AOI, raigs X, TIC, FCT

AOI significa Inspecció Òptica Automatitzada. Utilitza càmeres òptiques per capturar imatges de PCB, les compara amb imatges estàndard i detecta automàticament defectes com ara components que falten, components incorrectes, polaritat inversa, desplaçament, pont, etc. durant el procés de col·locació de components, garantint la qualitat del producte i millorant el rendiment de la producció.

L'AOI utilitza el principi d'imatge òptica. Il·lumina la placa de circuit imprès amb una font de llum, la càmera captura la imatge i, a continuació, l'algoritme de processament d'imatges extreu les característiques del component. Aquestes característiques es comparen amb les dades d'imatge estàndard qualificades preestablertes per determinar si hi ha defectes de col·locació als components.

Cal tenir en compte factors com la precisió de detecció (ha de complir els requisits de precisió de col·locació dels components, per exemple, la precisió ha d'arribar a ±0,02 mm en detectar components 0201), la velocitat de detecció (que coincideixi amb el cicle de la línia de producció), les funcions de programari (amb algoritmes de detecció rics, programació fàcil i anàlisi de dades) i l'escalabilitat (que admeti la detecció de PCB de diferents mides i sigui compatible amb diversos tipus de components).

Els tipus de fonts de llum habituals inclouen fonts de llum blanca, fonts de llum vermella, fonts de llum blava i fonts de llum en forma d'anell. Les fonts de llum blanca proporcionen un espectre complet i són adequades per a la detecció general. Les fonts de llum vermella tenen bons efectes de detecció en làmines de coure i unions de soldadura. Les fonts de llum blava tenen un alt contrast amb les màscares de soldadura verdes. Les fonts de llum en forma d'anell poden reduir les ombres i són adequades per a la detecció de components complexos i PCB amb diferències d'alçada.

Cal assegurar-se que la superfície de la PCB estigui neta i sense contaminants com ara pols i taques d'oli. Comproveu que els punts de marcatge de posicionament de la PCB estiguin clars i complets perquè el dispositiu AOI els identifiqui i els posicioni amb precisió. Per a PCB muntats a doble cara, distingiu clarament la superfície de detecció per evitar deteccions errònies.

Els paràmetres de detecció inclouen paràmetres d'adquisició d'imatges (com ara el temps d'exposició, el guany, el contrast), paràmetres de l'algoritme de detecció (com ara el llindar, la sensibilitat de detecció de vores) i paràmetres de l'àrea de detecció (que defineixen les àrees dels components que s'han de detectar i les àrees ignorades). Normalment, segons el disseny de la PCB, els tipus de components i els processos de producció, els paràmetres s'han d'optimitzar mitjançant la depuració i la detecció de prova per aconseguir els millors resultats de detecció.

L'AOI pot detectar defectes com ara components que falten (components no col·locats), components incorrectes (models de components incorrectes), polaritat inversa (components sensibles a la polaritat amb polaritat invertida), desplaçament de component (posició que supera la tolerància permesa), pont de soldadura (soldadura que connecta pads adjacents), danys als components (danys a l'aparença), deteriorament del component (un extrem del component està danyat), etc.

Quan l'AOI detecta un defecte, marcarà automàticament la ubicació i el tipus de defecte i generarà un missatge d'alarma. Els operadors han d'aïllar la PCB defectuosa segons l'indicador d'alarma i, a continuació, confirmar-la mitjançant una inspecció visual manual o altres mètodes de detecció. A continuació, reparar o desfer la PCB segons el tipus de defecte.

Calibra regularment les càmeres i les fonts de llum del dispositiu AOI per garantir una adquisició d'imatges precisa. Optimitza els paràmetres de detecció i ajusta els algoritmes per a diferents tipus de components i dissenys de PCB. Actualitza la biblioteca de components i les dades d'imatges estàndard de manera oportuna per adaptar-les a nous productes i processos. Proporciona formació professional als operadors per millorar les seves capacitats de configuració de paràmetres i de judici de defectes.

El manteniment diari inclou la neteja de la superfície del dispositiu, les lents i les fonts de llum per evitar que la pols afecti la qualitat de la imatge. Comproveu regularment l'estat de funcionament dels components mecànics del dispositiu (com ara els rails de guia i els cargols de plom), lubriqueu-los i fixeu-los. Comproveu les connexions elèctriques. Realitzeu regularment proves funcionals i calibratges al dispositiu per garantir un rendiment de detecció estable.

Els avantatges són la velocitat de detecció ràpida, que es pot utilitzar per a la detecció en temps real en línia; el cost relativament baix; i la capacitat de detectar visualment l'aspecte dels components i els defectes superficials. Els desavantatges són que no pot detectar els defectes de les unions de soldadura ocultes (com ara les unions de soldadura internes de BGA i CSP) i té una capacitat de detecció limitada per a defectes petits (com ara buits menors de 50 μm). La inspecció de raigs X pot detectar defectes interns, però és lenta i costosa.

Les funcions principals del programari AOI inclouen l'adquisició i el processament d'imatges, la programació del programa d'inspecció (definició de l'àrea d'inspecció, configuració dels paràmetres d'inspecció, selecció dels algoritmes d'inspecció), el reconeixement i la classificació de defectes, la visualització i el registre dels resultats de la inspecció, l'anàlisi de dades i les estadístiques (generació d'informes de rendiment, gràfics de distribució de defectes, etc.) i la interacció de dades amb altres equips de la línia de producció (com ara màquines de recollida i col·locació i estacions de reelaboració).

Els motius inclouen una configuració irracional dels paràmetres de detecció (com ara llindars massa alts o massa baixos), un reconeixement incorrecte d'imatges causat per la reflexió de la superfície del component o diferències de color, interferències de taques o objectes estranys a la superfície del PCB, contaminació de la lent o la font de llum del dispositiu AOI i desviacions entre les imatges estàndard de la biblioteca de components i els components reals.

Reajusteu els paràmetres de detecció i optimitzeu el llindar i la sensibilitat mitjançant una detecció de prova. Netegeu la superfície de la PCB per eliminar taques i objectes estranys. Netegeu o substituïu les lents i les fonts de llum contaminades. Actualitzeu les imatges estàndard de la biblioteca de components per garantir la coherència amb els components reals. Utilitzeu diversos algoritmes de detecció per complementar-se entre si i reduir les limitacions d'un únic algoritme.

Els dispositius AOI moderns solen tenir una bona escalabilitat. L'àrea d'inspecció i els paràmetres es poden ajustar mitjançant la configuració del programari per adaptar-se a PCB de diferents mides. Per a diferents tipus de PCB (com ara plaques rígides, plaques flexibles, plaques rígides-flexibles), sempre que estiguin dins de les capacitats de detecció del dispositiu, es pot aconseguir una detecció eficaç ajustant els processos i paràmetres de detecció corresponents.

L'AOI generalment s'instal·la després de la màquina de recollir i col·locar i abans de la soldadura per refusió, per tal de detectar defectes de col·locació dels components de manera oportuna i evitar que els productes defectuosos entrin al procés de soldadura per refusió, reduint els costos de reelaboració. També es pot instal·lar després de la soldadura per refusió per detectar la qualitat de la soldadura, però si es troben problemes en aquest moment, la dificultat i el cost de la reelaboració augmentaran.

Analitzant les dades de detecció d'AOI, es comptabilitzen les taxes d'ocurrència i la distribució de diversos defectes per identificar els enllaços febles del procés de producció. Per exemple, si el defecte de desplaçament d'un cert tipus de component es produeix amb freqüència, es poden ajustar els paràmetres de col·locació de la màquina de recollida i col·locació. Si hi ha molts defectes de pont, es pot optimitzar el procés d'impressió de pasta de soldadura o el perfil de temperatura de soldadura per refusió.

La inspecció amb raigs X utilitza raigs X per penetrar a la placa de circuit imprès (PCB) i els components. En funció dels diferents graus d'absorció dels diversos materials als raigs X, es formen imatges en escala de grisos, detectant així defectes interns en la col·locació de la PCB, com ara buits, soldadura en fred i manca d'humitat a les unions de soldadura de components empaquetats com BGA i CSP, així com estructures internes anormals dels components i objectes estranys, garantint la qualitat i la fiabilitat del producte.

Els raigs X tenen penetrabilitat. Quan els raigs X irradien la placa de circuit imprès (PCB), a causa de les diferents capacitats d'absorció de diverses substàncies a la PCB (com ara coure, soldadura, envasos de plàstic, etc.) als raigs X, la intensitat dels raigs X després de passar a través de la PCB varia. El detector rep aquests raigs X de diferents intensitats i els converteix en senyals elèctrics, que després es processen i es converteixen en imatges en escala de grisos. L'estructura interna i les condicions de defectes es poden jutjar analitzant les imatges.

Cal tenir en compte factors com la precisió de detecció (ha de poder distingir defectes minúsculs, com ara buits de soldadura a nivell de micres), l'augment (que compleixi els requisits de detecció de components de diferents mides), la velocitat de detecció (que coincideixi amb el cicle de la línia de producció), la resolució d'imatge (l'alta resolució ajuda a observar clarament els detalls), l'escalabilitat de l'equip (que admeti la detecció de PCB de diferents mides i sigui compatible amb diversos modes de detecció) i les funcions de programari (amb funcions com ara l'anàlisi d'imatges, el reconeixement de defectes i les estadístiques de dades).

Els tipus comuns inclouen dispositius d'inspecció de raigs X 2D i dispositius d'inspecció de raigs X 3D (com ara dispositius d'inspecció per TC). Els dispositius 2D tenen una estructura relativament simple i un cost més baix, i poden detectar defectes superficials i alguns defectes interns de les plaques de circuit imprès. Els dispositius 3D poden obtenir imatges multicapa i aconseguir imatges 3D, que poden detectar amb més precisió els defectes interns dels components amb estructures complexes, però el cost de l'equip és elevat i la velocitat de detecció és relativament lenta.

Generalment, no cal cap tractament previ especial, però cal assegurar-se que la superfície de la PCB estigui neta, sense taques ni objectes estranys; traieu les cobertes de blindatge metàl·lic i altres accessoris de la PCB que puguin afectar la inspecció; per a PCB multicapa, si se sap que certes capes no són necessàries per a la inspecció, es poden configurar al programari d'inspecció per millorar l'eficiència de la inspecció.

Els paràmetres de detecció inclouen el voltatge del tub i el corrent del tub dels raigs X (que afecten la intensitat i la penetrabilitat dels raigs X), el temps d'exposició (que afecta la brillantor i la claredat de la imatge), l'augment (ajustat segons la mida del component i els requisits de detecció), l'angle de detecció (per als dispositius d'inspecció 3D, cal establir diferents angles per a l'escaneig), etc. Normalment, segons el material, el gruix de la PCB i els tipus de components, cal optimitzar els paràmetres mitjançant la depuració i la detecció de prova per obtenir les millors imatges d'inspecció.

Els raigs X poden detectar defectes interns de les unions de soldadura de components empaquetats com ara BGA, CSP i QFN, com ara buits, soldadura en fred, no mullament, boles de soldadura absents i desplaçament de les boles de soldadura. També pot detectar esquerdes i objectes estranys dins dels components, així com problemes com ara curtcircuits entre capes i circuits oberts dins de la PCB.

Quan els raigs X detecten defectes, es genera un informe d'inspecció detallat, que indica la ubicació, el tipus i la gravetat del defecte. Els operadors han d'aïllar la PCB defectuosa segons l'informe. Per a defectes reparables (com ara alguns problemes de soldadura), es poden reparar mitjançant equips de reelaboració. Per a les PCB amb defectes greus, es descartaran i s'analitzaran les causes dels defectes per optimitzar el procés de producció.

Calibració regular de l'equip de raigs X per garantir un rendiment estable de la font i el detector de raigs X; optimització dels paràmetres de detecció i ajust dels paràmetres per a diferents tipus de PCB i components; adopció d'algoritmes avançats d'anàlisi d'imatges per millorar la precisió del reconeixement de defectes; formació professional per als operadors per millorar les seves capacitats d'anàlisi d'imatges i de judici de defectes; establiment de processos i especificacions d'inspecció estàndard per reduir els errors humans.

El manteniment diari inclou la neteja de la superfície del dispositiu per evitar que l'acumulació de pols afecti la dissipació de la calor; comprovar regularment l'estat de funcionament del tub de raigs X i controlar paràmetres com el voltatge i el corrent del tub; comprovar la sensibilitat i l'estabilitat del detector; lubricar i fixar els components de transmissió mecànica del dispositiu; realitzar regularment proves de rendiment i calibratges al dispositiu per garantir resultats de detecció precisos i fiables.

Els avantatges són la capacitat de detectar defectes interns ocults de PCB i components, i té avantatges únics en la inspecció de juntes de soldadura de paquets com BGA i CSP; pot proporcionar informació estructural en 3D (inspecció de raigs X en 3D). Els desavantatges són la velocitat de detecció relativament lenta, l'alt cost; es requereixen operadors professionals per a l'anàlisi d'imatges i el judici de defectes; els raigs X són radioactius fins a cert punt i es requereixen mesures de protecció. La inspecció AOI és ràpida, de baix cost i pot detectar visualment l'aspecte i els defectes superficials dels components, però no pot detectar defectes interns ocults.

Les funcions principals del programari d'inspecció de raigs X inclouen l'adquisició i el processament d'imatges (ajust de la brillantor, el contrast, el filtratge, etc. de la imatge), el reconeixement i el marcatge de defectes (reconeixement automàtic o manual de defectes i marcatge de les seves posicions i tipus), la reconstrucció d'imatges 3D (per a dispositius de raigs X 3D), la generació d'informes de resultats d'inspecció (registres detallats d'informació de defectes, paràmetres de detecció, etc.), l'anàlisi de dades i estadístiques (compte de taxes d'ocurrència de defectes i anàlisi de problemes del procés de producció) i la interacció de dades amb altres sistemes de la línia de producció.

Els motius inclouen la configuració incorrecta dels paràmetres de detecció (com ara un voltatge del tub i un temps d'exposició inadequats que resulten en una mala qualitat d'imatge), les limitacions dels algoritmes d'anàlisi d'imatges (incapacitat per identificar amb precisió defectes complexos), la manca d'experiència de l'operador (judici incorrecte de les imatges), els materials i les estructures especials de les plaques de circuits impresos o components (que resulten en una escala de grisos anormal de la imatge) i els problemes amb la precisió i l'estabilitat del propi equip.

Reajustar els paràmetres de detecció per optimitzar la qualitat de la imatge; actualitzar o millorar els algoritmes d'anàlisi d'imatges per augmentar la capacitat de reconeixement de defectes; reforçar la formació dels operadors per millorar el seu nivell professional; establir una biblioteca de mostres de defectes per a l'anàlisi comparativa d'imatges complexes; mantenir i calibrar regularment l'equip per garantir un rendiment estable de l'equip.

Els dispositius de raigs X moderns solen tenir una certa ajustabilitat i compatibilitat. Mitjançant la configuració del programari i els ajustos del maquinari (com ara canviar les lents amb diferents distàncies focals i ajustar la mida de la plataforma d'inspecció), es poden adaptar a la inspecció de PCB de diferents mides. Per a diferents tipus de PCB (com ara plaques rígides, plaques flexibles, plaques rígido-flexibles) i components, sempre que estiguin dins de les capacitats de detecció del dispositiu, es pot aconseguir una detecció eficaç ajustant els paràmetres i modes de detecció corresponents. Tanmateix, per a PCB amb estructures especials o PCB extremadament primes i gruixudes, poden ser necessaris dispositius configurats especialment.

Normalment s'instal·la després de la soldadura per refusió per inspeccionar la PCB després de la soldadura i detectar a temps defectes interns com ara unions de soldadura. També pot configurar una estació d'inspecció de raigs X separada després de processos clau (com ara després de la col·locació de components BGA) per dur a terme inspeccions especials en components clau per garantir la qualitat del producte, però això augmentarà la complexitat i el cost de la línia de producció.

Mitjançant l'anàlisi de les dades d'inspecció de raigs X, es compta la distribució i les freqüències d'ocurrència de diversos defectes per identificar els enllaços febles en el procés de producció. Per exemple, si es troba que la taxa de buits de les unions de soldadura BGA en un determinat lot de PCB és alta, es pot ajustar la quantitat d'impressió de pasta de soldadura, el perfil de temperatura de soldadura per reflux o la pressió de col·locació dels components. Si es produeixen objectes estranys dins dels components amb freqüència, es pot comprovar la qualitat dels components entrants i la neteja de l'entorn de producció, i es pot millorar el procés i es pot reforçar el control en conseqüència.

Una línia ICT, concretament una línia de proves en circuit, és un dispositiu que realitza proves de rendiment elèctric en PCB amb components muntats i soldats. Fa contacte amb els punts de prova de la PCB mitjançant sondes, detecta circuits oberts, curtcircuits i si els paràmetres dels components (com ara la resistència, la capacitància i la inductància) compleixen els requisits de disseny, així com la qualitat de soldadura dels components. Pot localitzar ràpidament components defectuosos i unions de soldadura defectuoses, garantint la qualitat dels productes PCB i millorant l'eficiència i el rendiment de la producció.

El principi de les proves ICT es basa en l'anàlisi de xarxes de circuits. L'equip de prova aplica senyals d'excitació (com ara corrent i voltatge) als punts de prova de la placa de circuit imprès (PCB) a través de sondes i després mesura els senyals de resposta del circuit. Segons el programa de prova preestablert i els paràmetres estàndard, els valors mesurats reals es comparen amb els valors teòrics per determinar si hi ha problemes com ara circuits oberts, curtcircuits i desviacions dels paràmetres dels components al circuit. Per exemple, per a un component resistiu, s'aplica un voltatge conegut, es mesura el corrent que flueix i es calcula el valor de la resistència i es compara amb el valor nominal.

A l'hora de seleccionar, cal tenir en compte factors com la precisió de les proves (capaç de mesurar amb precisió els paràmetres dels components, com ara una precisió de mesura de resistència de ±1%), la velocitat de les proves (que compleixin els requisits del cicle de la línia de producció), el nombre de punts de prova (adequat per al nombre de punts de prova a la placa de circuit imprès), les funcions del programari (amb una interfície de programació gràfica, funció de diagnòstic automàtic, capacitat d'anàlisi estadística de dades), la compatibilitat dels equips (que permeti provar diferents tipus de plaques imprès i diferents paquets de components), la vida útil de la sonda i els costos de manteniment. A més, també s'ha de prestar atenció a les capacitats de suport tècnic i servei postvenda del proveïdor de l'equip.

Els dispositius TIC comuns inclouen el sistema TIC de llit de claus i el sistema TIC de sonda voladora. El sistema TIC de llit de claus fa contacte amb els punts de prova de la PCB a través d'un llit de claus fix i pot provar diversos punts alhora, amb una velocitat de prova ràpida, adequada per a la producció en massa. Tanmateix, el cost de fabricació del llit de claus és elevat i cal substituir el llit de claus per a diferents PCB. El sistema TIC de sonda voladora utilitza sondes mòbils per provar els punts un per un, sense necessitat de fer un llit de claus, amb una alta flexibilitat, adequada per a la producció en lots petits i multivarietat, però la velocitat de prova és relativament lenta.

Cal assegurar-se que la superfície de la PCB estigui neta i sense contaminants com ara escòries de soldadura, perles d'estany i taques d'oli per evitar afectar el bon contacte entre les sondes i els punts de prova. Comproveu si els punts de prova de la PCB estan complets i lliures d'oxidació. Si cal, netegeu o estanyeu els punts de prova. Traieu les cobertes de blindatge metàl·lic i altres accessoris de la PCB que puguin interferir amb la prova. Per a PCB muntats a doble cara, distingiu clarament la superfície de prova.

Els paràmetres de prova inclouen el tipus (tensió, corrent), la magnitud i la freqüència del senyal d'excitació; el rang de mesura (com ara el rang de mesura de resistència de 0,1 Ω - 10 MΩ); el temps de prova (la durada de la prova per a cada punt de prova); la configuració del llindar (com ara el rang de desviació admissible del valor de resistència de ± 5%), etc. Segons el disseny del circuit de la PCB, les especificacions dels components i els requisits de la prova, els paràmetres s'han de definir raonablement mitjançant proves de depuració i de prova per garantir la precisió i la fiabilitat de la prova.

La ICT pot detectar circuits oberts (el circuit no està connectat), curtcircuits (conducció inesperada entre diferents línies), instal·lació incorrecta de components (com ara instal·lar una resistència com a condensador), paràmetres de components incorrectes (els valors de les resistències, condensadors i inductors no coincideixen amb els valors nominals), polaritat inversa dels components (components polars com ara díodes i condensadors electrolítics instal·lats a l'inrevés), soldadura en fred (les unions de soldadura semblen estar connectades però tenen un rendiment elèctric deficient), etc.

Quan l'ICT detecta defectes, mostrarà la ubicació del defecte, el tipus i informació detallada a la interfície del programari de prova. Els operadors han de retirar la PCB defectuosa de la línia de producció segons les indicacions i utilitzar eines com ara multímetres i oscil·loscopis per confirmar encara més els problemes. Per a defectes reparables (com ara soldadura en fred i instal·lació incorrecta de components), repareu-los amb eines de reparació. Per a PCB amb defectes greus no reparables, descarteu-los, registreu les dades de defectes i analitzeu les causes per millorar el procés de producció.

Calibra regularment l'equip TIC per garantir la precisió del senyal d'excitació i del sistema de mesura. Mantingueu les sondes netes i en bon estat i substituïu les sondes desgastades o danyades de manera oportuna. Optimitzeu el programa de proves i configureu amb precisió els paràmetres de prova. Proporcioneu formació professional als operadors per millorar les seves habilitats de judici de fallades i maneig. Establiu processos i especificacions de prova estàndard per reduir els errors d'operació humana.

El manteniment diari inclou la neteja de la superfície del dispositiu i de les sondes per evitar que la pols i els residus de soldadura afectin la prova. Comproveu regularment la pressió de la sonda per garantir un bon contacte amb els punts de prova. Superviseu el rendiment elèctric de l'equip, com ara l'estabilitat del senyal d'excitació. Per a les ICT de llit de claus, comproveu l'estat de fixació del llit de claus i la conductivitat dels pins. Feu còpies de seguretat regulars dels programes de prova i les dades per evitar pèrdues. Realitzeu calibratges periòdics i manteniment professional d'acord amb els requisits del fabricant de l'equip.

Els avantatges són la capacitat de detectar directament el rendiment elèctric del circuit, jutjar amb precisió els paràmetres dels components i la qualitat de la soldadura, i localitzar amb precisió els punts de fallada; té un bon efecte de detecció en problemes com ara circuits oberts i curtcircuits. Els desavantatges són la necessitat d'establir punts de prova a la PCB, cosa que augmenta els costos de disseny i fabricació de la PCB; només pot detectar les zones accessibles pels punts de prova, amb punts cecs de detecció; el desenvolupament del programa de prova és complex i cal reprogramar per a diferents PCB. L'AOI detecta principalment l'aspecte i els defectes superficials dels components, amb una velocitat de detecció ràpida i baix cost. La inspecció de raigs X pot detectar defectes interns ocults de PCB i components, però té una velocitat de detecció lenta i un cost elevat.

Les funcions principals del programari de proves TIC inclouen la programació del programa de proves (definició de punts de prova, configuració de paràmetres de prova, escriptura de la lògica de prova), l'execució i el control de les proves (inici, pausa i aturada de la prova), el reconeixement de defectes i l'alarma (avaluació automàtica dels resultats de la prova, marcatge de defectes i emissió d'alarmes), la visualització i el registre dels resultats de les proves (presentació de dades de prova en forma de gràfics i informes), l'anàlisi i les estadístiques de dades (compte de tipus de defectes i taxes d'ocurrència, anàlisi de problemes del procés de producció) i la interacció de dades amb altres sistemes de línia de producció (com ara el sistema MES).

Els motius inclouen un disseny irracional dels punts de prova (com ara una distància massa petita entre els punts de prova i una ubicació inadequada), que resulta en un contacte deficient de la sonda o interferències mútues; una configuració inexacta dels paràmetres de prova (com ara un rang de llindar massa estret o massa ampli); desgast, oxidació o contaminació de la sonda, que afecta la transmissió dels senyals de prova; superfície irregular de la PCB, que provoca una pressió desigual de la sonda; errors lògics en el programa de prova, que provoquen un jutjament erroni dels circuits normals; rendiment elèctric inestable del propi equip, etc.

Optimitzeu el disseny dels punts de prova per garantir una disposició raonable, un espai adequat i una bona qualitat superficial dels punts de prova. Recalibreu i ajusteu els paràmetres de prova i determineu el rang de llindar adequat mitjançant múltiples proves de prova. Netegeu, manteniu i substituïu regularment les sondes. Pretracteu les PCB desiguals o utilitzeu sondes adaptatives. Comproveu i corregiu acuradament els errors lògics del programa de prova. Manteniu i calibreu regularment l'equip per garantir un rendiment estable de l'equip.

Els dispositius TIC de llit de claus normalment necessiten personalitzar el llit de claus per a PCB de diferents mides i tipus, amb poca flexibilitat, però són altament eficients en la producció en massa del mateix tipus de PCB. Els dispositius TIC de sonda voladora controlen el moviment de les sondes mitjançant programari sense necessitat de substituir el maquinari i es poden adaptar a les proves de PCB de diferents mides i tipus. Només cal ajustar el programa de prova i els paràmetres. Tanmateix, per a PCB de mida extremadament gran o PCB amb un nombre extremadament gran de punts de prova, l'eficiència de les proves pot ser limitada.

Les proves ICT s'instal·len normalment després del procés de soldadura per refusió i abans de la prova funcional, per tal de detectar a temps els problemes de rendiment elèctric generats durant els processos de soldadura i col·locació de components, evitar que els productes defectuosos entrin en processos posteriors i reduir els costos de reelaboració. També es pot, segons els requisits del procés de producció, configurar una estació de proves ICT separada després de la col·locació dels components clau per dur a terme inspeccions anticipades de les parts clau del circuit.

Analitzant les dades de proves ICT, es comptabilitza la distribució i les freqüències d'ocurrència de diversos defectes per identificar els enllaços febles del procés de producció. Per exemple, si la taxa de defectes d'un cert tipus de paràmetres de component és alta, es pot comprovar la qualitat dels components entrants, la precisió de la col·locació o el procés de soldadura. Si es produeixen problemes de circuit obert o curtcircuit amb freqüència, es pot optimitzar el disseny del PCB (com ara ajustar el cablejat i afegir punts de prova), es poden millorar els paràmetres de soldadura o es poden reforçar les mesures antiestàtiques durant el procés de producció.

Una línia FCT, és a dir, la línia de prova de circuits funcionals, s'utilitza per verificar les funcions de les plaques de circuit imprès o productes muntats després de la col·locació i soldadura dels components. Simula l'entorn de treball real del producte, introdueix senyals d'excitació i detecta si els senyals de sortida i les diverses funcions del producte compleixen els requisits de disseny. Pot identificar possibles errors lògics i problemes de rendiment, garantint que el producte es pugui utilitzar normalment. És un pas crucial per garantir la integritat funcional i la fiabilitat del producte.

El principi de les proves FCT es basa en les característiques funcionals i les especificacions de disseny del producte. L'equip de prova aplica condicions d'excitació específiques, com ara l'alimentació i l'entrada de senyal, a la PCB o al producte provat i, alhora, recopila els senyals de sortida del producte. Aquests senyals de sortida es comparen i s'analitzen amb les dades de sortida, formes d'ona, estats lògics, etc. correctes preestablerts. Si els resultats de sortida no coincideixen amb els estàndards, es determina que hi ha defectes funcionals, localitzant així els punts de fallada funcional del producte.

A l'hora de seleccionar, cal tenir en compte factors com l'exhaustivitat de les funcions de prova (si pot complir tots els requisits de prova funcional del producte), la precisió de les proves (precisió en la mesura de senyals analògics i digitals), la velocitat de les proves (coincidència amb el cicle de la línia de producció), la compatibilitat (suport a les proves de productes de diferents models i especificacions), les funcions de programari (amb funcions com l'edició del programa de prova, el registre i l'anàlisi de dades i les indicacions de diagnòstic d'errors), l'expansibilitat de l'equip (capacitat d'afegir mòduls de prova segons les actualitzacions del producte), així com els costos de l'equip i el servei postvenda.

Els dispositius FCT comuns inclouen dispositius FCT dedicats basats en fixacions i dispositius FCT universals basats en instruments. Els dispositius FCT dedicats estan dissenyats per a productes específics, amb una forta pertinència de proves i una alta eficiència, però poca flexibilitat. Les fixacions s'han de redissenyar quan s'actualitza el producte. Els dispositius FCT universals utilitzen instruments de prova reutilitzables (com ara multímetres, generadors de senyals, oscil·loscopis, etc.) i aconsegueixen les proves de diferents productes mitjançant la programació de programari. Tenen una alta flexibilitat i una àmplia gamma d'aplicacions, però el desenvolupament de programes de prova és complex i el cost inicial de l'equip és relativament elevat.

Cal assegurar-se que la PCB no tingui danys externs, una bona qualitat de soldadura i que no tingui defectes evidents com ara soldadura en fred i curtcircuits. Realitzeu la neteja necessària a la PCB per eliminar el flux residual, la pols i altres impureses de la superfície. Comproveu si els connectors, les interfícies, etc. de la PCB estan instal·lats correctament i sense danys. D'acord amb els requisits de la prova, realitzeu les configuracions necessàries a la PCB (com ara la gravació de programes, la configuració del jumper, etc.).

Els paràmetres de prova inclouen el tipus (senyal analògic, senyal digital), l'amplitud, la freqüència i el cicle de treball del senyal d'entrada; el temps de prova; els criteris de judici per als senyals de sortida (com ara el rang de voltatge, el nivell lògic, les característiques de la forma d'ona); la seqüència i les condicions dels passos del procés de prova, etc. Segons l'especificació funcional del producte i els requisits de treball reals, combinats amb el rendiment de l'equip de prova, els paràmetres s'han d'establir raonablement mitjançant la depuració i la verificació per garantir l'eficàcia i la precisió de la prova.

L'FCT pot detectar errors de funció lògica (com ara un control lògic anormal dels xips), transmissió de senyal anormal (atenuació del senyal, distorsió, interferències), fallades de funció d'interfície (USB, interfície de xarxa, etc., no es poden comunicar normalment), problemes de gestió d'energia (sortida de voltatge inestable, protecció contra sobrecorrent anormal), defectes de funció de programari (errors d'operació del programa, temps d'espera de resposta), etc. Aquests defectes poden ser causats per una col·locació incorrecta dels components, una mala soldadura, danys als components o problemes de disseny.

Quan l'FCT detecta defectes, l'equip de prova registrarà la informació del defecte i emetrà una alarma. Els operadors han de marcar els productes defectuosos segons les indicacions i utilitzar instruments professionals (com ara oscil·loscopis i analitzadors lògics) per analitzar més a fons les causes dels errors. Per a problemes reparables (com ara errors de programa i soldadura en fred de components), repareu-los i torneu a provar-los. Per als productes que no es poden reparar, gestioneu-los segons el procés de desballestament i envieu les dades dels defectes als departaments de producció i R+D per millorar el procés i optimitzar el disseny.

Calibra regularment l'equip de prova per garantir la precisió dels senyals d'entrada i sortida. Optimitza el programa de prova i estableix amb precisió els paràmetres de prova i els criteris de judici. Adopta múltiples mètodes i mitjans de prova (com ara proves de condicions de contorn i proves de límit) per detectar completament les funcions del producte. Proporciona formació professional als operadors per millorar les seves capacitats d'anàlisi de fallades i de judici. Estableix un mecanisme complet d'enregistrament i anàlisi de dades de prova i descobreix possibles problemes mitjançant la comparació de dades històriques.

El manteniment diari inclou la neteja de la superfície de l'equip i dels accessoris de prova per evitar que la pols i les impureses afectin la prova. Comproveu regularment l'estat de funcionament de cada mòdul de l'equip (com ara el mòdul d'alimentació i el mòdul de generació de senyals) i superviseu els indicadors clau de rendiment. Comproveu i calibreu els accessoris de prova per garantir un bon contacte. Actualitzeu el programari de prova de manera oportuna per corregir errors i afegir noves funcions. Realitzeu calibratges complets periòdics i un manteniment exhaustiu d'acord amb els requisits del fabricant de l'equip.

L'avantatge és que pot detectar problemes des del nivell funcional real del producte, que s'acosta més a l'escenari d'ús de l'usuari, i pot identificar defectes lògics i de rendiment que no es poden detectar amb altres proves. Els desavantatges són els costos de prova més elevats (costos d'equips i accessoris), el desenvolupament complex del programa de proves i la velocitat de prova relativament lenta. L'AOI detecta principalment defectes d'aparença i superfície, amb una velocitat ràpida i baix cost. La inspecció de raigs X pot detectar defectes interns ocults. Les TIC se centren en la detecció de paràmetres elèctrics dels circuits i poden localitzar amb precisió components defectuosos, però cap de les tres pot verificar directament les funcions del producte.

Les funcions principals del programari de proves FCT inclouen l'escriptura i l'edició del programa de prova (definició del procés de prova, configuració de paràmetres, escriptura d'instruccions de judici lògic), el control de l'execució de la prova (inici, pausa i aturada de la prova), la recopilació i visualització de dades en temps real (visualització de formes d'ona i valors del senyal d'entrada i sortida), el reconeixement automàtic de defectes i l'alarma (marcatge d'errors i indicacions segons els criteris de judici), el registre de resultats de proves i la generació d'informes (compte de la taxa d'aprovació, registre d'informació de defectes), l'anàlisi de dades i la traçabilitat (anàlisi de la tendència de les dades de prova, seguiment de l'historial de proves del producte).

Els motius inclouen la configuració irracional dels paràmetres de prova (rang de llindar massa ampli o massa estret), errors lògics en el programa de prova (condicions de judici inexactes), fluctuacions de rendiment del propi equip de prova (sortida de senyal inestable), contacte deficient del dispositiu de prova (que resulta en una transmissió anormal del senyal), interferències ambientals (interferències electromagnètiques que afecten la recollida del senyal) i problemes de compatibilitat en el disseny del producte (rendiment anormal en l'entorn de prova).

Reviseu i ajusteu els paràmetres de prova i optimitzeu el llindar mitjançant múltiples proves. Comproveu i corregiu acuradament la lògica del programa de prova i realitzeu una verificació de prova suficient. Manteniu i calibreu regularment l'equip de prova per garantir un rendiment estable. Comproveu i milloreu l'estat de contacte del dispositiu de prova i substituïu el dispositiu si cal. Protegiu o optimitzeu l'entorn de prova per reduir les interferències. Comuniqueu-vos amb el departament d'R+D per confirmar la compatibilitat del disseny del producte a l'entorn de prova i resoldre possibles problemes.

Els dispositius FCT dedicats basats en fixacions solen estar dissenyats per a productes específics i tenen una adaptabilitat deficient a PCB de diferents mides i tipus. Cal redissenyar les fixacions. Els dispositius FCT universals basats en instruments es poden adaptar a les proves de PCB de diferents mides i tipus fins a cert punt mitjançant la programació de programari i la substitució de les interfícies de prova adequades, però per a productes amb funcions o estructures especials, alguns mòduls de prova encara poden necessitar ser personalitzats.

Les proves FCT generalment es realitzen al final de la línia de producció, és a dir, després que es completin processos com les proves TIC i la inspecció d'aparença, per garantir que els productes examinats pels processos anteriors es verifiquen per a les funcions en un estat proper a l'ús real i per evitar que els productes no qualificats flueixin al client. Segons les característiques del producte, les proves FCT per fases també es poden configurar després del muntatge de mòduls funcionals clau per detectar problemes de manera oportuna i reduir el malbaratament dels processos posteriors.

Mitjançant l'anàlisi estadística de les dades de les proves FCT, es poden descobrir els patrons de distribució i els punts problemàtics d'alta freqüència dels defectes funcionals del producte. Per exemple, si un cert tipus de defecte funcional es produeix amb freqüència, es poden investigar a fons els processos de producció corresponents (com ara la col·locació de components, la soldadura, la gravació de programari). Analitzar la correlació entre els defectes i factors com ara els lots de matèries primeres, els equips de producció i els operadors, i millorar els paràmetres del procés, reforçar el control de qualitat i optimitzar el disseny del producte en conseqüència, millorant així la qualitat general del producte i l'eficiència de la producció.