Ako testovanie a kontrola ovplyvňujú spoľahlivosť zostavy PCB

Testovaním a kontrolou nie je zostava DPS sama osebe spoľahlivá.

Odhaľujú, či sa kontroluje spoľahlivosť.

Na tom rozdiele záleží. V mnohých projektoch PCBA sa „testovanie“ považuje za posledný krok blízko konca výroby. Zostavte dosky, vykonajte kontrolu, odošlite objednávku.

Skutočná výroba nie je taká uprataná.

Doska môže prejsť jedným testom a stále niesť riziko niekde inde: pod skrytým spájkovaným spojom, okolo konektora, vo vnútri kroku firmvéru, v prepracovanej oblasti alebo vo funkcii, ktorá v skutočnosti nebola nikdy testovaná.

Pre kupujúcich OEM nie je užitočná otázka len: "Testuje dodávateľ dosky?"

Lepšia otázka je: „MáTestovanie a kontrolarozsah zodpovedá rizikám spoľahlivosti tejto zostavy PCB?"

Jednoduchá LED doska, spotrebiteľský IoT modul, priemyselná riadiaca PCBA a doska výkonovej elektroniky by nemali byť nútené do rovnakého testovacieho plánu.

Spoľahlivosť nie je na konci testovaná v rade

Zostava PCB môže prejsť kontrolou a neskôr zlyhať.

To nemusí vždy znamenať, že kontrola bola zbytočná. Môže to znamenať, že sa kontrolovalo nesprávne riziko.

Doska sa môže zapnúť, keď je spájkovaný spoj konektora slabý.

Doska môže prejsť AOI, zatiaľ čo skrytý kĺb BGA stále potrebuje kontrolu röntgenom.

Doska môže prejsť vizuálnou kontrolou, kým proces načítania firmvéru nie je kontrolovaný.

Doska môže prejsť jednou funkčnou kontrolou, zatiaľ čo vstup poľa, reléový výstup, komunikačný port alebo stav záťaže zostávajú netestované.

To je dôvod, prečo by sa testovanie a kontrola nemali považovať za jeden konečný kontrolný bod na konci výroby.

Spoľahlivosť pochádza z celého reťazca výroby: kontrolované získavanie zdrojov, stabilná montáž, kontrola procesu spájkovania, vhodná kontrola, opakovateľné testovanie, zdokumentované prepracovanie a sledovateľnosť.

Testovanie a inšpekcia nenahrádzajú procesnú kontrolu.

Overujú, či riadenie procesov funguje.

Kontrola a testovanie vykonávajú rôzne úlohy

Jednou z bežných chýb je používanie výrazov „inšpekcia“ a „testovanie“, ako keby znamenali to isté.

nerobia.

Inšpekcia kontroluje, či bola doska správne zostavená. Hľadá viditeľné alebo merateľné výrobné podmienky: chýbajúce komponenty, chyby polarity, chyby spájkovania, zdvihnuté vodiče, zarovnanie konektorov, problémy so štítkami alebo skryté problémy pri spájkovaní.

Testovaním sa skontroluje, či doska plní požadovanú funkciu. Môže potvrdiť správanie napájania, načítanie firmvéru, komunikáciu, spínanie relé, odozvu vstupu/výstupu, odber prúdu, správanie snímača alebo-špecifické prevádzkové podmienky zákazníka.

Na oboch záleží, no zachytávajú rôzne problémy.

AOI môže zistiť chýbajúci odpor. Nepreukáže, že firmvér správne komunikuje s hostiteľským systémom.

Funkčné testovanie môže potvrdiť, že doska reaguje správne. Nemusí odhaliť skrytý problém so spájkou pod spodným-ukončeným balíkom.

To je dôvod, prečo plán silnejšej spoľahlivosti využíva kontrolu a testovanie spoločne, namiesto toho, aby sa očakávalo, že jedna metóda urobí všetko.

Každá metóda má svoju prácu.

Problémy začínajú, keď projekt očakáva, že jedna metóda bude fungovať za všetky ostatné.

Správny rozsah závisí od rizika predstavenstva

Nie každá zostava PCB potrebuje rovnakú úroveň testovania a kontroly.

Tu je potrebné čo najskôr zosúladiť očakávania kupujúceho a dodávateľa.

Jednoduchá doska s viditeľnými spájkovanými spojmi, vyzretými konštrukčnými súbormi, stabilnými komponentmi a nízkym aplikačným rizikom môže vyžadovať štandardnú kontrolu SMT a základnú elektrickú kontrolu.

Doska s BGA, QFN, jemnými{0}}časti, relé, svorkovnice, firmvér, vysokoprúdové oblasti, komunikačné rozhrania alebo káblové rozvody môžu vyžadovať štruktúrovanejší plán kontroly a testovania.

Rozsah by sa mal riadiť tabuľkou.

Medzi užitočné otázky patria:

• Existujú skryté spájkované spoje?
• Existujú komponenty citlivé na polaritu-?
• Existujú relé, konektory, svorkovnice alebo{0}}rozhrania káblov?
• Vyžaduje doska programovanie firmvéru?
• Potrebuje produkt IKT alebo FCT{0}}založené na príslušenstve?
• Sú testovacie body prístupné?
• Je doska súčasťou priemyselného riadenia, napájania, lekárskej podpory, automobilovej podpory alebo komunikačného systému?
• Vyžaduje kupujúci záznamy o skúškach alebo sledovateľnosť?
• Čo sa stane po prepracovaní?

Riziko nie je vždy viazané na množstvo.

20-dielna pilotná zostava s nedefinovaným funkčným testom môže niesť väčšie praktické riziko ako väčšia opakovaná objednávka s vyzretým testovacím prípravkom a kontrolovaným procesom.

SPI dokáže zachytiť drift procesu pred umiestnením komponentov

Kontrola spájkovacej pasty nie je vždy diskutovaná v RFQ, ale môže mať význam pri riadení procesu SMT.

Pred umiestnením komponentov môže objem spájkovacej pasty, výška, zarovnanie a riziko premostenia ovplyvniť budúcu kvalitu spájkovaného spoja. Ak je tlač s pastou nestabilná, chyby sa môžu presunúť do umiestnenia, pretavenia, AOI, elektrického testu alebo dokonca výkonu v teréne.

Hodnota SPI je načasovanie.

Skontroluje proces včas, skôr ako sa problém s pastou stane problémom spájkovaného spoja.

To neznamená, že každý projekt potrebuje podrobnú diskusiu SPI v cenovej ponuke. Ale pre jemné-rozstupy SMT, husté rozloženia, zostavy súvisiace s BGA-alebo dosky, kde je kritická konzistencia spájky, môže kontrola pasty a monitorovanie procesu podporiť stabilnejšiu kvalitu zostavy.

Kupujúci nemusí riadiť každý parameter procesu.

Kupujúci by však mal pochopiť, že spoľahlivosť zostavy PCB začína skôr, ako doska dosiahne konečné testovanie.

AOI pomáha stabilizovať viditeľnú kvalitu zostavy

Automatizovaná optická kontrola je užitočná, pretože mnohé chyby PCBA súvisia s vizuálnou alebo geometriou-.

AOI môže pomôcť odhaliť chýbajúce komponenty, nesprávnu orientáciu, problémy s polaritou, odchýlky umiestnenia, nedostatočné spájkovanie, spájkovacie mostíky, náhrobné kamene a iné viditeľné stavy po montáži SMT.

Pri montáži SMT PCB je AOI často súčasťou štandardného toku{0}}kontroly kvality, pretože poskytuje výrobnému tímu rýchlejší a konzistentnejší spôsob, ako kontrolovať viditeľné problémy s montážou.

Ale AOI má limity.

Nemôže úplne overiť elektrickú funkciu. Nemôže dokázať správanie firmvéru. Nemusí vidieť skryté spájkované spoje pod BGA, QFN, LGA alebo niektorými spodnými-ukončenými balíkmi.

AOI tiež nenahrádza dobrú tlač spájkovacej pasty, správny profil pretavenia alebo disciplinovanú kontrolu procesu.

Zlepšuje spoľahlivosť pri použití na to, v čom je dobrý: včasné zachytenie viditeľných montážnych chýb, aby sa zabránilo ich pohybu po prúde.

Rôntgenová kontrola pomáha, keď sú spájkované spoje skryté

Niektoré riziká spoľahlivosti sa nedajú posúdiť na prvý pohľad.

Ak doska používa BGA, QFN, LGA, spodné{0}}ukončené komponenty alebo iné balíky so skrytými spájkovanými spojmi, môže byť užitočná kontrola X-Ray. Môže pomôcť pri kontrole tvorby spájkovaného spoja, premostenia, vyprázdňovania, zarovnania a iných skrytých podmienok, ktoré vizuálna kontrola alebo AOI nemusia úplne odhaliť.

To neznamená, že každá zostava PCB potrebuje röntgenové žiarenie.

Znamená to, že röntgenové žiarenie by sa malo zvážiť, keď návrh dosky obsahuje skryté-balíky spojov alebo keď riziko aplikácie odôvodňuje hlbšiu kontrolu.

Napríklad doska príslušenstva pre spotrebiteľov so všetkými viditeľnými spojmi nemusí potrebovať röntgenové snímky. Kompaktná riadiaca doska s kĺbmi BGA, QFN alebo skrytých{2}}napájacích zariadení si môže zaslúžiť iný plán kontroly.

Rozhodnutie by malo vychádzať z typu balíka a dopadu zlyhania, nie zo zvyku.

IKT a lietajúca sonda potrebujú testovací prístup, aby boli užitočné

Kontrola môže potvrdiť, či sú diely umiestnené správne.

Testovanie na{0}}úrovni obvodu kontroluje, či sa zostavený obvod správa elektricky očakávaným spôsobom.

Pri-testovaní obvodov, testovaní lietajúcej sondy a súvisiacich elektrických kontrolách môžu pomôcť identifikovať skraty, prerušenia, nesprávne hodnoty komponentov, chýbajúce komponenty a určité problémy na úrovni zostavy alebo komponentov.

Tieto metódy môžu byť užitočné, keď návrh dosky podporuje prístup a keď objem projektu alebo riziko odôvodňujú nastavenie.

Dôležitým slovom je prístup.

Kupujúci sa nemôže neskoro v projekte rozhodnúť, že je potrebné úplné IKT, ak rozloženie PCB neposkytuje potrebné testovacie body alebo prístup k prípravku. V mnohých projektoch musí plánovanie testov začať pred výrobou, nie po montáži.

Tu záleží na DFT.

Dizajn pre testovateľnosť nie je len inžinierskymi preferenciami. Priamo ovplyvňuje, či je možné efektívne kontrolovať a testovať konečnú zostavu PCB.

FCT by mala preukázať skutočnú prácu predstavenstva

Funkčné testovanie je často miestom, kde sa spoľahlivosť stáva -špecifickou pre aplikáciu.

Pre niektoré zostavy plošných spojov môže stačiť základná kontrola zapnutia-. Pre ostatných musí doska preukázať skutočné správanie: spínanie relé, odozva I/O, načítanie firmvéru, správanie LED, odozva snímača, komunikácia,{2}}signalizácia riadenia motora, odber prúdu alebo prevádzkové podmienky definované zákazníkom-.

Toto je obzvlášť dôležité v priemyselných riadiacich PCBA, automatizačných zariadeniach, komunikačných zariadeniach, výkonovej elektronike a iných projektoch, kde doska robí viac, než len pasívne sedí vo vnútri produktu.

Užitočný plán FCT by mal definovať:

• akú funkciu treba preukázať
• aký firmvér alebo softvér je potrebný
• aký prípravok, kábel, záťaž alebo simulátor je potrebný
• ako vyzerá výsledok úspešnosti/neúspešnosti
• či sa majú zaznamenávať údaje o testoch
• či sa neúspešné dosky po prepracovaní znova otestujú
• či sa vyžaduje sériové číslo alebo sledovateľnosť šarže

Test, ktorý môže vykonať iba jeden inžinier, ešte nie je testom výroby.

Ak tím EMS nemôže zopakovať funkčný test podľa jasných pokynov, plán testov nie je pripravený na výrobu.

Skríning popálenín alebo stresu by mal byť založený-na riziku

Skríning vyhorenia a záťaže prostredia môže pomôcť odhaliť skoré{1}}slabé stránky niektorých zostáv, ale nemali by sa považovať za automatické požiadavky pre každý projekt PCBA.

Pre určité priemyselné, energetické, automobilové{0}}podpory, lekársku-podporu alebo ťažko{2}}obslužné-aplikácie môže kupujúci pred odoslaním vyžadovať prevádzku s napájaním, tepelné vystavenie, podmienky zaťaženia alebo iné záťažové skríningy.

V prípade jednoduchších alebo cenovo{0}}citlivých panelov nemusí byť táto úroveň testovania potrebná.

Správna otázka nie je: "Mala by byť spálená každá doska?"

Lepšia otázka je: "Ospravedlňuje úroveň rizika tohto produktu stresový skríning a aké podmienky by mal test skutočne simulovať?"

Ak sa vyžaduje zapálenie{0}}alebo záťažové preverenie, kupujúci a partner EMS by mali pred plánovaním výroby definovať stav, trvanie, veľkosť vzorky alebo pokrytie, kritériá úspešnosti/neúspešnosti a pravidlá opätovného testovania.

V opačnom prípade sa „vyžiadané{0} zapálenie“ stane skôr vágnym pokynom než požiadavkou kontrolovaného testu.

Požiadavky na test by mali byť definované pred RFQ

Testovanie a kontrola ovplyvňujú cenovú ponuku, dodaciu lehotu, plánovanie prípravku, inžiniersku prípravu, podávanie správ a predpoklady dodávky.

Ak kupujúci najprv požiada o cenovú ponuku základnej zostavy a neskôr pridá IKT, FCT, programovanie, röntgenovú kontrolu, správy o teste alebo vypálenie-, pôvodná ponuka už nemusí popisovať skutočný projekt.

To neznamená, že každý kupujúci musí poznať všetky detaily testu v prvý deň.

Očakávaný rozsah testu by sa však mal prediskutovať dostatočne skoro, aby dodávateľ mohol správne naplánovať.

Pred požiadaním aZostava PCBcenovú ponuku, kupujúci by si mali objasniť:

• Očakáva sa AOI?
• Je potrebný röntgen pre skryté spájkované spoje?
• Vyžaduje sa IKT alebo lietajúca sonda?
• Vyžaduje sa funkčné testovanie?
• Je zahrnuté programovanie firmvéru?
• Je k dispozícii testovacie zariadenie alebo je potrebné ho postaviť?
• Sú potrebné protokoly o skúškach?
• Sú neúspešné dosky prepracované a znovu testované?
• Sú potrebné štítky, sériové čísla alebo záznamy šarží?

Cenová ponuka bez rozsahu testu môže vyzerať nižšie, pričom otázka spoľahlivosti zostáva otvorená.

To môže byť prijateľné pre skorý prototyp. Je to riskantné pre plánovanie výroby.

Prepracovanie by malo mať svoje vlastné pravidlá kontroly a opätovného testovania

Testovanie a kontrola nie sú len o kvalite prvého{0}}prechodu.

Dôležité sú aj po prepracovaní.

Prepracovaná doska môže vyžadovať ďalšiu kontrolu, pretože vystavenie teplu, odstraňovanie komponentov, ručné spájkovanie alebo úprava konektora môže predstavovať nové riziko. V závislosti od dosky môže prepracovanie vyžadovať vizuálnu kontrolu, kontrolu AOI, röntgenovú kontrolu, elektrickú opätovnú skúšku alebo funkčnú opätovnú skúšku.

Kľúčový bod je jednoduchý:

Zlyhaná doska by sa nemala vrátiť do hotového{0}}toku tovaru len preto, že viditeľná chyba bola opravená.

Metóda opravy, výsledok kontroly a výsledok opätovného testu by mali zodpovedať úrovni rizika dosky.

V prípade malo{0}}objemových, pilotných, priemyselných alebo spoľahlivých{1}}projektov PCBA citlivých na spoľahlivosť môže táto prepracovaná-disciplína a{3}}opätovné testovanie záležať rovnako ako pôvodný plán inšpekcie.

Testovacie údaje by sa mali vrátiť do ďalšej zostavy

Testovanie a kontrola by nemali rozhodnúť len o úspešnosti alebo neúspešnosti.

Môžu tiež ukázať, či je proces unášaný.

Ak AOI opakovane signalizuje rovnaký posun komponentu, môže to poukazovať na nastavenie umiestnenia, správanie podávača, balenie komponentov alebo dizajn podložky. Ak X-ray opakovane ukazuje podobné skryté-problémy s kĺbmi, možno bude potrebné skontrolovať profil preformátovania alebo návrh balíka. Ak sa zlyhania FCT zhlukujú okolo jedného rozhrania, problém môže spočívať vo firmvéri, manipulácii s konektormi, testovacom nastavení alebo dizajnovej rezerve.

Tento druh spätnej väzby je užitočný, pretože premieňa výsledky testov na procesné učenie.

Pre opakované objednávky, pilotné zostavy, priemyselné riadiace dosky a výrobné programy so zmenami revízií môžu testovacie údaje pomôcť partnerovi EMS a kupujúcemu zlepšiť ďalšiu zostavu namiesto jednoduchého triedenia dobrých dosiek od zlých dosiek.

Spoľahlivosť sa zlepšuje, keď sa testovanie vracia späť do riadenia výroby.

Testovacie údaje a sledovateľnosť pomáhajú pri riešení problémov v budúcnosti

Testovanie a kontrola sú užitočnejšie, keď sú výsledky sledovateľné.

Pri jednoduchých projektoch môže stačiť potvrdenie o úspešnosti/neúspešnosti. Pri náročnejších zostavách môže kupujúci chcieť záznamy viazané na číslo šarže, sériové číslo, verziu firmvéru, výsledok kontroly, výsledok testu alebo históriu prepracovania.

Vysledovateľnosť pomáha odpovedať na otázky neskôr:

• Ktorá šarža použila túto revíziu kusovníka?
• Ktorá verzia firmvéru bola načítaná?
• Ktoré dosky prešli FCT?
• Bola táto doska prerobená?
• Bola neúspešná jednotka súčasťou konkrétnej šarže?
• Bez záznamov sa riešenie problémov stáva hádaním.

To neznamená, že každý projekt potrebuje rozsiahly balík správ.

Úroveň podávania správ by mala zodpovedať aplikácii, výrobnej fáze a požiadavkám zákazníka. Ak však kupujúci očakáva sledovateľnosť, mala by byť definovaná pred začatím výroby.

Praktický rozsah testovania a kontroly pre kupujúcich

Silnejší plán testov začína prispôsobením kontrolných metód riziku.

Táto tabuľka nie je univerzálnym kontrolným zoznamom.

Je to plánovací nástroj.

Správny rozsah závisí od konštrukcie dosky, aplikačného rizika, výrobnej fázy, požiadaviek kupujúceho a od toho, či je možné testovaciu metódu zopakovať vo výrobných podmienkach.

Signál odvetvia: Očakávania spoľahlivosti sa posúvajú proti prúdu

Viac kupujúcich OEM definuje očakávania kvality skôr v projekte, najmä pre priemyselnú elektroniku, automatizačné zariadenia, komunikačné zariadenia, výkonovú elektroniku a ďalšie zostavy citlivé na spoľahlivosť-.

To neznamená, že každá doska potrebuje ťažký testovací balík.

Znamená to, že testovanie a kontrola by sa mali považovať za súčasť plánovania stavby, nie ako dodatočný nápad po dokončení montáže.

Čím skôr je rozsah testu definovaný, tým ľahšie je plánovať prístup k testom, potreby príslušenstva, tok inšpekcií, podávanie správ a predpoklady dodávky.

Kde sa STHL hodí do tejto diskusie

Pre kupujúcich OEM, ktorí pripravujú projekty montáže PCB, môže spoločnosť Shenzhen STHL Technology Co., Ltd. preskúmať požiadavky na testovanie a kontrolu popri rozsahu montáže.

V závislosti od projektu to môže zahŕňať inšpekciu AOI, röntgenovú inšpekciu, röntgenovú inšpekciu-, diskusiu o obvodovom alebo funkčnom teste, požiadavky na programovanie, plánovanie príslušenstva, očakávania prepracovania-a{3}}opakovaného testovania a potreby sledovateľnosti.

Cieľom nie je pridávať zbytočné testy.

Cieľom je vyrovnať saTestovanie a kontrolarozsah skutočného rizika dosky, takže zostava môže byť zostavená, kontrolovaná, testovaná a opakovaná za jasných podmienok.

Záver

Testovanie a kontrola ovplyvňujú spoľahlivosť zostavy DPS tým, že odhaľujú rôzne typy rizík v rôznych fázach zostavovania.

SPI môže pomôcť kontrolovať riziko spájkovacej pasty pred umiestnením. AOI pomáha zachytiť viditeľné problémy s montážou. R-ray môže pomôcť so skrytými spájkovanými spojmi. IKT a lietajúca sonda môžu podporovať-kontroly úrovne okruhu. FCT potvrdzuje, či doska plní zamýšľanú funkciu. Kontrola prepracovania, testovacie údaje a sledovateľnosť pomáhajú podporovať opakovanú výrobu a budúce riešenie problémov.

Pre kupujúcich OEM je praktická lekcia jednoduchá: definujte rozsah testu a kontroly včas. Nečakajte, kým sa dosky zmontujú, aby ste sa rozhodli, čo by malo znamenať „spoľahlivé“.

Potrebujete pomoc pri definovaní správneho rozsahu testovania a kontroly pre váš projekt montáže PCB? Odošlite svoje súbory cezVyžiadajte si cenovú ponukualebo kontaktujte priamo STHL nainfo@pcba-china.com