ไม่ว่าจะต้องสร้างแผงวงจรพิมพ์ประเภทใดหรือใช้อุปกรณ์ประเภทใด PCB จะต้องทำงานได้อย่างถูกต้อง เป็นกุญแจสำคัญในประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์จำนวนมาก และความล้มเหลวอาจส่งผลกระทบร้ายแรงได้

การตรวจสอบ PCB ในระหว่างกระบวนการออกแบบ การผลิต และการประกอบถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์เป็นไปตามมาตรฐานคุณภาพและทำงานได้ตามที่คาดหวัง ปัจจุบัน PCB มีความซับซ้อนมาก แม้ว่าความซับซ้อนนี้จะทำให้มีพื้นที่สำหรับคุณสมบัติใหม่ๆ มากมาย แต่ก็ยังนำมาซึ่งความเสี่ยงที่จะเกิดความล้มเหลวมากขึ้นอีกด้วย ด้วยการพัฒนา PCB เทคโนโลยีการตรวจสอบและเทคโนโลยีที่ใช้เพื่อให้มั่นใจว่าคุณภาพของ PCB มีความก้าวหน้ามากขึ้นเรื่อยๆ

เลือกเทคโนโลยีการตรวจจับที่ถูกต้องผ่านประเภท PCB ขั้นตอนปัจจุบันในกระบวนการผลิต และข้อบกพร่องที่จะทดสอบ การพัฒนาแผนการตรวจสอบและทดสอบที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์มีคุณภาพสูง

1

ทำไมเราต้องตรวจสอบ PCB?
การตรวจสอบเป็นขั้นตอนสำคัญในกระบวนการผลิต PCB ทั้งหมด สามารถตรวจจับข้อบกพร่องของ PCB เพื่อแก้ไขและปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวม

การตรวจสอบ PCB สามารถเปิดเผยข้อบกพร่องใด ๆ ที่อาจเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิตหรือการประกอบ นอกจากนี้ยังสามารถช่วยเปิดเผยข้อบกพร่องในการออกแบบที่อาจเกิดขึ้นได้ การตรวจสอบ PCB หลังจากแต่ละขั้นตอนของกระบวนการสามารถค้นหาข้อบกพร่องก่อนเข้าสู่ขั้นตอนถัดไป จึงช่วยหลีกเลี่ยงการเสียเวลาและเงินมากขึ้นในการซื้อผลิตภัณฑ์ที่มีข้อบกพร่อง นอกจากนี้ยังสามารถช่วยค้นหาข้อบกพร่องที่เกิดขึ้นเพียงครั้งเดียวซึ่งส่งผลต่อ PCB ตั้งแต่หนึ่งชิ้นขึ้นไป กระบวนการนี้ช่วยให้มั่นใจในคุณภาพที่สม่ำเสมอระหว่างแผงวงจรและผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

หากไม่มีขั้นตอนการตรวจสอบ PCB ที่เหมาะสม แผงวงจรที่ชำรุดอาจถูกส่งมอบให้กับลูกค้า หากลูกค้าได้รับสินค้าที่มีข้อบกพร่อง ผู้ผลิตอาจได้รับความสูญเสียอันเนื่องมาจากการชำระเงินตามการรับประกันหรือการคืนสินค้า ลูกค้าจะสูญเสียความไว้วางใจในบริษัท ส่งผลให้ชื่อเสียงของบริษัทเสียหาย หากลูกค้าย้ายธุรกิจไปยังสถานที่อื่น สถานการณ์นี้อาจนำไปสู่การพลาดโอกาส

ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด หากใช้ PCB ที่ชำรุดในผลิตภัณฑ์ เช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์หรือชิ้นส่วนรถยนต์ อาจทำให้เกิดการบาดเจ็บหรือเสียชีวิตได้ ปัญหาดังกล่าวอาจนำไปสู่การสูญเสียชื่อเสียงอย่างรุนแรงและการดำเนินคดีที่มีค่าใช้จ่ายสูง

การตรวจสอบ PCB ยังสามารถช่วยปรับปรุงกระบวนการผลิต PCB ทั้งหมดได้อีกด้วย หากพบข้อบกพร่องบ่อยครั้ง สามารถดำเนินมาตรการในกระบวนการเพื่อแก้ไขข้อบกพร่องได้

วิธีการตรวจสอบการประกอบแผงวงจรพิมพ์
การตรวจสอบ PCB คืออะไร? เพื่อให้แน่ใจว่า PCB สามารถทำงานได้ตามที่คาดหวัง ผู้ผลิตจะต้องตรวจสอบว่าส่วนประกอบทั้งหมดประกอบอย่างถูกต้อง ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้เทคนิคต่างๆ ตั้งแต่การตรวจสอบด้วยตนเองอย่างง่ายๆ ไปจนถึงการทดสอบอัตโนมัติโดยใช้อุปกรณ์ตรวจสอบ PCB ขั้นสูง

การตรวจสอบด้วยสายตาด้วยตนเองถือเป็นจุดเริ่มต้นที่ดี สำหรับ PCB ที่ค่อนข้างเรียบง่าย คุณอาจต้องการเพียง PCB เท่านั้น
การตรวจสอบด้วยสายตาด้วยตนเอง:
การตรวจสอบ PCB รูปแบบที่ง่ายที่สุดคือการตรวจสอบด้วยภาพด้วยตนเอง (MVI) เพื่อทำการทดสอบดังกล่าว ผู้ปฏิบัติงานสามารถดูกระดานด้วยตาเปล่าหรือขยายได้ พวกเขาจะเปรียบเทียบบอร์ดกับเอกสารการออกแบบเพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามข้อกำหนดทั้งหมด พวกเขาจะค้นหาค่าเริ่มต้นทั่วไปด้วย ประเภทของข้อบกพร่องที่มองหาจะขึ้นอยู่กับประเภทของแผงวงจรและส่วนประกอบต่างๆ

การทำ MVI หลังจากเกือบทุกขั้นตอนของกระบวนการผลิต PCB (รวมถึงการประกอบ) จะเป็นประโยชน์

ผู้ตรวจสอบจะตรวจสอบแผงวงจรเกือบทุกด้านและมองหาข้อบกพร่องทั่วไปต่างๆ ในทุกด้าน รายการตรวจสอบการตรวจสอบ PCB ด้วยภาพโดยทั่วไปอาจมีดังต่อไปนี้:
ตรวจสอบให้แน่ใจว่าความหนาของแผงวงจรถูกต้อง และตรวจสอบความหยาบของพื้นผิวและการบิดงอ
ตรวจสอบว่าขนาดของส่วนประกอบตรงตามข้อกำหนดหรือไม่ และให้ความสนใจเป็นพิเศษกับขนาดที่เกี่ยวข้องกับขั้วต่อไฟฟ้า
ตรวจสอบความสมบูรณ์และความชัดเจนของรูปแบบสื่อกระแสไฟฟ้า และตรวจสอบสะพานบัดกรี วงจรเปิด เสี้ยน และช่องว่าง
ตรวจสอบคุณภาพพื้นผิว จากนั้นตรวจหารอยบุบ รอยบุบ รอยขีดข่วน รูเข็ม และข้อบกพร่องอื่นๆ บนร่องรอยและแผ่นรองที่พิมพ์
ยืนยันว่ารูทะลุทั้งหมดอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีการเว้นหรือรูที่ไม่เหมาะสม เส้นผ่านศูนย์กลางตรงกับข้อกำหนดการออกแบบ และไม่มีช่องว่างหรือปม
ตรวจสอบความแน่น ความหยาบ และความสว่างของแผ่นรองหลัง และตรวจสอบข้อบกพร่องที่เพิ่มขึ้น
ประเมินคุณภาพการเคลือบ ตรวจสอบสีของฟลักซ์การชุบ และความสม่ำเสมอ มั่นคง และอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องหรือไม่

เมื่อเปรียบเทียบกับการตรวจสอบประเภทอื่น MVI มีข้อดีหลายประการ เนื่องจากความเรียบง่ายจึงมีต้นทุนต่ำ ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์พิเศษใดๆ ยกเว้นการขยายสัญญาณที่เป็นไปได้ การตรวจสอบเหล่านี้สามารถทำได้อย่างรวดเร็ว และสามารถเพิ่มลงในตอนท้ายของกระบวนการใดๆ ได้อย่างง่ายดาย

ในการดำเนินการตรวจสอบดังกล่าว สิ่งเดียวที่จำเป็นคือการหาพนักงานมืออาชีพ หากคุณมีความเชี่ยวชาญที่จำเป็น เทคนิคนี้อาจเป็นประโยชน์ อย่างไรก็ตาม จำเป็นอย่างยิ่งที่พนักงานจะต้องสามารถใช้ข้อกำหนดการออกแบบและรู้ว่าข้อบกพร่องใดบ้างที่ต้องสังเกต

ฟังก์ชันการทำงานของวิธีการตรวจสอบนี้มีจำกัด ไม่สามารถตรวจสอบส่วนประกอบที่ไม่อยู่ในสายตาของผู้ปฏิบัติงานได้ ตัวอย่างเช่น ข้อต่อบัดกรีที่ซ่อนอยู่ไม่สามารถตรวจสอบได้ด้วยวิธีนี้ พนักงานอาจพลาดข้อบกพร่องบางประการ โดยเฉพาะข้อบกพร่องเล็กๆ น้อยๆ การใช้วิธีนี้ในการตรวจสอบแผงวงจรที่ซับซ้อนซึ่งมีส่วนประกอบขนาดเล็กจำนวนมากถือเป็นความท้าทายอย่างยิ่ง

การตรวจสอบด้วยแสงอัตโนมัติ:
คุณยังสามารถใช้เครื่องตรวจสอบ PCB สำหรับการตรวจสอบด้วยภาพได้ วิธีนี้เรียกว่าการตรวจสอบด้วยแสงอัตโนมัติ (AOI)

ระบบ AOI ใช้แหล่งกำเนิดแสงหลายแหล่งและอยู่กับที่หรือกล้องตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปในการตรวจสอบ แหล่งกำเนิดแสงจะส่องสว่างบอร์ด PCB จากทุกมุม จากนั้นกล้องจะถ่ายภาพนิ่งหรือวิดีโอของแผงวงจรแล้วคอมไพล์ให้เป็นภาพที่สมบูรณ์ของอุปกรณ์ จากนั้นระบบจะเปรียบเทียบภาพที่ถ่ายกับข้อมูลเกี่ยวกับรูปลักษณ์ของบอร์ดจากข้อกำหนดการออกแบบหรือหน่วยที่สมบูรณ์ที่ได้รับอนุมัติ

มีทั้งอุปกรณ์ AOI 2D และ 3D เครื่อง 2D AOI ใช้ไฟสีและกล้องด้านข้างจากหลายมุมเพื่อตรวจสอบส่วนประกอบที่ส่งผลต่อความสูง อุปกรณ์ 3D AOI ค่อนข้างใหม่และสามารถวัดความสูงของส่วนประกอบได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ

AOI สามารถค้นหาข้อบกพร่องหลายอย่างเช่นเดียวกับ MVI รวมถึงก้อนเนื้อ รอยขีดข่วน วงจรเปิด การประสานทำให้ผอมบาง ส่วนประกอบที่หายไป ฯลฯ

AOI เป็นเทคโนโลยีที่สมบูรณ์และแม่นยำ ซึ่งสามารถตรวจจับข้อบกพร่องต่างๆ ใน ​​PCB ได้ มีประโยชน์มากในกระบวนการผลิต PCB หลายขั้นตอน นอกจากนี้ยังเร็วกว่า MVI และขจัดโอกาสที่จะเกิดข้อผิดพลาดจากมนุษย์ เช่นเดียวกับ MVI ไม่สามารถใช้เพื่อตรวจสอบส่วนประกอบที่อยู่นอกสายตาได้ เช่น การเชื่อมต่อที่ซ่อนอยู่ภายใต้ Ball Grid Array (BGA) และบรรจุภัณฑ์ประเภทอื่นๆ สิ่งนี้อาจไม่ได้ผลสำหรับ PCB ที่มีความเข้มข้นของส่วนประกอบสูง เนื่องจากส่วนประกอบบางส่วนอาจถูกซ่อนหรือบดบัง
การวัดการทดสอบเลเซอร์อัตโนมัติ:
วิธีการตรวจสอบ PCB อีกวิธีหนึ่งคือการวัดการทดสอบด้วยเลเซอร์อัตโนมัติ (ALT) คุณสามารถใช้ ALT เพื่อวัดขนาดของรอยประสานและการสะสมของรอยประสานและการสะท้อนแสงของส่วนประกอบต่างๆ

ระบบ ALT ใช้เลเซอร์ในการสแกนและวัดส่วนประกอบ PCB เมื่อแสงสะท้อนจากส่วนประกอบของบอร์ด ระบบจะใช้ตำแหน่งของแสงเพื่อกำหนดความสูงของบอร์ด นอกจากนี้ยังวัดความเข้มของลำแสงสะท้อนเพื่อกำหนดความสามารถในการสะท้อนแสงของส่วนประกอบอีกด้วย จากนั้นระบบจะสามารถเปรียบเทียบการวัดเหล่านี้กับข้อกำหนดการออกแบบ หรือกับแผงวงจรที่ได้รับการอนุมัติให้ระบุข้อบกพร่องได้อย่างแม่นยำ

การใช้ระบบ ALT เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการกำหนดปริมาณและตำแหน่งของสารบัดกรี โดยให้ข้อมูลเกี่ยวกับการจัดตำแหน่ง ความหนืด ความสะอาด และคุณสมบัติอื่นๆ ของการพิมพ์แบบบัดกรี วิธี ALT ให้ข้อมูลโดยละเอียดและสามารถวัดผลได้อย่างรวดเร็ว การวัดประเภทนี้มักจะแม่นยำแต่อาจมีการรบกวนหรือการป้องกัน

การตรวจเอ็กซ์เรย์:
ด้วยการเพิ่มขึ้นของเทคโนโลยีการยึดพื้นผิว PCB มีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ ปัจจุบัน แผงวงจรมีความหนาแน่นสูงกว่า ชิ้นส่วนมีขนาดเล็กลง และรวมถึงแพ็คเกจชิป เช่น BGA และบรรจุภัณฑ์ขนาดชิป (CSP) ซึ่งไม่สามารถมองเห็นการเชื่อมต่อแบบบัดกรีที่ซ่อนอยู่ได้ ฟังก์ชันเหล่านี้นำมาซึ่งความท้าทายในการตรวจสอบด้วยภาพ เช่น MVI และ AOI

เพื่อเอาชนะความท้าทายเหล่านี้ คุณสามารถใช้อุปกรณ์ตรวจสอบเอ็กซ์เรย์ได้ วัสดุดูดซับรังสีเอกซ์ตามน้ำหนักอะตอม ธาตุที่หนักกว่าจะดูดซับได้มาก และธาตุที่เบากว่าจะดูดซับได้น้อยกว่า ซึ่งสามารถแยกแยะวัสดุได้ โลหะบัดกรีทำจากองค์ประกอบที่มีน้ำหนักมาก เช่น ดีบุก เงิน และตะกั่ว ในขณะที่ส่วนประกอบอื่นๆ ส่วนใหญ่บน PCB นั้นทำจากองค์ประกอบที่เบากว่า เช่น อลูมิเนียม ทองแดง คาร์บอน และซิลิคอน เป็นผลให้มองเห็นบัดกรีได้ง่ายในระหว่างการตรวจสอบด้วยเอ็กซเรย์ ขณะที่ส่วนประกอบอื่นๆ เกือบทั้งหมด (รวมถึงซับสเตรต สายวัด และวงจรรวมซิลิคอน) จะมองไม่เห็น

รังสีเอกซ์จะไม่สะท้อนเหมือนแสง แต่จะผ่านวัตถุเพื่อสร้างภาพของวัตถุ กระบวนการนี้ทำให้สามารถมองเห็นแพ็คเกจชิปและส่วนประกอบอื่นๆ เพื่อตรวจสอบการเชื่อมต่อบัดกรีที่อยู่ด้านล่างได้ การตรวจสอบด้วยเอ็กซเรย์ยังสามารถมองเห็นด้านในของข้อต่อบัดกรีเพื่อค้นหาฟองที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วย AOI

ระบบเอ็กซเรย์ยังสามารถมองเห็นส้นเท้าของข้อต่อประสานได้ ในระหว่าง AOI ข้อต่อบัดกรีจะถูกตะกั่วคลุมไว้ นอกจากนี้เมื่อใช้การตรวจเอ็กซ์เรย์จะไม่มีเงาเข้ามา ดังนั้นการตรวจสอบด้วยเอ็กซเรย์จึงทำงานได้ดีกับแผงวงจรที่มีส่วนประกอบหนาแน่น สามารถใช้อุปกรณ์ตรวจสอบเอ็กซเรย์สำหรับการตรวจสอบเอ็กซเรย์ด้วยตนเอง หรือใช้ระบบเอ็กซเรย์อัตโนมัติสำหรับการตรวจสอบเอ็กซเรย์อัตโนมัติ (AXI)

การตรวจสอบด้วยเอ็กซเรย์เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแผงวงจรที่ซับซ้อนกว่า และมีฟังก์ชันบางอย่างที่วิธีการตรวจสอบอื่นๆ ไม่มี เช่น ความสามารถในการเจาะแพ็คเกจชิป นอกจากนี้ยังสามารถนำมาใช้อย่างดีในการตรวจสอบ PCB ที่อัดแน่น และสามารถตรวจสอบข้อต่อบัดกรีได้ละเอียดยิ่งขึ้น เทคโนโลยีนี้ใหม่กว่าเล็กน้อย ซับซ้อนกว่า และอาจมีราคาแพงกว่าเล็กน้อย เฉพาะในกรณีที่คุณมีแผงวงจรหนาแน่นจำนวนมากที่มี BGA, CSP และแพ็คเกจอื่นๆ เท่านั้น คุณจึงจำเป็นต้องลงทุนในอุปกรณ์ตรวจสอบด้วยเอ็กซเรย์