Bez względu na to, jaki typ płytki drukowanej należy zbudować i jakiego rodzaju sprzęt zostanie użyty, płytka drukowana musi działać prawidłowo. Jest to klucz do wydajności wielu produktów, a awarie mogą powodować poważne konsekwencje.

Sprawdzanie PCB podczas procesu projektowania, produkcji i montażu jest niezbędne, aby upewnić się, że produkt spełnia standardy jakości i działa zgodnie z oczekiwaniami. Obecnie PCB są bardzo złożone. Chociaż ta złożoność zapewnia miejsce na wiele nowych funkcji, wiąże się również z większym ryzykiem awarii. Wraz z rozwojem PCB, technologia kontroli i technologie stosowane w celu zapewnienia jego jakości stają się coraz bardziej zaawansowane.

Wybierz właściwą technologię wykrywania na podstawie typu PCB, bieżących etapów procesu produkcyjnego i usterek, które chcesz przetestować. Opracowanie odpowiedniego planu kontroli i testów jest niezbędne do zapewnienia wysokiej jakości produktów.

1
●
Dlaczego musimy sprawdzić płytkę drukowaną?
Inspekcja jest kluczowym krokiem we wszystkich procesach produkcji PCB. Może wykryć defekty PCB w celu ich skorygowania i poprawy ogólnej wydajności.

Kontrola płytki PCB może ujawnić wszelkie defekty, które mogą wystąpić w procesie produkcji lub montażu. Może również pomóc w ujawnieniu wszelkich ewentualnych wad projektowych. Sprawdzanie płytki drukowanej po każdym etapie procesu pozwala wykryć defekty przed przejściem do następnego etapu, co pozwala uniknąć marnowania większej ilości czasu i pieniędzy na zakup wadliwych produktów. Może również pomóc w znalezieniu jednorazowych usterek, które wpływają na jedną lub więcej płytek PCB. Proces ten pomaga zapewnić spójną jakość płytki drukowanej i produktu końcowego.

Bez odpowiednich procedur kontroli PCB, wadliwe płytki drukowane mogą zostać przekazane klientom. Jeśli klient otrzyma wadliwy produkt, producent może ponieść straty w związku z płatnościami gwarancyjnymi lub zwrotami. Klienci również stracą zaufanie do firmy, szkodząc w ten sposób reputacji firmy. Jeśli klienci przeniosą swoją firmę do innych lokalizacji, sytuacja ta może prowadzić do utraty szans.

W najgorszym przypadku, jeśli uszkodzona płytka PCB zostanie zastosowana w produktach takich jak sprzęt medyczny lub części samochodowe, może to spowodować obrażenia lub śmierć. Takie problemy mogą prowadzić do poważnej utraty reputacji i kosztownych postępowań sądowych.

Inspekcja PCB może również pomóc w usprawnieniu całego procesu produkcji PCB. Jeśli wada jest często stwierdzana, można podjąć kroki w celu jej usunięcia.

Metoda kontroli montażu płytki drukowanej
Co to jest inspekcja PCB? Aby mieć pewność, że płytka drukowana będzie działać zgodnie z oczekiwaniami, producent musi sprawdzić, czy wszystkie elementy są prawidłowo zmontowane. Osiąga się to za pomocą szeregu technik, od prostej ręcznej kontroli po zautomatyzowane testowanie przy użyciu zaawansowanego sprzętu do kontroli PCB.

Dobrym punktem wyjścia jest ręczna kontrola wzrokowa. W przypadku stosunkowo prostych płytek PCB możesz ich potrzebować.
Ręczna kontrola wzrokowa:
Najprostszą formą kontroli PCB jest ręczna inspekcja wizualna (MVI). Aby przeprowadzić takie testy, pracownicy mogą oglądać tablicę gołym okiem lub przez powiększenie. Porównają płytkę z dokumentem projektowym, aby upewnić się, że wszystkie specyfikacje są spełnione. Będą także szukać typowych wartości domyślnych. Rodzaj poszukiwanej wady zależy od rodzaju płytki drukowanej i znajdujących się na niej elementów.

Przydaje się wykonanie MVI po niemal każdym etapie procesu produkcji PCB (łącznie z montażem).

Inspektor sprawdza prawie każdy aspekt płytki drukowanej i szuka różnych typowych usterek w każdym aspekcie. Typowa lista kontrolna wizualnej inspekcji PCB może obejmować:
Upewnij się, że grubość płytki drukowanej jest prawidłowa oraz sprawdź chropowatość i wypaczenia powierzchni.
Sprawdź, czy rozmiar elementu jest zgodny ze specyfikacją i zwróć szczególną uwagę na rozmiar związany ze złączem elektrycznym.
Sprawdź integralność i przejrzystość wzoru przewodzącego oraz sprawdź, czy nie ma mostków lutowniczych, obwodów otwartych, zadziorów i pustych przestrzeni.
Sprawdź jakość powierzchni, a następnie sprawdź, czy na drukowanych ścieżkach i podkładkach nie ma wgnieceń, wgnieceń, zadrapań, dziur i innych defektów.
Upewnij się, że wszystkie otwory przelotowe znajdują się we właściwej pozycji. Upewnij się, że nie ma żadnych pominięć lub niewłaściwych otworów, średnica jest zgodna ze specyfikacjami projektowymi, nie ma przerw ani sęków.
Sprawdź twardość, chropowatość i jasność płyty nośnej oraz sprawdź, czy nie ma wypukłych defektów.
Ocenić jakość powłoki. Sprawdź kolor topnika galwanicznego oraz czy jest jednolity, trwały i znajduje się we właściwym miejscu.

W porównaniu z innymi rodzajami inspekcji, MVI ma kilka zalet. Ze względu na swoją prostotę jest niedrogi. Z wyjątkiem ewentualnego wzmocnienia, nie jest wymagany żaden specjalny sprzęt. Kontrole te można również przeprowadzić bardzo szybko i można je łatwo dodać na końcu dowolnego procesu.

Aby przeprowadzić takie kontrole, wystarczy znaleźć profesjonalną kadrę. Jeśli masz niezbędną wiedzę, ta technika może być pomocna. Jednakże istotne jest, aby pracownicy mogli korzystać ze specyfikacji projektowych i wiedzieć, które wady należy odnotować.

Funkcjonalność tej metody sprawdzania jest ograniczona. Nie może sprawdzać komponentów, które nie znajdują się w zasięgu wzroku pracownika. Na przykład nie można w ten sposób sprawdzić ukrytych połączeń lutowanych. Pracownicy mogą również przeoczyć pewne wady, zwłaszcza drobne wady. Stosowanie tej metody do kontroli złożonych płytek drukowanych zawierających wiele małych elementów jest szczególnie trudne.

Zautomatyzowana inspekcja optyczna:
Do kontroli wizualnej można również użyć maszyny do kontroli płytek PCB. Metoda ta nazywana jest automatyczną inspekcją optyczną (AOI).

Systemy AOI wykorzystują do inspekcji wiele źródeł światła i jedną lub więcej kamer stacjonarnych. Źródło światła oświetla płytkę drukowaną pod każdym kątem. Następnie kamera wykonuje zdjęcie lub wideo płytki drukowanej i kompiluje je, aby utworzyć pełny obraz urządzenia. Następnie system porównuje przechwycone obrazy z informacjami o wyglądzie płytki ze specyfikacji projektowych lub zatwierdzonych kompletnych jednostek.

Dostępny jest sprzęt AOI 2D i 3D. Maszyna 2D AOI wykorzystuje kolorowe światła i boczne kamery pod różnymi kątami do kontroli komponentów, których wysokość ma wpływ. Sprzęt 3D AOI jest stosunkowo nowy i umożliwia szybki i dokładny pomiar wysokości komponentów.

AOI może znaleźć wiele takich samych defektów jak MVI, w tym guzki, zadrapania, otwarte obwody, przerzedzenie lutu, brakujące elementy itp.

AOI to dojrzała i dokładna technologia, która może wykryć wiele usterek na płytkach PCB. Jest to bardzo przydatne na wielu etapach procesu produkcji PCB. Jest także szybszy niż MVI i eliminuje możliwość błędu ludzkiego. Podobnie jak MVI, nie można go używać do sprawdzania komponentów poza zasięgiem wzroku, takich jak połączenia ukryte pod matrycami kulkowymi (BGA) i inne rodzaje opakowań. Może to nie być skuteczne w przypadku PCB o wysokim stężeniu składników, ponieważ niektóre składniki mogą być ukryte lub zasłonięte.
Automatyczny pomiar testowy lasera:
Inną metodą kontroli PCB jest automatyczny pomiar testem laserowym (ALT). Możesz użyć ALT do pomiaru wielkości połączeń lutowniczych i osadów na złączach lutowniczych oraz współczynnika odbicia różnych komponentów.

System ALT wykorzystuje laser do skanowania i pomiaru elementów PCB. Kiedy światło odbija się od elementów tablicy, system na podstawie położenia światła określa jego wysokość. Mierzy również intensywność odbitej wiązki, aby określić współczynnik odbicia elementu. System może następnie porównać te pomiary ze specyfikacjami projektowymi lub z płytkami drukowanymi, które zostały zatwierdzone w celu dokładnej identyfikacji wszelkich defektów.

Zastosowanie systemu ALT idealnie nadaje się do określenia ilości i lokalizacji osadów pasty lutowniczej. Dostarcza informacji o wyrównaniu, lepkości, czystości i innych właściwościach druku pasty lutowniczej. Metoda ALT dostarcza szczegółowych informacji i można ją bardzo szybko zmierzyć. Tego typu pomiary są zwykle dokładne, ale podlegają zakłóceniom lub ekranowaniu.

Kontrola rentgenowska:
Wraz z rozwojem technologii montażu powierzchniowego płytki PCB stają się coraz bardziej złożone. Obecnie płytki drukowane mają większą gęstość, mniejsze komponenty i zawierają pakiety chipów, takie jak BGA i opakowania ze skalą chipów (CSP), przez które nie widać ukrytych połączeń lutowanych. Funkcje te stanowią wyzwanie dla inspekcji wizualnych, takich jak MVI i AOI.

Aby pokonać te wyzwania, można zastosować sprzęt do kontroli rentgenowskiej. Materiał pochłania promieniowanie rentgenowskie zgodnie ze swoją masą atomową. Cięższe pierwiastki absorbują więcej, a lżejsze pierwiastki absorbują mniej, co pozwala na rozróżnienie materiałów. Lut składa się z ciężkich pierwiastków, takich jak cyna, srebro i ołów, podczas gdy większość pozostałych elementów płytki drukowanej składa się z lżejszych elementów, takich jak aluminium, miedź, węgiel i krzem. Dzięki temu lut jest łatwo widoczny podczas kontroli rentgenowskiej, podczas gdy prawie wszystkie pozostałe elementy (w tym podłoża, przewody i krzemowe układy scalone) są niewidoczne.

Promienie rentgenowskie nie odbijają się jak światło, lecz przechodzą przez obiekt, tworząc jego obraz. Proces ten umożliwia przejrzenie pakietu chipów i innych komponentów w celu sprawdzenia połączeń lutowanych pod nimi. Kontrola rentgenowska umożliwia również obejrzenie wnętrza połączeń lutowanych w celu znalezienia pęcherzyków, których nie można zobaczyć za pomocą AOI.

System rentgenowski może również zobaczyć piętę złącza lutowanego. Podczas AOI złącze lutowane będzie zakryte przewodem. Ponadto podczas korzystania z kontroli rentgenowskiej nie pojawiają się żadne cienie. Dlatego kontrola rentgenowska sprawdza się dobrze w przypadku płytek drukowanych o gęstych elementach. Do ręcznej kontroli rentgenowskiej można zastosować sprzęt do kontroli rentgenowskiej, a do automatycznej kontroli rentgenowskiej (AXI) można zastosować automatyczny system rentgenowski.

Kontrola rentgenowska jest idealnym wyborem w przypadku bardziej złożonych płytek drukowanych i posiada pewne funkcje, których nie mają inne metody kontroli, takie jak zdolność penetracji pakietów chipów. Można go również dobrze wykorzystać do kontroli gęsto upakowanych płytek PCB i może przeprowadzać bardziej szczegółowe kontrole połączeń lutowanych. Technologia jest nieco nowsza, bardziej złożona i potencjalnie droższa. Dopiero gdy masz dużą liczbę gęstych płytek drukowanych z BGA, CSP i innymi tego typu pakietami, musisz zainwestować w sprzęt do kontroli rentgenowskiej.