Non importa que tipo de placa de circuíto impreso deba construírse ou que tipo de equipo se utilice, a PCB debe funcionar correctamente. É a clave para o rendemento de moitos produtos, e os fallos poden causar graves consecuencias.
Comprobar o PCB durante o proceso de deseño, fabricación e montaxe é esencial para garantir que o produto cumpre os estándares de calidade e funciona como se espera. Hoxe, os PCB son moi complexos. Aínda que esta complexidade ofrece espazo para moitas funcións novas, tamén supón un maior risco de falla. Co desenvolvemento de PCB, a tecnoloxía de inspección e a tecnoloxía utilizada para garantir a súa calidade son cada vez máis avanzadas.
Seleccione a tecnoloxía de detección correcta a través do tipo de PCB, os pasos actuais do proceso de produción e os fallos que se van probar. Desenvolver un plan adecuado de inspección e proba é esencial para garantir produtos de alta calidade.
1
●
Por que necesitamos comprobar o PCB?
A inspección é un paso clave en todos os procesos de produción de PCB. Pode detectar defectos de PCB para corrixilos e mellorar o rendemento xeral.
A inspección do PCB pode revelar calquera defecto que poida ocorrer durante o proceso de fabricación ou montaxe. Tamén pode axudar a revelar calquera defecto de deseño que poida existir. Comprobando o PCB despois de cada etapa do proceso pode atopar defectos antes de entrar na seguinte etapa, evitando así perder máis tempo e diñeiro para comprar produtos defectuosos. Tamén pode axudar a atopar defectos puntuais que afectan a un ou máis PCB. Este proceso axuda a garantir a consistencia da calidade entre a placa de circuíto e o produto final.
Sen procedementos de inspección de PCB adecuados, pódense entregar placas de circuítos defectuosas aos clientes. Se o cliente recibe un produto defectuoso, o fabricante pode sufrir perdas debido aos pagos ou devolucións da garantía. Os clientes tamén perderán a confianza na empresa, prexudicando así a reputación corporativa. Se os clientes mudan a súa empresa a outras localizacións, esta situación pode provocar oportunidades perdidas.
No peor dos casos, se se usa un PCB defectuoso en produtos como equipos médicos ou pezas de automóbiles, pode causar lesións ou a morte. Tales problemas poden levar a unha grave perda de reputación e litixios caros.
A inspección de PCB tamén pode axudar a mellorar todo o proceso de produción de PCB. Se se atopa un defecto con frecuencia, pódense tomar medidas no proceso para corrixilo.
Método de inspección do conxunto de placas de circuíto impreso
Que é a inspección de PCB? Para garantir que o PCB poida funcionar como se espera, o fabricante debe verificar que todos os compoñentes estean montados correctamente. Isto conséguese mediante unha serie de técnicas, desde unha simple inspección manual ata probas automatizadas mediante equipos avanzados de inspección de PCB.
A inspección visual manual é un bo punto de partida. Para PCB relativamente simples, é posible que só os necesites.
Inspección visual manual:
A forma máis sinxela de inspección de PCB é a inspección visual manual (MVI). Para realizar este tipo de probas, os traballadores poden ver o taboleiro a simple vista ou ampliar. Compararán o taboleiro co documento de deseño para garantir que se cumpren todas as especificacións. Tamén buscarán valores predeterminados comúns. O tipo de defecto que buscan depende do tipo de placa de circuíto e dos compoñentes da mesma.
É útil realizar MVI despois de case todos os pasos do proceso de produción de PCB (incluída a montaxe).
O inspector inspecciona case todos os aspectos da placa de circuíto e busca varios defectos comúns en todos os aspectos. Unha lista de verificación de inspección visual de PCB típica pode incluír o seguinte:
Asegúrese de que o grosor da placa de circuíto é correcto e comprobe a rugosidade e a deformación da superficie.
Comprobe se o tamaño do compoñente cumpre coas especificacións e preste especial atención ao tamaño relacionado co conector eléctrico.
Comprobe a integridade e claridade do patrón condutor e comprobe a existencia de pontes de soldadura, circuítos abertos, rebabas e ocos.
Comprobe a calidade da superficie e despois comprobe se hai abolladuras, abolladuras, arañazos, buratos e outros defectos en trazos e almofadas impresas.
Confirme que todos os orificios pasantes estean na posición correcta. Asegúrese de que non hai omisións nin buratos inadecuados, que o diámetro coincida coas especificacións do deseño e que non haxa ocos nin nós.
Comprobe a firmeza, a rugosidade e o brillo da placa de respaldo, e comprobe que non hai defectos elevados.
Avaliar a calidade do revestimento. Comprobe a cor do fluxo de chapado, e se é uniforme, firme e na posición correcta.
En comparación con outros tipos de inspeccións, MVI ten varias vantaxes. Debido á súa sinxeleza, é de baixo custo. Excepto pola posible amplificación, non se precisa ningún equipo especial. Estas comprobacións tamén se poden realizar moi rapidamente e pódense engadir facilmente ao final de calquera proceso.
Para realizar este tipo de inspeccións, o único que se necesita é atopar persoal profesional. Se tes a experiencia necesaria, esta técnica pode ser útil. Non obstante, é esencial que os empregados poidan utilizar as especificacións de deseño e saber cales son os defectos que se deben observar.
A funcionalidade deste método de verificación é limitada. Non pode inspeccionar compoñentes que non estean na liña de visión do traballador. Por exemplo, as unións de soldadura ocultas non se poden comprobar deste xeito. Os empregados tamén poden perder algúns defectos, especialmente pequenos defectos. Usar este método para inspeccionar placas de circuíto complexas con moitos compoñentes pequenos é particularmente difícil.
Inspección óptica automatizada:
Tamén pode usar unha máquina de inspección de PCB para a inspección visual. Este método chámase inspección óptica automatizada (AOI).
Os sistemas AOI usan varias fontes de luz e unha ou máis cámaras estacionarias ou para a súa inspección. A fonte de luz ilumina a placa PCB desde todos os ángulos. Despois, a cámara toma unha imaxe fixa ou un vídeo da placa de circuíto e compílaa para crear unha imaxe completa do dispositivo. A continuación, o sistema compara as súas imaxes capturadas con información sobre o aspecto do taboleiro das especificacións de deseño ou das unidades completas aprobadas.
Os equipos AOI 2D e 3D están dispoñibles. A máquina 2D AOI usa luces de cores e cámaras laterais desde múltiples ángulos para inspeccionar compoñentes cuxa altura se ve afectada. O equipo 3D AOI é relativamente novo e pode medir a altura dos compoñentes de forma rápida e precisa.
AOI pode atopar moitos dos mesmos defectos que MVI, incluíndo nódulos, arañazos, circuítos abertos, adelgazamento da soldadura, compoñentes que faltan, etc.
AOI é unha tecnoloxía madura e precisa que pode detectar moitos fallos nos PCB. É moi útil en moitas etapas do proceso de produción de PCB. Tamén é máis rápido que MVI e elimina a posibilidade de erros humanos. Do mesmo xeito que MVI, non se pode usar para inspeccionar compoñentes fóra da vista, como conexións ocultas baixo matrices de reixa esférica (BGA) e outros tipos de embalaxe. Isto pode non ser eficaz para PCB con altas concentracións de compoñentes, porque algúns dos compoñentes poden estar escondidos ou ocultados.
Medición automática de proba con láser:
Outro método de inspección de PCB é a medición automática da proba láser (ALT). Podes usar ALT para medir o tamaño das xuntas de soldadura e os depósitos de xuntas de soldadura e a reflectividade de varios compoñentes.
O sistema ALT usa un láser para dixitalizar e medir compoñentes de PCB. Cando a luz reflicte os compoñentes do taboleiro, o sistema utiliza a posición da luz para determinar a súa altura. Tamén mide a intensidade do feixe reflectido para determinar a reflectividade do compoñente. O sistema pode entón comparar estas medicións coas especificacións de deseño ou con placas de circuíto que foron aprobadas para identificar con precisión calquera defecto.
Usar o sistema ALT é ideal para determinar a cantidade e localización dos depósitos de pasta de soldadura. Ofrece información sobre o aliñamento, viscosidade, limpeza e outras propiedades da impresión de pasta de soldadura. O método ALT proporciona información detallada e pódese medir moi rapidamente. Este tipo de medicións adoitan ser precisas pero suxeitas a interferencias ou apantallamento.
Inspección por raios X:
Co aumento da tecnoloxía de montaxe en superficie, os PCB volvéronse cada vez máis complexos. Agora, as placas de circuíto teñen compoñentes de maior densidade, máis pequenos e inclúen paquetes de chips como BGA e chip scale package (CSP), a través dos cales non se poden ver as conexións de soldadura ocultas. Estas funcións presentan retos para as inspeccións visuais como MVI e AOI.
Para superar estes desafíos, pódense utilizar equipos de inspección por raios X. O material absorbe os raios X segundo o seu peso atómico. Os elementos máis pesados absorben máis e os elementos máis lixeiros absorben menos, o que pode distinguir os materiais. A soldadura está feita de elementos pesados como estaño, prata e chumbo, mentres que a maioría dos outros compoñentes do PCB están feitos de elementos máis lixeiros como aluminio, cobre, carbono e silicio. Como resultado, a soldadura é fácil de ver durante a inspección de raios X, mentres que case todos os outros compoñentes (incluíndo substratos, cables e circuítos integrados de silicio) son invisibles.
Os raios X non se reflicten como a luz, senón que atravesan un obxecto para formar unha imaxe do obxecto. Este proceso permite ver a través do paquete de chips e outros compoñentes para comprobar as conexións de soldadura baixo eles. A inspección por raios X tamén pode ver o interior das unións de soldadura para atopar burbullas que non se poden ver con AOI.
O sistema de raios X tamén pode ver o talón da unión de soldadura. Durante AOI, a unión de soldadura estará cuberta polo chumbo. Ademais, ao usar a inspección por raios X, non entran sombras. Polo tanto, a inspección de raios X funciona ben para placas de circuítos con compoñentes densos. O equipo de inspección de raios X pódese utilizar para a inspección manual de raios X ou o sistema automático de raios X para a inspección automática de raios X (AXI).
A inspección por raios X é unha opción ideal para placas de circuítos máis complexas e ten certas funcións que outros métodos de inspección non teñen, como a capacidade de penetrar paquetes de chips. Tamén se pode usar ben para inspeccionar PCB densamente embalados e pode realizar inspeccións máis detalladas nas xuntas de soldadura. A tecnoloxía é un pouco máis nova, máis complexa e potencialmente máis cara. Só cando tes un gran número de placas de circuíto densas con BGA, CSP e outros paquetes deste tipo, cómpre investir en equipos de inspección de raios X.