AOI, röntgen, ICT, FCT

AOI on lyhenne sanoista Automated Optical Inspection. Se käyttää optisia kameroita piirilevykuvien kaappaamiseen, vertaa niitä standardikuviin ja havaitsee automaattisesti vikoja, kuten puuttuvia komponentteja, vääriä komponentteja, käänteistä napaisuutta, siirtymää, siltausta jne. komponenttien sijoitteluprosessin aikana, varmistaen tuotteen laadun ja parantaen tuotantosaantoa.

AOI käyttää optisen kuvantamisen periaatetta. Se valaisee piirilevyn valonlähteellä, kamera ottaa kuvan ja sitten kuvankäsittelyalgoritmi erottaa komponentin ominaisuudet. Näitä ominaisuuksia verrataan ennalta asetettuihin päteviin standardikuviin sen määrittämiseksi, onko komponenteissa sijoitteluvirheitä.

Huomioitavia tekijöitä ovat muun muassa tunnistustarkkuus (komponenttien sijoittelutarkkuusvaatimusten täyttyminen, esimerkiksi tarkkuuden tulisi olla ±0,02 mm 0201-komponentteja havaittaessa), tunnistusnopeus (sovitettu tuotantolinjan sykliin), ohjelmistotoiminnot (rikkaat tunnistusalgoritmit, helppo ohjelmointi ja data-analyysi) sekä skaalautuvuus (erikokoisten piirilevyjen tunnistuksen tukeminen ja yhteensopivuus eri komponenttityyppien kanssa).

Yleisiä valonlähdetyyppejä ovat valkoiset valonlähteet, punaiset valonlähteet, siniset valonlähteet ja rengasmaiset valonlähteet. Valkoiset valonlähteet tarjoavat täyden spektrin ja sopivat yleiseen havaitsemiseen. Punaisilla valonlähteillä on hyvät tunnistusominaisuudet kuparifolioissa ja juotosliitoksissa. Sinisillä valonlähteillä on suuri kontrasti vihreiden juotosmaskien kanssa. Rengasmaiset valonlähteet voivat vähentää varjoja ja sopivat monimutkaisten komponenttien ja korkeuseroja sisältävien piirilevyjen havaitsemiseen.

On välttämätöntä varmistaa, että piirilevyn pinta on puhdas ja ettei siinä ole epäpuhtauksia, kuten pölyä tai öljytahroja. Tarkista, että piirilevyn paikannusmerkinnät ovat selkeät ja täydelliset, jotta AOI-laite voi tunnistaa ja asemoida piirilevyn tarkasti. Kaksipuolisesti asennettujen piirilevyjen tunnistuspinta on erotettava selvästi virheellisten tunnistusten välttämiseksi.

Tunnistusparametreihin kuuluvat kuvan hankintaparametrit (kuten valotusaika, vahvistus, kontrasti), tunnistusalgoritmin parametrit (kuten kynnysarvo, reunan tunnistusherkkyys) ja tunnistusalueen parametrit (jotka määrittelevät havaittavat komponenttialueet ja ohitettavat alueet). Yleensä piirilevyn suunnittelun, komponenttityypin ja tuotantoprosessien mukaan parametrit on optimoitava virheenkorjauksen ja koetunnistuksen avulla parhaiden tunnistustulosten saavuttamiseksi.

AOI pystyy havaitsemaan vikoja, kuten puuttuvia komponentteja (komponentteja ei ole asetettu), vääriä komponentteja (vääriä komponenttimalleja), käänteistä napaisuutta (napaisuus - herkät komponentit, joilla on käänteinen napaisuus), komponentin siirtymää (sijainti ylittää sallitun toleranssin), juotossilloitusta (juotos yhdistää vierekkäiset padit), komponenttivaurioita (ulkonäön vaurioita), komponentin hautakiveä (komponentin toisen pään irtoaminen) jne.

Kun AOI havaitsee vian, se merkitsee automaattisesti vian sijainnin ja tyypin ja luo hälytysviestin. Käyttäjän on eristettävä viallinen piirilevy hälytyskehotteen mukaisesti ja vahvistettava se sitten manuaalisella silmämääräisellä tarkastuksella tai muilla havaitsemismenetelmillä. Tämän jälkeen piirilevy on korjattava tai romutettava vikatyypin mukaan.

Kalibroi AOI-laitteen kamerat ja valonlähteet säännöllisesti tarkan kuvanoton varmistamiseksi. Optimoi tunnistusparametrit ja säädä algoritmeja erityyppisille komponenteille ja piirilevymalleille. Päivitä komponenttikirjasto ja vakiokuvatiedot oikea-aikaisesti uusien tuotteiden ja prosessien mukaisiksi. Tarjoa käyttäjille ammatillista koulutusta parametrien asettamisen ja virheiden arviointikyvyn parantamiseksi.

Päivittäiseen huoltoon kuuluu laitteen pinnan, linssien ja valonlähteiden puhdistaminen, jotta pöly ei vaikuta kuvanlaatuun. Tarkista säännöllisesti laitteen mekaanisten komponenttien (kuten ohjainkiskot ja johdinruuvit) toimintatila, voitele ja kiristä ne. Tarkista sähköliitännät. Suorita laitteelle säännöllisesti toiminnallisia testejä ja kalibrointeja vakaan tunnistustoiminnan varmistamiseksi.

Etuja ovat nopea havaitsemisnopeus, jota voidaan käyttää reaaliaikaiseen online-havainnointiin; suhteellisen alhaiset kustannukset; ja kyky havaita komponenttien ulkonäkö ja pintavirheet visuaalisesti. Haittoja ovat, että se ei pysty havaitsemaan piilossa olevien juotosliitosten (kuten BGA:n ja CSP:n sisäisten juotosliitosten) virheitä, ja sen havaitsemiskyky pienille virheille (kuten alle 50 μm:n kokoisille tyhjille kohdille) on rajallinen. Röntgentarkastus voi havaita sisäisiä vikoja, mutta se on hidasta ja kallista.

AOI-ohjelmiston päätoimintoihin kuuluvat kuvanotto ja -käsittely, tarkastusohjelman ohjelmointi (tarkastusalueen määrittäminen, tarkastusparametrien asettaminen, tarkastusalgoritmien valinta), vikojen tunnistus ja luokittelu, tarkastustulosten näyttö ja tallennus, data-analyysi ja tilastot (tuottoraporttien, vikajakaumakaavioiden jne. luominen) sekä datan vuorovaikutus muiden tuotantolinjan laitteiden (kuten poiminta- ja sijoituskoneiden ja uudelleentyöstöasemien) kanssa.

Syitä ovat kohtuuttomat tunnistusparametrien asetukset (kuten liian korkeat tai liian matalat kynnysarvot), komponenttien pinnan heijastuksesta tai värieroista johtuva virheellinen kuvan tunnistus, piirilevyn pinnalla olevien tahrojen tai vieraiden esineiden aiheuttamat häiriöt, AOI-laitteen linssin tai valonlähteen likaantuminen sekä poikkeamat komponenttikirjaston vakiokuvien ja todellisten komponenttien välillä.

Säädä tunnistusparametreja uudelleen ja optimoi kynnysarvo ja herkkyys koeilmaisun avulla. Puhdista piirilevyn pinta tahrojen ja vieraiden esineiden poistamiseksi. Puhdista tai vaihda likaantuneet linssit ja valonlähteet. Päivitä komponenttikirjaston vakiokuvat varmistaaksesi yhdenmukaisuuden todellisten komponenttien kanssa. Käytä useita tunnistusalgoritmeja täydentämään toisiaan ja vähentämään yhden algoritmin rajoituksia.

Nykyaikaisilla AOI-laitteilla on yleensä hyvä skaalautuvuus. Tarkastusaluetta ja -parametreja voidaan säätää ohjelmistoasetuksilla erikokoisten piirilevyjen mukaan. Erilaisille piirilevyille (kuten jäykille piirilevyille, taipuisille piirilevyille, jäykille ja taipuisille piirilevyille) tehokas tunnistus voidaan saavuttaa säätämällä vastaavia tunnistusprosesseja ja -parametreja, kunhan ne ovat laitteen tunnistusominaisuuksien rajoissa.

AOI asennetaan yleensä poiminta-asennuskoneen jälkeen ja ennen reflow-juotosta, jotta komponenttien sijoitteluvirheet havaitaan ajoissa ja estetään viallisten tuotteiden pääsy reflow-juotosprosessiin, mikä vähentää uudelleentyöstökustannuksia. Se voidaan asentaa myös reflow-juottamisen jälkeen juotoslaadun havaitsemiseksi, mutta jos ongelmia havaitaan tässä vaiheessa, uudelleentyöstön vaikeusaste ja kustannukset kasvavat.

Analysoimalla AOI-havaitsemisdataa voidaan laskea erilaisten vikojen esiintymistiheydet ja jakauma, jotta voidaan tunnistaa tuotantoprosessin heikot lenkit. Esimerkiksi jos tietyn tyyppisen komponentin siirtymävirhe esiintyy usein, poiminta- ja sijoituskoneen sijoitteluparametreja voidaan säätää. Jos siltausvirheitä on paljon, juotospastan tulostusprosessia tai reflow-juotoslämpötilaprofiilia voidaan optimoida.

Röntgentarkastuksessa käytetään röntgensäteitä piirilevyn ja komponenttien läpäisemiseen. Eri materiaalien röntgensäteiden absorptioasteiden erojen perusteella muodostetaan erilaisia ​​harmaasävykuvia, jotka havaitsevat piirilevyn sijoittelun sisäisiä vikoja, kuten tyhjiä kohtia, kylmäjuotoksia ja juotosliitosten kostumattomuuden pakatuissa komponenteissa, kuten BGA:ssa ja CSP:ssä, sekä komponenttien epänormaaleja sisäisiä rakenteita ja vieraita esineitä, varmistaen tuotteen laadun ja luotettavuuden.

Röntgensäteillä on läpäisevyys. Kun röntgensäteet osuvat piirilevyyn, piirilevyllä olevien eri aineiden (kuten kuparin, juotteen, muovipakkausten jne.) erilaisten absorptiokapasiteettien vuoksi röntgensäteiden intensiteetti piirilevyn läpi kulkiessaan vaihtelee. Ilmaisin vastaanottaa nämä eri intensiteetin röntgensäteet ja muuntaa ne sähköisiksi signaaleiksi, jotka sitten käsitellään ja muunnetaan harmaasävykuviksi. Sisäinen rakenne ja vikatilat voidaan arvioida kuvien analysoinnin perusteella.

Huomioitavia tekijöitä ovat esimerkiksi tunnistustarkkuus (laitteen tulisi pystyä erottamaan pienetkin viat, kuten mikronitason juotosliitosten aukot), suurennus (erikokoisten komponenttien tunnistusvaatimusten täyttäminen), tunnistusnopeus (sovitettu tuotantolinjan sykliin), kuvan resoluutio (korkea resoluutio auttaa havaitsemaan yksityiskohdat selkeästi), laitteiden skaalautuvuus (erikokoisten piirilevyjen tunnistuksen tukeminen ja yhteensopivuus eri tunnistustilojen kanssa) ja ohjelmistotoiminnot (toiminnoilla, kuten kuva-analyysi, viantunnistus ja datatilastot).

Yleisiä tyyppejä ovat 2D-röntgentarkastuslaitteet ja 3D-röntgentarkastuslaitteet (kuten TT-tarkastuslaitteet). 2D-laitteilla on suhteellisen yksinkertainen rakenne ja alhaisemmat kustannukset, ja ne voivat havaita piirilevyjen pinta- ja joitakin sisäisiä vikoja. 3D-laitteet voivat saada monikerroksisia kuvia ja saavuttaa 3D-kuvantamisen, mikä voi havaita tarkemmin monimutkaisten rakenteiden omaavien komponenttien sisäiset viat, mutta laitteiden hinta on korkea ja havaitsemisnopeus on suhteellisen hidas.

Yleensä erityistä esikäsittelyä ei tarvita, mutta on varmistettava, että piirilevyn pinta on puhdas ilman näkyviä tahroja tai vieraita esineitä; poista piirilevyltä metalliset suojakalvot ja muut tarkastukseen mahdollisesti vaikuttavat osat; monikerroksisten piirilevyjen osalta, jos tiedetään, että tiettyjä kerroksia ei tarvita tarkastuksessa, ne voidaan asettaa tarkastusohjelmistossa tarkastuksen tehokkuuden parantamiseksi.

Havaitsemisparametreihin kuuluvat röntgensäteiden putkijännite ja putkivirta (jotka vaikuttavat röntgensäteiden voimakkuuteen ja läpäisevyyteen), valotusaika (jotka vaikuttavat kuvan kirkkauteen ja selkeyteen), suurennus (säädetään komponentin koon ja havaitsemisvaatimusten mukaan), havaitsemiskulma (3D-tarkastuslaitteissa on asetettava eri kulmia skannausta varten) jne. Yleensä parametrit on optimoitava virheenkorjauksen ja koeilmaisun avulla parhaiden tarkastuskuvien saamiseksi.

Röntgen pystyy havaitsemaan BGA-, CSP- ja QFN-tyyppisten pakattujen komponenttien juotosliitosten sisäisiä vikoja, kuten tyhjiä kohtia, kylmäjuotoksia, kastumattomia kohtia, puuttuvia juotospalloja ja juotospallojen siirtymää. Se voi myös havaita komponenttien sisällä halkeamia ja vieraita esineitä sekä ongelmia, kuten kerrosten välisiä oikosulkuja ja avoimia piirejä piirilevyn sisällä.

Kun röntgen havaitsee vikoja, luodaan yksityiskohtainen tarkastusraportti, johon merkitään vian sijainti, tyyppi ja vakavuus. Käyttäjän on eristettävä viallinen piirilevy raportin mukaisesti. Korjattavissa olevat viat (kuten juotosliitosongelmat) voidaan korjata uudelleentyöstölaitteilla. Vakavasti viallisista piirilevyistä romutetaan, ja vikojen syyt analysoidaan tuotantoprosessin optimoimiseksi.

Kalibroi röntgenlaitteet säännöllisesti röntgenlähteen ja -ilmaisimen vakaan suorituskyvyn varmistamiseksi; optimoi havaitsemisparametrit ja säädä parametreja erityyppisille piirilevyille ja komponenteille; ota käyttöön edistyneitä kuvankäsittelyalgoritmeja viantunnistuksen tarkkuuden parantamiseksi; tarjoa ammattikoulutusta käyttäjille heidän kuvankäsittely- ja vianmäärityskykyjensä parantamiseksi; laadi vakiotarkastusprosesseja ja -spesifikaatioita inhimillisten virheiden vähentämiseksi.

Päivittäiseen huoltoon kuuluu laitteen pinnan puhdistaminen pölyn kertymisen estämiseksi, jotta se ei vaikuta lämmönpoistoon; röntgenputken toimintatilan säännöllinen tarkistaminen ja parametrien, kuten putkijännitteen ja -virran, seuranta; ilmaisimen herkkyyden ja vakauden tarkistaminen; laitteen mekaanisten voimansiirtokomponenttien voitelu ja kiinnitys; sekä laitteen säännöllisten suorituskykytestien ja kalibrointien suorittaminen tarkkojen ja luotettavien havaitsemistulosten varmistamiseksi.

Etuja ovat kyky havaita piirilevyjen ja komponenttien piileviä sisäisiä vikoja, ja sillä on ainutlaatuisia etuja koteloiden, kuten BGA:n ja CSP:n, juotosliitosten tarkastuksessa; se voi tarjota 3D-rakennetietoa (3D-röntgentarkastus). Haittoja ovat suhteellisen hidas havaitsemisnopeus ja korkeat kustannukset; kuva-analyysiin ja vikojen arviointiin tarvitaan ammattimaisia ​​käyttäjiä; röntgensäteet ovat jossain määrin radioaktiivisia ja suojatoimenpiteitä tarvitaan. AOI-tarkastus on nopea, edullinen ja sillä voidaan visuaalisesti havaita komponenttien ulkonäkö ja pintavirheet, mutta se ei voi havaita piileviä sisäisiä vikoja.

Röntgentarkastusohjelmistojen päätoimintoihin kuuluvat kuvan hankinta ja käsittely (kuvan kirkkauden, kontrastin, suodatuksen jne. säätö), vikojen tunnistus ja merkitseminen (vikojen automaattinen tai manuaalinen tunnistaminen ja niiden sijainnin ja tyypin merkitseminen), 3D-kuvan rekonstruointi (3D-röntgenlaitteille), tarkastustulosraporttien luominen (yksityiskohtaiset tiedot vikatiedoista, havaitsemisparametreista jne.), data-analyysi ja tilastot (vikojen esiintymistiheyksien laskeminen ja tuotantoprosessien ongelmien analysointi) sekä datan vuorovaikutus muiden tuotantolinjajärjestelmien kanssa.

Syitä ovat havaitsemisparametrien virheellinen asettaminen (kuten sopimaton putkijännite ja valotusaika, mikä johtaa heikkoon kuvanlaatuun), kuva-analyysialgoritmien rajoitukset (kyvyttömyys tunnistaa monimutkaisia ​​vikoja tarkasti), käyttäjän kokemuksen puute (kuvien virheellinen arviointi), piirilevyjen tai komponenttien erikoismateriaalit ja -rakenteet (mikä johtaa epänormaaliin kuvan harmaasävyyn) sekä itse laitteen tarkkuuteen ja vakauteen liittyvät ongelmat.

Säädä tunnistusparametreja uudelleen kuvanlaadun optimoimiseksi; päivitä tai paranna kuva-analyysialgoritmeja vikojen tunnistuskyvyn parantamiseksi; vahvista käyttäjien koulutusta heidän ammatillisen tasonsa parantamiseksi; perusta vikanäytekirjasto monimutkaisten kuvien vertailevaa analyysia varten; huolla ja kalibroi laitteita säännöllisesti laitteiden vakaan suorituskyvyn varmistamiseksi.

Nykyaikaisilla röntgenlaitteilla on yleensä tietty säädettävyys ja yhteensopivuus. Ohjelmistoasetusten ja laitteistoasetusten (kuten eri polttoväleillä varustettujen linssien vaihtamisen ja tarkastusalustan koon säätämisen) avulla ne voivat mukautua erikokoisten piirilevyjen tarkastukseen. Erilaisille piirilevyille (kuten jäykille levyille, taipuisille levyille, jäykille ja taipuisille levyille) ja komponenteille, kunhan ne ovat laitteen tunnistusominaisuuksien rajoissa, tehokas tunnistus voidaan saavuttaa säätämällä vastaavia tunnistusparametreja ja -tiloja. Erikoisrakenteisten piirilevyjen tai erittäin ohuiden ja paksujen piirilevyjen osalta saatetaan kuitenkin tarvita erityisesti konfiguroituja laitteita.

Se asennetaan yleensä reflow-juottamisen jälkeen piirilevyn tarkastamiseksi hitsauksen jälkeen ja sisäisten vikojen, kuten juotosliitosten, havaitsemiseksi ajoissa. Se voi myös perustaa erillisen röntgentarkastusaseman avainprosessien (kuten BGA-komponenttien sijoittelun) jälkeen suorittamaan erityisiä tarkastuksia avainkomponenteille tuotteen laadun varmistamiseksi, mutta tämä lisää tuotantolinjan monimutkaisuutta ja kustannuksia.

Analysoimalla röntgentarkastusdataa voidaan laskea erilaisten vikojen jakautuminen ja esiintymistiheydet tuotantoprosessin heikkojen lenkkien tunnistamiseksi. Jos esimerkiksi tietyn piirilevyerän BGA-juotosliitosten tyhjämäärän havaitaan olevan korkea, juotospastan tulostusmäärää, reflow-juotoslämpötilaprofiilia tai komponenttien sijoituspainetta voidaan säätää. Jos komponenttien sisällä esiintyy usein vieraita esineitä, sisään tulevien komponenttien laatua ja tuotantoympäristön puhtautta voidaan tarkistaa, ja prosessia voidaan parantaa ja valvontaa vahvistaa vastaavasti.

ICT-linja eli piirin sisäinen testauslinja on laite, joka suorittaa sähköisiä suorituskykytestejä piirilevyille, joihin on asennettu ja juotettu komponentteja. Se ottaa yhteyttä piirilevyn testipisteisiin antureiden avulla, havaitsee avoimet piirit, oikosulut ja sen, täyttävätkö komponenttien parametrit (kuten resistanssi, kapasitanssi ja induktanssi) suunnitteluvaatimukset, sekä komponenttien juotoslaadun. Se pystyy nopeasti paikantamaan vialliset komponentit ja vialliset juotosliitokset, mikä varmistaa piirilevytuotteiden laadun ja parantaa tuotannon tehokkuutta ja saantoa.

ICT-testauksen periaate perustuu piiriverkon analyysiin. Testauslaitteisto syöttää herätesignaaleja (kuten virtaa ja jännitettä) piirilevyn testipisteisiin antureiden avulla ja mittaa sitten piirin vastesignaaleja. Ennalta asetetun testiohjelman ja standardiparametrien mukaisesti todellisia mitattuja arvoja verrataan teoreettisiin arvoihin sen määrittämiseksi, onko piirissä ongelmia, kuten avoimia piirejä, oikosulkuja ja komponenttiparametrien poikkeamia. Esimerkiksi resistiiviselle komponentille syötetään tunnettu jännite, virtaava virta mitataan ja resistanssin arvo lasketaan ja verrataan nimellisarvoon.

Valinnassa on otettava huomioon sellaisia ​​tekijöitä kuin testaustarkkuus (kyky mitata komponenttien parametreja tarkasti, kuten resistanssimittauksen tarkkuus ±1 %), testausnopeus (täyttää tuotantolinjan syklin vaatimukset), testattavien pisteiden määrä (sopiva piirilevyn testipisteiden määrän mukaan), ohjelmistotoiminnot (graafinen ohjelmointirajapinta, automaattinen vianmääritystoiminto, datan tilastollinen analyysikyky), laitteiden yhteensopivuus (tukee erityyppisten piirilevyjen ja komponenttipakettien testausta), anturin käyttöikä ja ylläpitokustannukset. Lisäksi on kiinnitettävä huomiota myös laitetoimittajan tekniseen tukeen ja jälkimarkkinointipalveluihin.

Yleisiä ICT-laitteita ovat naulasänky-ICT ja lentävä koetin-ICT. Naulasänky-ICT koskettaa piirilevyn testipisteitä kiinteän naulasänkyn kautta ja voi testata useita pisteitä samanaikaisesti nopealla testausnopeudella, mikä sopii massatuotantoon. Naulasänkyjen valmistuskustannukset ovat kuitenkin korkeat, ja naulasänky on vaihdettava eri piirilevyjä varten. Lentävä koetin-ICT käyttää liikkuvia antureita pisteiden testaamiseen yksi kerrallaan ilman, että naulasänkyä tarvitsee tehdä erikseen. Se on erittäin joustava ja sopii pientuotantoon ja usean eri lajikkeen tuotantoon, mutta testausnopeus on suhteellisen hidas.

On välttämätöntä varmistaa, että piirilevyn pinta on puhdas ja ettei siinä ole epäpuhtauksia, kuten juotoskuonaa, tinahelmiä ja öljytahroja, jotta anturien ja mittauspisteiden välinen hyvä kosketus ei häiriinny. Tarkista, että piirilevyn mittauspisteet ovat ehjät ja hapettumattomat. Puhdista tai tinaa mittauspisteet tarvittaessa. Poista piirilevyltä metalliset suojakannet ja muut lisävarusteet, jotka voivat häiritä mittausta. Kaksipuolisesti asennettujen piirilevyjen osalta erota mittauspinta selvästi.

Testiparametreihin kuuluvat herätesignaalin tyyppi (jännite, virta), suuruus ja taajuus; mittausalue (kuten resistanssin mittausalue 0,1 Ω - 10 MΩ); testiaika (kunkin testipisteen testin kesto); kynnysarvo (kuten resistanssin arvon sallittu poikkeama-alue ±5 %) jne. Piirilevyn piirisuunnittelun, komponenttien spesifikaatioiden ja testivaatimusten mukaisesti parametrit on asetettava kohtuullisesti virheenkorjauksen ja koetestauksen avulla testin tarkkuuden ja luotettavuuden varmistamiseksi.

Tieto- ja viestintätekniikka pystyy havaitsemaan avoimet piirit (piiri ei ole kytketty), oikosulut (odottamatonta johtavuutta eri linjojen välillä), komponenttien väärän asennuksen (kuten vastuksen asentaminen kondensaattoriksi), virheelliset komponenttiparametrit (vastusten, kondensaattoreiden ja induktorien arvot eivät vastaa nimellisarvoja), komponenttien käänteisen napaisuuden (napaiset komponentit, kuten diodit ja elektrolyyttikondensaattorit, on asennettu väärin päin), kylmäjuottamisen (juotosliitokset näyttävät olevan kytkettyjä, mutta niiden sähköinen suorituskyky on heikko) jne.

Kun ICT havaitsee vikoja, se näyttää vian sijainnin, tyypin ja yksityiskohtaiset tiedot testiohjelmiston käyttöliittymässä. Käyttäjän on poistettava viallinen piirilevy tuotantolinjalta annettujen ohjeiden mukaisesti ja käytettävä työkaluja, kuten yleismittareita ja oskilloskooppeja, ongelmien varmistamiseksi. Korjattavat viat (kuten kylmäjuotos ja väärä komponenttien asennus) korjataan uudelleentyöstötyökaluilla. Vakavat, korjaamattomat piirilevyt romutetaan, vikatiedot kirjataan ja syyt analysoidaan tuotantoprosessin parantamiseksi.

Kalibroi ICT-laitteet säännöllisesti varmistaaksesi herätesignaalin ja mittausjärjestelmän tarkkuuden. Pidä anturit puhtaina ja hyvässä kunnossa ja vaihda kuluneet tai vaurioituneet anturit ajoissa. Optimoi testiohjelma ja aseta testiparametrit tarkasti. Tarjoa käyttäjille ammattimaista koulutusta heidän virheiden arviointi- ja käsittelykykynsä parantamiseksi. Laadi standardoidut testausprosessit ja -spesifikaatiot inhimin toimintavirheiden vähentämiseksi.

Päivittäiseen huoltoon kuuluu laitteen pinnan ja antureiden puhdistaminen, jotta pöly ja juotosjäämät eivät vaikuttaisi testiin. Tarkista säännöllisesti antureiden paine varmistaaksesi hyvän kosketuksen testipisteisiin. Seuraa laitteen sähköistä suorituskykyä, kuten herätesignaalin vakautta. Naulapohjaisten ICT-laitteiden osalta tarkista naulapohjan kiinnitystila ja nastojen johtavuus. Varmuuskopioi testiohjelmat ja tiedot säännöllisesti tietojen menetyksen estämiseksi. Suorita säännölliset kalibroinnit ja ammattimainen huolto laitevalmistajan vaatimusten mukaisesti.

Etuja ovat kyky havaita suoraan piirin sähköinen suorituskyky, arvioida tarkasti komponenttien parametrit ja juotoksen laatu sekä paikantaa vikakohdat tarkasti; sillä on hyvä havaitsemisvaikutus ongelmiin, kuten avoimiin piireihin ja oikosulkuihin. Haittoja ovat tarve asettaa testipisteitä piirilevylle, mikä lisää piirilevyn suunnittelu- ja valmistuskustannuksia; se voi havaita vain testipisteiden saavutettavissa olevat alueet, ja havaitsemisessa on sokeita pisteitä; testiohjelman kehittäminen on monimutkaista ja uudelleenohjelmointia tarvitaan eri piirilevyille. AOI havaitsee pääasiassa komponenttien ulkonäön ja pintavirheet, ja se on nopeaa ja edullista. Röntgentarkastus voi havaita piirilevyjen ja komponenttien piileviä sisäisiä vikoja, mutta sillä on hidas havaitsemisnopeus ja korkeat kustannukset.

ICT-testausohjelmistojen päätoimintoihin kuuluvat testiohjelman ohjelmointi (testipisteiden määrittäminen, testiparametrien asettaminen, testilogiikan kirjoittaminen), testien suoritus ja ohjaus (testin aloittaminen, keskeyttäminen, pysäyttäminen), vikojen tunnistus ja hälytykset (testitulosten automaattinen arviointi, vikojen merkitseminen ja hälytysten antaminen), testitulosten näyttö ja tallennus (testidatan esittäminen kaavioiden ja raporttien muodossa), data-analyysi ja tilastot (vikatyyppien ja esiintymistiheyksien laskeminen, tuotantoprosessien ongelmien analysointi) sekä datan vuorovaikutus muiden tuotantolinjajärjestelmien (kuten MES-järjestelmän) kanssa.

Syitä ovat mm. testipisteiden kohtuuton suunnittelu (kuten liian pieni etäisyys testipisteiden välillä ja väärä sijainti), mikä johtaa huonoon anturikontaktiin tai keskinäiseen häiriöön; testiparametrien epätarkka asetus (kuten liian kapea tai liian laaja kynnysarvoalue); anturin kuluminen, hapettuminen tai likaantuminen, jotka vaikuttavat testisignaalien siirtoon; epätasainen piirilevyn pinta, joka aiheuttaa epätasaisen anturipaineen; loogiset virheet testiohjelmassa, jotka johtavat normaalien piirien virheelliseen arviointiin; itse laitteen epävakaa sähköinen suorituskyky jne.

Optimoi testipisteiden suunnittelu varmistaaksesi kohtuullisen asettelun, sopivan etäisyyden toisistaan ​​ja hyvän pinnanlaadun. Kalibroi ja säädä testiparametrit uudelleen ja määritä sopiva kynnysarvoalue useiden koekokeiden avulla. Puhdista, huolla ja vaihda anturit säännöllisesti. Esikäsittele epätasaiset piirilevyt tai käytä adaptiivisia anturit. Tarkista ja korjaa huolellisesti testiohjelman loogiset virheet. Huolla ja kalibroi laitteita säännöllisesti varmistaaksesi laitteen vakaan suorituskyvyn.

Naulapohjaiset ICT-laitteet joutuvat yleensä räätälöimään naulapohjan erikokoisille ja -tyyppisille piirilevyille, mikä ei ole kovin joustavaa, mutta ne ovat erittäin tehokkaita saman tyyppisten piirilevyjen massatuotannossa. Lentävät koettimet -ICT-laitteet ohjaavat koettimien liikettä ohjelmiston avulla ilman laitteiston vaihtamista, ja ne voivat sopeutua erikokoisten ja -tyyppisten piirilevyjen testaukseen. Vain testiohjelmaa ja parametreja tarvitsee säätää. Erittäin suurikokoisten piirilevyjen tai erittäin suuren määrän testipisteitä sisältävien piirilevyjen testaustehokkuus voi kuitenkin olla rajallinen.

ICT-testaus asennetaan yleensä reflow-juotosprosessin jälkeen ja ennen toiminnallista testausta, jotta juotos- ja komponenttien sijoitusprosessien aikana syntyvät sähköiset suorituskykyongelmat voidaan havaita ajoissa, estää viallisten tuotteiden pääsy seuraaviin prosesseihin ja vähentää uudelleenkäsittelykustannuksia. Se voi myös tuotantoprosessin vaatimusten mukaisesti perustaa erillisen ICT-testausaseman keskeisten komponenttien sijoittelun jälkeen suorittamaan ennakkotarkastuksia keskeisille piirin osille.

Analysoimalla ICT-testausdataa voidaan laskea erilaisten vikojen jakautuminen ja esiintymistiheydet tuotantoprosessin heikkojen lenkkien tunnistamiseksi. Esimerkiksi jos tietyn tyyppisten komponenttiparametrien vikaantumisaste on korkea, voidaan tarkistaa tulevien komponenttien laatu, sijoittelun tarkkuus tai juotosprosessi. Jos avoimen piirin tai oikosulun ongelmia esiintyy usein, piirilevyn suunnittelua voidaan optimoida (kuten johdotuksen säätäminen ja testipisteiden lisääminen), juotosparametreja voidaan parantaa tai tuotantoprosessin antistaattisia toimenpiteitä voidaan vahvistaa.

FCT-linjaa eli toiminnallisen piirin testauslinjaa käytetään piirilevyjen tai koottujen tuotteiden toiminnan tarkistamiseen komponenttien asennuksen ja juottamisen jälkeen. Se simuloi tuotteen todellista työympäristöä, syöttää herätesignaaleja ja havaitsee, täyttävätkö lähtösignaalit ja tuotteen eri toiminnot suunnitteluvaatimukset. Se pystyy tunnistamaan mahdolliset loogiset virheet ja suorituskykyongelmat varmistaen, että tuotetta voidaan käyttää normaalisti. Se on ratkaiseva askel tuotteen toiminnallisen eheyden ja luotettavuuden takaamisessa.

FCT-testauksen periaate perustuu tuotteen toiminnallisiin ominaisuuksiin ja suunnitteluerittelyihin. Testauslaitteisto kohdistaa testattavaan piirilevyyn tai tuotteeseen tiettyjä viritysolosuhteita, kuten virtalähteen ja signaalitulon, ja samanaikaisesti kerää tuotteen lähtösignaaleja. Näitä lähtösignaaleja verrataan ja analysoidaan ennalta asetettuihin oikeisiin lähtötietoihin, aaltomuotoihin, loogisiin tiloihin jne. Jos lähtötulokset eivät vastaa standardeja, havaitaan toiminnallisia vikoja, jolloin paikannetaan tuotteen toiminnalliset vikakohdat.

Valinnassa on otettava huomioon sellaisia ​​tekijöitä kuin testaustoimintojen kattavuus (täyttääkö se kaikki tuotteen toiminnalliset testausvaatimukset), testaustarkkuus (analogisten ja digitaalisten signaalien mittaamisen tarkkuus), testausnopeus (sopivuus tuotantolinjan sykliin), yhteensopivuus (eri mallien ja spesifikaatioiden tuotteiden testauksen tukeminen), ohjelmistotoiminnot (toiminnoilla, kuten testiohjelman muokkaus, tiedon tallennus ja analysointi sekä vikasietoisuuskehotteet), laitteiden laajennettavuus (kyky lisätä testimoduuleja tuotepäivitysten mukaan) sekä laitteiden kustannukset ja jälkimarkkinointipalvelut.

Yleisiä FCT-laitteita ovat kiinnitysjärjestelmiin perustuvat erilliset FCT-laitteet ja instrumentteihin perustuvat yleiskäyttöiset FCT-laitteet. Erikoisvalmisteiset FCT-laitteet on suunniteltu tietyille tuotteille, ja niillä on vahva testauskokemus ja korkea hyötysuhde, mutta heikko joustavuus. Kiinnitysjärjestelmät on suunniteltava uudelleen tuotteen päivityksen yhteydessä. Yleiskäyttöisissä FCT-laitteissa käytetään uudelleenkäytettäviä testilaitteita (kuten yleismittareita, signaaligeneraattoreita, oskilloskooppeja jne.) ja eri tuotteiden testaus onnistuu ohjelmiston avulla. Niillä on suuri joustavuus ja laaja sovellusalue, mutta testiohjelmien kehittäminen on monimutkaista ja alkuperäiset laitekustannukset ovat suhteellisen korkeat.

On välttämätöntä varmistaa, että piirilevyssä ei ole ulkoisia vaurioita, että juotoslaatu on hyvä eikä siinä ole ilmeisiä vikoja, kuten kylmäjuotoksia tai oikosulkuja. Suorita tarvittava piirilevyn puhdistus jäännösjuosteen, pölyn ja muiden epäpuhtauksien poistamiseksi pinnalta. Tarkista, että piirilevyn liittimet, liitännät jne. on asennettu oikein ja vahingoittumattomina. Suorita testivaatimusten mukaisesti tarvittavat piirilevyn asetukset (kuten ohjelmien poltto, jumpperien asetukset jne.).

Testiparametreihin kuuluvat tulosignaalin tyyppi (analoginen signaali, digitaalinen signaali), amplitudi, taajuus ja käyttösuhde; testiaika; lähtösignaalien arviointikriteerit (kuten jännitealue, logiikkataso, aaltomuodon ominaisuudet); testiprosessien vaiheiden järjestys ja ehdot jne. Tuotteen toiminnallisen erittelyn ja todellisten käyttövaatimusten sekä testauslaitteiston suorituskyvyn mukaan parametrit on asetettava kohtuullisesti virheenkorjauksen ja varmennuksen avulla testin tehokkuuden ja tarkkuuden varmistamiseksi.

FCT pystyy havaitsemaan loogiset toimintovirheet (kuten sirujen epänormaalin logiikan ohjauksen), epänormaalin signaalinsiirron (signaalin vaimeneminen, vääristymä, häiriöt), liitäntätoimintojen viat (USB, verkkoliitäntä jne. eivät pysty kommunikoimaan normaalisti), virranhallintaongelmat (epävakaa jännitelähtö, epänormaali ylivirtasuojaus), ohjelmistotoimintojen viat (ohjelman toimintavirheet, vasteen aikakatkaisu) jne. Nämä viat voivat johtua komponenttien virheellisestä sijoittelusta, huonosta juotoksesta, komponenttien vaurioista tai suunnitteluongelmista.

Kun FCT havaitsee vikoja, testauslaitteet tallentavat vikatiedot ja antavat hälytyksen. Käyttäjät merkitään vialliset tuotteet kehotteiden mukaisesti ja analysoidaan vikojen syitä ammattimaisilla instrumenteilla (kuten oskilloskoopeilla ja logiikka-analysaattoreilla). Korjattavat ongelmat (kuten ohjelmavirheet ja komponenttien kylmäjuottaminen) korjataan ja testataan uudelleen. Korjaamattomat tuotteet käsitellään romutusprosessin mukaisesti ja palautetaan vikatiedot tuotanto- ja tuotekehitysosastoille prosessin parantamiseksi ja suunnittelun optimoimiseksi.

Kalibroi testauslaitteet säännöllisesti tulo- ja lähtösignaalien tarkkuuden varmistamiseksi. Optimoi testiohjelma ja aseta testiparametrit ja arviointikriteerit tarkasti. Käytä useita testausmenetelmiä ja -keinoja (kuten reunaehtotestaus ja raja-arvotestaus) tuotetoimintojen kattavaksi havaitsemiseksi. Tarjoa käyttäjille ammatillista koulutusta heidän vika-analyysi- ja arviointikykynsä parantamiseksi. Luo täydellinen testidatan tallennus- ja analysointimekanismi ja löydä mahdolliset ongelmat vertaamalla historiallista dataa.

Päivittäiseen huoltoon kuuluu laitteiden ja testauslaitteiden pinnan puhdistaminen pölyn ja epäpuhtauksien estämiseksi vaikuttamasta testiin. Tarkista säännöllisesti laitteen jokaisen moduulin (kuten tehomoduulin ja signaalinmuodostusmoduulin) toimintatila ja seuraa keskeisiä suorituskykyindikaattoreita. Tarkista ja kalibroi testauslaitteet hyvän kontaktin varmistamiseksi. Päivitä testiohjelmisto ajoissa virheiden korjaamiseksi ja uusien toimintojen lisäämiseksi. Suorita säännöllisiä kattavia kalibrointeja ja perusteellista huoltoa laitevalmistajan vaatimusten mukaisesti.

Etuna on, että se pystyy havaitsemaan ongelmia tuotteen todellisen toiminnallisen tason perusteella, joka on lähempänä käyttäjän käyttöskenaariota, ja pystyy tunnistamaan loogisia ja suorituskykyyn liittyviä vikoja, joita muut testit eivät pysty havaitsemaan. Haittoja ovat korkeammat testauskustannukset (laite- ja kiinnityskustannukset), monimutkaisen testiohjelman kehittäminen ja suhteellisen hidas testausnopeus. AOI havaitsee pääasiassa ulkonäkö- ja pintavirheitä, ja se on nopeaa ja edullista. Röntgentarkastus voi havaita piileviä sisäisiä vikoja. Tieto- ja viestintätekniikka keskittyy piirien sähköisten parametrien havaitsemiseen ja voi paikantaa vialliset komponentit tarkasti, mutta mikään kolmesta ei pysty suoraan varmistamaan tuotteen toimintoja.

FCT-testausohjelmiston päätoimintoihin kuuluvat testiohjelman kirjoittaminen ja muokkaaminen (testausprosessin määrittely, parametrien asettaminen, loogisten arviointilausekkeiden kirjoittaminen), testin suorituksen ohjaus (testin käynnistäminen, keskeyttäminen, pysäyttäminen), reaaliaikainen tiedonkeruu ja näyttö (tulo- ja lähtösignaalien aaltomuotojen ja arvojen näyttäminen), automaattinen viantunnistus ja hälytys (virheiden merkitseminen ja kehottaminen arviointikriteerien mukaisesti), testitulosten tallennus ja raporttien luominen (läpäisyprosentin laskeminen, vikatietojen tallentaminen), data-analyysi ja jäljitettävyys (testitietojen trendin analysointi, tuotteen testaushistorian jäljitys).

Syitä ovat kohtuuttomat testiparametrien asetukset (liian laaja tai liian kapea kynnysarvoalue), loogiset virheet testiohjelmassa (epätarkat arviointiolosuhteet), itse testauslaitteiston suorituskyvyn vaihtelut (epävakaa signaalin lähtö), testilaitteen huono kosketus (mikä johtaa epänormaaliin signaalin siirtoon), ympäristön häiriöt (sähkömagneettiset häiriöt, jotka vaikuttavat signaalin keräämiseen) ja yhteensopivuusongelmat tuotesuunnittelussa (epänormaali suorituskyky testiympäristössä).

Tarkista ja säädä testiparametreja uudelleen ja optimoi kynnysarvo useiden testien avulla. Tarkista ja korjaa huolellisesti testiohjelman logiikka ja suorita riittävät testien varmennukset. Huolla ja kalibroi testauslaitteet säännöllisesti vakaan suorituskyvyn varmistamiseksi. Tarkista ja paranna testilaitteen kosketusolosuhteita ja vaihda laite tarvittaessa. Suojaa tai optimoi testiympäristö häiriöiden vähentämiseksi. Kommunikoi tuotekehitysosaston kanssa varmistaaksesi tuotesuunnittelun yhteensopivuuden testiympäristössä ja ratkaistaksesi mahdolliset ongelmat.

Kiinnityslaitteisiin perustuvat FCT-laitteet on yleensä suunniteltu tietyille tuotteille, ja niiden sopeutumiskyky erikokoisiin ja -tyyppisiin piirilevyihin on heikko. Kiinnityslaitteet on suunniteltava uudelleen. Yleiskäyttöiset instrumentteihin perustuvat FCT-laitteet voivat jossain määrin sopeutua erikokoisten ja -tyyppisten piirilevyjen testaukseen ohjelmisto-ohjelmoinnin ja asianmukaisten testiliitäntöjen korvaamisen avulla, mutta erikoistoimintoja tai -rakenteita omaavien tuotteiden osalta jotkin testimoduulit saattavat silti vaatia räätälöintiä.

FCT-testaus asetetaan yleensä tuotantolinjan lopussa eli sen jälkeen, kun prosessit, kuten ICT-testaus ja ulkonäkötarkastus, on suoritettu loppuun. Näin varmistetaan, että edellisissä prosesseissa seulotut tuotteet todennetaan toimintojen osalta lähes todellisen käytön mukaisessa tilassa, ja estetään epäpätevien tuotteiden virtaus asiakkaalle. Tuoteominaisuuksista riippuen vaiheittainen FCT-testaus voidaan asettaa myös keskeisten toiminnallisten moduulien kokoamisen jälkeen, jotta ongelmat havaitaan ajoissa ja seuraavien prosessien hukkaa voidaan vähentää.

FCT-testausdatan tilastollisen analyysin avulla voidaan löytää tuotteiden toiminnallisten vikojen jakautumismallit ja yleisimmät ongelmakohdat. Esimerkiksi jos tietyn tyyppistä toiminnallista vikaa esiintyy usein, vastaavia tuotantoprosesseja (kuten komponenttien sijoittelu, juottaminen, ohjelmistojen polttaminen) voidaan tutkia perusteellisesti. Analysoidaan vikojen ja tekijöiden, kuten raaka-aine-erien, tuotantolaitteiden ja käyttäjien, välistä korrelaatiota ja parannetaan prosessiparametreja, vahvistetaan laadunvalvontaa ja optimoida tuotesuunnittelua vastaavasti, mikä parantaa tuotteen yleistä laatua ja tuotannon tehokkuutta.