ไม่ว่าจะต้องสร้างแผงวงจรพิมพ์ประเภทใดหรือใช้อุปกรณ์ประเภทใด PCB จะต้องทำงานได้อย่างถูกต้องเป็นกุญแจสำคัญในประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์จำนวนมาก และความล้มเหลวอาจส่งผลกระทบร้ายแรงได้

การตรวจสอบ PCB ในระหว่างกระบวนการออกแบบ การผลิต และการประกอบถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์เป็นไปตามมาตรฐานคุณภาพและทำงานได้ตามที่คาดหวังปัจจุบัน PCB มีความซับซ้อนมากแม้ว่าความซับซ้อนนี้จะทำให้มีพื้นที่สำหรับคุณสมบัติใหม่ๆ มากมาย แต่ก็ยังนำมาซึ่งความเสี่ยงที่จะเกิดความล้มเหลวมากขึ้นอีกด้วยด้วยการพัฒนา PCB เทคโนโลยีการตรวจสอบและเทคโนโลยีที่ใช้เพื่อให้มั่นใจว่าคุณภาพของ PCB มีความก้าวหน้ามากขึ้นเรื่อยๆ

เลือกเทคโนโลยีการตรวจจับที่ถูกต้องผ่านประเภท PCB ขั้นตอนปัจจุบันในกระบวนการผลิต และข้อบกพร่องที่จะทดสอบการพัฒนาแผนการตรวจสอบและทดสอบที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์มีคุณภาพสูง

1

ทำไมเราต้องตรวจสอบ PCB?
การตรวจสอบเป็นขั้นตอนสำคัญในกระบวนการผลิต PCB ทั้งหมดสามารถตรวจจับข้อบกพร่องของ PCB เพื่อแก้ไขและปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวม

การตรวจสอบ PCB สามารถเปิดเผยข้อบกพร่องใด ๆ ที่อาจเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิตหรือการประกอบนอกจากนี้ยังสามารถช่วยเปิดเผยข้อบกพร่องในการออกแบบที่อาจเกิดขึ้นได้การตรวจสอบ PCB หลังจากแต่ละขั้นตอนของกระบวนการสามารถค้นหาข้อบกพร่องก่อนเข้าสู่ขั้นตอนถัดไป จึงช่วยหลีกเลี่ยงการเสียเวลาและเงินมากขึ้นในการซื้อผลิตภัณฑ์ที่มีข้อบกพร่องนอกจากนี้ยังสามารถช่วยค้นหาข้อบกพร่องที่เกิดขึ้นเพียงครั้งเดียวซึ่งส่งผลต่อ PCB ตั้งแต่หนึ่งชิ้นขึ้นไปกระบวนการนี้ช่วยให้มั่นใจในคุณภาพที่สม่ำเสมอระหว่างแผงวงจรและผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

หากไม่มีขั้นตอนการตรวจสอบ PCB ที่เหมาะสม แผงวงจรที่ชำรุดอาจถูกส่งมอบให้กับลูกค้าหากลูกค้าได้รับสินค้าที่มีข้อบกพร่อง ผู้ผลิตอาจได้รับความสูญเสียอันเนื่องมาจากการชำระเงินตามการรับประกันหรือการคืนสินค้าลูกค้าจะสูญเสียความไว้วางใจในบริษัท ส่งผลให้ชื่อเสียงของบริษัทเสียหายหากลูกค้าย้ายธุรกิจไปยังสถานที่อื่น สถานการณ์นี้อาจนำไปสู่การพลาดโอกาส

ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด หากใช้ PCB ที่ชำรุดในผลิตภัณฑ์ เช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์หรือชิ้นส่วนรถยนต์ อาจทำให้เกิดการบาดเจ็บหรือเสียชีวิตได้ปัญหาดังกล่าวอาจนำไปสู่การสูญเสียชื่อเสียงอย่างรุนแรงและการดำเนินคดีที่มีค่าใช้จ่ายสูง

การตรวจสอบ PCB ยังสามารถช่วยปรับปรุงกระบวนการผลิต PCB ทั้งหมดได้อีกด้วยหากพบข้อบกพร่องบ่อยครั้ง สามารถดำเนินมาตรการในกระบวนการเพื่อแก้ไขข้อบกพร่องได้

วิธีการตรวจสอบการประกอบแผงวงจรพิมพ์
การตรวจสอบ PCB คืออะไร?เพื่อให้แน่ใจว่า PCB สามารถทำงานได้ตามที่คาดหวัง ผู้ผลิตจะต้องตรวจสอบว่าส่วนประกอบทั้งหมดประกอบอย่างถูกต้องซึ่งสามารถทำได้โดยใช้เทคนิคต่างๆ ตั้งแต่การตรวจสอบด้วยตนเองอย่างง่ายๆ ไปจนถึงการทดสอบอัตโนมัติโดยใช้อุปกรณ์ตรวจสอบ PCB ขั้นสูง

การตรวจสอบด้วยสายตาด้วยตนเองถือเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีสำหรับ PCB ที่ค่อนข้างเรียบง่าย คุณอาจต้องการเพียง PCB เท่านั้น
การตรวจสอบด้วยสายตาด้วยตนเอง:
การตรวจสอบ PCB รูปแบบที่ง่ายที่สุดคือการตรวจสอบด้วยภาพด้วยตนเอง (MVI)เพื่อทำการทดสอบดังกล่าว ผู้ปฏิบัติงานสามารถดูกระดานด้วยตาเปล่าหรือขยายได้พวกเขาจะเปรียบเทียบบอร์ดกับเอกสารการออกแบบเพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามข้อกำหนดทั้งหมดพวกเขาจะค้นหาค่าเริ่มต้นทั่วไปด้วยประเภทของข้อบกพร่องที่มองหาจะขึ้นอยู่กับประเภทของแผงวงจรและส่วนประกอบต่างๆ

การทำ MVI หลังจากเกือบทุกขั้นตอนของกระบวนการผลิต PCB (รวมถึงการประกอบ) จะเป็นประโยชน์

ผู้ตรวจสอบจะตรวจสอบแผงวงจรเกือบทุกด้านและมองหาข้อบกพร่องทั่วไปต่างๆ ในทุกด้านรายการตรวจสอบการตรวจสอบ PCB ด้วยภาพโดยทั่วไปอาจมีดังต่อไปนี้:
ตรวจสอบให้แน่ใจว่าความหนาของแผงวงจรถูกต้อง และตรวจสอบความหยาบของพื้นผิวและการบิดงอ
ตรวจสอบว่าขนาดของส่วนประกอบตรงตามข้อกำหนดหรือไม่ และให้ความสนใจเป็นพิเศษกับขนาดที่เกี่ยวข้องกับขั้วต่อไฟฟ้า
ตรวจสอบความสมบูรณ์และความชัดเจนของรูปแบบสื่อกระแสไฟฟ้า และตรวจสอบสะพานบัดกรี วงจรเปิด เสี้ยน และช่องว่าง
ตรวจสอบคุณภาพพื้นผิว จากนั้นตรวจหารอยบุบ รอยบุบ รอยขีดข่วน รูเข็ม และข้อบกพร่องอื่นๆ บนร่องรอยและแผ่นรองที่พิมพ์
ยืนยันว่ารูทะลุทั้งหมดอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีการเว้นหรือรูที่ไม่เหมาะสม เส้นผ่านศูนย์กลางตรงกับข้อกำหนดการออกแบบ และไม่มีช่องว่างหรือปม
ตรวจสอบความแน่น ความหยาบ และความสว่างของแผ่นรองหลัง และตรวจสอบข้อบกพร่องที่เพิ่มขึ้น
ประเมินคุณภาพการเคลือบตรวจสอบสีของฟลักซ์การชุบ และความสม่ำเสมอ มั่นคง และอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องหรือไม่

เมื่อเปรียบเทียบกับการตรวจสอบประเภทอื่น MVI มีข้อดีหลายประการเนื่องจากความเรียบง่ายจึงมีต้นทุนต่ำไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์พิเศษใดๆ ยกเว้นการขยายสัญญาณที่เป็นไปได้การตรวจสอบเหล่านี้สามารถทำได้อย่างรวดเร็ว และสามารถเพิ่มลงในตอนท้ายของกระบวนการใดๆ ได้อย่างง่ายดาย

ในการดำเนินการตรวจสอบดังกล่าว สิ่งเดียวที่จำเป็นคือการหาพนักงานมืออาชีพหากคุณมีความเชี่ยวชาญที่จำเป็น เทคนิคนี้อาจเป็นประโยชน์อย่างไรก็ตาม จำเป็นอย่างยิ่งที่พนักงานจะสามารถใช้ข้อกำหนดการออกแบบและรู้ว่าข้อบกพร่องใดบ้างที่ต้องสังเกต

ฟังก์ชันการทำงานของวิธีการตรวจสอบนี้มีจำกัดไม่สามารถตรวจสอบส่วนประกอบที่ไม่อยู่ในสายตาของผู้ปฏิบัติงานได้ตัวอย่างเช่น ข้อต่อบัดกรีที่ซ่อนอยู่ไม่สามารถตรวจสอบได้ด้วยวิธีนี้พนักงานอาจพลาดข้อบกพร่องบางประการ โดยเฉพาะข้อบกพร่องเล็กๆ น้อยๆการใช้วิธีนี้ในการตรวจสอบแผงวงจรที่ซับซ้อนซึ่งมีส่วนประกอบขนาดเล็กจำนวนมากถือเป็นความท้าทายอย่างยิ่ง

การตรวจสอบด้วยแสงอัตโนมัติ:
คุณยังสามารถใช้เครื่องตรวจสอบ PCB สำหรับการตรวจสอบด้วยภาพได้วิธีนี้เรียกว่าการตรวจสอบด้วยแสงอัตโนมัติ (AOI)

ระบบ AOI ใช้แหล่งกำเนิดแสงหลายแหล่งและอยู่กับที่หรือกล้องตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปในการตรวจสอบแหล่งกำเนิดแสงจะส่องสว่างบอร์ด PCB จากทุกมุมจากนั้นกล้องจะถ่ายภาพนิ่งหรือวิดีโอของแผงวงจรแล้วคอมไพล์ให้เป็นภาพที่สมบูรณ์ของอุปกรณ์จากนั้นระบบจะเปรียบเทียบภาพที่ถ่ายกับข้อมูลเกี่ยวกับรูปลักษณ์ของบอร์ดจากข้อกำหนดการออกแบบหรือหน่วยที่สมบูรณ์ที่ได้รับอนุมัติ

มีทั้งอุปกรณ์ AOI 2D และ 3Dเครื่อง 2D AOI ใช้ไฟสีและกล้องด้านข้างจากหลายมุมเพื่อตรวจสอบส่วนประกอบที่ส่งผลต่อความสูงอุปกรณ์ 3D AOI ค่อนข้างใหม่และสามารถวัดความสูงของส่วนประกอบได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ

AOI สามารถค้นหาข้อบกพร่องหลายอย่างเช่นเดียวกับ MVI รวมถึงก้อนเนื้อ รอยขีดข่วน วงจรเปิด การประสานทำให้ผอมบาง ส่วนประกอบที่หายไป ฯลฯ

AOI เป็นเทคโนโลยีที่สมบูรณ์และแม่นยำ ซึ่งสามารถตรวจจับข้อบกพร่องต่างๆ ใน ​​PCB ได้มีประโยชน์มากในกระบวนการผลิต PCB หลายขั้นตอนนอกจากนี้ยังเร็วกว่า MVI และขจัดโอกาสที่จะเกิดข้อผิดพลาดของมนุษย์เช่นเดียวกับ MVI ไม่สามารถใช้เพื่อตรวจสอบส่วนประกอบที่อยู่นอกสายตาได้ เช่น การเชื่อมต่อที่ซ่อนอยู่ภายใต้ Ball Grid Array (BGA) และบรรจุภัณฑ์ประเภทอื่นๆสิ่งนี้อาจไม่ได้ผลกับ PCB ที่มีความเข้มข้นของส่วนประกอบสูง เนื่องจากส่วนประกอบบางส่วนอาจถูกซ่อนหรือบดบัง
การวัดการทดสอบเลเซอร์อัตโนมัติ:
วิธีการตรวจสอบ PCB อีกวิธีหนึ่งคือการวัดการทดสอบด้วยเลเซอร์อัตโนมัติ (ALT)คุณสามารถใช้ ALT เพื่อวัดขนาดของรอยประสานและการสะสมของรอยประสานและการสะท้อนแสงของส่วนประกอบต่างๆ

ระบบ ALT ใช้เลเซอร์ในการสแกนและวัดส่วนประกอบ PCBเมื่อแสงสะท้อนจากส่วนประกอบของบอร์ด ระบบจะใช้ตำแหน่งของแสงเพื่อกำหนดความสูงของบอร์ดนอกจากนี้ยังวัดความเข้มของลำแสงสะท้อนเพื่อกำหนดความสามารถในการสะท้อนแสงของส่วนประกอบอีกด้วยจากนั้นระบบจะสามารถเปรียบเทียบการวัดเหล่านี้กับข้อกำหนดการออกแบบ หรือกับแผงวงจรที่ได้รับการอนุมัติให้ระบุข้อบกพร่องได้อย่างแม่นยำ

การใช้ระบบ ALT เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการกำหนดปริมาณและตำแหน่งของสารบัดกรีโดยให้ข้อมูลเกี่ยวกับการจัดตำแหน่ง ความหนืด ความสะอาด และคุณสมบัติอื่นๆ ของการพิมพ์แบบบัดกรีวิธี ALT ให้ข้อมูลโดยละเอียดและสามารถวัดผลได้อย่างรวดเร็วการวัดประเภทนี้มักจะแม่นยำแต่อาจมีการรบกวนหรือการป้องกัน

การตรวจเอ็กซ์เรย์:
ด้วยการเพิ่มขึ้นของเทคโนโลยีการยึดพื้นผิว PCB มีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆปัจจุบัน แผงวงจรมีความหนาแน่นสูงกว่า ชิ้นส่วนมีขนาดเล็กลง และรวมถึงแพ็คเกจชิป เช่น BGA และบรรจุภัณฑ์ขนาดชิป (CSP) ซึ่งไม่สามารถมองเห็นการเชื่อมต่อแบบบัดกรีที่ซ่อนอยู่ได้ฟังก์ชันเหล่านี้นำมาซึ่งความท้าทายในการตรวจสอบด้วยภาพ เช่น MVI และ AOI

เพื่อเอาชนะความท้าทายเหล่านี้ คุณสามารถใช้อุปกรณ์ตรวจสอบเอ็กซ์เรย์ได้วัสดุดูดซับรังสีเอกซ์ตามน้ำหนักอะตอมธาตุที่หนักกว่าจะดูดซับได้มาก และธาตุที่เบากว่าจะดูดซับได้น้อยกว่า ซึ่งสามารถแยกแยะวัสดุได้โลหะบัดกรีทำจากองค์ประกอบที่มีน้ำหนักมาก เช่น ดีบุก เงิน และตะกั่ว ในขณะที่ส่วนประกอบอื่นๆ ส่วนใหญ่บน PCB นั้นทำจากองค์ประกอบที่เบากว่า เช่น อลูมิเนียม ทองแดง คาร์บอน และซิลิคอนด้วยเหตุนี้ บัดกรีจึงมองเห็นได้ง่ายในระหว่างการตรวจสอบด้วยเอ็กซเรย์ ในขณะที่ส่วนประกอบอื่นๆ เกือบทั้งหมด (รวมถึงซับสเตรต สายวัด และวงจรรวมซิลิกอน) จะมองไม่เห็น

รังสีเอกซ์จะไม่สะท้อนเหมือนแสง แต่จะผ่านวัตถุเพื่อสร้างภาพของวัตถุกระบวนการนี้ทำให้สามารถมองเห็นแพ็คเกจชิปและส่วนประกอบอื่นๆ เพื่อตรวจสอบการเชื่อมต่อบัดกรีที่อยู่ด้านล่างได้การตรวจสอบด้วยเอ็กซเรย์ยังสามารถมองเห็นด้านในของข้อต่อบัดกรีเพื่อค้นหาฟองที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วย AOI

ระบบเอ็กซเรย์ยังสามารถมองเห็นส้นเท้าของข้อต่อประสานได้ในระหว่าง AOI ข้อต่อบัดกรีจะถูกตะกั่วคลุมไว้นอกจากนี้เมื่อใช้การตรวจเอ็กซ์เรย์จะไม่มีเงาเข้ามาดังนั้นการตรวจสอบด้วยเอ็กซเรย์จึงทำงานได้ดีกับแผงวงจรที่มีส่วนประกอบหนาแน่นสามารถใช้อุปกรณ์ตรวจสอบเอ็กซเรย์สำหรับการตรวจสอบเอ็กซเรย์ด้วยตนเอง หรือใช้ระบบเอ็กซเรย์อัตโนมัติสำหรับการตรวจสอบเอ็กซเรย์อัตโนมัติ (AXI)

การตรวจสอบด้วยเอ็กซเรย์เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแผงวงจรที่ซับซ้อนกว่า และมีฟังก์ชันบางอย่างที่วิธีการตรวจสอบอื่นๆ ไม่มี เช่น ความสามารถในการเจาะแพ็คเกจชิปนอกจากนี้ยังสามารถนำมาใช้อย่างดีในการตรวจสอบ PCB ที่อัดแน่น และสามารถตรวจสอบข้อต่อบัดกรีได้ละเอียดยิ่งขึ้นเทคโนโลยีนี้ใหม่กว่าเล็กน้อย ซับซ้อนกว่า และอาจมีราคาแพงกว่าเล็กน้อยเฉพาะในกรณีที่คุณมีแผงวงจรหนาแน่นจำนวนมากที่มี BGA, CSP และแพ็คเกจอื่นๆ เท่านั้น คุณจึงจำเป็นต้องลงทุนในอุปกรณ์ตรวจสอบด้วยเอ็กซเรย์