Общие фазы испытаний PCBA (с акцентом на граничное сканирование на стадии прототипа)

PCBA (PCBA) - это многоступенчатый процесс, предназначенный для обеспечения качества, функциональности и надежности электронных плат на протяжении всего их жизненного цикла.от первоначального проектирования до серийного производстваВ то время как конкретные тесты могут варьироваться, вот общие фазы:

Общие этапы испытаний PCBA

1. Контроль качества входящего оборудования (IQC) / проверка компонентов:

   • Когда:Перед началом сборки.
   • Цель:Для проверки того, что все отдельные электронные компоненты (резисторы, конденсаторы, интерфейсы и т.д.) и обнаженные ПКБ соответствуют спецификациям и не имеют дефектов.
   • Методы:Визуальная проверка, проверка размеров, проверка электрических параметров (с использованием мультиметров, LCR-метров) и проверка подлинности компонентов.

2. Инспекция пасты для сварки (SPI):

   • Когда:Немедленно после печати пастой с парой.
   • Цель:Чтобы обеспечить правильный объем, высоту и выравнивание пасты для сварки на подушках перед размещением компонентов.
   • Методы:3D оптическая инспекция с использованием специализированных машин SPI.

3. Автоматизированная оптическая инспекция (AOI):

   • Когда:Обычно после размещения компонента (AOI до обратного потока) и/или после обратной сварки (AOI после обратного потока).
   • Цель:Для визуального осмотра PCBA на производственные дефекты, такие как отсутствующие компоненты, неправильное размещение компонентов, неправильная полярность, шорты для сварки, открытия и другие визуальные аномалии.
   • Методы:Камеры высокого разрешения и сложное программное обеспечение для обработки изображений на машинах AOI.

4. Автоматизированная рентгеновская инспекция (AXI):

   • Когда:После повторной сварки, особенно для сложных пластин или пластин с скрытыми сварными соединениями (например, BGA, QFN).
   • Цель:Для проверки качества сварного соединения (пустоты, короткие шорты, открытия) и внутренних компонентных структур, которые не видны при оптическом осмотре.
   • Методы:Системы рентгеновской визуализации.

5. Испытания в цепи (ICT):

   • Когда:После сборки и первоначальных визуальных/рентгеновских проверок, как правило, в среднем и большом объеме производства.
   • Цель:Для электрического тестирования отдельных компонентов и их соединений на платке на открытие, короткие, сопротивление, емкость и основные функциональные параметры.
   • Методы:"Легкое устройство с гвоздями" с зондами, которые контактируют с конкретными точками испытания на PCBA.

6. Испытания на летающей сонде (FPT):

   • Когда:Часто используется в качестве альтернативы ИКТ, особенно для прототипов, производства небольших и средних объемов или плат с ограниченными точками испытаний.
   • Цель:Для электрического тестирования компонентов и взаимосвязей, аналогичного ИКТ, но без необходимости дорогостоящей индивидуальной установки.
   • Методы:Роботизированные зонды, которые перемещаются и контактируют с испытательными точками, как запрограммировано.

7. Функциональное испытание (FCT):

   • Когда:Обычно это заключительное испытание после подтверждения структурной и электрической целостности.
   • Цель:Проверка общей функциональности ПКБА путем моделирования его реальной среды работы и подтверждения того, что он выполняет все свои предназначенные функции правильно.
   • Методы:Специальные тестовые приборы и программное обеспечение, применяющие питание, входы и выходы монитора, часто включающие программирование бортовых микроконтроллеров или памяти.

8. Испытание старения (испытание сгорания):

   • Когда:Для продуктов, требующих высокой надежности, часто после FCT, до окончательной сборки.
   • Цель:Подвергать PCBA длительной работе под давлением (например, повышенная температура, напряжение) для обнаружения неисправностей в ранней жизни ("младенческая смертность") и улучшения долгосрочной надежности.
   • Методы:Специализированные печи или камеры сгорания.

Пограничное сканирование на этапе прототипа

Испытание граничного сканирования, также известный какJTAG (Совместная группа действий по испытаниям)Испытания (стандарт IEEE 1149.x), является мощным и все более распространенным методом, особенно ценным во времяфаза прототипаразработки ПКБА.

• Что это такое:Пограничное сканирование использует специальную логику тестирования, встроенную в совместимые интегральные схемы (IC) на PCBA.который может контролировать и наблюдать сигналы, поступающие и выходящие из чипаСерийный путь передачи данных ("цепочка сканирования") соединяет эти ячейки, позволяя контролеру тестирования общаться и тестировать взаимосвязи между устройствами, совместимыми с JTAG.

• Почему это важно для прототипов:

  1. Испытание без фиксатора:В отличие от ИКТ, граничное сканирование не требует дорогостоящего, индивидуального "крова ногтей".Это огромное преимущество для прототипов, где часто происходят изменения в конструкции.сделать фиксированные светильники непрактичными и дорогими.
  2. Раннее выявление дефектов:Это позволяет инженерам-конструкторам быстро обнаружить производственные дефекты, такие как шорты, открывается, и проблемы сборкидо этогоЭто очень важно для того, чтобы прототип работал быстрее.
  3. Физический доступ ограничен:Современные ПХБ часто очень плотны компонентами и имеют ограниченные физические точки испытания.Пограничное сканирование обеспечивает виртуальный доступ к пиннам и взаимосвязям, которые физически недоступны или скрыты под компонентами (например, BGA), значительно улучшая охват испытаниями.
  4. Быстрее отладки:Выявление неисправностей до уровня конкретного булава или сетки значительно сокращает время и усилия, необходимые для отладки нефункциональных прототипов.
  5. Программирование в системе (ISP):JTAG также может быть использован для программирования флэш-памяти, микроконтроллеров и FPGAs непосредственно на доске, что очень полезно во время стадии разработки прототипа и проверки прошивки.
  6. Испытание повторного использования:Векторы испытаний граничного сканирования, разработанные во время прототипирования, часто могут быть повторно использованы или адаптированы для производственных испытаний, упрощая переход к производству.

По сути, граничное сканирование обеспечивает высокоэффективный, ненавязчивый и экономичный способ проверки структурной целостности сложных прототипов PCBA,ускорение всего цикла разработки продукта.