AOI, rentgen, ICT, FCT

AOI je zkratka pro Automated Optical Inspection (Automated Optical Inspection). Využívá optické kamery k zachycení snímků desek plošných spojů, porovnává je se standardními snímky a automaticky detekuje vady, jako jsou chybějící součástky, nesprávné součástky, obrácená polarita, ofset, přemostění atd. během procesu osazování součástek, čímž zajišťuje kvalitu produktu a zvyšuje výtěžnost výroby.

Technologie AOI využívá princip optického zobrazování. Deska plošných spojů je osvětlena světelným zdrojem, kamera zachytí obraz a algoritmus pro zpracování obrazu poté extrahuje vlastnosti součástky. Tyto vlastnosti jsou porovnány s přednastavenými kvalifikovanými standardními obrazovými daty, aby se zjistilo, zda se v součástkách vyskytují vady v umístění.

Je třeba zvážit faktory, jako je přesnost detekce (měla by splňovat požadavky na přesnost umístění součástek, například přesnost by měla dosáhnout ±0,02 mm při detekci součástek 0201), rychlost detekce (v souladu s cyklem výrobní linky), softwarové funkce (s bohatými detekčními algoritmy, snadným programováním a analýzou dat) a škálovatelnost (podpora detekce desek plošných spojů různých velikostí a kompatibilita s různými typy součástek).

Mezi běžné typy světelných zdrojů patří bílé světelné zdroje, červené světelné zdroje, modré světelné zdroje a prstencové světelné zdroje. Bílé světelné zdroje poskytují plné spektrum a jsou vhodné pro běžnou detekci. Červené světelné zdroje mají dobré detekční účinky na měděných fóliích a pájených spojích. Modré světelné zdroje mají vysoký kontrast se zelenými pájecími maskami. Prstencové světelné zdroje mohou redukovat stíny a jsou vhodné pro detekci složitých součástek a desek plošných spojů s výškovými rozdíly.

Je nutné zajistit, aby povrch desky plošných spojů (PCB) byl čistý a bez kontaminantů, jako je prach a olejové skvrny. Zkontrolujte, zda jsou body pro umístění desky plošných spojů jasné a úplné, aby je zařízení AOI mohlo přesně identifikovat a umístit. U oboustranně montovaných desek plošných spojů jasně rozlište detekční povrch, aby nedošlo k chybné detekci.

Mezi detekční parametry patří parametry snímání obrazu (jako je doba expozice, zesílení, kontrast), parametry detekčního algoritmu (jako je prahová hodnota, citlivost detekce hran) a parametry detekční oblasti (definující oblasti součástek, které mají být detekovány, a ignorované oblasti). Obvykle je třeba v závislosti na návrhu desky plošných spojů, typech součástek a výrobních procesech parametry optimalizovat pomocí ladění a zkušební detekce, aby se dosáhlo nejlepších výsledků detekce.

AOI dokáže detekovat vady, jako jsou chybějící součástky (neumístěné součástky), nesprávné součástky (nesprávné modely součástek), obrácená polarita (součástky citlivé na polaritu s obrácenou polaritou), posunutí součástky (poloha překračující povolenou toleranci), pájené přemostění (pájené spojování sousedních kontaktních plošek), poškození součástky (poškození vzhledu), poškození součástky (nedokonalost jednoho konce součástky) atd.

Když AOI detekuje vadu, automaticky označí místo a typ závady a vygeneruje alarmovou zprávu. Obsluha musí vadnou desku plošných spojů izolovat podle alarmového hlášení a poté ji dále potvrdit manuální vizuální kontrolou nebo jinými detekčními metodami. Poté desku plošných spojů opravit nebo sešrotovat podle typu závady.

Pravidelně kalibrujte kamery a světelné zdroje zařízení AOI pro zajištění přesného snímání obrazu. Optimalizujte parametry detekce a upravujte algoritmy pro různé typy součástek a návrhů desek plošných spojů. Včas aktualizujte knihovnu součástek a standardní obrazová data, aby se přizpůsobily novým produktům a procesům. Zajistěte odborné školení operátorů s cílem zlepšit jejich schopnosti nastavovat parametry a posuzovat vady.

Denní údržba zahrnuje čištění povrchu zařízení, čoček a světelných zdrojů, aby se zabránilo ovlivnění kvality obrazu prachem. Pravidelně kontrolujte provozní stav mechanických součástí zařízení (jako jsou vodicí lišty a vodicí šrouby), promažte je a utáhněte. Kontrolujte elektrická připojení. Pravidelně provádějte funkční testy a kalibrace zařízení, abyste zajistili stabilní detekční výkon.

Výhodami jsou vysoká rychlost detekce, kterou lze využít pro online detekci v reálném čase; relativně nízké náklady; a schopnost vizuálně detekovat vzhled součástek a povrchové vady. Nevýhodami je, že nedokáže detekovat vady skrytých pájených spojů (jako jsou vnitřní pájené spoje BGA a CSP) a má omezenou schopnost detekce drobných defektů (jako jsou dutiny menší než 50 μm). Rentgenová kontrola může detekovat vnitřní vady, ale je pomalá a nákladná.

Mezi hlavní funkce softwaru AOI patří pořizování a zpracování obrazu, programování inspekčního programu (definování inspekční oblasti, nastavení inspekčních parametrů, výběr inspekčních algoritmů), rozpoznávání a klasifikace vad, zobrazení a zaznamenávání výsledků kontroly, analýza dat a statistiky (generování výtěžných zpráv, grafů rozložení vad atd.) a interakce dat s dalším vybavením výrobní linky (jako jsou stroje typu pick-and-place a přepracovací stanice).

Mezi důvody patří nepřiměřené nastavení parametrů detekce (například příliš vysoké nebo příliš nízké prahové hodnoty), nesprávné rozpoznání obrazu způsobené odrazem povrchu součástky nebo barevnými rozdíly, rušení od skvrn nebo cizích předmětů na povrchu desky plošných spojů, kontaminace čočky zařízení AOI nebo zdroje světla a odchylky mezi standardními obrazy v knihovně součástek a skutečnými součástkami.

Znovu upravte parametry detekce a optimalizujte prahovou hodnotu a citlivost pomocí zkušební detekce. Vyčistěte povrch desky plošných spojů od skvrn a cizích předmětů. Vyčistěte nebo vyměňte kontaminované čočky a světelné zdroje. Aktualizujte standardní obrázky v knihovně součástek, abyste zajistili konzistenci se skutečnými součástkami. Použijte více detekčních algoritmů, které se vzájemně doplňují a snižují omezení jednoho algoritmu.

Moderní zařízení AOI obvykle disponují dobrou škálovatelností. Oblast inspekce a parametry lze upravit pomocí softwarového nastavení pro přizpůsobení deskám plošných spojů různých velikostí. U různých typů desek plošných spojů (jako jsou pevné desky, flexibilní desky, pevně-flexibilní desky), pokud jsou v rámci detekčních možností zařízení, lze efektivní detekce dosáhnout úpravou odpovídajících detekčních procesů a parametrů.

AOI se obvykle instaluje za zařízením Pick-and-Place a před pájením reflow, aby se včas odhalily vady v umístění součástek a zabránilo se vstupu vadných výrobků do procesu pájení reflow, čímž se sníží náklady na opravu. Lze jej také instalovat po pájení reflow pro zjištění kvality pájení, ale pokud se problémy zjistí v této době, zvýší se obtížnost a náklady na opravu.

Analýzou dat z detekce AOI se spočítá četnost výskytu a rozložení různých vad, aby se identifikovaly slabé články ve výrobním procesu. Například pokud se často vyskytuje ofsetová vada určitého typu součástky, lze upravit parametry umístění stroje Pick-and-Place. Pokud existuje mnoho přemosťujících vad, lze optimalizovat proces tisku pájecí pasty nebo teplotní profil pájení reflow.

Rentgenová kontrola využívá rentgenové paprsky k pronikání do desek plošných spojů a součástek. Na základě různého stupně absorpce rentgenového záření různými materiály se vytvářejí různé obrazy ve stupních šedi, které detekují vnitřní vady v umístění desek plošných spojů, jako jsou dutiny, pájení za studena a nesmáčení pájených spojů zabalených součástek, jako jsou BGA a CSP, a také abnormální vnitřní struktury součástek a cizí předměty, čímž je zajištěna kvalita a spolehlivost výrobku.

Rentgenové záření má propustnost. Když rentgenové záření ozařuje desku plošných spojů (PCB), intenzita rentgenového záření po průchodu deskou plošných spojů se mění v důsledku rozdílné absorpční kapacity různých látek na desce plošných spojů (jako je měď, pájka, plastové obaly atd.). Detektor přijímá toto rentgenové záření různých intenzit a převádí je na elektrické signály, které jsou následně zpracovány a převedeny na snímky ve stupních šedi. Analýzou snímků lze posoudit vnitřní strukturu a stav vad.

Je třeba zvážit faktory, jako je přesnost detekce (měla by být schopna rozlišit drobné defekty, jako jsou například dutiny v pájených spojích na úrovni mikronů), zvětšení (splnění požadavků na detekci součástek různých velikostí), rychlost detekce (v souladu s cyklem výrobní linky), rozlišení obrazu (vysoké rozlišení pomáhá jasně sledovat detaily), škálovatelnost zařízení (podpora detekce desek plošných spojů různých velikostí a kompatibilita s různými detekčními režimy) a softwarové funkce (s funkcemi, jako je analýza obrazu, rozpoznávání defektů a statistika dat).

Mezi běžné typy patří 2D rentgenová inspekční zařízení a 3D rentgenová inspekční zařízení (například CT inspekční zařízení). 2D zařízení mají relativně jednoduchou strukturu a nižší cenu a dokáží detekovat povrchové a některé vnitřní vady desek plošných spojů. 3D zařízení mohou získávat vícevrstvé snímky a dosahovat 3D zobrazování, které dokáže přesněji detekovat vnitřní vady součástek se složitou strukturou, ale náklady na zařízení jsou vysoké a rychlost detekce je relativně pomalá.

Obecně není vyžadována žádná speciální předúprava, ale je nutné zajistit, aby byl povrch desky plošných spojů čistý, bez viditelných skvrn a cizích předmětů; odstranit kovové ochranné kryty a další příslušenství z desky plošných spojů, které by mohlo ovlivnit kontrolu; u vícevrstvých desek plošných spojů, pokud je známo, že určité vrstvy nejsou pro kontrolu vyžadovány, lze je v inspekčním softwaru nastavit pro zvýšení efektivity kontroly.

Mezi detekční parametry patří napětí a proud trubice rentgenového záření (ovlivňující intenzitu a propustnost rentgenového záření), doba expozice (ovlivňující jas a čistotu obrazu), zvětšení (upravené podle velikosti součástky a požadavků na detekci), úhel detekce (u 3D inspekčních zařízení je třeba pro skenování nastavit různé úhly) atd. Obvykle je třeba v závislosti na materiálu, tloušťce desky plošných spojů a typu součástky optimalizovat parametry pomocí ladění a zkušební detekce, aby se dosáhlo nejlepších inspekčních obrazů.

Rentgen dokáže detekovat vnitřní vady pájených spojů plněných součástek, jako jsou BGA, CSP a QFN, jako jsou dutiny, pájení za studena, nesmáčení, chybějící pájecí kuličky a posunutí pájecích kuliček. Dokáže také detekovat praskliny a cizí předměty uvnitř součástek, stejně jako problémy, jako jsou zkraty mezi vrstvami a přerušené obvody uvnitř desky plošných spojů.

Když rentgenové vyšetření odhalí vady, bude vygenerována podrobná inspekční zpráva s vyznačením umístění, typu a závažnosti vady. Obsluha musí vadnou desku plošných spojů izolovat podle zprávy. Opravitelné vady (jako jsou některé problémy s pájenými spoji) lze opravit pomocí opravného zařízení. Desky plošných spojů se závažnými vadami budou sešrotovány a příčiny vad budou analyzovány za účelem optimalizace výrobního procesu.

Pravidelně kalibrujte rentgenové zařízení, abyste zajistili stabilní výkon rentgenového zdroje a detektoru; optimalizujte detekční parametry a upravte parametry pro různé typy desek plošných spojů a součástek; zavádějte pokročilé algoritmy analýzy obrazu pro zlepšení přesnosti rozpoznávání vad; poskytujte odborné školení operátorů ke zlepšení jejich schopností analýzy obrazu a posuzování vad; zavádějte standardní inspekční procesy a specifikace pro snížení lidských chyb.

Denní údržba zahrnuje čištění povrchu zařízení, aby se zabránilo hromadění prachu a neovlivňovalo odvod tepla; pravidelnou kontrolu provozního stavu rentgenky a sledování parametrů, jako je napětí a proud trubice; kontrolu citlivosti a stability detektoru; mazání a upevnění mechanických převodových součástí zařízení; pravidelné provádění výkonnostních testů a kalibrací zařízení pro zajištění přesných a spolehlivých výsledků detekce.

Výhodou je schopnost detekovat skryté vnitřní vady desek plošných spojů a součástek a jedinečné výhody při kontrole pájených spojů pouzder, jako jsou BGA a CSP; může poskytovat 3D strukturální informace (3D rentgenová inspekce). Nevýhodou je relativně pomalá rychlost detekce, vysoké náklady; pro analýzu obrazu a posouzení vad je nutná profesionální obsluha; rentgenové záření je do určité míry radioaktivní a jsou vyžadována ochranná opatření. Inspekce AOI je rychlá, levná a dokáže vizuálně detekovat vzhled a povrchové vady součástek, ale nedokáže detekovat skryté vnitřní vady.

Mezi hlavní funkce softwaru pro rentgenovou kontrolu patří pořizování a zpracování obrazu (úprava jasu, kontrastu obrazu, filtrování atd.), rozpoznávání a označování vad (automatické nebo ruční rozpoznávání vad a označování jejich polohy a typů), 3D rekonstrukce obrazu (pro 3D rentgenová zařízení), generování zpráv o výsledcích kontroly (podrobné záznamy informací o vadách, parametry detekce atd.), analýza dat a statistiky (počítání četnosti výskytu vad a analýza problémů výrobního procesu) a interakce dat s dalšími systémy výrobní linky.

Mezi důvody patří nesprávné nastavení parametrů detekce (například nevhodné napětí elektronky a doba expozice, což má za následek špatnou kvalitu obrazu), omezení algoritmů analýzy obrazu (neschopnost přesně identifikovat složité defekty), nedostatek zkušeností obsluhy (nesprávné posouzení obrazu), speciální materiály a struktury desek plošných spojů nebo součástek (což má za následek abnormální obraz ve stupních šedi) a problémy s přesností a stabilitou samotného zařízení.

Znovu upravit parametry detekce pro optimalizaci kvality obrazu; aktualizovat nebo vylepšit algoritmy analýzy obrazu pro zlepšení schopnosti rozpoznávání defektů; posílit školení operátorů pro zvýšení jejich profesionální úrovně; vytvořit knihovnu vzorků defektů pro srovnávací analýzu složitých obrazů; pravidelně udržovat a kalibrovat zařízení pro zajištění stabilního výkonu.

Moderní rentgenové přístroje obvykle disponují určitou nastavitelností a kompatibilitou. Prostřednictvím softwarového nastavení a hardwarových úprav (jako je výměna objektivů s různými ohniskovými vzdálenostmi a úprava velikosti inspekční platformy) se mohou přizpůsobit kontrole desek plošných spojů různých velikostí. U různých typů desek plošných spojů (jako jsou pevné desky, flexibilní desky, tuho-flexibilní desky) a součástek, pokud jsou v rámci detekčních možností zařízení, lze dosáhnout účinné detekce úpravou odpovídajících detekčních parametrů a režimů. U desek plošných spojů se speciální strukturou nebo extrémně tenkých a tlustých desek plošných spojů však mohou být vyžadována speciálně konfigurovaná zařízení.

Obvykle se instaluje po pájení reflow, aby se po svařování zkontrolovala deska plošných spojů a včas odhalily vnitřní vady, jako jsou pájené spoje. Může také zřídit samostatnou rentgenovou kontrolní stanici po klíčových procesech (například po osazení součástek BGA) pro provádění speciálních kontrol klíčových součástek a zajištění kvality produktu, ale to zvýší složitost a náklady na výrobní linku.

Analýzou dat z rentgenové kontroly se spočítá rozložení a frekvence výskytu různých vad, aby se identifikovaly slabé články ve výrobním procesu. Například pokud se zjistí vysoká míra pórovitosti pájených spojů BGA v určité šarži desek plošných spojů, lze upravit množství nanesené pájecí pasty, teplotní profil pájení reflow nebo tlak při umisťování součástek. Pokud se uvnitř součástek často vyskytují cizí předměty, lze zkontrolovat kvalitu vstupních součástek a čistotu výrobního prostředí a proces lze odpovídajícím způsobem zlepšit a posílit kontrolu.

ICT linka, konkrétně linka pro testování v obvodu (In-Circuit Test Link), je zařízení, které provádí testy elektrického výkonu desek plošných spojů (PCB) s osazenými a pájenými součástkami. Pomocí sond se připojuje k testovacím bodům na desce plošných spojů, detekuje přerušené obvody, zkraty a to, zda parametry součástek (jako jsou hodnoty odporu, kapacity a indukčnosti) splňují konstrukční požadavky, a také kontroluje kvalitu pájení součástek. Dokáže rychle lokalizovat vadné součástky a vadné pájené spoje, čímž zajišťuje kvalitu produktů z desek plošných spojů a zvyšuje efektivitu a výtěžnost výroby.

Princip testování ICT je založen na analýze obvodové sítě. Testovací zařízení přivádí budicí signály (jako je proud a napětí) do testovacích bodů na desce plošných spojů pomocí sond a poté měří odezvové signály obvodu. Podle přednastaveného testovacího programu a standardních parametrů se skutečně naměřené hodnoty porovnávají s teoretickými hodnotami, aby se zjistilo, zda se v obvodu vyskytují problémy, jako jsou přerušené obvody, zkraty a odchylky parametrů součástek. Například u odporové součástky se přivede známé napětí, změří se protékající proud, vypočítá se hodnota odporu a porovná se s nominální hodnotou.

Při výběru je třeba zvážit faktory, jako je přesnost testování (schopnost přesně měřit parametry součástek, například s přesností měření odporu ±1 %), rychlost testování (splnění požadavků cyklu výrobní linky), počet testovatelných bodů (vhodný pro počet testovacích bodů na desce plošných spojů), softwarové funkce (s grafickým programovacím rozhraním, funkcí automatické diagnostiky, možností statistické analýzy dat), kompatibilita zařízení (podpora testování různých typů desek plošných spojů a různých pouzder součástek), životnost sond a náklady na údržbu. Kromě toho je třeba věnovat pozornost také technické podpoře a možnostem poprodejního servisu dodavatele zařízení.

Mezi běžná ICT zařízení patří ICT s ložem z hřebíků a ICT s létající sondou. ICT s ložem z hřebíků se dotýká testovacích bodů desky plošných spojů prostřednictvím pevného lože z hřebíků a může testovat více bodů najednou s vysokou testovací rychlostí, vhodnou pro hromadnou výrobu. Náklady na výrobu lože z hřebíků jsou však vysoké a lože z hřebíků je nutné pro různé desky plošných spojů vyměňovat. ICT s létající sondou používá pohyblivé sondy k testování bodů jeden po druhém, bez nutnosti výroby lože z hřebíků, s vysokou flexibilitou, vhodnou pro malosériovou a vícedruhovou výrobu, ale rychlost testování je relativně pomalá.

Je nutné zajistit, aby byl povrch desky plošných spojů čistý a bez kontaminantů, jako jsou pájecí zbytky, cínové kuličky a olejové skvrny, aby se zabránilo ovlivnění dobrého kontaktu mezi sondami a měřenými body. Zkontrolujte, zda jsou měřené body na desce plošných spojů kompletní a bez oxidace. V případě potřeby je očistěte nebo pocínujte. Odstraňte kovové kryty a další příslušenství z desky plošných spojů, které by mohlo rušit test. U oboustranně montovaných desek plošných spojů jasně odlište měřený povrch.

Mezi testovací parametry patří typ (napětí, proud), velikost a frekvence budicího signálu; rozsah měření (například rozsah měření odporu 0,1 Ω - 10 MΩ); doba testu (doba trvání testu pro každý testovací bod); nastavení prahové hodnoty (například rozsah povolené odchylky hodnoty odporu ± 5 %) atd. V závislosti na návrhu obvodu desky plošných spojů, specifikacích součástek a požadavcích na testování je třeba parametry nastavit rozumně pomocí ladění a zkušebního testování, aby byla zajištěna přesnost a spolehlivost testu.

IKT dokáže detekovat přerušené obvody (obvod není připojen), zkraty (neočekávané vedení mezi různými vodiči), nesprávnou instalaci součástek (například instalaci rezistoru jako kondenzátoru), nesprávné parametry součástek (hodnoty rezistorů, kondenzátorů a induktorů neodpovídají jmenovitým hodnotám), obrácenou polaritu součástek (polární součástky, jako jsou diody a elektrolytické kondenzátory, jsou instalovány obráceně), studené pájení (pájené spoje se zdají být připojeny, ale mají špatný elektrický výkon) atd.

Když ICT detekuje vady, zobrazí v rozhraní testovacího softwaru jejich umístění, typ a podrobné informace. Operátoři musí vadnou desku plošných spojů (PCB) z výrobní linky odstranit podle pokynů a k dalšímu potvrzení problémů použít nástroje, jako jsou multimetry a osciloskopy. Opravitelné vady (jako je pájení za studena a nesprávná instalace součástek) opravte pomocí opravných nástrojů. Desky plošných spojů se závažnými neopravitelnými vadami je třeba sešrotovat, zaznamenat data o vadách a analyzovat příčiny, aby se zlepšil výrobní proces.

Pravidelně kalibrujte ICT zařízení, abyste zajistili přesnost budicího signálu a měřicího systému. Udržujte sondy čisté a v dobrém stavu a včas vyměňujte opotřebované nebo poškozené sondy. Optimalizujte testovací program a přesně nastavte testovací parametry. Zajistěte odborné školení operátorů s cílem zlepšit jejich schopnosti posuzovat chyby a manipulovat s nimi. Stanovte standardní testovací procesy a specifikace pro snížení počtu chyb způsobených lidským faktorem.

Denní údržba zahrnuje čištění povrchu zařízení a sond, aby se zabránilo ovlivnění testu prachem a zbytky pájky. Pravidelně kontrolujte tlak sondy, abyste zajistili dobrý kontakt s testovanými body. Sledujte elektrický výkon zařízení, jako je stabilita budicího signálu. U ICT s lůžkem hřebíků kontrolujte stav upevnění lůžka hřebíků a vodivost pinů. Pravidelně zálohujte testovací programy a data, abyste zabránili jejich ztrátě. Provádějte pravidelné kalibrace a odbornou údržbu dle požadavků výrobce zařízení.

Výhodami jsou schopnost přímo detekovat elektrický výkon obvodu, přesně posoudit parametry součástek a kvalitu pájení a přesně lokalizovat chybové body; má dobrý detekční účinek u problémů, jako jsou přerušené obvody a zkraty. Nevýhodami je nutnost nastavit testovací body na desce plošných spojů, což zvyšuje náklady na návrh a výrobu desek plošných spojů; dokáže detekovat pouze oblasti přístupné testovacími body s detekčními slepými místy; vývoj testovacího programu je složitý a pro různé desky plošných spojů je nutné přeprogramování. AOI detekuje hlavně vzhled a povrchové vady součástek, s rychlou detekcí a nízkými náklady. Rentgenová kontrola dokáže detekovat skryté vnitřní vady desek plošných spojů a součástek, ale má pomalou detekční rychlost a vysoké náklady.

Mezi hlavní funkce softwaru pro testování ICT patří programování testovacích programů (definování testovacích bodů, nastavení testovacích parametrů, zápis testovací logiky), provádění a řízení testů (spuštění, pozastavení, zastavení testu), rozpoznávání vad a signalizace alarmů (automatické vyhodnocení výsledků testů, označování vad a vydávání alarmů), zobrazení a zaznamenávání výsledků testů (prezentace testovacích dat ve formě grafů a zpráv), analýza dat a statistiky (počítání typů vad a četností výskytu, analýza problémů výrobního procesu) a interakce dat s jinými systémy výrobní linky (například systémem MES).

Mezi důvody patří nepřiměřený návrh testovacích bodů (například příliš malá vzdálenost mezi testovacími body a nesprávné umístění), což má za následek špatný kontakt sondy nebo vzájemné rušení; nepřesné nastavení testovacích parametrů (například příliš úzký nebo příliš široký prahový rozsah); opotřebení sondy, oxidace nebo kontaminace, které ovlivňují přenos testovacích signálů; nerovný povrch desky plošných spojů, což způsobuje nerovnoměrný tlak sondy; logické chyby v testovacím programu, které vedou k nesprávnému posouzení normálních obvodů; nestabilní elektrický výkon samotného zařízení atd.

Optimalizujte návrh testovacích bodů tak, aby bylo zajištěno rozumné uspořádání, vhodné rozestupy a dobrá kvalita povrchu testovaných bodů. Proveďte rekalibraci a úpravu testovacích parametrů a určete vhodný prahový rozsah pomocí několika zkušebních testů. Pravidelně čistěte, udržujte a vyměňujte sondy. Předběžně ošetřete nerovné desky plošných spojů nebo použijte adaptivní sondy. Pečlivě kontrolujte a opravte logické chyby v testovacím programu. Pravidelně udržujte a kalibrujte zařízení, abyste zajistili stabilní výkon.

Zařízení ICT s lůžkem z hřebíků obvykle potřebují přizpůsobit lůžko z hřebíků pro desky plošných spojů různých velikostí a typů, což je sice málo flexibilní, ale jsou vysoce efektivní při hromadné výrobě stejného typu desek plošných spojů. Zařízení ICT s pohyblivou sondou řídí pohyb sond pomocí softwaru bez nutnosti výměny hardwaru a dokáží se přizpůsobit testování desek plošných spojů různých velikostí a typů. Upravit je třeba pouze testovací program a parametry. U extrémně velkých desek plošných spojů nebo desek plošných spojů s extrémně velkým počtem testovacích bodů však může být účinnost testování omezená.

Testování ICT se obvykle instaluje po procesu pájení reflow a před funkčním testem, aby se včas odhalily problémy s elektrickým výkonem vzniklé během pájení a osazování součástek, zabránilo se vstupu vadných výrobků do následných procesů a snížily se náklady na opravy. V souladu s požadavky výrobního procesu může být také po umístění klíčových součástek zřízena samostatná testovací stanice ICT pro provádění předběžných kontrol klíčových částí obvodu.

Analýzou dat z testování ICT se spočítá rozložení a frekvence výskytu různých vad, aby se identifikovaly slabé články ve výrobním procesu. Například pokud je míra vad určitého typu součástky vysoká, lze zkontrolovat kvalitu vstupních součástek, přesnost umístění nebo proces pájení. Pokud se často vyskytují problémy s rozpojeným obvodem nebo zkratem, lze optimalizovat návrh desky plošných spojů (například úpravou zapojení a přidáním testovacích bodů), zlepšit parametry pájení nebo posílit antistatická opatření během výrobního procesu.

Linka FCT, konkrétně linka pro funkční testování obvodů, se používá k ověření funkcí desek plošných spojů nebo sestavených výrobků po osazení a pájení součástek. Simuluje skutečné pracovní prostředí výrobku, přivádí budicí signály a detekuje, zda výstupní signály a různé funkce výrobku splňují konstrukční požadavky. Dokáže identifikovat potenciální logické chyby a problémy s výkonem, čímž zajišťuje, že výrobek lze normálně používat. Je to klíčový krok k zajištění funkční integrity a spolehlivosti výrobku.

Princip testování FCT je založen na funkčních charakteristikách a konstrukčních specifikacích produktu. Testovací zařízení aplikuje na testovanou desku plošných spojů nebo produkt specifické budicí podmínky, jako je napájení a vstupní signál, a zároveň shromažďuje výstupní signály produktu. Tyto výstupní signály jsou porovnávány a analyzovány s přednastavenými správnými výstupními daty, průběhy, logickými stavy atd. Pokud výstupní výsledky neodpovídají normám, zjistí se, že existují funkční vady, a tím se lokalizují funkční chybová místa produktu.

Při výběru je třeba zvážit faktory, jako je komplexnost testovacích funkcí (zda je možné splnit všechny požadavky na funkční testování produktu), přesnost testování (přesnost měření analogových a digitálních signálů), rychlost testování (přizpůsobení cyklu výrobní linky), kompatibilita (podpora testování produktů různých modelů a specifikací), softwarové funkce (s funkcemi, jako je úprava testovacího programu, záznam a analýza dat a výzvy k diagnostice poruch), rozšiřitelnost zařízení (možnost přidávat testovací moduly podle upgradu produktu), jakož i náklady na zařízení a poprodejní servis.

Mezi běžná zařízení FCT patří specializovaná zařízení FCT založená na přípravcích a univerzální zařízení FCT založená na přístrojích. Specializovaná zařízení FCT jsou navržena pro specifické produkty, se silnou testovací vhodností a vysokou účinností, ale nízkou flexibilitou. Přípravky je třeba při aktualizaci produktu přepracovat. Univerzální zařízení FCT používají opakovaně použitelné testovací přístroje (jako jsou multimetry, generátory signálů, osciloskopy atd.) a umožňují testování různých produktů pomocí softwarového programování. Mají vysokou flexibilitu a široký rozsah použití, ale vývoj testovacích programů je složitý a počáteční náklady na zařízení jsou relativně vysoké.

Je nutné zajistit, aby deska plošných spojů (PCB) neměla žádné vnější poškození, aby byla kvalita pájení dobrá a aby na ní nebyly žádné zjevné vady, jako je pájení za studena a zkraty. Proveďte nezbytné čištění desky plošných spojů, abyste odstranili zbytky tavidla, prachu a dalších nečistot na povrchu. Zkontrolujte, zda jsou konektory, rozhraní atd. na desce plošných spojů správně nainstalovány a nepoškozeny. V souladu s požadavky testu proveďte na desce plošných spojů potřebné konfigurace (například vypálení programu, nastavení propojek atd.).

Mezi testovací parametry patří typ (analogový signál, digitální signál), amplituda, frekvence a pracovní cyklus vstupního signálu; doba testu; kritéria pro posuzování výstupních signálů (jako je rozsah napětí, logická úroveň, charakteristiky tvaru vlny); sled a podmínky kroků testovacího procesu atd. V souladu s funkční specifikací produktu a skutečnými provozními požadavky v kombinaci s výkonem testovacího zařízení je třeba parametry nastavit rozumně pomocí ladění a ověřování, aby byla zajištěna účinnost a přesnost testu.

FCT dokáže detekovat chyby logických funkcí (jako je abnormální logické řízení čipů), abnormální přenos signálu (útlum signálu, zkreslení, rušení), poruchy funkcí rozhraní (USB, síťové rozhraní atd. neschopné normální komunikace), problémy se správou napájení (nestabilní výstupní napětí, abnormální ochrana proti nadproudu), vady softwarových funkcí (chyby v provozu programu, časový limit odezvy) atd. Tyto vady mohou být způsobeny nesprávným umístěním součástek, špatným pájením, poškozením součástek nebo konstrukčními problémy.

Když FCT zjistí závady, testovací zařízení zaznamená informace o závadě a spustí alarm. Obsluha musí označit vadné výrobky podle pokynů a použít profesionální přístroje (jako jsou osciloskopy a logické analyzátory) k další analýze příčin poruch. V případě opravitelných problémů (jako jsou chyby programu a pájení součástek za studena) je nutné je opravit a znovu otestovat. U výrobků, které nelze opravit, je třeba s nimi zacházet v souladu s postupem sešrotování a poskytnout zpětnou vazbu o vadách výrobnímu a výzkumnému a vývojovému oddělení za účelem zlepšení procesu a optimalizace návrhu.

Pravidelně kalibrujte testovací zařízení, abyste zajistili přesnost vstupních a výstupních signálů. Optimalizujte testovací program a přesně nastavte testovací parametry a kritéria pro posouzení. Používejte různé testovací metody a prostředky (jako je testování okrajových podmínek a limitní testování) pro komplexní detekci funkcí produktu. Poskytujte profesionální školení operátorům s cílem zlepšit jejich schopnosti analýzy chyb a úsudku. Zaveďte kompletní mechanismus pro záznam a analýzu testovacích dat a odhalujte potenciální problémy porovnáním historických dat.

Denní údržba zahrnuje čištění povrchu zařízení a testovacích přípravků, aby se zabránilo ovlivnění testu prachem a nečistotami. Pravidelně kontrolujte provozní stav každého modulu zařízení (například napájecího modulu a modulu generování signálu) a sledujte klíčové ukazatele výkonu. Kontrolujte a kalibrujte testovací přípravky, abyste zajistili dobrý kontakt. Včas aktualizujte testovací software, abyste opravili chyby a přidali nové funkce. Provádějte pravidelné komplexní kalibrace a hloubkovou údržbu dle požadavků výrobce zařízení.

Výhodou je, že dokáže detekovat problémy ze skutečné funkční úrovně produktu, která je blíže scénáři použití uživatelem, a dokáže identifikovat logické a výkonnostní vady, které nelze detekovat jinými testy. Nevýhodami jsou vyšší náklady na testování (náklady na vybavení a přípravky), složitý vývoj testovacích programů a relativně pomalá rychlost testování. AOI detekuje hlavně vzhledové a povrchové vady, s vysokou rychlostí a nízkými náklady. Rentgenová kontrola dokáže detekovat skryté vnitřní vady. IKT se zaměřuje na detekci elektrických parametrů obvodů a dokáže přesně lokalizovat vadné součásti, ale žádná z těchto tří metod nemůže přímo ověřit funkce produktu.

Mezi hlavní funkce testovacího softwaru FCT patří psaní a úprava testovacích programů (definování testovacího procesu, nastavení parametrů, psaní logických příkazů), řízení provádění testů (spuštění, pozastavení, zastavení testu), sběr a zobrazení dat v reálném čase (zobrazení průběhů a hodnot vstupních a výstupních signálů), automatické rozpoznávání a signalizace vad (označování chyb a upozorňování podle kritérií posouzení), zaznamenávání výsledků testů a generování protokolů (počítání míry úspěšnosti, zaznamenávání informací o vadách), analýza dat a sledovatelnost (analýza trendu testovacích dat, sledování historie testů produktu).

Mezi důvody patří nepřiměřené nastavení testovacích parametrů (příliš široký nebo příliš úzký rozsah prahových hodnot), logické chyby v testovacím programu (nepřesné podmínky hodnocení), kolísání výkonu samotného testovacího zařízení (nestabilní výstupní signál), špatný kontakt testovacího přípravku (což má za následek abnormální přenos signálu), rušení prostředí (elektromagnetické rušení ovlivňující sběr signálu) a problémy s kompatibilitou v návrhu produktu (abnormální výkon v testovacím prostředí).

Znovu zkontrolujte a upravte testovací parametry a optimalizujte prahovou hodnotu pomocí několika testů. Pečlivě zkontrolujte a opravte logiku testovacího programu a proveďte dostatečné ověření testu. Pravidelně udržujte a kalibrujte testovací zařízení, abyste zajistili stabilní výkon. Zkontrolujte a vylepšete kontaktní stav testovacího přípravku a v případě potřeby přípravek vyměňte. Stíněte nebo optimalizujte testovací prostředí pro snížení rušení. Komunikujte s oddělením výzkumu a vývoje, abyste potvrdili kompatibilitu návrhu produktu v testovacím prostředí a vyřešili potenciální problémy.

Jednoduchá zařízení FCT založená na přípravcích jsou obvykle navržena pro specifické produkty a mají špatnou přizpůsobivost pro desky plošných spojů různých velikostí a typů. Přípravky je třeba přepracovat. Univerzální zařízení FCT založená na přístrojích se mohou do určité míry přizpůsobit testování desek plošných spojů různých velikostí a typů pomocí softwarového programování a nahrazení příslušných testovacích rozhraní, ale u produktů se speciálními funkcemi nebo strukturami může být stále nutné některé testovací moduly upravit.

Testování FCT se obvykle provádí na konci výrobní linky, tj. po dokončení procesů, jako je testování IKT a kontrola vzhledu, aby se zajistilo, že produkty prověřené předchozími procesy budou ověřeny z hlediska funkcí ve stavu blízkém skutečnému použití a aby se zabránilo toku nekvalifikovaných produktů ke klientovi. V závislosti na charakteristikách produktu lze fázované testování FCT nastavit i po sestavení klíčových funkčních modulů, aby se včas odhalily problémy a snížilo se plýtvání v následných procesech.

Prostřednictvím statistické analýzy dat z testování FCT lze odhalit vzorce rozložení a problematické body s vysokou frekvencí funkčních vad produktu. Pokud se například často vyskytuje určitý typ funkční vady, lze důkladně prozkoumat odpovídající výrobní procesy (jako je osazování součástek, pájení, vypalování softwaru). Analyzovat korelaci mezi vadami a faktory, jako jsou šarže surovin, výrobní zařízení a operátoři, a odpovídajícím způsobem zlepšit procesní parametry, posílit kontrolu kvality a optimalizovat návrh produktu, čímž se zlepší celková kvalita produktu a efektivita výroby.