti. Systém pak může tato měření porovnat s konstrukčními specifikacemi nebo s deskami plošných spojů, které byly schváleny pro přesnou identifikaci případných závad.

Použití systému ALT je ideální pro stanovení množství a umístění usazenin pájecí pasty. Poskytuje informace o vyrovnání, viskozitě, čistotě a dalších vlastnostech tisku pájecí pastou. Metoda ALT poskytuje podrobné informace a lze ji velmi rychle změřit. Tyto typy měření jsou obvykle přesné, ale podléhají rušení nebo stínění.

Rentgenová kontrola:
S nástupem technologie povrchové montáže se desky plošných spojů stávají stále složitějšími. Nyní mají desky plošných spojů vyšší hustotu, menší součástky a obsahují balíčky čipů, jako je BGA a obaly v měřítku čipů (CSP), přes které nejsou vidět skryté pájené spoje. Tyto funkce přinášejí výzvy pro vizuální kontroly, jako jsou MVI a AOI.

K překonání těchto problémů lze použít rentgenové kontrolní zařízení. Materiál absorbuje rentgenové záření podle své atomové hmotnosti. Těžší prvky absorbují více a lehčí prvky absorbují méně, což může rozlišovat materiály. Pájka je vyrobena z těžkých prvků, jako je cín, stříbro a olovo, zatímco většina ostatních součástí na desce plošných spojů je vyrobena z lehčích prvků, jako je hliník, měď, uhlík a křemík. Díky tomu je pájka při rentgenové kontrole dobře vidět, zatímco téměř všechny ostatní součástky (včetně substrátů, vývodů a křemíkových integrovaných obvodů) jsou neviditelné.

Rentgenové záření se neodráží jako světlo, ale prochází objektem a vytváří obraz objektu. Tento proces umožňuje vidět skrz obal čipu a další součásti a zkontrolovat pájené spoje pod nimi. Rentgenová kontrola může také vidět vnitřek pájených spojů a najít bubliny, které nelze s AOI vidět.

Rentgenový systém vidí i patu pájeného spoje. Během AOI bude pájený spoj překryt vývodem. Navíc při použití rentgenové kontroly nevstupují žádné stíny. Proto rentgenová kontrola funguje dobře pro desky plošných spojů s hustými součástkami. Rentgenové kontrolní zařízení lze použít pro manuální rentgenovou kontrolu nebo lze použít automatický rentgenový systém pro automatickou rentgenovou kontrolu (AXI).

Rentgenová kontrola je ideální volbou pro složitější desky plošných spojů a má určité funkce, které jiné kontrolní metody nemají, například schopnost proniknout do obalů čipů. Lze jej také dobře použít ke kontrole hustě zabalených DPS a může provádět podrobnější kontroly pájených spojů. Technologie je o něco novější, složitější a potenciálně dražší. Pouze když máte velké množství desek plošných spojů s BGA, CSP a dalšími podobnými balíčky, musíte investovat do zařízení pro rentgenovou kontrolu.