どのような種類のプリント基板を構築する必要があるか、またはどのような種類の機器を使用するかに関係なく、PCB は適切に動作する必要があります。これは多くの製品のパフォーマンスの鍵であり、障害は重大な結果を引き起こす可能性があります。

製品が品質基準を満たし、期待どおりに動作することを確認するには、設計、製造、組み立てプロセス中に PCB をチェックすることが不可欠です。現在、PCB は非常に複雑です。この複雑さにより、多くの新機能を導入する余地が生まれますが、障害のリスクも高まります。プリント基板の発展に伴い、検査技術や品質を保証する技術も高度化しています。

PCB タイプ、生産プロセスの現在のステップ、テスト対象の障害を通じて、正しい検出テクノロジを選択します。高品質の製品を保証するには、適切な検査およびテスト計画を作成することが不可欠です。

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なぜ PCB をチェックする必要があるのですか?
検査はすべての PCB 生産プロセスにおける重要なステップです。 PCB の欠陥を検出して修正し、全体的なパフォーマンスを向上させることができます。

PCB を検査すると、製造または組み立てプロセス中に発生する可能性のある欠陥が明らかになることがあります。また、存在する可能性のある設計上の欠陥を明らかにするのにも役立ちます。プロセスの各段階の後に PCB をチェックすると、次の段階に入る前に欠陥を見つけることができるため、欠陥製品の購入により多くの時間とお金を無駄にすることがなくなります。また、1 つ以上の PCB に影響を与える 1 回限りの欠陥を見つけるのにも役立ちます。このプロセスは、回路基板と最終製品間の品質の一貫性を確保するのに役立ちます。

適切な PCB 検査手順がなければ、欠陥のある回路基板が顧客に引き渡される可能性があります。顧客が欠陥製品を受け取った場合、メーカーは保証金の支払いまたは返品により損失を被る可能性があります。また、顧客は会社に対する信頼を失い、企業の評判も傷つきます。顧客がビジネスを他の場所に移転すると、この状況は機会の損失につながる可能性があります。

欠陥のあるPCBが医療機器や自動車部品などの製品に使用されると、最悪の場合、人身事故につながる可能性があります。このような問題は、深刻な評判の低下や多額の費用がかかる訴訟につながる可能性があります。

PCB 検査は、PCB 製造プロセス全体の改善にも役立ちます。頻繁に欠陥が発見される場合には、工程内で欠陥を修正するための措置を講じることができます。

プリント基板組立検査方法
PCB検査とは何ですか? PCB が期待どおりに動作できることを確認するには、製造元はすべてのコンポーネントが正しく組み立てられていることを確認する必要があります。これは、単純な手動検査から高度な PCB 検査装置を使用した自動テストまで、一連の技術を通じて実現されます。

手動による目視検査は良い出発点です。比較的単純な PCB の場合は、それらのみが必要になる場合があります。
手動による目視検査:
PCB 検査の最も単純な形式は手動目視検査 (MVI) です。このようなテストを実行するには、作業者は基板を肉眼で見るか、拡大して見ることができます。基板と設計書を比較して、すべての仕様が満たされていることを確認します。また、共通のデフォルト値も探します。探す欠陥の種類は、回路基板とその上のコンポーネントの種類によって異なります。

PCB 製造プロセス (組み立てを含む) のほぼすべてのステップの後に MVI を実行すると便利です。

検査官は回路基板のほぼすべての側面を検査し、あらゆる側面でさまざまな一般的な欠陥を探します。一般的な PCB 目視検査チェックリストには次のものが含まれます。
基板の厚みが正しいことを確認し、表面粗さ、反りを確認してください。
コンポーネントのサイズが仕様を満たしているかどうかを確認し、電気コネクタに関連するサイズに特に注意してください。
導電パターンの完全性と透明性をチェックし、はんだブリッジ、断線、バリ、ボイドがないか確認します。
表面の品質を確認し、印刷トレースやパッドにへこみ、へこみ、傷、ピンホール、その他の欠陥がないか確認します。
すべての貫通穴が正しい位置にあることを確認します。抜けや不適切な穴がないこと、直径が設計仕様と一致していること、隙間や結び目がないことを確認してください。
バッキングプレートの硬さ、粗さ、明るさを確認し、盛り上がった欠陥がないか確認します。
コーティングの品質を評価します。めっきフラックスの色、均一、しっかり、正しい位置にあるかどうかを確認してください。

他の種類の検査と比較して、MVI にはいくつかの利点があります。シンプルなため低コストです。増幅の可能性を除いて、特別な機器は必要ありません。これらのチェックは非常に迅速に実行でき、プロセスの最後に簡単に追加できます。

このような検査を行うために必要なのは、専門のスタッフを見つけることだけです。必要な専門知識をお持ちの場合は、このテクニックが役立つ可能性があります。ただし、従業員が設計仕様を使用し、どの欠陥に注意する必要があるかを認識できることが重要です。

このチェック方法の機能は制限されています。作業者の視界にないコンポーネントは検査できません。たとえば、隠れたはんだ接合部はこの方法ではチェックできません。従業員はいくつかの欠陥、特に小さな欠陥を見逃す可能性もあります。この方法を使用して、多くの小さなコンポーネントを備えた複雑な回路基板を検査するのは特に困難です。

自動光学検査:
基板検査機による外観検査も可能です。この方法は自動光学検査 (AOI) と呼ばれます。

AOI システムは、検査用に複数の光源と 1 つ以上の固定カメラまたはカメラを使用します。光源は PCB ボードをあらゆる角度から照らします。次に、カメラは回路基板の静止画像またはビデオを撮影し、それを編集してデバイスの完全な画像を作成します。次に、システムはキャプチャした画像を、設計仕様または承認された完全なユニットからの基板の外観に関する情報と比較します。

2D と 3D AOI 装置の両方が利用可能です。 2D AOI マシンは、色付きのライトとサイド カメラを複数の角度から使用して、高さが影響を受けるコンポーネントを検査します。 3D AOI 装置は比較的新しいもので、部品の高さを迅速かつ正確に測定できます。

AOI は、結節、傷、開回路、はんだの薄化、コンポーネントの欠落など、MVI と同じ欠陥の多くを検出できます。

AOI は、PCB の多くの障害を検出できる成熟した正確なテクノロジです。これは、PCB 製造プロセスの多くの段階で非常に役立ちます。また、MVI よりも高速であり、人的エラーの可能性が排除されます。 MVI と同様に、ボール グリッド アレイ (BGA) や他のタイプのパッケージングの下に隠れた接続など、見えないところでコンポーネントを検査するために使用することはできません。コンポーネントの一部が隠れたり隠れたりする可能性があるため、コンポーネント濃度が高い PCB ではこれは効果的ではない可能性があります。
自動レーザーテスト測定:
PCB 検査のもう 1 つの方法は、自動レーザー テスト (ALT) 測定です。 ALT を使用すると、はんだ接合部やはんだ接合部の堆積物のサイズ、およびさまざまなコンポーネントの反射率を測定できます。

ALT システムは、レーザーを使用して PCB コンポーネントをスキャンおよび測定します。光がボードのコンポーネントから反射すると、システムは光の位置を使用してその高さを決定します。また、反射ビームの強度を測定して、コンポーネントの反射率を決定します。次に、システムはこれらの測定値を設計仕様と比較したり、欠陥を正確に特定するために承認された回路基板と比較したりできます。

ALT システムの使用は、はんだペーストの堆積の量と位置を決定するのに最適です。はんだペースト印刷の位置合わせ、粘度、清浄度、その他の特性に関する情報を提供します。 ALT メソッドは詳細な情報を提供し、非常に迅速に測定できます。これらのタイプの測定は通常正確ですが、干渉や遮蔽の影響を受けます。

X線検査：
表面実装技術の台頭により、PCB はますます複雑になってきました。現在、回路基板のコンポーネントは高密度化、小型化されており、BGA やチップ スケール パッケージング (CSP) などのチップ パッケージが組み込まれており、隠れたはんだ接続が見えなくなりました。これらの機能は、MVI や AOI などの外観検査に課題をもたらします。

これらの課題を克服するために、X 線検査装置を使用できます。この物質はその原子量に応じて X 線を吸収します。重い元素ほど吸収が多く、軽い元素ほど吸収が少ないため、材料を区別できます。はんだは錫、銀、鉛などの重い元素でできていますが、PCB 上の他のほとんどのコンポーネントはアルミニウム、銅、カーボン、シリコンなどの軽い元素でできています。その結果、X 線検査でははんだが見えやすくなりますが、他のほとんどすべてのコンポーネント (基板、リード線、シリコン集積回路など) は見えなくなります。

X線は光のように反射せず、物体を通過して物体の画像を形成します。このプロセスにより、チップパッケージやその他のコンポーネントを透かして見て、その下のはんだ接続を確認することができます。 X 線検査では、はんだ接合部の内部を観察して、AOI では確認できない気泡を見つけることもできます。

X 線システムでは、はんだ接合部のかかとも確認できます。 AOI中、はんだ接合部はリード線で覆われます。また、X線検査使用時に影が入りません。したがって、X 線検査は、高密度のコンポーネントを備えた回路基板に適しています。 X 線検査装置は手動 X 線検査に使用でき、自動 X 線システムは自動 X 線検査 (AXI) に使用できます。

X 線検査は、より複雑な回路基板にとって理想的な選択肢であり、チップ パッケージを貫通する機能など、他の検査方法にはない特定の機能を備えています。高密度に実装された基板の検査にも適しており、はんだ接合部のより詳細な検査を実行できます。このテクノロジーは少し新しく、より複雑で、より高価になる可能性があります。 BGA や CSP などのパッケージを備えた高密度の回路基板が多数ある場合にのみ、X 線検査装置への投資が必要になります。