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Seis formas de inspeccionar un ensamblaje de PCB

Cada método de inspección ve una capa distinta de la placa. Dos que se solapan desperdician dinero; dos que no se solapan dejan un punto ciego.

Redacción técnica de Hitech Circuits

Shenzhen, China · Fabricación y montaje de PCB

3 min de lectura

Publicado:

Última actualización:

Revisión técnica: Cifras de proceso verificadas con nuestra hoja de capacidades publicada.

Inspección de un ensamblaje de PCB con microscopio, AOI, rayos X y prueba eléctrica

La inspección es una pila, no un paso

Un ensamblaje de PCB puede fallar de formas que ningún método ve por sí solo. Pasta impresa demasiado fina, un componente girado 90°, una bola de BGA sin soldar, un barril con un hueco, una imagen de firmware que nunca arranca: todo ello es invisible para al menos una de las herramientas estándar.

La pregunta útil no es por tanto cuál inspección usamos, sino qué modos de fallo importan en esta placa y qué método ve cada uno. Los seis siguientes cubren la cadena desde la pasta hasta el producto.

1. Visual y microscopio

La comprobación más barata y la primera. Detecta piezas ausentes, polaridad incorrecta, efecto lápida, bolas de estaño y componentes dañados, y es el único método que lee directamente la serigrafía y los marcados. También es el menos consistente, y por eso se usa en la preparación y en la inspección final y no como única puerta.

2. Inspección de pasta de soldadura

El SPI mide altura, área y desplazamiento de la pasta antes del reflujo. Es el único método que detecta un problema de impresión mientras la placa todavía se puede lavar y reimprimir: una impresión un 30 % más fina se convierte en una unión abierta tras el reflujo, y para entonces la pieza ya está colocada.

3. Inspección óptica automatizada

El AOI compara la placa ensamblada con una referencia programada: presencia, polaridad, rotación, desplazamiento, forma del cordón y puentes. Su límite es físico: solo lee superficies. Los componentes altos hacen sombra a sus vecinos y cualquier cosa bajo un encapsulado es invisible.

4. Rayos X

Los rayos X atraviesan el encapsulado y miran las juntas de debajo: bolas de BGA, pads térmicos de QFN, pines de inserción a presión y barriles metalizados. En las piezas de área es la única comprobación no destructiva de si la bola llegó a colapsar sobre el pad, que es justo donde se concentran los problemas de reflujo.

5. Prueba en circuito y sonda volante

Ambas comprueban continuidad eléctrica y valores de componente con la placa apagada. Un útil de sondas fijas es rápido y barato por placa una vez construido; la sonda volante no necesita útil y encaja en prototipos y volumen bajo. Ninguna puede ver si el producto funciona.

6. Prueba funcional y burn-in

La prueba funcional hace funcionar el conjunto como producto (firmware, interfaces, enlace de radio, consumo) y el burn-in lo hace bajo temperatura y tiempo. Aquí se encuentran diseño y ensamblaje: una junta marginal que pasa todas las comprobaciones ópticas falla aquí, y por eso las fabricaciones de automoción y médicas añaden ciclos térmicos.

Cómo ordenarlos

Un orden práctico es: SPI en la impresora, AOI tras la colocación y el reflujo, rayos X en piezas de área y pads térmicos, prueba eléctrica en cada placa, prueba funcional en cada placa, y burn-in o ciclos térmicos donde el producto lo justifique. El muestreo puede reducir algunos pasos ópticos en volumen, nunca los eléctricos.

La mano de obra se juzga frente a IPC-A-610, y los límites de proceso detrás de estas puertas están en la página de fabricación de PCBA, con el detalle de primera pieza en la nota de FAI.

Especificaciones técnicas

Puertas de calidad
IQC · IPQC · QC · QA
Inspección óptica
SPI, AOI, microscopio
Juntas ocultas
rayos X, incluido CT 3D para BGA
Prueba eléctrica
ICT, sonda volante, funcional (FCT), burn-in
Aceptación
mano de obra IPC-A-610

Preguntas frecuentes

  • ¿Hacen falta AOI y rayos X?

    Ven cosas distintas. El AOI lee la superficie visible: presencia, polaridad, desplazamiento, forma del cordón y puentes. Los rayos X leen lo oculto: bolas de BGA, el pad térmico bajo un QFN, el relleno del barril y los huecos. Si la placa tiene encapsulados de área, el AOI por sí solo deja sin inspeccionar las juntas más propensas a fallar.

  • ¿Cuándo basta la sonda volante en lugar de un útil?

    En prototipos, lotes pequeños y diseños que cambian a menudo, porque no hay útil que construir ni almacenar. La sonda volante es más lenta por placa, así que un útil cableado se vuelve más barato cuando el mismo diseño se fabrica en volumen; el cruce es una cuestión de cantidad, no de tecnología.

  • ¿Qué detecta la prueba funcional que no detecta la prueba en circuito?

    El ICT apaga la placa y comprueba conectividad y valores de componente en las sondas; no puede decir si el firmware arranca, si el radio enlaza o si el sensor lee bien. La prueba funcional hace funcionar el producto como lo hará el cliente, y por eso una placa puede pasar el ICT al 100 % y fallar en campo.

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