検査は積み重ねであり、1つの工程ではない
プリント基板実装は、単一の方法では見えない形で壊れます。薄すぎるペースト、90度回転した部品、はんだが付いていない BGA ボール、ボイドのあるバレル、起動しないファームウェア——どれも標準的な道具の少なくとも1つには見えません。
したがって有用な問いは「どの検査を使うか」ではなく、「この基板で重要な故障モードは何で、それをどの方法が見るか」です。以下の6つが、ペーストから製品までの連鎖を覆います。
1. 外観と顕微鏡
最も安いチェックであり、最初のチェックです。部品の欠落、極性の誤り、片浮き、はんだボール、損傷した部品を捉え、シルクとマーキングを直接読める唯一の方法でもあります。最もばらつきが大きい方法でもあるため、段取り時と最終検査で使い、唯一のゲートにはしません。
2. ソルダーペースト検査
SPI はリフロー前にペーストの高さ、面積、位置ずれを測ります。まだ洗って印刷し直せる段階で印刷の問題を捉える唯一の方法です。30 % 薄い印刷はリフロー後にオープン接合になり、その時点では部品はすでに搭載されています。
3. 自動光学検査
AOI は実装済みの基板を、プログラムした基準と比較します。有無、極性、回転、ずれ、フィレット形状、ブリッジです。限界は物理的なもので、表面しか読みません。背の高い部品は隣を影にし、パッケージの下は見えません。
4. X線
X線はパッケージを通して下の接合部を見ます。BGA のボール、QFN のサーマルパッド、プレスフィットのピン、めっきバレルです。エリアアレイ部品では、ボールがパッドに実際に潰れたかを非破壊で確認できる唯一の方法であり、そこはリフローの問題が集中する場所でもあります。
5. インサーキット検査とフライングプローブ
どちらも通電せずに導通と部品値を確認します。固定プローブの治具は、作ってしまえば1枚あたりが速く安価です。フライングプローブは治具が不要で、試作や少量に向きます。どちらも製品が動くかは分かりません。
6. 機能試験とバーンイン
機能試験は実装品を製品として動かし、ファームウェア、インターフェース、無線、消費電流を確認します。バーンインは温度と時間をかけて動かします。設計と実装が出会う場所であり、光学検査をすべて通った余裕のない接合部がここで落ちるため、自動車や医療の構成では温度サイクルを追加します。
順序づけ
実務的な順序は、印刷機での SPI、搭載とリフロー後の AOI、エリアアレイとサーマルパッドへの X線、全数への電気試験、全数への機能試験、そして製品が正当化する場合のバーンインまたは温度サイクルです。量産ではサンプリングで光学工程の一部を省けますが、電気工程は省けません。
工作精度は IPC-A-610 で判定し、これらのゲートを支える工程限界はPCBA 製造のページに、初品の詳細は初品検査の記事にあります。
