您知道PCB行业常用的测试技术和测试设备吗?
无论需要构建哪种类型的印刷电路板或使用哪种类型的设备,PCB都必须正常工作。这是许多产品性能的关键,失败会导致严重后果。在设计,制造和组装过程中检查PCB对确保产品符合质量标准和预期性能至关重要。如今,PCB非常复杂。尽管这种复杂性为许多新功能提供了空间,但也带来了更大的失败风险。随着PCB的发展,检查技术和用于确保其质量的技术变得越来越先进。通过PCB类型,生产过程中的当前步骤以及要测试的故障来选择正确的检测技术。制定适当的检验和测试计划对于确保高质量的产品至关重要。
1,为什么我们需要检查PCB?
检查是所有PCB生产过程中的关键步骤。它可以检测PCB缺陷以纠正它们并提高整体性能。
检查PCB可发现在制造或组装过程中可能发生的任何缺陷。它还可以帮助揭示可能存在的任何设计缺陷。在过程的每个阶段之后检查PCB可以在进入下一阶段之前发现缺陷,从而避免浪费更多的时间和金钱来购买缺陷产品。它还可以帮助查找影响一个或多个PCB的一次性缺陷。此过程有助于确保电路板和最终产品之间的质量一致性。
如果没有正确的PCB检查程序,有缺陷的电路板可能会移交给客户。如果客户收到有缺陷的产品,则制造商可能会因保修付款或退货而蒙受损失。客户还将失去对公司的信任,从而损害公司声誉。如果客户将业务转移到其他地方,这种情况可能会导致错过机会。
在最坏的情况下,如果在医疗设备或汽车零件等产品中使用有缺陷的PCB,可能会导致受伤或死亡。这些问题可能导致严重的声誉损失和昂贵的诉讼。
检查PCB还可以帮助改善整个PCB生产过程。如果经常发现缺陷,则可以在此过程中采取措施来纠正缺陷。
印刷电路板组装检查方法
什么是PCB检查?为确保PCB可以按预期运行,制造商必须验证所有组件的组装是否正确。这是通过一系列技术实现的,从简单的手动检查到使用高级PCB检查设备的自动化测试。
手动目视检查是一个很好的起点。对于相对简单的PCB,您可能只需要它们。
人工目视检查:
PCB检查的最简单形式是手动外观检查(MVI)。为了进行此类测试,工作人员可以肉眼观察或放大板。他们将电路板与设计文件进行比较,以确保符合所有规格。他们还将寻找通用的默认值。他们寻找的缺陷类型取决于电路板的类型及其上的组件。
在PCB生产过程的几乎每个步骤(包括组装)之后执行MVI很有用。
检查员检查电路板的几乎每个方面,并寻找每个方面的常见缺陷。典型的视觉PCB检查清单可能包括以下内容:
与其他类型的检查相比,MVI具有多个优点。由于其简单性,它是低成本的。除了可能的放大以外自动测量设备,不需要任何特殊设备。这些检查也可以非常快速地执行,并且可以轻松地添加到任何过程的结尾。
要执行此类检查,唯一需要的是找到专业人员。如果您有必要的专业知识,此技术可能会有所帮助。但是,员工必须使用设计规范并知道需要注意哪些缺陷,这一点至关重要。
此检查方法的功能有限。它无法检查不在工人视线范围内的组件。例如,无法以这种方式检查隐藏的焊点。员工可能还会错过一些缺陷,尤其是小缺陷。用这种方法检查具有许多小元件的复杂电路板特别具有挑战性。
自动光学检查:
您还可以使用PCB检查机进行外观检查。这种方法称为自动光学检查(AOI)。
AOI系统使用多个光源和一个或多个固定式或摄像机进行检查。光源从各个角度照亮PCB板。然后,摄像头会拍摄电路板的静止图像或视频,并将其编译为设备的完整图片。然后自动测量设备,系统将其捕获的图像与来自设计规范或批准的完整单元的电路板外观信息进行比较。
2D和3D AOI设备均可用。 2D AOI机器从多个角度使用彩色的灯光和侧面摄像头来检查高度受到影响的组件。 3D AOI设备相对较新,可以快速,准确地测量组件高度。
AOI可以发现许多与MVI相同的缺陷,包括结节,划痕,开路,焊料变薄,缺少组件等。
AOI是一种成熟且准确的技术,可以检测PCB中的许多故障。它在PCB生产过程的许多阶段都非常有用。它也比MVI更快,并且消除了人为错误的可能性。像MVI一样,它不能用于检查看不见的组件,例如隐藏在球栅阵列(BGA)下的连接和其他类型的包装。这对于成分浓度较高的PCB可能无效,因为某些成分可能被隐藏或遮盖。
自动激光测试测量:
PCB检查的另一种方法是自动激光测试(ALT)测量。您可以使用ALT来测量焊点和焊点沉积物的大小以及各种组件的反射率。
ALT系统使用激光扫描和测量PCB组件。当光从板的组件反射时,系统使用光的位置确定其高度。它还测量反射光束的强度以确定组件的反射率。然后,系统可以将这些测量结果与设计规格或经批准可准确识别任何缺陷的电路板进行比较。
使用ALT系统非常适合确定焊膏沉积的数量和位置。它提供有关锡膏印刷的对齐,粘度,清洁度和其他属性的信息。 ALT方法可提供详细信息,并且可以非常快速地进行测量。这些类型的测量通常是准确的,但会受到干扰或屏蔽。
X射线检查:
随着表面贴装技术的兴起,PCB变得越来越复杂。现在,电路板具有更高的密度,更小的组件,并且包括诸如BGA和芯片级封装(CSP)之类的芯片封装,通过这些封装看不到隐藏的焊料连接。这些功能给MVI和AOI等视觉检查带来了挑战。
为克服这些挑战,可以使用X射线检查设备。该材料根据其原子量吸收X射线。较重的元素吸收更多,而较轻的元素吸收更少,这可以区分材料。焊料由锡,银和铅等重元素制成,而PCB上的大多数其他组件由铝,铜,碳和硅等较轻元素制成。结果,在X射线检查期间,焊料很容易看到,而几乎所有其他组件(包括基板,引线和硅集成电路)都是不可见的。
X射线不会像光一样被反射,而是穿过物体形成物体的图像。通过此过程,可以查看芯片封装和其他组件,以检查它们下面的焊料连接。 X射线检查还可以看到焊点的内部,以发现AOI无法看到的气泡。
X射线系统还可以看到焊点的后跟。在AOI期间,焊点将被铅覆盖。另外,在使用X射线检查时,没有阴影进入。因此,X射线检查适用于组件密集的电路板。 X射线检查设备可以用于手动X射线检查,也可以使用自动X射线系统进行自动X射线检查(AXI)。
X射线检查是更复杂的电路板的理想选择,并且具有某些其他检查方法不具备的功能,例如能够穿透芯片封装。它也可以很好地用于检查密集包装的PCB,并且可以对焊点进行更详细的检查。该技术较新,更复杂,并且可能更昂贵。仅当您拥有大量带有BGA,CSP和其他此类封装的密集电路板时,才需要投资X射线检查设备。