AOI, рентген, ИКТ, FCT

AOI е съкращение от Automated Optical Inspection (Автоматизирана оптична инспекция). Тя използва оптични камери за заснемане на изображения на печатни платки, сравнява ги със стандартни изображения и автоматично открива дефекти като липсващи компоненти, грешни компоненти, обратна полярност, отместване, премостване и др. по време на процеса на поставяне на компонентите, като по този начин гарантира качеството на продукта и подобрява добивите.

AOI използва принципа на оптичното изобразяване. Той осветява печатната платка със светлинен източник, камерата заснема изображението и след това алгоритъмът за обработка на изображения извлича характеристиките на компонентите. Тези характеристики се сравняват с предварително зададени квалифицирани стандартни данни за изображението, за да се определи дали има дефекти в разположението на компонентите.

Трябва да се вземат предвид фактори като точност на откриване (трябва да отговаря на изискванията за точност на поставяне на компонентите, например точността трябва да достигне ±0,02 мм при откриване на компоненти 0201), скорост на откриване (съобразена с цикъла на производствената линия), софтуерни функции (с богати алгоритми за откриване, лесно програмиране и анализ на данни) и мащабируемост (поддържаща откриване на печатни платки с различни размери и съвместимост с различни типове компоненти).

Често срещаните видове източници на светлина включват източници на бяла светлина, източници на червена светлина, източници на синя светлина и източници на светлина с пръстеновидна форма. Източниците на бяла светлина осигуряват пълен спектър и са подходящи за общо откриване. Червените източници на светлина имат добри ефекти на откриване върху медни фолиа и спойки. Сините източници на светлина имат висок контраст със зелените маски за спойка. Пръстеновидните източници на светлина могат да намалят сенките и са подходящи за откриване на сложни компоненти и печатни платки с разлики във височината.

Необходимо е да се уверите, че повърхността на печатната платка е чиста, без замърсители като прах и маслени петна. Проверете дали маркировките за позициониране на печатната платка са ясни и пълни, за да може устройството за локално разпознаване (AOI) да ги идентифицира и позиционира точно. При двустранно монтирани печатни платки, ясно разграничете повърхността за откриване, за да избегнете погрешно откриване.

Параметрите за откриване включват параметри за заснемане на изображение (като време на експозиция, усилване, контраст), параметри на алгоритъма за откриване (като праг, чувствителност на откриване на ръбове) и параметри на областта на откриване (определящи областите на компонентите, които ще бъдат открити, и игнорираните области). Обикновено, в зависимост от дизайна на печатната платка, типовете компоненти и производствените процеси, параметрите трябва да бъдат оптимизирани чрез отстраняване на грешки и пробно откриване, за да се постигнат най-добри резултати при откриване.

AOI може да открие дефекти като липсващи компоненти (непоставени компоненти), грешни компоненти (грешни модели на компоненти), обратна полярност (чувствителни към полярност компоненти с обърната полярност), отместване на компонента (позиция, надвишаваща допустимия толеранс), премостване на спойка (спойка, свързваща съседни контактни площадки), повреда на компонента (повреда на външния вид), „надгробно“ покритие на компонента (единият край на компонента е повреден) и др.

Когато AOI открие дефект, той автоматично ще маркира местоположението и вида на дефекта и ще генерира алармено съобщение. Операторите трябва да изолират дефектната печатна платка според аларменото съобщение и след това да я потвърдят допълнително чрез ръчна визуална проверка или други методи за откриване. След това, в зависимост от вида на дефекта, да поправят или бракуват печатната платка.

Редовно калибрирайте камерите и източниците на светлина на устройството за AOI, за да осигурите точно заснемане на изображения. Оптимизирайте параметрите на детекция и настройвайте алгоритмите за различни видове компоненти и дизайни на печатни платки. Актуализирайте библиотеката с компоненти и стандартните данни за изображения своевременно, за да се адаптирате към новите продукти и процеси. Осигурете професионално обучение на операторите, за да подобрят уменията си за задаване на параметри и преценка на дефекти.

Ежедневната поддръжка включва почистване на повърхността на устройството, лещите и източниците на светлина, за да се предотврати попадането на прах върху качеството на изображението. Редовно проверявайте работното състояние на механичните компоненти на устройството (като водещи релси и водещи винтове), смазвайте ги и ги затегнете. Проверявайте електрическите връзки. Редовно провеждайте функционални тестове и калибрирания на устройството, за да осигурите стабилна производителност при откриване.

Предимствата са бърза скорост на откриване, която може да се използва за онлайн откриване в реално време; относително ниска цена; и възможност за визуално откриване на външния вид на компонентите и повърхностните дефекти. Недостатъците са, че не може да открие дефекти на скрити споени съединения (като вътрешните споени съединения на BGA и CSP) и има ограничена способност за откриване на малки дефекти (като кухини по-малки от 50μm). Рентгеновата инспекция може да открие вътрешни дефекти, но е бавна и скъпа.

Основните функции на софтуера AOI включват получаване и обработка на изображения, програмиране на програми за инспекция (определяне на областта на инспекция, задаване на параметри на инспекция, избор на алгоритми за инспекция), разпознаване и класифициране на дефекти, показване и записване на резултатите от инспекцията, анализ на данни и статистика (генериране на отчети за добива, диаграми на разпределение на дефектите и др.) и взаимодействие на данни с друго оборудване на производствената линия (като машини за вземане и поставяне и станции за преработка).

Причините включват неразумно задаване на параметри за откриване (като например твърде високи или твърде ниски прагове), неправилно разпознаване на изображения, причинено от отражение или цветови разлики от повърхността на компонента, смущения от петна или чужди предмети върху повърхността на печатната платка, замърсяване на лещата или източника на светлина на устройството за откриване на обектива (AOI) и отклонения между стандартните изображения в библиотеката с компоненти и действителните компоненти.

Пренастройте параметрите на детекция и оптимизирайте прага и чувствителността чрез пробно детектиране. Почистете повърхността на печатната платка, за да премахнете петна и чужди предмети. Почистете или сменете замърсените лещи и източници на светлина. Актуализирайте стандартните изображения в библиотеката с компоненти, за да осигурите съгласуваност с действителните компоненти. Използвайте множество алгоритми за детекция, за да се допълват взаимно и да намалите ограниченията на един алгоритъм.

Съвременните AOI устройства обикновено имат добра мащабируемост. Зоната за инспекция и параметрите могат да се регулират чрез софтуерни настройки, за да се адаптират към печатни платки с различни размери. За различни видове печатни платки (като твърди платки, гъвкави платки, твърдо-гъвкави платки), стига да са в рамките на възможностите за откриване на устройството, ефективното откриване може да се постигне чрез регулиране на съответните процеси и параметри на откриване.

AOI обикновено се инсталира след машината за захващане и поставяне и преди запояването с повторно запояване, за да се открият своевременно дефекти в разположението на компонентите и да се предотврати навлизането на дефектни продукти в процеса на запояване с повторно запояване, намалявайки разходите за повторна обработка. Може да се инсталира и след запояване с повторно запояване, за да се установи качеството на запояването, но ако се открият проблеми в този момент, трудността и разходите за повторна обработка ще се увеличат.

Чрез анализ на данните от откриването на AOI, се преброяват честотата на поява и разпределението на различни дефекти, за да се идентифицират слабите звена в производствения процес. Например, ако често се появява дефект от типа на отместване на определен тип компонент, параметрите на поставяне на машината за захващане и поставяне могат да бъдат коригирани. Ако има много мостови дефекти, процесът на нанасяне на спояваща паста или температурният профил на спояване чрез повторно запояване могат да бъдат оптимизирани.

Рентгеновата инспекция използва рентгенови лъчи, за да проникнат в печатните платки и компонентите. Въз основа на различните степени на поглъщане на рентгеновите лъчи от различните материали се формират различни изображения в сивата скала, като по този начин се откриват вътрешни дефекти в разположението на печатните платки, като кухини, студено запояване и липса на омокряне в спойките на пакетирани компоненти като BGA и CSP, както и анормални вътрешни структури на компонентите и чужди предмети, гарантирайки качеството и надеждността на продукта.

Рентгеновите лъчи имат проницаемост. Когато рентгеновите лъчи облъчат печатната платка, поради различния абсорбционен капацитет на различните вещества върху нея (като мед, спойка, пластмасови опаковки и др.) за рентгенови лъчи, интензитетът на рентгеновите лъчи след преминаване през нея варира. Детекторът приема тези рентгенови лъчи с различна интензивност и ги преобразува в електрически сигнали, които след това се обработват и преобразуват в изображения в сиви скали. Вътрешната структура и състоянието на дефектите могат да бъдат оценени чрез анализ на изображенията.

Трябва да се вземат предвид фактори като точност на откриване (трябва да може да се различават малки дефекти, като например кухини в спойки на микронно ниво), увеличение (отговаряне на изискванията за откриване на компоненти с различни размери), скорост на откриване (съобразена с цикъла на производствената линия), резолюция на изображението (високата резолюция помага за ясно наблюдение на детайлите), мащабируемост на оборудването (поддържане на откриване на печатни платки с различни размери и съвместимост с различни режими на откриване) и софтуерни функции (с функции като анализ на изображения, разпознаване на дефекти и статистика на данните).

Често срещаните видове включват 2D рентгенови инспекционни устройства и 3D рентгенови инспекционни устройства (като например CT инспекционни устройства). 2D устройствата имат относително проста структура и по-ниска цена и могат да откриват повърхностни и някои вътрешни дефекти на печатни платки. 3D устройствата могат да получават многослойни изображения и да постигат 3D изображения, което позволява по-точно откриване на вътрешни дефекти на компоненти със сложни структури, но цената на оборудването е висока, а скоростта на откриване е относително бавна.

Обикновено не се изисква специална предварителна обработка, но е необходимо да се гарантира, че повърхността на печатната платка е чиста, без видими петна и чужди предмети; да се отстранят металните защитни капаци и други аксесоари от печатната платка, които могат да повлияят на проверката; за многослойни печатни платки, ако е известно, че някои слоеве не са необходими за проверка, те могат да бъдат зададени в софтуера за проверка, за да се подобри ефективността на проверката.

Параметрите за детекция включват напрежението на тръбата и тока на тръбата на рентгеновите лъчи (влияещи на интензитета и проникващата способност на рентгеновите лъчи), времето на експозиция (влияещо на яркостта и яснотата на изображението), увеличението (регулирано според размера на компонента и изискванията за детекция), ъгълът на детекция (за 3D устройства за инспекция е необходимо да се зададат различни ъгли за сканиране) и др. Обикновено, в зависимост от материала, дебелината на печатната платка и типовете компоненти, параметрите трябва да бъдат оптимизирани чрез отстраняване на грешки и пробно детектиране, за да се получат най-добрите изображения при инспекция.

Рентгеновият анализ може да открие вътрешни дефекти на споени съединения на пакетирани компоненти като BGA, CSP и QFN, като например кухини, студено запояване, неомокряне, липсващи спояващи топчета и отместване на спояващи топчета. Той може също да открие пукнатини и чужди тела вътре в компонентите, както и проблеми като къси съединения между слоевете и отворени вериги вътре в печатната платка.

Когато рентгеновото изследване открие дефекти, ще бъде генериран подробен доклад за проверката, в който ще бъдат отбелязани местоположението, вида и тежестта на дефекта. Операторите трябва да изолират дефектната печатна платка според доклада. Поправимите дефекти (като например някои проблеми със спойките) могат да бъдат поправени чрез оборудване за преработка. ПХБ със сериозни дефекти ще бъдат бракувани и ще бъдат анализирани причините за дефектите, за да се оптимизира производственият процес.

Редовно калибрирайте рентгеновото оборудване, за да осигурите стабилна работа на рентгеновия източник и детектора; оптимизирайте параметрите на детекция и настройте параметрите за различни видове печатни платки и компоненти; внедрете усъвършенствани алгоритми за анализ на изображения, за да подобрите точността на разпознаване на дефекти; осигурете професионално обучение на операторите, за да подобрят способностите си за анализ на изображения и преценка на дефекти; установете стандартни процеси и спецификации за проверка, за да намалите човешките грешки.

Ежедневната поддръжка включва почистване на повърхността на устройството, за да се предотврати натрупването на прах, който да повлияе на разсейването на топлината; редовна проверка на работното състояние на рентгеновата тръба и наблюдение на параметри като напрежение на тръбата и ток на тръбата; проверка на чувствителността и стабилността на детектора; смазване и закрепване на механичните трансмисионни компоненти на устройството; редовно провеждане на тестове за производителност и калибриране на устройството, за да се гарантират точни и надеждни резултати от откриването.

Предимствата са способността за откриване на скрити вътрешни дефекти на печатни платки и компоненти, както и уникалните предимства при инспекцията на споени съединения на корпуси като BGA и CSP; може да предостави 3D структурна информация (3D рентгенова инспекция). Недостатъците са относително бавна скорост на откриване, висока цена; необходими са професионални оператори за анализ на изображенията и оценка на дефектите; рентгеновите лъчи са радиоактивни до известна степен и са необходими защитни мерки. AOI инспекцията е бърза, евтина и може визуално да открие външния вид и повърхностните дефекти на компонентите, но не може да открие скрити вътрешни дефекти.

Основните функции на софтуера за рентгенова инспекция включват получаване и обработка на изображения (регулиране на яркостта, контраста, филтрирането и др.), разпознаване и маркиране на дефекти (автоматично или ръчно разпознаване на дефекти и маркиране на техните позиции и видове), 3D реконструкция на изображения (за 3D рентгенови устройства), генериране на отчети за резултатите от инспекцията (подробни записи на информация за дефекти, параметри на откриване и др.), анализ на данни и статистика (отчитане на честотата на дефекти и анализ на проблеми в производствения процес) и взаимодействие на данни с други системи на производствената линия.

Причините включват неправилна настройка на параметрите за детекция (като например неподходящо напрежение на тръбата и време на експозиция, водещи до лошо качество на изображението), ограничения на алгоритмите за анализ на изображения (невъзможност за точно идентифициране на сложни дефекти), липса на опит на оператора (неправилна преценка на изображенията), специални материали и структури на печатни платки или компоненти (водещи до необичайно изображение в сивата скала) и проблеми с точността и стабилността на самото оборудване.

Пренастройте параметрите за откриване, за да оптимизирате качеството на изображението; надстройте или подобрете алгоритмите за анализ на изображения, за да подобрите способността си за разпознаване на дефекти; засилете обучението на операторите, за да подобрите тяхното професионално ниво; създайте библиотека с образци на дефекти за сравнителен анализ на сложни изображения; редовно поддържайте и калибрирайте оборудването, за да осигурите стабилна работа.

Съвременните рентгенови устройства обикновено имат известна регулируемост и съвместимост. Чрез софтуерни настройки и хардуерни корекции (като смяна на обективи с различни фокусни разстояния и регулиране на размера на инспекционната платформа), те могат да се адаптират към инспекцията на печатни платки с различни размери. За различни видове печатни платки (като твърди платки, гъвкави платки, твърдо-гъвкави платки) и компоненти, стига да са в рамките на възможностите за откриване на устройството, ефективно откриване може да се постигне чрез регулиране на съответните параметри и режими на откриване. Въпреки това, за печатни платки със специални структури или изключително тънки и дебели печатни платки може да са необходими специално конфигурирани устройства.

Обикновено се инсталира след запояване с повторно заваряване, за да се инспектира печатната платка след заваряване и своевременно да се открият вътрешни дефекти, като например споени съединения. Може също така да се създаде отделна станция за рентгенова инспекция след ключови процеси (като например след поставяне на BGA компоненти), за да се извършват специални проверки на ключови компоненти, за да се гарантира качеството на продукта, но това ще увеличи сложността и цената на производствената линия.

Чрез анализ на данните от рентгеновия контрол се преброяват разпределението и честотата на появата на различни дефекти, за да се идентифицират слабите звена в производствения процес. Например, ако се установи, че процентът на кухините в спойките BGA в определена партида печатни платки е висок, количеството на нанесената спояваща паста, температурният профил на спояване чрез повторно заваряване или налягането при поставяне на компонентите могат да бъдат коригирани. Ако често се появяват чужди тела вътре в компонентите, може да се провери качеството на входящите компоненти и чистотата на производствената среда, като по този начин процесът може да се подобри и контролът да се засили съответно.

ИКТ линията, а именно линия за тестване на вътрешни вериги (In-Circuit Test line), е устройство, което провежда тестове за електрически характеристики на печатни платки с монтирани и запоени компоненти. Тя осъществява контакт с тестовите точки на печатната платка чрез сонди, открива отворени вериги, къси съединения и дали параметрите на компонентите (като стойности на съпротивление, капацитет и индуктивност) отговарят на проектните изисквания, както и качеството на запояване на компонентите. Тя може бързо да локализира дефектни компоненти и дефектни споени съединения, като по този начин гарантира качеството на печатните платки и подобрява ефективността и добивите на производство.

Принципът на тестване на ИКТ се основава на анализ на мрежови вериги. Тестващото оборудване прилага възбуждащи сигнали (като ток и напрежение) към тестовите точки на печатната платка чрез сонди и след това измерва сигналите за отклик на веригата. Съгласно предварително зададената тестова програма и стандартните параметри, действителните измерени стойности се сравняват с теоретичните стойности, за да се определи дали има проблеми като отворени вериги, къси съединения и отклонения в параметрите на компонентите във веригата. Например, за резистивен компонент се прилага известно напрежение, измерва се протичащият ток, изчислява се стойността на съпротивлението и се сравнява с номиналната стойност.

При избора е необходимо да се вземат предвид фактори като точност на тестване (способност за точно измерване на параметрите на компонентите, като например точност на измерване на съпротивлението от ±1%), скорост на тестване (отговаряща на изискванията на производствения цикъл), брой тествани точки (подходящи за броя тестови точки на печатната платка), софтуерни функции (с графичен интерфейс за програмиране, функция за автоматична диагностика, възможност за статистически анализ на данни), съвместимост на оборудването (поддържаща тестване на различни видове печатни платки и различни корпуси на компоненти), експлоатационен живот на сондите и разходи за поддръжка. Освен това трябва да се обърне внимание и на възможностите за техническа поддръжка и следпродажбено обслужване на доставчика на оборудване.

Често срещани ИКТ устройства включват ИКТ с легло от пирони и ИКТ с летяща сонда. ИКТ с легло от пирони осъществява контакт с тестовите точки на печатните платки чрез фиксирано легло от пирони и може да тества множество точки едновременно, с бърза скорост на тестване, подходяща за масово производство. Цената на изработката на леглото от пирони обаче е висока и леглото от пирони трябва да се подменя за различните печатни платки. ИКТ с летяща сонда използва подвижни сонди за тестване на точки една по една, без да е необходимо да се прави легло от пирони, с висока гъвкавост, подходяща за производство на малки партиди и многоразово производство, но скоростта на тестване е сравнително бавна.

Необходимо е да се гарантира, че повърхността на печатната платка е чиста и без замърсители, като например остатъци от спойка, калаени перли и маслени петна, за да се избегне нарушаване на добрия контакт между сондите и измервателните точки. Проверете дали измервателните точки на печатната платка са цели и без окисление. Ако е необходимо, почистете или покрийте с калайдисани метални капаци и други аксесоари от печатната платка, които могат да повлияят на теста. При двустранно монтирани печатни платки, ясно разграничете измерваната повърхност.

Параметрите на теста включват вида (напрежение, ток), величината и честотата на възбуждащия сигнал; обхвата на измерване (като например диапазона на измерване на съпротивлението от 0,1 Ω до 10 MΩ); времето на теста (продължителността на теста за всяка точка на тестване); настройката на прага (като например допустимия диапазон на отклонение на стойността на съпротивлението от ± 5%) и др. В зависимост от схемата на печатната платка, спецификациите на компонентите и изискванията за тестване, параметрите трябва да бъдат зададени разумно чрез отстраняване на грешки и пробно тестване, за да се гарантира точността и надеждността на теста.

ИКТ може да открие отворени вериги (веригата не е свързана), къси съединения (неочаквана проводимост между различни линии), неправилно инсталиране на компоненти (като например инсталиране на резистор като кондензатор), неправилни параметри на компоненти (стойностите на резистори, кондензатори и индуктори не съответстват на номиналните стойности), обратна полярност на компонентите (полярните компоненти като диоди и електролитни кондензатори са инсталирани обратно), студено запояване (споените съединения изглеждат свързани, но имат лоши електрически характеристики) и др.

Когато ИКТ открие дефекти, тя ще покаже местоположението, вида на дефекта и подробна информация на интерфейса на тестовия софтуер. Операторите трябва да премахнат дефектната печатна платка от производствената линия съгласно указанията и да използват инструменти като мултиметри и осцилоскопи, за да потвърдят допълнително проблемите. За поправими дефекти (като студено запояване и неправилен монтаж на компоненти) те се поправят с инструменти за повторна обработка. За печатни платки със сериозни непоправими дефекти, те се бракуват, записват се данните за дефектите и се анализират причините, за да се подобри производственият процес.

Редовно калибрирайте ИКТ оборудването, за да осигурите точността на възбуждащия сигнал и измервателната система. Поддържайте сондите чисти и в добро състояние и сменяйте износените или повредените сонди своевременно. Оптимизирайте тестовата програма и задайте точно параметрите на теста. Осигурете професионално обучение на операторите, за да подобрите способността си за преценка на грешки и работа. Установете стандартни тестови процеси и спецификации, за да намалите човешките грешки.

Ежедневната поддръжка включва почистване на повърхността на устройството и сондите, за да се предотврати влиянието на прах и остатъци от спойка върху теста. Редовно проверявайте налягането на сондата, за да осигурите добър контакт с тестовите точки. Следете електрическите характеристики на оборудването, като например стабилността на възбуждащия сигнал. За ИКТ с легло от пирони, проверявайте състоянието на закрепване на леглото от пирони и проводимостта на щифтовете. Редовно архивирайте тестовите програми и данни, за да предотвратите загуба. Извършвайте редовни калибрирания и професионална поддръжка съгласно изискванията на производителя на оборудването.

Предимствата са възможността за директно откриване на електрическите характеристики на веригата, точна оценка на параметрите на компонентите и качеството на запояване, както и прецизно локализиране на точките на повреда; има добър ефект на откриване на проблеми като отворени вериги и къси съединения. Недостатъците са необходимостта от задаване на тестови точки върху печатната платка, което увеличава разходите за проектиране и производство на печатната платка; може да открива само областите, достъпни от тестовите точки, със слепи зони за откриване; разработването на тестова програма е сложно и се изисква препрограмиране за различните печатни платки. AOI открива главно външния вид и повърхностните дефекти на компонентите, с бърза скорост на откриване и ниска цена. Рентгеновата инспекция може да открие скрити вътрешни дефекти на печатни платки и компоненти, но има бавна скорост на откриване и висока цена.

Основните функции на софтуера за тестване на ИКТ включват програмиране на тестова програма (дефиниране на тестови точки, задаване на тестови параметри, писане на тестова логика), изпълнение и контрол на тестовете (стартиране, пауза, спиране на теста), разпознаване на дефекти и аларми (автоматична оценка на резултатите от теста, маркиране на дефекти и издаване на аларми), показване и записване на резултатите от теста (представяне на тестови данни под формата на диаграми и отчети), анализ на данни и статистика (преброяване на видовете дефекти и честотата на поява, анализ на проблеми в производствения процес) и взаимодействие на данните с други системи на производствената линия (като MES системата).

Причините включват неразумно проектиране на тестовите точки (като твърде малко разстояние между тестовите точки и неправилно местоположение), което води до лош контакт на сондата или взаимна интерференция; неточна настройка на тестовите параметри (като твърде тесен или твърде широк прагов диапазон); износване, окисляване или замърсяване на сондата, влияещи върху предаването на тестовите сигнали; неравна повърхност на печатната платка, причиняваща неравномерно налягане на сондата; логически грешки в тестовата програма, водещи до неправилна оценка на нормалните вериги; нестабилна електрическа производителност на самото оборудване и др.

Оптимизирайте дизайна на тестовите точки, за да осигурите разумно разположение, подходящо разстояние и добро качество на повърхността им. Калибрирайте отново и регулирайте тестовите параметри и определете подходящия прагов диапазон чрез множество пробни тестове. Редовно почиствайте, поддържайте и сменяйте сондите. Предварително обработвайте неравномерни печатни платки или използвайте адаптивни сонди. Внимателно проверявайте и коригирайте логическите грешки в тестовата програма. Редовно поддържайте и калибрирайте оборудването, за да осигурите стабилна работа.

ИКТ устройствата с легло от пирони обикновено се нуждаят от персонализиране на леглото от пирони за печатни платки с различни размери и видове, с ниска гъвкавост, но са високоефективни при масово производство на един и същи тип печатни платки. ИКТ устройствата с летяща сонда контролират движението на сондите чрез софтуер, без да е необходимо да се подменя хардуер, и могат да се адаптират към тестване на печатни платки с различни размери и видове. Необходимо е само да се коригират тестовата програма и параметрите. Въпреки това, за печатни платки с изключително големи размери или печатни платки с изключително голям брой тестови точки, ефективността на тестването може да бъде ограничена.

ICT тестването обикновено се инсталира след процеса на запояване с повторно заваряване и преди функционалния тест, за да се открият своевременно проблеми с електрическите характеристики, генерирани по време на процесите на запояване и поставяне на компоненти, да се предотврати навлизането на дефектни продукти в последващи процеси и да се намалят разходите за повторна обработка. Също така, в съответствие с изискванията на производствения процес, може да се създаде отделна ICT тестова станция след поставянето на ключови компоненти, за да се извършват предварителни проверки на ключови части от веригата.

Чрез анализ на данните от ИКТ тестовете, се преброяват разпределението и честотата на възникване на различни дефекти, за да се идентифицират слабите звена в производствения процес. Например, ако процентът на дефекти на определен тип компоненти е висок, може да се провери качеството на входящите компоненти, точността на поставяне или процесът на запояване. Ако често се появяват проблеми с отворена верига или късо съединение, дизайнът на печатната платка може да се оптимизира (като например регулиране на окабеляването и добавяне на тестови точки), параметрите на запояване могат да се подобрят или антистатичните мерки по време на производствения процес могат да се засилят.

Линията за функционално тестване на вериги (FCT), или линия за функционално тестване на вериги, се използва за проверка на функциите на печатни платки или сглобени продукти след поставяне и запояване на компоненти. Тя симулира реалната работна среда на продукта, въвежда възбуждащи сигнали и открива дали изходните сигнали и различните функции на продукта отговарят на проектните изисквания. Тя може да идентифицира потенциални логически грешки и проблеми с производителността, като гарантира, че продуктът може да се използва нормално. Това е ключова стъпка за гарантиране на функционалната цялост и надеждност на продукта.

Принципът на FCT тестването се основава на функционалните характеристики и конструктивните спецификации на продукта. Тестващото оборудване прилага специфични условия на възбуждане, като например захранване и входен сигнал, към тестваната печатна платка или продукт и едновременно с това събира изходните сигнали на продукта. Тези изходни сигнали се сравняват и анализират с предварително зададените правилни изходни данни, форми на вълните, логически състояния и др. Ако изходните резултати не съответстват на стандартите, се установява, че има функционални дефекти, като по този начин се локализират точките на функционални повреди на продукта.

При избора е необходимо да се вземат предвид фактори като обхват на функциите за тестване (дали може да отговори на всички изисквания за функционално тестване на продукта), точност на тестване (точност при измерване на аналогови и цифрови сигнали), скорост на тестване (съответствие с цикъла на производствената линия), съвместимост (поддръжка на тестване на продукти от различни модели и спецификации), софтуерни функции (с функции като редактиране на тестова програма, запис и анализ на данни и подкани за диагностика на неизправности), разширяемост на оборудването (възможност за добавяне на тестови модули според надстройките на продукта), както и разходи за оборудване и следпродажбено обслужване.

Често срещаните FCT устройства включват специализирани FCT устройства, базирани на фиксиращи устройства, и универсални FCT устройства, базирани на инструменти. Специализираните FCT устройства са проектирани за специфични продукти, със силна тестова приложимост и висока ефективност, но с ниска гъвкавост. Фитингите трябва да бъдат преработени, когато продуктът се актуализира. Универсалните FCT устройства използват многократно използваеми тестови инструменти (като мултиметри, генератори на сигнали, осцилоскопи и др.) и постигат тестване на различни продукти чрез софтуерно програмиране. Те имат висока гъвкавост и широк обхват на приложение, но разработването на тестови програми е сложно, а първоначалната цена на оборудването е сравнително висока.

Необходимо е да се гарантира, че печатната платка няма външни повреди, добро качество на запояване и очевидни дефекти като студено запояване и късо съединение. Извършете необходимото почистване на печатната платка, за да отстраните остатъчния флюс, прах и други замърсявания по повърхността. Проверете дали конекторите, интерфейсите и др. на печатната платка са инсталирани правилно и без повреди. В съответствие с изискванията на теста, извършете необходимите конфигурации на печатната платка (като например запис на програма, настройка на джъмпери и др.).

Параметрите на теста включват вида (аналогов сигнал, цифров сигнал), амплитудата, честотата и работния цикъл на входния сигнал; времето за тестване; критериите за оценка на изходните сигнали (като диапазон на напрежението, логическо ниво, характеристики на формата на вълната); последователността и условията на стъпките на тестовия процес и др. В съответствие с функционалната спецификация на продукта и действителните работни изисквания, комбинирани с производителността на тестовото оборудване, параметрите трябва да бъдат зададени разумно чрез отстраняване на грешки и проверка, за да се гарантира ефективността и точността на теста.

FCT може да открие логически функционални грешки (като например необичайно логическо управление на чипове), необичайно предаване на сигнала (затихване на сигнала, изкривяване, смущения), повреди във функциите на интерфейса (USB, мрежов интерфейс и др. не могат да комуникират нормално), проблеми с управлението на захранването (нестабилно изходно напрежение, необичайна защита от претоварване по ток), дефекти във функциите на софтуера (грешки в работата на програмата, време за изчакване на реакция) и др. Тези дефекти могат да бъдат причинени от неправилно поставяне на компоненти, лошо запояване, повреда на компоненти или проблеми с дизайна.

Когато FCT открие дефекти, тестовото оборудване ще запише информацията за дефекта и ще издаде алармен сигнал. Операторите трябва да маркират дефектните продукти съгласно указанията и да използват професионални инструменти (като осцилоскопи и логически анализатори), за да анализират допълнително причините за повредите. За поправими проблеми (като програмни грешки и студено запояване на компоненти) те се ремонтират и се тестват отново. За продукти, които не могат да бъдат поправени, се третират съгласно процеса за бракуване и данните за дефектите се предоставят на производствените и научноизследователските отдели, за да се подобри процесът и да се оптимизира дизайнът.

Редовно калибрирайте тестовото оборудване, за да осигурите точността на входните и изходните сигнали. Оптимизирайте тестовата програма и задайте точно параметрите на теста и критериите за преценка. Приемете множество методи и средства за тестване (като тестване на гранични условия и тестване на ограничения), за да откриете цялостно функциите на продукта. Осигурете професионално обучение на операторите, за да подобрят способностите си за анализ на грешки и преценка. Създайте пълен механизъм за записване и анализ на тестови данни и откривайте потенциални проблеми чрез сравнение на исторически данни.

Ежедневната поддръжка включва почистване на повърхността на оборудването и тестовите приспособления, за да се предотврати влиянието на прах и замърсявания върху теста. Редовно проверявайте работното състояние на всеки модул на оборудването (като например захранващия модул и модула за генериране на сигнал) и следете ключовите показатели за производителност. Проверявайте и калибрирайте тестовите приспособления, за да осигурите добър контакт. Актуализирайте тестовия софтуер своевременно, за да отстраните грешки и да добавите нови функции. Извършвайте редовни цялостни калибрирания и задълбочена поддръжка в съответствие с изискванията на производителя на оборудването.

Предимството е, че може да открива проблеми от действителното функционално ниво на продукта, което е по-близо до сценария на употреба от потребителя, и може да идентифицира логически и производителностни дефекти, които не могат да бъдат открити чрез други тестове. Недостатъците са по-високи разходи за тестване (цени на оборудване и приспособления), сложно разработване на тестова програма и относително бавна скорост на тестване. AOI открива главно дефекти във външния вид и повърхността, с бърза скорост и ниска цена. Рентгеновата инспекция може да открие скрити вътрешни дефекти. ИКТ се фокусира върху откриването на електрически параметри на веригите и може точно да локализира дефектни компоненти, но нито един от трите не може директно да провери функциите на продукта.

Основните функции на софтуера за тестване на FCT включват писане и редактиране на тестова програма (дефиниране на тестовия процес, задаване на параметри, писане на логически преценки), контрол на изпълнението на теста (стартиране, пауза, спиране на теста), събиране и показване на данни в реално време (показване на форми и стойности на входните и изходните сигнали), автоматично разпознаване и алармиране на дефекти (маркиране на грешки и подканаване според критериите за преценка), записване на резултатите от теста и генериране на отчети (отчитане на процента на преминаване, записване на информация за дефектите), анализ на данните и проследимост (анализ на тенденцията на тестовите данни, проследяване на историята на тестването на продукта).

Причините включват неразумно задаване на тестовите параметри (твърде широк или твърде тесен прагов диапазон), логически грешки в тестовата програма (неточни условия на преценка), колебания в производителността на самото тестово оборудване (нестабилен изходен сигнал), лош контакт на тестовото устройство (водещ до ненормално предаване на сигнала), смущения от околната среда (електромагнитни смущения, влияещи върху събирането на сигнала) и проблеми със съвместимостта в дизайна на продукта (ненормална производителност в тестовата среда).

Преразгледайте и коригирайте тестовите параметри и оптимизирайте прага чрез множество тестове. Внимателно проверете и коригирайте логиката на тестовата програма и проведете достатъчна проверка на теста. Редовно поддържайте и калибрирайте тестовото оборудване, за да осигурите стабилна работа. Проверявайте и подобрявайте състоянието на контакта на тестовото приспособление и го сменяйте, ако е необходимо. Екранирайте или оптимизирайте тестовата среда, за да намалите смущенията. Свържете се с отдела за научноизследователска и развойна дейност, за да потвърдите съвместимостта на дизайна на продукта в тестовата среда и да разрешите потенциални проблеми.

Специализираните FCT устройства, базирани на фиксиращи елементи, обикновено са проектирани за специфични продукти и имат лоша адаптивност към печатни платки с различни размери и видове. Фитингите трябва да бъдат преработени. Универсалните FCT устройства, базирани на инструменти, могат да се адаптират до известна степен към тестването на печатни платки с различни размери и видове чрез софтуерно програмиране и замяна на съответните тестови интерфейси, но за продукти със специални функции или структури, някои тестови модули може все още да се нуждаят от персонализиране.

FCT тестването обикновено се провежда в края на производствената линия, т.е. след завършване на процеси като ИКТ тестване и проверка на външния вид, за да се гарантира, че продуктите, проверени от предишните процеси, са проверени за функции в състояние, близко до действителната употреба, и да се предотврати потокът на неквалифицирани продукти към клиента. В зависимост от характеристиките на продукта, поетапното FCT тестване може да се проведе и след сглобяването на ключови функционални модули, за да се открият проблеми своевременно и да се намалят загубите от последващи процеси.

Чрез статистическия анализ на данните от FCT тестовете могат да се открият моделите на разпределение и често срещаните проблемни точки на функционалните дефекти на продукта. Например, ако определен тип функционален дефект се появява често, съответните производствени процеси (като поставяне на компоненти, запояване, програмиране) могат да бъдат задълбочено проучени. Анализирайте корелацията между дефектите и фактори като партиди суровини, производствено оборудване и оператори, и подобрете параметрите на процеса, засилете контрола на качеството и оптимизирайте дизайна на продукта съответно, като по този начин подобрите цялостното качество на продукта и производствената ефективност.