Quel que soit le type de circuit imprimé à construire ou le type d’équipement utilisé, le PCB doit fonctionner correctement. C’est la clé des performances de nombreux produits, et les pannes peuvent avoir de graves conséquences.

La vérification du PCB pendant le processus de conception, de fabrication et d'assemblage est essentielle pour garantir que le produit répond aux normes de qualité et fonctionne comme prévu. Aujourd’hui, les PCB sont très complexes. Même si cette complexité laisse place à de nombreuses nouvelles fonctionnalités, elle entraîne également un plus grand risque d’échec. Avec le développement des PCB, la technologie d'inspection et la technologie utilisée pour garantir sa qualité deviennent de plus en plus avancées.

Sélectionnez la technologie de détection appropriée en fonction du type de PCB, des étapes actuelles du processus de production et des défauts à tester. L’élaboration d’un plan d’inspection et de tests approprié est essentielle pour garantir des produits de haute qualité.

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Pourquoi devons-nous vérifier le PCB ?
L'inspection est une étape clé dans tous les processus de production de PCB. Il peut détecter les défauts des PCB afin de les corriger et d'améliorer les performances globales.

L'inspection du PCB peut révéler tout défaut pouvant survenir pendant le processus de fabrication ou d'assemblage. Cela peut également aider à révéler les défauts de conception qui pourraient exister. La vérification du PCB après chaque étape du processus peut détecter des défauts avant de passer à l'étape suivante, évitant ainsi de perdre plus de temps et d'argent pour acheter des produits défectueux. Cela peut également aider à détecter des défauts ponctuels affectant un ou plusieurs PCB. Ce processus permet d'assurer la cohérence de la qualité entre le circuit imprimé et le produit final.

Sans procédures d’inspection appropriées des PCB, des circuits imprimés défectueux peuvent être remis aux clients. Si le client reçoit un produit défectueux, le fabricant peut subir des pertes dues aux paiements de garantie ou aux retours. Les clients perdront également confiance dans l’entreprise, nuisant ainsi à la réputation de l’entreprise. Si les clients déménagent leur entreprise vers d’autres emplacements, cette situation peut entraîner des opportunités manquées.

Dans le pire des cas, si un PCB défectueux est utilisé dans des produits tels que des équipements médicaux ou des pièces automobiles, cela peut provoquer des blessures, voire la mort. De tels problèmes peuvent entraîner une grave perte de réputation et des litiges coûteux.

L’inspection des PCB peut également contribuer à améliorer l’ensemble du processus de production des PCB. Si un défaut est fréquemment constaté, des mesures peuvent être prises au cours du processus pour corriger le défaut.

Méthode d'inspection de l'assemblage de cartes de circuits imprimés
Qu’est-ce que l’inspection des PCB ? Pour garantir que le PCB peut fonctionner comme prévu, le fabricant doit vérifier que tous les composants sont correctement assemblés. Ceci est accompli grâce à une série de techniques, de la simple inspection manuelle aux tests automatisés utilisant un équipement avancé d'inspection des PCB.

L’inspection visuelle manuelle est un bon point de départ. Pour les PCB relativement simples, vous n’en aurez peut-être besoin que.
Inspection visuelle manuelle :
La forme la plus simple d’inspection des PCB est l’inspection visuelle manuelle (MVI). Pour effectuer de tels tests, les travailleurs peuvent visualiser le tableau à l’œil nu ou le grossir. Ils compareront la carte avec le document de conception pour s'assurer que toutes les spécifications sont respectées. Ils rechercheront également des valeurs par défaut communes. Le type de défaut recherché dépend du type de circuit imprimé et de ses composants.

Il est utile d'effectuer une MVI après presque chaque étape du processus de production des PCB (y compris l'assemblage).

L'inspecteur inspecte presque tous les aspects du circuit imprimé et recherche divers défauts courants dans chaque aspect. Une liste de contrôle typique pour l'inspection visuelle des PCB peut inclure les éléments suivants :
Assurez-vous que l'épaisseur du circuit imprimé est correcte et vérifiez la rugosité et la déformation de la surface.
Vérifiez si la taille du composant répond aux spécifications et portez une attention particulière à la taille liée au connecteur électrique.
Vérifiez l'intégrité et la clarté du motif conducteur et recherchez les ponts de soudure, les circuits ouverts, les bavures et les vides.
Vérifiez la qualité de la surface, puis vérifiez s'il y a des bosses, des bosses, des rayures, des trous d'épingle et d'autres défauts sur les traces et tampons imprimés.
Vérifiez que tous les trous traversants sont dans la bonne position. Assurez-vous qu'il n'y a pas d'omissions ou de trous inappropriés, que le diamètre correspond aux spécifications de conception et qu'il n'y a pas d'espace ou de nœuds.
Vérifiez la fermeté, la rugosité et la brillance de la plaque de support, ainsi que les défauts en relief.
Évaluer la qualité du revêtement. Vérifiez la couleur du flux de placage et s'il est uniforme, ferme et dans la bonne position.

Par rapport à d’autres types d’inspections, le MVI présente plusieurs avantages. En raison de sa simplicité, il est peu coûteux. Hormis une éventuelle amplification, aucun équipement particulier n’est requis. Ces contrôles peuvent également être effectués très rapidement et peuvent être facilement ajoutés à la fin de tout processus.

Pour réaliser de telles inspections, il suffit de trouver du personnel professionnel. Si vous possédez l’expertise nécessaire, cette technique peut être utile. Cependant, il est essentiel que les employés puissent utiliser les spécifications de conception et savoir quels défauts doivent être constatés.

La fonctionnalité de cette méthode de vérification est limitée. Il ne peut pas inspecter les composants qui ne sont pas dans le champ de vision du travailleur. Par exemple, les joints de soudure cachés ne peuvent pas être vérifiés de cette manière. Les employés peuvent également manquer certains défauts, notamment les petits défauts. Utiliser cette méthode pour inspecter des circuits imprimés complexes comportant de nombreux petits composants est particulièrement difficile.

Inspection optique automatisée :
Vous pouvez également utiliser une machine d'inspection des PCB pour une inspection visuelle. Cette méthode est appelée inspection optique automatisée (AOI).

Les systèmes AOI utilisent plusieurs sources de lumière et une ou plusieurs caméras fixes ou pour l'inspection. La source lumineuse éclaire la carte PCB sous tous les angles. La caméra prend ensuite une image fixe ou une vidéo du circuit imprimé et la compile pour créer une image complète de l'appareil. Le système compare ensuite ses images capturées avec des informations sur l'apparence de la carte provenant des spécifications de conception ou d'unités complètes approuvées.

Des équipements AOI 2D et 3D sont disponibles. La machine 2D AOI utilise des lumières colorées et des caméras latérales sous plusieurs angles pour inspecter les composants dont la hauteur est affectée. L’équipement 3D AOI est relativement nouveau et peut mesurer la hauteur des composants rapidement et avec précision.

L'AOI peut détecter bon nombre des mêmes défauts que le MVI, notamment des nodules, des rayures, des circuits ouverts, un amincissement des soudures, des composants manquants, etc.

AOI est une technologie mature et précise qui peut détecter de nombreux défauts dans les PCB. Il est très utile à de nombreuses étapes du processus de production de PCB. Il est également plus rapide que MVI et élimine la possibilité d’erreur humaine. Comme MVI, il ne peut pas être utilisé pour inspecter des composants hors de vue, tels que des connexions cachées sous des réseaux de billes (BGA) et d'autres types d'emballage. Cela peut ne pas être efficace pour les PCB contenant des concentrations élevées de composants, car certains composants peuvent être cachés ou masqués.
Mesure automatique du test laser :
Une autre méthode d'inspection des PCB est la mesure par test laser automatique (ALT). Vous pouvez utiliser ALT pour mesurer la taille des joints de soudure et les dépôts de joints de soudure ainsi que la réflectivité de divers composants.

Le système ALT utilise un laser pour numériser et mesurer les composants PCB. Lorsque la lumière est réfléchie par les composants du panneau, le système utilise la position de la lumière pour déterminer sa hauteur. Il mesure également l'intensité du faisceau réfléchi pour déterminer la réflectivité du composant. Le système peut ensuite comparer ces mesures avec les spécifications de conception ou avec des circuits imprimés approuvés pour identifier avec précision tout défaut.

L'utilisation du système ALT est idéale pour déterminer la quantité et l'emplacement des dépôts de pâte à souder. Il fournit des informations sur l'alignement, la viscosité, la propreté et d'autres propriétés de l'impression de la pâte à souder. La méthode ALT fournit des informations détaillées et peut être mesurée très rapidement. Ces types de mesures sont généralement précis mais sujets à des interférences ou à un blindage.

Inspection aux rayons X :
Avec l'essor de la technologie de montage en surface, les PCB sont devenus de plus en plus complexes. Désormais, les cartes de circuits imprimés ont une densité plus élevée, des composants plus petits et incluent des boîtiers de puces tels que BGA et Chip Scale Packaging (CSP), à travers lesquels les connexions de soudure cachées ne peuvent pas être vues. Ces fonctions posent des défis aux inspections visuelles telles que MVI et AOI.

Pour surmonter ces défis, des équipements d’inspection à rayons X peuvent être utilisés. Le matériau absorbe les rayons X en fonction de son poids atomique. Les éléments les plus lourds absorbent davantage et les éléments plus légers absorbent moins, ce qui permet de distinguer les matériaux. La soudure est constituée d'éléments lourds tels que l'étain, l'argent et le plomb, tandis que la plupart des autres composants du PCB sont constitués d'éléments plus légers tels que l'aluminium, le cuivre, le carbone et le silicium. En conséquence, la soudure est facile à voir lors de l'inspection aux rayons X, tandis que presque tous les autres composants (y compris les substrats, les câbles et les circuits intégrés en silicium) sont invisibles.

Les rayons X ne sont pas réfléchis comme la lumière, mais traversent un objet pour former une image de l'objet. Ce processus permet de voir à travers le boîtier de puces et d'autres composants pour vérifier les connexions soudées situées en dessous. L'inspection aux rayons X peut également voir l'intérieur des joints de soudure pour détecter des bulles qui ne peuvent pas être vues avec l'AOI.

Le système à rayons X permet également de voir le talon du joint de soudure. Pendant l'AOI, le joint de soudure sera recouvert par le plomb. De plus, lors de l’inspection aux rayons X, aucune ombre n’entre. Par conséquent, l’inspection aux rayons X fonctionne bien pour les circuits imprimés comportant des composants denses. L'équipement d'inspection aux rayons X peut être utilisé pour l'inspection manuelle aux rayons X, ou un système à rayons X automatique peut être utilisé pour l'inspection automatique aux rayons X (AXI).

L'inspection aux rayons X est un choix idéal pour les circuits imprimés plus complexes et possède certaines fonctions que les autres méthodes d'inspection n'ont pas, comme la capacité de pénétrer dans les boîtiers de puces. Il peut également être utilisé pour inspecter des PCB densément emballés et peut effectuer des inspections plus détaillées sur les joints de soudure. La technologie est un peu plus récente, plus complexe et potentiellement plus coûteuse. Ce n'est que lorsque vous disposez d'un grand nombre de circuits imprimés denses avec BGA, CSP et autres boîtiers similaires que vous devez investir dans un équipement d'inspection par rayons X.