Gemeenschappelijke PCBA-testfasen (met de nadruk op grensscan in de prototypefase)

PCBA-testen (printed circuit board assembly) zijn een meerfasig proces dat is ontworpen om de kwaliteit, functionaliteit en betrouwbaarheid van elektronische boards gedurende hun gehele levenscyclus te waarborgen.van het eerste ontwerp tot de massaproductieHoewel de specifieke tests kunnen variëren, zijn hier de gemeenschappelijke fasen:

Gemeenschappelijke PCBA-testfasen

1. Inkomende kwaliteitscontrole (IQC) / inspectie van onderdelen:

   • Wanneer:Voordat de vergadering begint.
   • Doel:Om te controleren of alle afzonderlijke elektronische componenten (weerstanden, condensatoren, IC's, enz.) en de naakte PCB's aan de specificaties voldoen en vrij zijn van defecten.
   • Metoden:Visuele inspectie, dimensiecontroles, verificatie van elektrische parameters (met behulp van multimeters, LCR-meters) en authenticiteitscontroles van onderdelen.

2. Inspectie van soldeerpasta (SPI):

   • Wanneer:Onmiddellijk na het drukken van de soldeerpasta.
   • Doel:Om ervoor te zorgen dat het volume, de hoogte en de uitlijning van de soldeerpasta op de pads correct zijn voordat de onderdelen worden geplaatst.
   • Metoden:3D-optische inspectie met behulp van gespecialiseerde SPI-machines.

3. Geautomatiseerde optische inspectie (AOI):

   • Wanneer:Normaal gesproken na de plaatsing van de onderdelen (pre-reflow AOI) en/of na het terugvloeiend solderen (post-reflow AOI).
   • Doel:Om de PCBA visueel te inspecteren op fabricagefouten zoals ontbrekende onderdelen, onjuiste onderdelenplaatsing, verkeerde polariteit, soldeershorts, openingen en andere visuele afwijkingen.
   • Metoden:Hoogresolutiekamera's en geavanceerde beeldverwerkingssoftware op AOI-machines.

4. Geautomatiseerde röntgeninspectie (AXI):

   • Wanneer:Na reflowsoldering, met name voor complexe platen of met verborgen soldeerslijpen (bv. BGA's, QFN's).
   • Doel:Om de kwaliteit van de soldeerverbinding (leegte, korte, openingen) en de interne componentenstructuren die niet optisch zichtbaar zijn, te controleren.
   • Metoden:Röntgenbeeldsystemen.

5. In-circuit testing (ICT):

   • Wanneer:Na montage en eerste visuele/röntgencontroles, meestal bij middelgrote tot grote productie.
   • Doel:Elektrisch testen van afzonderlijke componenten en hun verbindingen op het bord op openingen, kortsluitingen, weerstand, capaciteit en fundamentele functionele parameters.
   • Metoden:Een "nagelbed" met sondes die in contact komen met specifieke testpunten op de PCBA.

6. Test met vliegende sonde (FPT):

   • Wanneer:Vaak gebruikt als alternatief voor ICT, met name voor prototypes, productie van kleine tot middelgrote hoeveelheden of platen met beperkte testpunten.
   • Doel:Om elektrisch onderdelen en onderlinge verbindingen te testen, vergelijkbaar met ICT, maar zonder de noodzaak van een dure aangepaste armature.
   • Metoden:Robotic sondes die bewegen en contact maken met testpunten zoals geprogrammeerd.

7. Functioneel testen (FCT):

   • Wanneer:Normaal gesproken de laatste test, nadat de structurele en elektrische integriteit is bevestigd.
   • Doel:De algemene functionaliteit van de PCBA te verifiëren door de operationele omgeving in de echte wereld te simuleren en te bevestigen dat alle ontworpen functies correct worden uitgevoerd.
   • Metoden:Op maat gemaakte testinstallaties en software die stroom, ingangen en monitoruitgangen toepassen, vaak inclusief programmering van ingebouwde microcontrollers of geheugen.

8. Verouderingstest (inbrandenstest):

   • Wanneer:Voor producten die een hoge betrouwbaarheid vereisen, vaak na FCT, vóór de eindassemblage.
   • Doel:De PCBA onderwerpen aan langdurige werking onder stress (bijv. verhoogde temperatuur, spanning) om vroegtijdige storingen te detecteren ("kindersterfte") en de betrouwbaarheid op lange termijn te verbeteren.
   • Metoden:gespecialiseerde verbrandingsovens of -kamers.

Grensscanningstests in de prototypefase

Grensscan-testOok bekend alsJTAG (Joint Test Action Group)Het is een krachtige en steeds vaker voorkomende methode, die vooral waardevol is tijdens deprototype fasevan de PCBA-ontwikkeling.

• Wat is het:Boundary scan maakt gebruik van speciale testlogic die is ingebouwd in compatibele geïntegreerde schakelingen (IC's) op de PCBA.die de signalen die in en uit de chip stromen, kan controleren en observerenEen serieel gegevenspad (de "scanketen") verbindt deze cellen, waardoor een testcontroller kan communiceren met en de onderlinge verbindingen tussen JTAG-compatibele apparaten kan testen.

• Waarom het cruciaal is voor prototypes:

  1. Test zonder bevestigingen:In tegenstelling tot ICT vereist grensscan geen dure, op maat gemaakte "naalbed" -installatie.het onpraktisch en duur maken van vaste armaturen.
  2. Vroege detectie van gebreken:Het stelt ontwerpexperts in staat om snel fabricagefouten te detecteren zoals shorts, openingen en assemblageproblemen.voorheenDit is van cruciaal belang om een prototype sneller correct te laten functioneren.
  3. Beperkte fysieke toegangModerne PCB's zijn vaak zeer dicht met componenten en hebben beperkte fysieke testpunten.Grensscan biedt virtuele toegang tot pinnen en interconnecties die fysiek ontoegankelijk of verborgen zijn onder componenten (zoals BGA's), waardoor de testdekking aanzienlijk wordt verbeterd.
  4. Sneller debuggen:Door fouten tot op het specifieke pin- of netniveau te identificeren, vermindert de grensscan de tijd en inspanning die nodig is voor het debuggeren van niet-functionele prototype boards aanzienlijk.
  5. Programmering in het systeem (ISP):JTAG kan ook worden gebruikt om flashgeheugen, microcontrollers en FPGA's rechtstreeks op het bord te programmeren, wat zeer gunstig is tijdens de prototypeontwikkeling en firmware-validatiefasen.
  6. Test hergebruik:De testvectoren voor de grensscan die tijdens het maken van prototypes zijn ontwikkeld, kunnen vaak worden hergebruikt of aangepast voor productietests, waardoor de overgang naar productie sneller verloopt.

In wezen biedt de grensscan een zeer effectieve, niet-intrusieve en kostenefficiënte manier om de structurele integriteit van complexe prototype PCBA's te verifiëren,het versnellen van de hele productontwikkeling.