Проверка — это комплексный процесс, а не поэтапный
На печатной плате могут возникать неисправности, которые не выявляются ни одним из методов. Слишком тонкий слой пасты, компонент, повернутый на 90°, отпаянный шарик BGA, цилиндр с пустотой, образ прошивки, который никогда не загружается — каждая из них невидима как минимум для одного из стандартных инструментов.
Поэтому полезный вопрос не в том, «какую проверку использовать», а в том, «какие виды неисправностей важны на этой плате и какой метод выявляет каждый из них». Шесть приведенных ниже методов охватывают всю цепочку от пасты до готового продукта.
1. Визуальный осмотр и микроскоп
Самая дешевая и первая проверка. Она выявляет отсутствующие детали, неправильную полярность, «надгробные камни», шарики припоя и поврежденные компоненты, и это единственный метод, который считывает шелкографию и маркировку напрямую. Он также наименее стабилен, поэтому используется на этапе настройки и окончательной проверки, а не в качестве единственного контрольного пункта.
2. Проверка паяльной пасты
SPI измеряет высоту, площадь и смещение пасты перед оплавлением. Это единственный метод, позволяющий обнаружить проблему печати, пока плату еще можно промыть и перепечатать: 30-процентный слой после оплавления превращается в открытый шов, и к тому времени компонент уже установлен.
3. Автоматизированный оптический контроль
АОК сравнивает собранную плату с запрограммированным эталоном: наличие, полярность, поворот, смещение, форма скругления и перемычки. Его ограничение физическое — он считывает только поверхности. Высокие компоненты заслоняют своих соседей, а все, что находится под корпусом, невидимо.
4. Рентгеновский контроль
Рентгеновский контроль позволяет увидеть сквозь корпус соединения под ним: шарики BGA, термопрокладки QFN, запрессованные контакты и металлизированные цилиндры. Для компонентов с матрицей это единственная неразрушающая проверка того, действительно ли шарик прижался к контактной площадке, именно там и концентрируются проблемы оплавления.
5. Внутрисхемное тестирование и летающий зонд
Оба метода проверяют электрическую целостность и номиналы компонентов при выключенном питании платы. Приспособление с фиксированными щупами — быстрый и недорогой вариант для каждой платы после её изготовления; летающий щуп не требует приспособления и подходит для прототипов и мелкосерийного производства. Ни один из них не позволяет проверить работоспособность изделия.
6. Функциональное тестирование и проверка на прочность
Функциональное тестирование проверяет сборку как готовое изделие — прошивку, интерфейсы, радиосвязь, потребляемый ток — а проверка на прочность проверяет её при различных температурах и времени. Именно здесь встречаются проектирование и сборка: даже самое простое соединение, прошедшее все оптические проверки, здесь не проходит, поэтому в автомобильной и медицинской промышленности добавляют термоциклирование.
Последовательность этапов
Практический порядок таков: SPI на принтере, AOI после установки и оплавления, рентгеновский контроль на матрице и термопрокладках, электрическое тестирование каждой платы, функциональное тестирование каждой платы и проверка на прочность или термоциклирование там, где это оправдано изделием. Выборка может сократить некоторые оптические этапы, но никогда не электрические.
Качество изготовления оценивается по стандарту IPC-A-610, а технологические ограничения, лежащие в основе этих этапов, находятся на Страница, посвященная производству печатных плат, с подробностями из первой статьи в Примечание FAI.
