مهم نیست که چه نوع برد مدار چاپی باید ساخته شود یا از چه نوع تجهیزاتی استفاده می شود، PCB باید به درستی کار کند. این کلید عملکرد بسیاری از محصولات است و شکست می تواند عواقب جدی ایجاد کند.

بررسی PCB در طول فرآیند طراحی، ساخت و مونتاژ برای اطمینان از اینکه محصول مطابق با استانداردهای کیفیت است و مطابق انتظار عمل می کند، ضروری است. امروزه PCB ها بسیار پیچیده هستند. اگرچه این پیچیدگی فضا را برای بسیاری از ویژگی های جدید فراهم می کند، اما خطر شکست بیشتری را نیز به همراه دارد. با توسعه PCB، فناوری بازرسی و فناوری مورد استفاده برای اطمینان از کیفیت آن روز به روز پیشرفته تر می شود.

فناوری تشخیص صحیح را از طریق نوع PCB، مراحل فعلی فرآیند تولید و عیوب مورد آزمایش انتخاب کنید. ایجاد یک برنامه بازرسی و آزمایش مناسب برای اطمینان از کیفیت بالای محصولات ضروری است.

1
●
چرا باید PCB را بررسی کنیم؟
بازرسی یک مرحله کلیدی در تمام فرآیندهای تولید PCB است. این می تواند عیوب PCB را به منظور اصلاح آنها و بهبود عملکرد کلی تشخیص دهد.

بازرسی PCB می تواند هر گونه نقصی را که ممکن است در طول فرآیند تولید یا مونتاژ رخ دهد آشکار کند. همچنین می تواند به آشکار شدن هر گونه نقص طراحی که ممکن است وجود داشته باشد کمک کند. بررسی PCB بعد از هر مرحله از فرآیند می تواند قبل از ورود به مرحله بعدی نقص ها را پیدا کند، بنابراین از هدر رفتن زمان و هزینه بیشتر برای خرید محصولات معیوب جلوگیری می کند. همچنین می تواند به یافتن عیوب یک بار مصرفی که بر یک یا چند PCB تأثیر می گذارد کمک کند. این فرآیند به اطمینان از ثبات کیفیت بین برد مدار و محصول نهایی کمک می کند.

بدون رویه های مناسب بازرسی PCB، ممکن است بردهای مدار معیوب به مشتریان تحویل داده شود. اگر مشتری کالای معیوب دریافت کند، ممکن است تولیدکننده به دلیل پرداخت گارانتی یا بازگرداندن خسارت متحمل شود. مشتریان همچنین اعتماد خود را به شرکت از دست خواهند داد و در نتیجه به اعتبار شرکت لطمه می زند. اگر مشتریان کسب و کار خود را به مکان های دیگر منتقل کنند، این وضعیت ممکن است به فرصت های از دست رفته منجر شود.

در بدترین حالت، اگر PCB معیوب در محصولاتی مانند تجهیزات پزشکی یا قطعات خودرو استفاده شود، ممکن است باعث آسیب یا مرگ شود. چنین مشکلاتی می تواند منجر به از دست دادن شدید شهرت و دعاوی پرهزینه شود.

بازرسی PCB همچنین می تواند به بهبود کل فرآیند تولید PCB کمک کند. اگر به طور مکرر نقصی پیدا شود، می توان اقداماتی را برای اصلاح آن انجام داد.

روش بازرسی مونتاژ برد مدار چاپی
بازرسی PCB چیست؟ برای اطمینان از اینکه PCB می تواند همانطور که انتظار می رود کار کند، سازنده باید بررسی کند که همه اجزا به درستی مونتاژ شده اند. این امر از طریق یک سری تکنیک، از بازرسی دستی ساده تا آزمایش خودکار با استفاده از تجهیزات پیشرفته بازرسی PCB، انجام می شود.

بازرسی بصری دستی نقطه شروع خوبی است. برای PCB های نسبتا ساده، ممکن است فقط به آنها نیاز داشته باشید.
بازرسی بصری دستی:
ساده ترین شکل بازرسی PCB، بازرسی بصری دستی (MVI) است. برای انجام چنین آزمایشاتی، کارگران می توانند تخته را با چشم غیر مسلح ببینند یا بزرگنمایی کنند. آنها برای اطمینان از رعایت تمام مشخصات، برد را با سند طراحی مقایسه می کنند. آنها همچنین به دنبال مقادیر پیش فرض مشترک خواهند بود. نوع عیب مورد نظر آنها به نوع برد مدار و اجزای روی آن بستگی دارد.

انجام MVI تقریباً بعد از هر مرحله از فرآیند تولید PCB (از جمله مونتاژ) مفید است.

بازرس تقریباً تمام جنبه های برد مدار را بررسی می کند و به دنبال عیوب مختلف رایج در هر جنبه می گردد. یک چک لیست معمولی بازرسی PCB بصری ممکن است شامل موارد زیر باشد:
از صحت ضخامت برد مدار اطمینان حاصل کنید و زبری و تاب خوردگی سطح را بررسی کنید.
بررسی کنید که آیا اندازه قطعه با مشخصات مطابقت دارد یا خیر و به اندازه مربوط به کانکتور برق توجه ویژه ای داشته باشید.
یکپارچگی و وضوح الگوی رسانا را بررسی کنید و پل های لحیم کاری، مدارهای باز، سوراخ ها و حفره ها را بررسی کنید.
کیفیت سطح را بررسی کنید و سپس فرورفتگی، فرورفتگی، خراش، سوراخ سوزنی و سایر عیوب روی آثار و پدهای چاپ شده را بررسی کنید.
اطمینان حاصل کنید که تمام سوراخ ها در موقعیت صحیح قرار دارند. اطمینان حاصل کنید که هیچ گونه حذف یا سوراخ نامناسب وجود ندارد، قطر با مشخصات طراحی مطابقت دارد و هیچ شکاف یا گرهی وجود ندارد.
سفتی، زبری و روشنایی صفحه پشتی را بررسی کنید و عیوب برجسته را بررسی کنید.
کیفیت پوشش را ارزیابی کنید رنگ شار آبکاری و اینکه آیا یکنواخت، محکم و در موقعیت صحیح قرار دارد را بررسی کنید.

در مقایسه با سایر انواع بازرسی، MVI دارای چندین مزیت است. به دلیل سادگی، کم هزینه است. به جز تقویت احتمالی، تجهیزات خاصی مورد نیاز نیست. این بررسی ها را نیز می توان خیلی سریع انجام داد و به راحتی می توان آنها را به انتهای هر فرآیند اضافه کرد.

برای انجام چنین بازرسی ها تنها چیزی که نیاز است یافتن کادر حرفه ای است. اگر تخصص لازم را دارید، این تکنیک ممکن است مفید باشد. با این حال، ضروری است که کارکنان بتوانند از مشخصات طراحی استفاده کنند و بدانند که کدام نقص ها باید مورد توجه قرار گیرند.

عملکرد این روش بررسی محدود است. نمی تواند اجزایی را که در دید کارگر نیستند بازرسی کند. به عنوان مثال، اتصالات لحیم پنهان را نمی توان به این روش بررسی کرد. کارمندان ممکن است برخی از نقص ها، به خصوص نقص های کوچک را نیز از دست بدهند. استفاده از این روش برای بازرسی بردهای مدار پیچیده با بسیاری از اجزای کوچک بسیار چالش برانگیز است.

بازرسی نوری خودکار:
همچنین می توانید از دستگاه بازرسی PCB برای بازرسی بصری استفاده کنید. به این روش بازرسی نوری خودکار (AOI) گفته می شود.

سیستم های AOI از چندین منبع نور و یک یا چند دوربین ثابت یا دوربین برای بازرسی استفاده می کنند. منبع نور، برد PCB را از همه جهات روشن می کند. سپس دوربین یک تصویر ثابت یا فیلم از برد مدار می گیرد و آن را کامپایل می کند تا تصویر کاملی از دستگاه ایجاد کند. سپس این سیستم تصاویر گرفته شده خود را با اطلاعات ظاهری برد از مشخصات طراحی یا واحدهای کامل تایید شده مقایسه می کند.

تجهیزات AOI دو بعدی و سه بعدی در دسترس هستند. دستگاه 2D AOI از چراغ های رنگی و دوربین های جانبی از زوایای مختلف برای بررسی اجزایی که ارتفاع آنها تحت تأثیر قرار گرفته است استفاده می کند. تجهیزات 3D AOI نسبتا جدید هستند و می توانند ارتفاع اجزا را به سرعت و با دقت اندازه گیری کنند.

AOI می تواند بسیاری از عیوب مشابه MVI را پیدا کند، از جمله گره ها، خراش ها، مدارهای باز، نازک شدن لحیم کاری، قطعات از دست رفته و غیره.

AOI یک فناوری بالغ و دقیق است که می تواند بسیاری از خطاها را در PCB ها تشخیص دهد. در بسیاری از مراحل فرآیند تولید PCB بسیار مفید است. همچنین سریعتر از MVI است و احتمال خطای انسانی را از بین می برد. مانند MVI، نمی توان از آن برای بازرسی اجزای خارج از دید، مانند اتصالات پنهان در زیر آرایه های شبکه توپ (BGA) و انواع دیگر بسته بندی استفاده کرد. این ممکن است برای PCB هایی با غلظت اجزای بالا موثر نباشد، زیرا ممکن است برخی از اجزاء پنهان یا مبهم باشند.
اندازه گیری اتوماتیک تست لیزر:
یکی دیگر از روش های بازرسی PCB، اندازه گیری خودکار لیزر (ALT) است. می توانید از ALT برای اندازه گیری اندازه اتصالات لحیم کاری و رسوبات اتصالات لحیم کاری و بازتابی اجزای مختلف استفاده کنید.

سیستم ALT از لیزر برای اسکن و اندازه گیری اجزای PCB استفاده می کند. هنگامی که نور از اجزای تخته منعکس می شود، سیستم از موقعیت نور برای تعیین ارتفاع آن استفاده می کند. همچنین شدت پرتو منعکس شده را برای تعیین بازتابی جزء اندازه گیری می کند. سپس این سیستم می‌تواند این اندازه‌گیری‌ها را با مشخصات طراحی، یا با بردهای مداری که برای شناسایی دقیق هرگونه نقص تایید شده‌اند، مقایسه کند.

استفاده از سیستم ALT برای تعیین میزان و محل رسوبات خمیر لحیم کاری ایده آل است. این اطلاعات در مورد هم ترازی، ویسکوزیته، تمیزی و سایر ویژگی های چاپ خمیر لحیم کاری را ارائه می دهد. روش ALT اطلاعات دقیقی را ارائه می دهد و می تواند بسیار سریع اندازه گیری شود. این نوع اندازه گیری ها معمولاً دقیق هستند اما در معرض تداخل یا محافظ هستند.

بررسی اشعه ایکس:
با ظهور تکنولوژی نصب سطحی، PCB ها پیچیده تر و پیچیده تر شده اند. اکنون، بردهای مدار دارای چگالی بالاتر، اجزای کوچک‌تر هستند و شامل بسته‌های تراشه‌هایی مانند BGA و بسته‌بندی مقیاس چیپ (CSP) می‌شوند که از طریق آنها اتصالات لحیم پنهان دیده نمی‌شود. این توابع چالش هایی را برای بازرسی های بصری مانند MVI و AOI ایجاد می کنند.

برای غلبه بر این چالش ها می توان از تجهیزات بازرسی اشعه ایکس استفاده کرد. این ماده با توجه به وزن اتمی اش اشعه ایکس را جذب می کند. عناصر سنگین‌تر بیشتر جذب می‌کنند و عناصر سبک‌تر کمتر جذب می‌کنند، که می‌تواند مواد را متمایز کند. لحیم کاری از عناصر سنگینی مانند قلع، نقره و سرب ساخته شده است، در حالی که اکثر اجزای دیگر روی PCB از عناصر سبک تری مانند آلومینیوم، مس، کربن و سیلیکون ساخته شده اند. در نتیجه، لحیم کاری در طول بازرسی اشعه ایکس به راحتی قابل مشاهده است، در حالی که تقریباً تمام اجزای دیگر (از جمله بسترها، سرب ها و مدارهای مجتمع سیلیکونی) نامرئی هستند.

اشعه ایکس مانند نور منعکس نمی شود، بلکه از یک جسم عبور می کند تا تصویری از جسم ایجاد کند. این فرآیند امکان مشاهده از طریق بسته تراشه و سایر اجزا را برای بررسی اتصالات لحیم زیر آنها فراهم می کند. بازرسی اشعه ایکس همچنین می‌تواند داخل اتصالات لحیم کاری را برای یافتن حباب‌هایی که با AOI دیده نمی‌شوند، ببیند.

سیستم اشعه ایکس همچنین می تواند پاشنه مفصل لحیم کاری را ببیند. در طول AOI، مفصل لحیم کاری توسط سرب پوشانده می شود. علاوه بر این، هنگام استفاده از بازرسی اشعه ایکس، هیچ سایه ای وارد نمی شود. بنابراین، بازرسی اشعه ایکس برای بردهای مدار با اجزای متراکم به خوبی کار می کند. تجهیزات بازرسی اشعه ایکس را می توان برای بازرسی دستی اشعه ایکس یا سیستم اشعه ایکس خودکار برای بازرسی خودکار اشعه ایکس (AXI) استفاده کرد.

بازرسی اشعه ایکس یک انتخاب ایده آل برای بردهای مدار پیچیده تر است و دارای عملکردهای خاصی است که سایر روش های بازرسی مانند توانایی نفوذ به بسته های تراشه ها را ندارند. همچنین می توان از آن برای بازرسی PCB های بسته بندی متراکم استفاده کرد و می تواند بازرسی های دقیق تری را روی اتصالات لحیم کاری انجام دهد. این فناوری کمی جدیدتر، پیچیده تر و به طور بالقوه گران تر است. تنها زمانی که تعداد زیادی برد مدار متراکم با بسته‌های BGA، CSP و سایر بسته‌های مشابه دارید، باید روی تجهیزات بازرسی اشعه ایکس سرمایه‌گذاری کنید.