Ανεξάρτητα από το είδος της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος που πρέπει να κατασκευαστεί ή τον τύπο του εξοπλισμού που χρησιμοποιείται, το PCB πρέπει να λειτουργεί σωστά. Είναι το κλειδί για την απόδοση πολλών προϊόντων και οι αστοχίες μπορούν να προκαλέσουν σοβαρές συνέπειες.

Ο έλεγχος του PCB κατά τη διαδικασία σχεδιασμού, κατασκευής και συναρμολόγησης είναι απαραίτητος για να διασφαλιστεί ότι το προϊόν πληροί τα πρότυπα ποιότητας και αποδίδει όπως αναμένεται. Σήμερα, τα PCB είναι πολύ περίπλοκα. Αν και αυτή η πολυπλοκότητα παρέχει χώρο για πολλά νέα χαρακτηριστικά, ενέχει επίσης μεγαλύτερο κίνδυνο αποτυχίας. Με την ανάπτυξη του PCB, η τεχνολογία επιθεώρησης και η τεχνολογία που χρησιμοποιούνται για τη διασφάλιση της ποιότητάς του γίνονται όλο και πιο προηγμένες.

Επιλέξτε τη σωστή τεχνολογία ανίχνευσης μέσω του τύπου PCB, των τρεχόντων βημάτων στη διαδικασία παραγωγής και των βλαβών που θα ελεγχθούν. Η ανάπτυξη ενός κατάλληλου σχεδίου επιθεώρησης και δοκιμών είναι απαραίτητη για τη διασφάλιση προϊόντων υψηλής ποιότητας.

1
●
Γιατί πρέπει να ελέγξουμε το PCB;
Η επιθεώρηση είναι ένα βασικό βήμα σε όλες τις διαδικασίες παραγωγής PCB. Μπορεί να εντοπίσει ελαττώματα PCB προκειμένου να τα διορθώσει και να βελτιώσει τη συνολική απόδοση.

Η επιθεώρηση του PCB μπορεί να αποκαλύψει τυχόν ελαττώματα που μπορεί να προκύψουν κατά τη διαδικασία κατασκευής ή συναρμολόγησης. Μπορεί επίσης να βοηθήσει στην αποκάλυψη τυχόν ελαττωμάτων σχεδιασμού που μπορεί να υπάρχουν. Ο έλεγχος του PCB μετά από κάθε στάδιο της διαδικασίας μπορεί να βρει ελαττώματα πριν μπείτε στο επόμενο στάδιο, αποφεύγοντας έτσι τη σπατάλη περισσότερου χρόνου και χρημάτων για την αγορά ελαττωματικών προϊόντων. Μπορεί επίσης να βοηθήσει στην εύρεση ελαττωμάτων μίας χρήσης που επηρεάζουν ένα ή περισσότερα PCB. Αυτή η διαδικασία βοηθά στη διασφάλιση της συνέπειας της ποιότητας μεταξύ της πλακέτας κυκλώματος και του τελικού προϊόντος.

Χωρίς τις κατάλληλες διαδικασίες επιθεώρησης PCB, οι ελαττωματικές πλακέτες κυκλωμάτων ενδέχεται να παραδοθούν στους πελάτες. Εάν ο πελάτης λάβει ένα ελαττωματικό προϊόν, ο κατασκευαστής μπορεί να υποστεί απώλειες λόγω πληρωμών ή επιστροφών εγγύησης. Οι πελάτες θα χάσουν επίσης την εμπιστοσύνη τους στην εταιρεία, βλάπτοντας έτσι την εταιρική φήμη. Εάν οι πελάτες μεταφέρουν την επιχείρησή τους σε άλλες τοποθεσίες, αυτή η κατάσταση μπορεί να οδηγήσει σε χαμένες ευκαιρίες.

Στη χειρότερη περίπτωση, εάν ένα ελαττωματικό PCB χρησιμοποιηθεί σε προϊόντα όπως ιατρικός εξοπλισμός ή ανταλλακτικά αυτοκινήτων, μπορεί να προκαλέσει τραυματισμό ή θάνατο. Τέτοια προβλήματα μπορούν να οδηγήσουν σε σοβαρή απώλεια φήμης και δαπανηρές δικαστικές διαφορές.

Η επιθεώρηση PCB μπορεί επίσης να βοηθήσει στη βελτίωση ολόκληρης της διαδικασίας παραγωγής PCB. Εάν εντοπιστεί συχνά ένα ελάττωμα, μπορούν να ληφθούν μέτρα κατά τη διαδικασία για τη διόρθωση του ελαττώματος.

Μέθοδος επιθεώρησης συναρμολόγησης πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος
Τι είναι η επιθεώρηση PCB; Για να διασφαλιστεί ότι το PCB μπορεί να λειτουργήσει όπως αναμένεται, ο κατασκευαστής πρέπει να επαληθεύσει ότι όλα τα εξαρτήματα έχουν συναρμολογηθεί σωστά. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω μιας σειράς τεχνικών, από απλή χειροκίνητη επιθεώρηση έως αυτοματοποιημένη δοκιμή με χρήση προηγμένου εξοπλισμού επιθεώρησης PCB.

Η χειροκίνητη οπτική επιθεώρηση είναι ένα καλό σημείο εκκίνησης. Για σχετικά απλά PCB, μπορεί να τα χρειάζεστε μόνο.
Χειροκίνητη οπτική επιθεώρηση:
Η απλούστερη μορφή επιθεώρησης PCB είναι η χειροκίνητη οπτική επιθεώρηση (MVI). Για να πραγματοποιήσουν τέτοιες δοκιμές, οι εργαζόμενοι μπορούν να δουν τον πίνακα με γυμνό μάτι ή να τον μεγεθύνουν. Θα συγκρίνουν τον πίνακα με το έγγραφο σχεδιασμού για να διασφαλίσουν ότι πληρούνται όλες οι προδιαγραφές. Θα αναζητήσουν επίσης κοινές προεπιλεγμένες τιμές. Ο τύπος του ελαττώματος που αναζητούν εξαρτάται από τον τύπο της πλακέτας κυκλώματος και τα εξαρτήματα σε αυτήν.

Είναι χρήσιμο να εκτελείτε MVI μετά από σχεδόν κάθε βήμα της διαδικασίας παραγωγής PCB (συμπεριλαμβανομένης της συναρμολόγησης).

Ο επιθεωρητής επιθεωρεί σχεδόν κάθε πτυχή της πλακέτας κυκλώματος και αναζητά διάφορα κοινά ελαττώματα σε κάθε πτυχή. Μια τυπική λίστα ελέγχου οπτικής επιθεώρησης PCB μπορεί να περιλαμβάνει τα ακόλουθα:
Βεβαιωθείτε ότι το πάχος της πλακέτας κυκλώματος είναι σωστό και ελέγξτε την τραχύτητα και τη στρέβλωση της επιφάνειας.
Ελέγξτε εάν το μέγεθος του εξαρτήματος πληροί τις προδιαγραφές και δώστε ιδιαίτερη προσοχή στο μέγεθος που σχετίζεται με τον ηλεκτρικό σύνδεσμο.
Ελέγξτε την ακεραιότητα και τη διαύγεια του αγώγιμου σχεδίου και ελέγξτε για γέφυρες συγκόλλησης, ανοιχτά κυκλώματα, γρέζια και κενά.
Ελέγξτε την ποιότητα της επιφάνειας και στη συνέχεια ελέγξτε για βαθουλώματα, βαθουλώματα, γρατσουνιές, τρύπες καρφίτσας και άλλα ελαττώματα σε τυπωμένα ίχνη και επιθέματα.
Επιβεβαιώστε ότι όλες οι οπές είναι στη σωστή θέση. Βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχουν παραλείψεις ή ακατάλληλες τρύπες, ότι η διάμετρος ταιριάζει με τις προδιαγραφές σχεδιασμού και ότι δεν υπάρχουν κενά ή κόμβοι.
Ελέγξτε τη σταθερότητα, την τραχύτητα και τη φωτεινότητα της πλάκας στήριξης και ελέγξτε για ανυψωμένα ελαττώματα.
Αξιολογήστε την ποιότητα της επίστρωσης. Ελέγξτε το χρώμα της ροής επιμετάλλωσης και εάν είναι ομοιόμορφο, σταθερό και στη σωστή θέση.

Σε σύγκριση με άλλους τύπους επιθεωρήσεων, το MVI έχει πολλά πλεονεκτήματα. Λόγω της απλότητάς του, είναι χαμηλού κόστους. Εκτός από πιθανή ενίσχυση, δεν απαιτείται ειδικός εξοπλισμός. Αυτοί οι έλεγχοι μπορούν επίσης να πραγματοποιηθούν πολύ γρήγορα και μπορούν εύκολα να προστεθούν στο τέλος οποιασδήποτε διαδικασίας.

Για τη διενέργεια τέτοιων επιθεωρήσεων, το μόνο που χρειάζεται είναι να βρεθεί επαγγελματικό προσωπικό. Εάν έχετε την απαραίτητη τεχνογνωσία, αυτή η τεχνική μπορεί να είναι χρήσιμη. Ωστόσο, είναι σημαντικό οι εργαζόμενοι να μπορούν να χρησιμοποιούν προδιαγραφές σχεδιασμού και να γνωρίζουν ποια ελαττώματα πρέπει να σημειωθούν.

Η λειτουργικότητα αυτής της μεθόδου ελέγχου είναι περιορισμένη. Δεν μπορεί να επιθεωρήσει εξαρτήματα που δεν βρίσκονται στην οπτική γωνία του εργαζομένου. Για παράδειγμα, οι κρυφοί σύνδεσμοι συγκόλλησης δεν μπορούν να ελεγχθούν με αυτόν τον τρόπο. Οι εργαζόμενοι μπορεί επίσης να χάσουν ορισμένα ελαττώματα, ειδικά μικρά ελαττώματα. Η χρήση αυτής της μεθόδου για την επιθεώρηση σύνθετων πλακών κυκλωμάτων με πολλά μικρά εξαρτήματα είναι ιδιαίτερα δύσκολη.

Αυτόματη οπτική επιθεώρηση:
Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε μια μηχανή επιθεώρησης PCB για οπτική επιθεώρηση. Αυτή η μέθοδος ονομάζεται αυτοματοποιημένη οπτική επιθεώρηση (AOI).

Τα συστήματα AOI χρησιμοποιούν πολλαπλές πηγές φωτός και μία ή περισσότερες σταθερές ή κάμερες για επιθεώρηση. Η πηγή φωτός φωτίζει την πλακέτα PCB από όλες τις γωνίες. Στη συνέχεια, η κάμερα λαμβάνει μια ακίνητη εικόνα ή βίντεο της πλακέτας κυκλώματος και τη μεταγλωττίζει για να δημιουργήσει μια πλήρη εικόνα της συσκευής. Στη συνέχεια, το σύστημα συγκρίνει τις εικόνες που έχει καταγράψει με πληροφορίες σχετικά με την εμφάνιση της πλακέτας από τις προδιαγραφές σχεδιασμού ή τις εγκεκριμένες πλήρεις μονάδες.

Διατίθεται εξοπλισμός 2D και 3D AOI. Το μηχάνημα 2D AOI χρησιμοποιεί έγχρωμα φώτα και πλαϊνές κάμερες από πολλές γωνίες για να επιθεωρήσει εξαρτήματα των οποίων το ύψος επηρεάζεται. Ο εξοπλισμός 3D AOI είναι σχετικά νέος και μπορεί να μετρήσει το ύψος του εξαρτήματος γρήγορα και με ακρίβεια.

Το AOI μπορεί να βρει πολλά από τα ίδια ελαττώματα με το MVI, όπως οζίδια, γρατσουνιές, ανοιχτά κυκλώματα, αραίωση συγκόλλησης, εξαρτήματα που λείπουν κ.λπ.

Το AOI είναι μια ώριμη και ακριβής τεχνολογία που μπορεί να εντοπίσει πολλά σφάλματα στα PCB. Είναι πολύ χρήσιμο σε πολλά στάδια της διαδικασίας παραγωγής PCB. Είναι επίσης ταχύτερο από το MVI και εξαλείφει την πιθανότητα ανθρώπινου λάθους. Όπως το MVI, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για επιθεώρηση εξαρτημάτων που δεν φαίνονται, όπως συνδέσεις που κρύβονται κάτω από συστοιχίες πλέγματος μπάλας (BGA) και άλλους τύπους συσκευασίας. Αυτό μπορεί να μην είναι αποτελεσματικό για PCB με υψηλές συγκεντρώσεις συστατικών, επειδή ορισμένα από τα συστατικά μπορεί να είναι κρυμμένα ή κρυμμένα.
Αυτόματη μέτρηση δοκιμής λέιζερ:
Μια άλλη μέθοδος επιθεώρησης PCB είναι η αυτόματη μέτρηση δοκιμής λέιζερ (ALT). Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το ALT για να μετρήσετε το μέγεθος των αρμών συγκόλλησης και τις εναποθέσεις των αρμών συγκόλλησης και την ανακλαστικότητα διαφόρων εξαρτημάτων.

Το σύστημα ALT χρησιμοποιεί λέιζερ για τη σάρωση και τη μέτρηση εξαρτημάτων PCB. Όταν το φως ανακλάται από τα εξαρτήματα της πλακέτας, το σύστημα χρησιμοποιεί τη θέση του φωτός για να προσδιορίσει το ύψος του. Μετρά επίσης την ένταση της ανακλώμενης δέσμης για να προσδιορίσει την ανακλαστικότητα του εξαρτήματος. Το σύστημα μπορεί στη συνέχεια να συγκρίνει αυτές τις μετρήσεις με τις προδιαγραφές σχεδιασμού ή με πλακέτες κυκλωμάτων που έχουν εγκριθεί για τον ακριβή εντοπισμό τυχόν ελαττωμάτων.

Η χρήση του συστήματος ALT είναι ιδανική για τον προσδιορισμό της ποσότητας και της θέσης των εναποθέσεων πάστας συγκόλλησης. Παρέχει πληροφορίες σχετικά με την ευθυγράμμιση, το ιξώδες, την καθαριότητα και άλλες ιδιότητες της εκτύπωσης με πάστα συγκόλλησης. Η μέθοδος ALT παρέχει λεπτομερείς πληροφορίες και μπορεί να μετρηθεί πολύ γρήγορα. Αυτοί οι τύποι μετρήσεων είναι συνήθως ακριβείς αλλά υπόκεινται σε παρεμβολές ή θωράκιση.

Έλεγχος ακτίνων Χ:
Με την άνοδο της τεχνολογίας επιφανειακής τοποθέτησης, τα PCB γίνονται όλο και πιο πολύπλοκα. Τώρα, οι πλακέτες κυκλωμάτων έχουν μεγαλύτερη πυκνότητα, μικρότερα εξαρτήματα και περιλαμβάνουν πακέτα τσιπ όπως BGA και συσκευασία κλίμακας τσιπ (CSP), μέσω των οποίων δεν μπορούν να φανούν οι κρυφές συνδέσεις συγκόλλησης. Αυτές οι λειτουργίες φέρνουν προκλήσεις στις οπτικές επιθεωρήσεις όπως το MVI και το AOI.

Για να ξεπεραστούν αυτές οι προκλήσεις, μπορεί να χρησιμοποιηθεί εξοπλισμός επιθεώρησης ακτίνων Χ. Το υλικό απορροφά τις ακτίνες Χ ανάλογα με το ατομικό του βάρος. Τα βαρύτερα στοιχεία απορροφούν περισσότερο και τα ελαφρύτερα στοιχεία απορροφούν λιγότερο, κάτι που μπορεί να διακρίνει τα υλικά. Η συγκόλληση είναι κατασκευασμένη από βαριά στοιχεία όπως κασσίτερος, ασήμι και μόλυβδος, ενώ τα περισσότερα άλλα εξαρτήματα στο PCB είναι κατασκευασμένα από ελαφρύτερα στοιχεία όπως αλουμίνιο, χαλκός, άνθρακας και πυρίτιο. Ως αποτέλεσμα, η συγκόλληση είναι εύκολα ορατή κατά την επιθεώρηση ακτίνων Χ, ενώ σχεδόν όλα τα άλλα εξαρτήματα (συμπεριλαμβανομένων των υποστρωμάτων, των καλωδίων και των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων πυριτίου) είναι αόρατα.

Οι ακτίνες Χ δεν αντανακλώνται όπως το φως, αλλά περνούν μέσα από ένα αντικείμενο για να σχηματίσουν μια εικόνα του αντικειμένου. Αυτή η διαδικασία καθιστά δυνατή την προβολή μέσω της συσκευασίας των τσιπ και άλλων εξαρτημάτων για τον έλεγχο των συνδέσεων συγκόλλησης κάτω από αυτά. Η επιθεώρηση με ακτίνες Χ μπορεί επίσης να δει το εσωτερικό των αρθρώσεων συγκόλλησης για να βρει φυσαλίδες που δεν είναι ορατές με το AOI.

Το σύστημα ακτίνων Χ μπορεί επίσης να δει τη φτέρνα της άρθρωσης συγκόλλησης. Κατά τη διάρκεια του AOI, ο σύνδεσμος συγκόλλησης θα καλύπτεται από το μόλυβδο. Επιπλέον, όταν χρησιμοποιείτε επιθεώρηση ακτίνων Χ, δεν εισέρχονται σκιές. Επομένως, η επιθεώρηση με ακτίνες Χ λειτουργεί καλά για πλακέτες κυκλωμάτων με πυκνά εξαρτήματα. Ο εξοπλισμός επιθεώρησης ακτίνων Χ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για χειροκίνητη επιθεώρηση ακτίνων Χ ή το αυτόματο σύστημα ακτίνων Χ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για αυτόματη επιθεώρηση ακτίνων Χ (AXI).

Η επιθεώρηση με ακτίνες Χ είναι ιδανική επιλογή για πιο σύνθετες πλακέτες κυκλωμάτων και έχει ορισμένες λειτουργίες που δεν έχουν άλλες μέθοδοι επιθεώρησης, όπως η δυνατότητα διείσδυσης σε πακέτα τσιπ. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί καλά για να επιθεωρήσει πυκνά συσκευασμένα PCB και μπορεί να εκτελέσει πιο λεπτομερείς επιθεωρήσεις στις αρθρώσεις συγκόλλησης. Η τεχνολογία είναι λίγο νεότερη, πιο περίπλοκη και ενδεχομένως πιο ακριβή. Μόνο όταν έχετε μεγάλο αριθμό πλακών πυκνού κυκλώματος με BGA, CSP και άλλα τέτοια πακέτα, πρέπει να επενδύσετε σε εξοπλισμό επιθεώρησης ακτίνων Χ.