AOI, rendgen, ICT, FCT

AOI je kratica za Automated Optical Inspection (Automatizirana optička inspekcija). Koristi optičke kamere za snimanje slika PCB-a, uspoređuje ih sa standardnim slikama i automatski otkriva nedostatke poput nedostajućih komponenti, pogrešnih komponenti, obrnutog polariteta, pomaka, premošćivanja itd. tijekom procesa postavljanja komponenti, osiguravajući kvalitetu proizvoda i poboljšavajući prinos proizvodnje.

AOI koristi princip optičkog snimanja. Osvjetljava PCB izvorom svjetlosti, kamera snima sliku, a zatim algoritam za obradu slike izdvaja značajke komponenti. Te se značajke uspoređuju s unaprijed postavljenim kvalificiranim standardnim podacima slike kako bi se utvrdilo postoje li nedostaci u postavljanju komponenti.

Potrebno je uzeti u obzir čimbenike poput točnosti detekcije (treba zadovoljiti zahtjeve točnosti postavljanja komponenti, na primjer, točnost bi trebala doseći ±0,02 mm pri detekciji komponenti 0201), brzine detekcije (usklađene s ciklusom proizvodne linije), softverskih funkcija (s bogatim algoritmima detekcije, jednostavnim programiranjem i analizom podataka) i skalabilnosti (podržava detekciju PCB-a različitih veličina i kompatibilnost s različitim vrstama komponenti).

Uobičajene vrste izvora svjetlosti uključuju bijele izvore svjetlosti, crvene izvore svjetlosti, plave izvore svjetlosti i prstenaste izvore svjetlosti. Bijeli izvori svjetlosti pružaju puni spektar i prikladni su za opću detekciju. Crveni izvori svjetlosti imaju dobre učinke detekcije na bakrenim folijama i lemnim spojevima. Plavi izvori svjetlosti imaju visok kontrast sa zelenim maskama za lemljenje. Prstenasti izvori svjetlosti mogu smanjiti sjene i prikladni su za detekciju složenih komponenti i PCB-a s razlikama u visini.

Potrebno je osigurati da je površina PCB-a čista bez onečišćenja poput prašine i mrlja od ulja. Provjerite jesu li oznake za pozicioniranje PCB-a jasne i potpune kako bi ih AOI uređaj točno identificirao i pozicionirao. Za dvostrano montirane PCB-ove, jasno označite površinu za detekciju kako biste izbjegli pogrešno detektiranje.

Parametri detekcije uključuju parametre akvizicije slike (kao što su vrijeme ekspozicije, pojačanje, kontrast), parametre algoritma detekcije (kao što su prag, osjetljivost detekcije rubova) i parametre područja detekcije (koji definiraju područja komponenti koja će se detektirati i ignorirana područja). Obično, prema dizajnu PCB-a, vrstama komponenti i proizvodnim procesima, parametre je potrebno optimizirati putem otklanjanja pogrešaka i probne detekcije kako bi se postigli najbolji rezultati detekcije.

AOI može otkriti nedostatke kao što su nedostajuće komponente (komponente koje nisu postavljene), pogrešne komponente (pogrešni modeli komponenti), obrnuti polaritet (komponente osjetljive na polaritet s obrnutim polaritetom), pomak komponente (položaj koji prelazi dopuštenu toleranciju), premošćivanje lemom (lem koji spaja susjedne kontaktne pločice), oštećenje komponente (oštećenje izgleda), zaglavljivanje komponente (jedan kraj komponente je deformiran) itd.

Kada AOI otkrije kvar, automatski će označiti mjesto i vrstu kvara te generirati alarmnu poruku. Operateri trebaju izolirati neispravnu PCB ploču prema alarmnoj poruci, a zatim je dodatno potvrditi ručnim vizualnim pregledom ili drugim metodama detekcije. Zatim, popraviti ili odbaciti PCB ploču ovisno o vrsti kvara.

Redovito kalibrirajte kamere i izvore svjetlosti AOI uređaja kako biste osigurali točno snimanje slike. Optimizirajte parametre detekcije i prilagodite algoritme za različite vrste komponenti i dizajna PCB-a. Pravovremeno ažurirajte biblioteku komponenti i standardne podatke o slikama kako biste se prilagodili novim proizvodima i procesima. Osigurajte stručnu obuku za operatere kako bi poboljšali svoje sposobnosti postavljanja parametara i procjene nedostataka.

Dnevno održavanje uključuje čišćenje površine uređaja, leća i izvora svjetlosti kako bi se spriječilo da prašina utječe na kvalitetu slike. Redovito provjeravajte radno stanje mehaničkih komponenti uređaja (kao što su vodilice i vijci za vođenje), podmažite ih i pričvrstite. Provjerite električne spojeve. Redovito provodite funkcionalna ispitivanja i kalibracije uređaja kako biste osigurali stabilne performanse detekcije.

Prednosti su velika brzina detekcije, koja se može koristiti za online detekciju u stvarnom vremenu; relativno niska cijena; i mogućnost vizualnog otkrivanja izgleda komponenti i površinskih nedostataka. Nedostaci su što ne može otkriti nedostatke skrivenih lemnih spojeva (kao što su unutarnji lemni spojevi BGA i CSP) i ima ograničenu sposobnost otkrivanja sitnih nedostataka (kao što su šupljine manje od 50 μm). Rendgenski pregled može otkriti unutarnje nedostatke, ali je spor i skup.

Glavne funkcije AOI softvera uključuju akviziciju i obradu slika, programiranje programa inspekcije (definiranje područja inspekcije, postavljanje parametara inspekcije, odabir algoritama inspekcije), prepoznavanje i klasifikaciju nedostataka, prikaz i snimanje rezultata inspekcije, analizu podataka i statistiku (generiranje izvješća o prinosu, grafikona raspodjele nedostataka itd.) te interakciju podataka s drugom opremom proizvodne linije (kao što su strojevi za preuzimanje i postavljanje i stanice za preradu).

Razlozi uključuju nerazumno postavljanje parametara detekcije (kao što su previsoki ili preniski pragovi), netočno prepoznavanje slike uzrokovano refleksijom površine komponente ili razlikama u boji, interferenciju od mrlja ili stranih predmeta na površini PCB-a, kontaminaciju leće AOI uređaja ili izvora svjetlosti te odstupanja između standardnih slika u biblioteci komponenti i stvarnih komponenti.

Ponovno prilagodite parametre detekcije i optimizirajte prag i osjetljivost probnom detekcijom. Očistite površinu PCB-a kako biste uklonili mrlje i strane predmete. Očistite ili zamijenite kontaminirane leće i izvore svjetlosti. Ažurirajte standardne slike u biblioteci komponenti kako biste osigurali dosljednost sa stvarnim komponentama. Koristite više algoritama detekcije kako biste se međusobno nadopunjavali i smanjili ograničenja jednog algoritma.

Moderni AOI uređaji obično imaju dobru skalabilnost. Područje inspekcije i parametri mogu se prilagoditi putem softverskih postavki kako bi se prilagodili PCB-ima različitih veličina. Za različite vrste PCB-a (kao što su krute ploče, fleksibilne ploče, kruto-fleksibilne ploče), sve dok su unutar mogućnosti detekcije uređaja, učinkovito otkrivanje može se postići podešavanjem odgovarajućih procesa i parametara detekcije.

AOI se obično instalira nakon stroja za montažu i lemljenje, a prije reflow lemljenja, kako bi se pravovremeno otkrili nedostaci u postavljanju komponenti i spriječilo da neispravni proizvodi uđu u proces reflow lemljenja, smanjujući troškove ponovne obrade. Također se može instalirati nakon reflow lemljenja kako bi se otkrila kvaliteta lemljenja, ali ako se problemi pronađu u tom trenutku, poteškoće i troškovi ponovne obrade će se povećati.

Analizom podataka o detekciji AOI-a, broje se stope pojave i distribucija različitih nedostataka kako bi se identificirale slabe karike u proizvodnom procesu. Na primjer, ako se često javlja pomaknuti defekt određene vrste komponente, parametri postavljanja stroja za odabir i postavljanje mogu se prilagoditi. Ako postoji mnogo premošćivajućih nedostataka, može se optimizirati proces ispisa paste za lemljenje ili profil temperature lemljenja reflowom.

Rendgenska inspekcija koristi rendgenske zrake za prodiranje u PCB i komponente. Na temelju različitih stupnjeva apsorpcije rendgenskih zraka različitih materijala, formiraju se različite slike u sivim tonovima, čime se otkrivaju unutarnji nedostaci u smještaju PCB-a, poput praznina, hladnog lemljenja i nekvašenja u lemnim spojevima pakiranih komponenti poput BGA i CSP, kao i abnormalne unutarnje strukture komponenti i stranih predmeta, osiguravajući kvalitetu i pouzdanost proizvoda.

X-zrake imaju prodornost. Kada X-zrake obasjavaju PCB, zbog različitih apsorpcijskih kapaciteta različitih tvari na PCB-u (kao što su bakar, lem, plastična ambalaža itd.) za X-zrake, intenzitet X-zraka nakon prolaska kroz PCB varira. Detektor prima te X-zrake različitih intenziteta i pretvara ih u električne signale, koji se zatim obrađuju i pretvaraju u slike u sivim tonovima. Unutarnja struktura i uvjeti defekata mogu se procijeniti analizom slika.

Potrebno je uzeti u obzir čimbenike poput točnosti detekcije (trebala bi moći razlikovati sitne nedostatke, poput šupljina na lemnim spojevima mikronske razine), uvećanja (ispunjavanja zahtjeva za detekciju komponenti različitih veličina), brzine detekcije (usklađene s ciklusom proizvodne linije), rezolucije slike (visoka rezolucija pomaže u jasnom uočavanju detalja), skalabilnosti opreme (podržava detekciju PCB-a različitih veličina i kompatibilnost s različitim načinima detekcije) i softverskih funkcija (s funkcijama kao što su analiza slike, prepoznavanje nedostataka i statistika podataka).

Uobičajene vrste uključuju 2D rendgenske uređaje za inspekciju i 3D rendgenske uređaje za inspekciju (kao što su CT uređaji za inspekciju). 2D uređaji imaju relativno jednostavnu strukturu i nižu cijenu te mogu otkriti površinske i neke unutarnje nedostatke PCB-a. 3D uređaji mogu dobiti višeslojne slike i postići 3D snimanje, što može preciznije otkriti unutarnje nedostatke komponenti sa složenim strukturama, ali cijena opreme je visoka, a brzina detekcije relativno spora.

Općenito, nije potrebna posebna predtretma, ali je potrebno osigurati da je površina PCB-a čista bez vidljivih mrlja i stranih predmeta; ukloniti metalne zaštitne poklopce i ostale dodatke na PCB-u koji mogu utjecati na inspekciju; za višeslojne PCB-e, ako se zna da određeni slojevi nisu potrebni za inspekciju, mogu se postaviti u softveru za inspekciju kako bi se poboljšala učinkovitost inspekcije.

Parametri detekcije uključuju napon cijevi i struju cijevi X-zraka (koji utječu na intenzitet i prodornost X-zraka), vrijeme ekspozicije (koje utječe na svjetlinu i jasnoću slike), povećanje (podešava se prema veličini komponente i zahtjevima detekcije), kut detekcije (za 3D uređaje za inspekciju potrebno je postaviti različite kutove za skeniranje) itd. Obično, prema materijalu, debljini PCB-a i vrstama komponenti, parametre je potrebno optimizirati putem otklanjanja pogrešaka i probne detekcije kako bi se dobile najbolje slike inspekcije.

Rendgenski snimak može otkriti unutarnje nedostatke lemnih spojeva pakiranih komponenti kao što su BGA, CSP i QFN, kao što su šupljine, hladno lemljenje, nekvašenje, nedostajuće kuglice lema i pomak kuglica lema. Također može otkriti pukotine i strane predmete unutar komponenti, kao i probleme poput kratkih spojeva među slojevima i otvorenih krugova unutar PCB-a.

Kada rendgenski pregled otkrije nedostatke, generirat će se detaljno izvješće o pregledu s oznakom mjesta, vrste i težine nedostatka. Operateri trebaju izolirati neispravnu PCB ploču prema izvješću. Popravljivi nedostaci (kao što su neki problemi s lemnim spojevima) mogu se popraviti opremom za preradu. PCB ploče s ozbiljnim nedostacima bit će odbačene, a uzroci nedostataka bit će analizirani kako bi se optimizirao proizvodni proces.

Redovito kalibrirajte rendgensku opremu kako biste osigurali stabilan rad rendgenskog izvora i detektora; optimizirajte parametre detekcije i prilagodite parametre za različite vrste PCB-a i komponenti; usvojite napredne algoritme za analizu slike kako biste poboljšali točnost prepoznavanja nedostataka; osigurajte stručnu obuku za operatere kako bi poboljšali svoje sposobnosti analize slike i procjene nedostataka; uspostavite standardne procese i specifikacije inspekcije kako biste smanjili ljudske pogreške.

Dnevno održavanje uključuje čišćenje površine uređaja kako bi se spriječilo nakupljanje prašine koje utječe na odvođenje topline; redovito provjeravanje radnog stanja rendgenske cijevi i praćenje parametara poput napona cijevi i struje cijevi; provjeravanje osjetljivosti i stabilnosti detektora; podmazivanje i pričvršćivanje mehaničkih prijenosnih komponenti uređaja; redovito provođenje testova performansi i kalibracija uređaja kako bi se osigurali točni i pouzdani rezultati detekcije.

Prednosti su mogućnost otkrivanja skrivenih unutarnjih nedostataka PCB-a i komponenti, te jedinstvene prednosti u inspekciji lemnih spojeva kućišta kao što su BGA i CSP; može pružiti 3D strukturne informacije (3D rendgenska inspekcija). Nedostaci su relativno spora brzina otkrivanja, visoki troškovi; potrebni su profesionalni operateri za analizu slike i procjenu nedostataka; rendgenske zrake su do određene mjere radioaktivne i potrebne su zaštitne mjere. AOI inspekcija je brza, jeftina i može vizualno otkriti izgled i površinske nedostatke komponenti, ali ne može otkriti skrivene unutarnje nedostatke.

Glavne funkcije softvera za rendgenski pregled uključuju akviziciju i obradu slike (podešavanje svjetline slike, kontrasta, filtriranje itd.), prepoznavanje i označavanje nedostataka (automatsko ili ručno prepoznavanje nedostataka i označavanje njihovih položaja i vrsta), 3D rekonstrukciju slike (za 3D rendgenske uređaje), generiranje izvješća o rezultatima pregleda (detaljni zapisi informacija o nedostacima, parametri detekcije itd.), analizu podataka i statistiku (brojanje stopa pojave nedostataka i analiza problema u proizvodnom procesu) te interakciju podataka s drugim sustavima proizvodne linije.

Razlozi uključuju nepravilno postavljanje parametara detekcije (kao što su neodgovarajući napon cijevi i vrijeme ekspozicije što rezultira lošom kvalitetom slike), ograničenja algoritama za analizu slike (nemogućnost točne identifikacije složenih nedostataka), nedostatak iskustva operatera (netočna procjena slika), posebne materijale i strukture PCB-a ili komponenti (što rezultira abnormalnom slikom u sivim tonovima) te probleme s točnošću i stabilnošću same opreme.

Ponovno prilagodite parametre detekcije kako biste optimizirali kvalitetu slike; nadogradite ili poboljšajte algoritme za analizu slike kako biste poboljšali sposobnost prepoznavanja nedostataka; ojačajte obuku operatera kako biste poboljšali njihovu profesionalnu razinu; uspostavite biblioteku uzoraka nedostataka za komparativnu analizu složenih slika; redovito održavajte i kalibrirajte opremu kako biste osigurali stabilne performanse opreme.

Moderni rendgenski uređaji obično imaju određenu prilagodljivost i kompatibilnost. Pomoću softverskih postavki i hardverskih prilagodbi (kao što je promjena leća s različitim žarišnim duljinama i podešavanje veličine inspekcijske platforme) mogu se prilagoditi inspekciji PCB-a različitih veličina. Za različite vrste PCB-a (kao što su krute ploče, fleksibilne ploče, kruto-fleksibilne ploče) i komponenti, sve dok su unutar mogućnosti detekcije uređaja, učinkovito otkrivanje može se postići podešavanjem odgovarajućih parametara i načina detekcije. Međutim, za PCB-e sa posebnim strukturama ili izuzetno tanke i debele PCB-e mogu biti potrebni posebno konfigurirani uređaji.

Obično se instalira nakon lemljenja reflowom kako bi se pregledala PCB nakon zavarivanja i pravovremeno otkrili unutarnji nedostaci poput lemnih spojeva. Također može postaviti zasebnu stanicu za rendgenski pregled nakon ključnih procesa (kao što je nakon postavljanja BGA komponenti) za provođenje posebnih pregleda ključnih komponenti kako bi se osigurala kvaliteta proizvoda, ali to će povećati složenost i troškove proizvodne linije.

Analizom podataka rendgenskog pregleda, broji se distribucija i učestalost pojave različitih nedostataka kako bi se identificirale slabe karike u proizvodnom procesu. Na primjer, ako se utvrdi da je postotak šupljina u BGA lemnim spojevima u određenoj seriji PCB-a visok, može se prilagoditi količina otisnute lemne paste, temperaturni profil reflow lemljenja ili tlak postavljanja komponenti. Ako se strani predmeti unutar komponenti često pojavljuju, može se provjeriti kvaliteta ulaznih komponenti i čistoća proizvodnog okruženja, a proces se može poboljšati i kontrola se može u skladu s tim ojačati.

ICT linija, odnosno linija za ispitivanje unutar kruga (In-Circuit Test line), uređaj je koji provodi ispitivanja električnih performansi na tiskanim pločicama (PCB) s montiranim i lemljenim komponentama. Ostvaruje kontakt s ispitnim točkama na tiskanoj ploči putem sondi, detektira otvorene krugove, kratke spojeve i zadovoljava li parametri komponenti (kao što su vrijednosti otpora, kapaciteta i induktiviteta) zahtjeve dizajna, kao i kvalitetu lemljenja komponenti. Može brzo locirati neispravne komponente i neispravne lemne spojeve, osiguravajući kvalitetu PCB proizvoda i poboljšavajući učinkovitost i prinos proizvodnje.

Princip ICT testiranja temelji se na analizi mreže strujnih krugova. Ispitna oprema primjenjuje pobudne signale (kao što su struja i napon) na ispitne točke na tiskanoj pločici putem sondi, a zatim mjeri odzivne signale kruga. Prema unaprijed postavljenom programu ispitivanja i standardnim parametrima, stvarne izmjerene vrijednosti uspoređuju se s teorijskim vrijednostima kako bi se utvrdilo postoje li problemi poput otvorenih krugova, kratkih spojeva i odstupanja parametara komponenti u krugu. Na primjer, za otpornu komponentu primjenjuje se poznati napon, mjeri se struja koja teče, izračunava se vrijednost otpora i uspoređuje s nominalnom vrijednošću.

Prilikom odabira potrebno je uzeti u obzir čimbenike poput točnosti ispitivanja (mogućnost preciznog mjerenja parametara komponenti, poput točnosti mjerenja otpora od ±1%), brzine ispitivanja (zadovoljavanje zahtjeva ciklusa proizvodne linije), broja ispitnih točaka (prikladno za broj ispitnih točaka na PCB-u), softverskih funkcija (s grafičkim programskim sučeljem, funkcijom automatske dijagnoze, mogućnošću statističke analize podataka), kompatibilnosti opreme (podrška za ispitivanje različitih vrsta PCB-a i različitih paketa komponenti), vijeka trajanja sonde i troškova održavanja. Osim toga, treba obratiti pozornost i na mogućnosti tehničke podrške i postprodajne usluge dobavljača opreme.

Uobičajeni ICT uređaji uključuju ICT s ležajem čavala i ICT s letećom sondom. ICT s ležajem čavala ostvaruje kontakt s ispitnim točkama PCB-a putem fiksnog ležaja čavala i može testirati više točaka istovremeno, s velikom brzinom ispitivanja, pogodnom za masovnu proizvodnju. Međutim, trošak izrade ležaja čavala je visok i ležaj čavala potrebno je zamijeniti za različite PCB-e. ICT s letećom sondom koristi pomične sonde za testiranje točaka jednu po jednu, bez potrebe za izradom ležaja čavala, s velikom fleksibilnošću, pogodnim za male serije i viševarijantnu proizvodnju, ali brzina ispitivanja je relativno spora.

Potrebno je osigurati da je površina PCB-a čista i bez onečišćenja poput ostataka lema, kositrenih kuglica i mrlja od ulja kako bi se izbjegao utjecaj na dobar kontakt između sondi i mjernih točaka. Provjerite jesu li mjerne točke na PCB-u potpune i bez oksidacije. Ako je potrebno, očistite ili kositrirajte mjerne točke. Uklonite metalne zaštitne poklopce i ostale dodatke na PCB-u koji mogu ometati ispitivanje. Kod dvostrano montiranih PCB-a, jasno istaknite mjernu površinu.

Parametri ispitivanja uključuju vrstu (napon, struju), magnitudu i frekvenciju pobudnog signala; raspon mjerenja (kao što je raspon mjerenja otpora od 0,1 Ω - 10 MΩ); vrijeme ispitivanja (trajanje ispitivanja za svaku ispitnu točku); postavku praga (kao što je dopušteni raspon odstupanja vrijednosti otpora od ± 5%), itd. Prema dizajnu sklopa PCB-a, specifikacijama komponenti i zahtjevima ispitivanja, parametre je potrebno razumno postaviti putem otklanjanja pogrešaka i probnog ispitivanja kako bi se osigurala točnost i pouzdanost ispitivanja.

IKT može otkriti otvorene strujne krugove (strujni krug nije spojen), kratke spojeve (neočekivano provođenje između različitih vodova), pogrešnu ugradnju komponenti (poput ugradnje otpornika kao kondenzatora), netočne parametre komponenti (vrijednosti otpornika, kondenzatora i induktora ne odgovaraju nominalnim vrijednostima), obrnutu polarnost komponenti (polarne komponente poput dioda i elektrolitskih kondenzatora ugrađuju se obrnuto), hladno lemljenje (lemljeni spojevi izgledaju spojeni, ali imaju loše električne performanse) itd.

Kada ICT otkrije nedostatke, prikazat će lokaciju, vrstu i detaljne informacije o kvaru na sučelju testnog softvera. Operateri trebaju ukloniti neispravnu PCB ploču s proizvodne linije prema uputama i koristiti alate poput multimetara i osciloskopa za daljnju potvrdu problema. Za popravljive nedostatke (kao što su hladno lemljenje i pogrešna ugradnja komponenti), popravite ih alatima za preradu. Za PCB ploče s ozbiljnim nepopravljivim nedostacima, odbacite ih, zabilježite podatke o nedostacima i analizirajte uzroke kako biste poboljšali proizvodni proces.

Redovito kalibrirajte ICT opremu kako biste osigurali točnost pobudnog signala i mjernog sustava. Održavajte sonde čistima i u dobrom stanju te pravovremeno zamijenite istrošene ili oštećene sonde. Optimizirajte program ispitivanja i točno postavite parametre ispitivanja. Osigurajte stručnu obuku za operatere kako bi poboljšali svoje sposobnosti procjene grešaka i rukovanja. Utvrdite standardne procese ispitivanja i specifikacije kako biste smanjili ljudske pogreške u radu.

Dnevno održavanje uključuje čišćenje površine uređaja i sondi kako bi se spriječilo da prašina i ostaci lema utječu na ispitivanje. Redovito provjeravajte tlak sonde kako biste osigurali dobar kontakt s ispitnim točkama. Pratite električne performanse opreme, kao što je stabilnost pobudnog signala. Za ICT s ležištem čavala, provjerite stanje pričvršćivanja ležišta čavala i vodljivost pinova. Redovito izrađujte sigurnosne kopije ispitnih programa i podataka kako biste spriječili gubitak. Redovito kalibrirajte i profesionalno održavajte prema zahtjevima proizvođača opreme.

Prednosti su mogućnost izravnog otkrivanja električnih performansi kruga, točna procjena parametara komponenti i kvalitete lemljenja te precizno lociranje točaka kvara; ima dobar učinak detekcije problema poput otvorenih krugova i kratkih spojeva. Nedostaci su potreba za postavljanjem ispitnih točaka na PCB, što povećava troškove dizajna i proizvodnje PCB-a; može detektirati samo područja dostupna ispitnim točkama, s mrtvim točkama detekcije; razvoj ispitnog programa je složen i potrebno je reprogramiranje za različite PCB-e. AOI uglavnom detektira izgled i površinske nedostatke komponenti, s velikom brzinom detekcije i niskom cijenom. Rendgenski pregled može otkriti skrivene unutarnje nedostatke PCB-a i komponenti, ali ima sporu brzinu detekcije i visoku cijenu.

Glavne funkcije softvera za ICT testiranje uključuju programiranje programa testiranja (definiranje točaka testiranja, postavljanje parametara testiranja, pisanje logike testiranja), izvršavanje i upravljanje testiranjem (pokretanje, pauziranje, zaustavljanje testiranja), prepoznavanje nedostataka i alarmiranje (automatska procjena rezultata testiranja, označavanje nedostataka i izdavanje alarma), prikaz i snimanje rezultata testiranja (prikazivanje podataka testiranja u obliku grafikona i izvješća), analizu podataka i statistiku (brojanje vrsta nedostataka i stopa pojavljivanja, analiza problema u proizvodnom procesu) te interakciju podataka s drugim sustavima proizvodne linije (kao što je MES sustav).

Razlozi uključuju nerazuman dizajn ispitnih točaka (poput premale udaljenosti između ispitnih točaka i nepravilnog položaja), što rezultira lošim kontaktom sonde ili međusobnim ometanjem; netočno postavljanje ispitnih parametara (poput preuskog ili preširokog raspona praga); trošenje, oksidaciju ili kontaminaciju sonde, što utječe na prijenos ispitnih signala; neravnomjernu površinu PCB-a, što uzrokuje neravnomjeran pritisak sonde; logičke pogreške u ispitnom programu, što rezultira pogrešnom procjenom normalnih krugova; nestabilne električne performanse same opreme itd.

Optimizirajte dizajn ispitnih točaka kako biste osigurali razuman raspored, odgovarajući razmak i dobru kvalitetu površine ispitnih točaka. Ponovno kalibrirajte i prilagodite ispitne parametre te odredite odgovarajući raspon praga kroz više probnih ispitivanja. Redovito čistite, održavajte i mijenjajte sonde. Prethodno tretirajte neravne PCB-ove ili koristite adaptivne sonde. Pažljivo provjerite i ispravite logičke pogreške u ispitnom programu. Redovito održavajte i kalibrirajte opremu kako biste osigurali stabilne performanse opreme.

ICT uređaji s ležajem čavala obično trebaju prilagoditi ležaj čavala za PCB-ove različitih veličina i tipova, s malom fleksibilnošću, ali su vrlo učinkoviti u masovnoj proizvodnji istog tipa PCB-a. ICT uređaji s letećom sondom kontroliraju kretanje sondi putem softvera bez potrebe za zamjenom hardvera i mogu se prilagoditi testiranju PCB-a različitih veličina i tipova. Potrebno je prilagoditi samo program testiranja i parametre. Međutim, za PCB-ove izuzetno velike veličine ili PCB-ove s izuzetno velikim brojem ispitnih točaka, učinkovitost testiranja može biti ograničena.

ICT testiranje se obično instalira nakon procesa lemljenja reflowom, a prije funkcionalnog ispitivanja, kako bi se pravovremeno otkrili problemi s električnim performansama nastali tijekom procesa lemljenja i postavljanja komponenti, spriječio ulazak neispravnih proizvoda u sljedeće procese i smanjili troškovi ponovne obrade. Također, prema zahtjevima proizvodnog procesa, može se postaviti zasebna ICT ispitna stanica nakon postavljanja ključnih komponenti za provođenje prethodnih inspekcija ključnih dijelova kruga.

Analizom podataka ICT testiranja, broji se distribucija i učestalost pojavljivanja različitih nedostataka kako bi se identificirale slabe karike u proizvodnom procesu. Na primjer, ako je stopa nedostataka određene vrste parametara komponente visoka, može se provjeriti kvaliteta ulaznih komponenti, točnost postavljanja ili proces lemljenja. Ako se često javljaju problemi s otvorenim krugom ili kratkim spojem, dizajn PCB-a može se optimizirati (kao što je podešavanje ožičenja i dodavanje ispitnih točaka), parametri lemljenja mogu se poboljšati ili se mogu pojačati antistatičke mjere tijekom proizvodnog procesa.

FCT linija, odnosno linija za testiranje funkcionalnih krugova, koristi se za provjeru funkcija tiskanih pločica ili sastavljenih proizvoda nakon postavljanja komponenti i lemljenja. Simulira stvarno radno okruženje proizvoda, unosi signale pobude i detektira zadovoljavaju li izlazni signali i različite funkcije proizvoda zahtjeve dizajna. Može identificirati potencijalne logičke pogreške i probleme s performansama, osiguravajući da se proizvod može normalno koristiti. To je ključan korak u jamčenju funkcionalnog integriteta i pouzdanosti proizvoda.

Princip FCT testiranja temelji se na funkcionalnim karakteristikama i specifikacijama dizajna proizvoda. Oprema za testiranje primjenjuje specifične uvjete pobude, kao što su napajanje i ulazni signal, na testiranu PCB ili proizvod, te istovremeno prikuplja izlazne signale proizvoda. Ti izlazni signali uspoređuju se i analiziraju s unaprijed postavljenim ispravnim izlaznim podacima, valnim oblicima, logičkim stanjima itd. Ako izlazni rezultati ne odgovaraju standardima, utvrđuje se da postoje funkcionalni nedostaci, čime se lociraju funkcionalne točke kvara proizvoda.

Prilikom odabira potrebno je uzeti u obzir čimbenike poput sveobuhvatnosti funkcija testiranja (može li se zadovoljiti sve zahtjeve funkcionalnog testiranja proizvoda), točnosti testiranja (točnosti mjerenja analognih i digitalnih signala), brzine testiranja (usklađenosti s ciklusom proizvodne linije), kompatibilnosti (podrške testiranju proizvoda različitih modela i specifikacija), softverskih funkcija (s funkcijama kao što su uređivanje programa testiranja, snimanje i analiza podataka te upiti za dijagnostiku grešaka), proširivosti opreme (mogućnost dodavanja modula za testiranje prema nadogradnjama proizvoda), kao i troškove opreme i postprodajne usluge.

Uobičajeni FCT uređaji uključuju namjenske FCT uređaje temeljene na učvršćenjima i univerzalne FCT uređaje temeljene na instrumentima. Namjenski FCT uređaji dizajnirani su za specifične proizvode, s jakom relevantnošću za testiranje i visokom učinkovitošću, ali slabom fleksibilnošću. Učvršćenja je potrebno redizajnirati kada se proizvod ažurira. Univerzalni FCT uređaji koriste instrumente za višekratnu upotrebu (kao što su multimetri, generatori signala, osciloskopi itd.) i postižu testiranje različitih proizvoda putem softverskog programiranja. Imaju visoku fleksibilnost i širok raspon primjene, ali razvoj programa za testiranje je složen, a početni trošak opreme je relativno visok.

Potrebno je osigurati da PCB nema vanjskih oštećenja, dobru kvalitetu lemljenja i očite nedostatke poput hladnog lemljenja i kratkih spojeva. Provedite potrebno čišćenje PCB-a kako biste uklonili preostali fluks, prašinu i druge nečistoće s površine. Provjerite jesu li konektori, sučelja itd. na PCB-u ispravno instalirani i bez oštećenja. Prema zahtjevima ispitivanja, izvršite potrebne konfiguracije na PCB-u (kao što je snimanje programa, postavljanje kratkospojnika itd.).

Parametri ispitivanja uključuju vrstu (analogni signal, digitalni signal), amplitudu, frekvenciju i radni ciklus ulaznog signala; vrijeme ispitivanja; kriterije procjene izlaznih signala (kao što su raspon napona, logička razina, karakteristike valnog oblika); slijed i uvjete koraka procesa ispitivanja itd. Prema funkcionalnoj specifikaciji proizvoda i stvarnim radnim zahtjevima, u kombinaciji s performansama opreme za ispitivanje, parametre je potrebno razumno postaviti putem otklanjanja pogrešaka i provjere kako bi se osigurala učinkovitost i točnost ispitivanja.

FCT može otkriti logičke funkcionalne pogreške (kao što je abnormalna logička kontrola čipova), abnormalni prijenos signala (slabljenje signala, izobličenje, smetnje), kvarove funkcija sučelja (USB, mrežno sučelje itd. ne mogu normalno komunicirati), probleme s upravljanjem napajanjem (nestabilan izlazni napon, abnormalna zaštita od prekomjerne struje), nedostatke softverskih funkcija (greške u radu programa, vrijeme odziva) itd. Ove nedostatke mogu uzrokovati netočno postavljanje komponenti, loše lemljenje, oštećenje komponenti ili problemi u dizajnu.

Kada FCT otkrije nedostatke, oprema za ispitivanje će zabilježiti informacije o nedostatku i izdati alarmni upozorenje. Operateri trebaju označiti neispravne proizvode prema uputama i koristiti profesionalne instrumente (kao što su osciloskopi i logički analizatori) za daljnju analizu uzroka kvarova. Za probleme koji se mogu popraviti (kao što su programske pogreške i hladno lemljenje komponenti), popravite ih i ponovno testirajte. Za proizvode koji se ne mogu popraviti, postupajte s njima u skladu s postupkom rashodovanja i pošaljite povratne informacije o nedostacima proizvodnim i odjelima za istraživanje i razvoj kako bi se poboljšao proces i optimizirao dizajn.

Redovito kalibrirajte opremu za ispitivanje kako biste osigurali točnost ulaznih i izlaznih signala. Optimizirajte program ispitivanja i točno postavite parametre ispitivanja i kriterije procjene. Usvojite više metoda i sredstava ispitivanja (kao što su ispitivanje graničnih uvjeta i granično ispitivanje) kako biste sveobuhvatno otkrili funkcije proizvoda. Osigurajte stručnu obuku za operatere kako bi poboljšali svoje sposobnosti analize grešaka i procjene. Uspostavite cjeloviti mehanizam za snimanje i analizu podataka ispitivanja te otkrijte potencijalne probleme usporedbom povijesnih podataka.

Dnevno održavanje uključuje čišćenje površine opreme i ispitnih uređaja kako bi se spriječilo da prašina i nečistoće utječu na ispitivanje. Redovito provjeravajte radni status svakog modula opreme (kao što su modul napajanja i modul generiranja signala) i pratite ključne pokazatelje performansi. Provjerite i kalibrirajte ispitne uređaje kako biste osigurali dobar kontakt. Pravovremeno ažurirajte ispitni softver kako biste ispravili greške i dodali nove funkcije. Redovito provodite sveobuhvatne kalibracije i detaljno održavanje u skladu sa zahtjevima proizvođača opreme.

Prednost je što može otkriti probleme sa stvarne funkcionalne razine proizvoda, koja je bliža scenariju korištenja korisnika, te može identificirati logičke i performansne nedostatke koje drugi testovi ne mogu otkriti. Nedostaci su viši troškovi testiranja (troškovi opreme i pribora), složen razvoj programa testiranja i relativno spora brzina testiranja. AOI uglavnom otkriva nedostatke izgleda i površine, s velikom brzinom i niskim troškovima. Rendgenski pregled može otkriti skrivene unutarnje nedostatke. IKT se fokusira na otkrivanje električnih parametara krugova i može točno locirati neispravne komponente, ali nijedan od ta tri ne može izravno provjeriti funkcije proizvoda.

Glavne funkcije softvera za testiranje FCT-a uključuju pisanje i uređivanje programa testiranja (definiranje procesa testiranja, postavljanje parametara, pisanje logičkih izjava), kontrolu izvršavanja testiranja (pokretanje, pauziranje, zaustavljanje testiranja), prikupljanje i prikaz podataka u stvarnom vremenu (prikaz valnih oblika i vrijednosti ulaznih i izlaznih signala), automatsko prepoznavanje nedostataka i alarmiranje (označavanje nedostataka i upozorenje prema kriterijima procjene), snimanje rezultata testiranja i generiranje izvješća (brojanje stope prolaznosti, snimanje informacija o nedostacima), analizu podataka i sljedivost (analiza trenda podataka testiranja, praćenje povijesti testiranja proizvoda).

Razlozi uključuju nerazumno postavljanje parametara ispitivanja (preširok ili preuzak raspon praga), logičke pogreške u programu ispitivanja (netočni uvjeti procjene), fluktuacije performansi same opreme za ispitivanje (nestabilan izlaz signala), loš kontakt ispitnog uređaja (što rezultira abnormalnim prijenosom signala), smetnje u okolini (elektromagnetske smetnje koje utječu na prikupljanje signala) i probleme s kompatibilnošću u dizajnu proizvoda (abnormalne performanse u ispitnom okruženju).

Ponovno pregledajte i prilagodite parametre ispitivanja te optimizirajte prag kroz višestruka ispitivanja. Pažljivo provjerite i ispravite logiku programa ispitivanja i provedite dovoljnu provjeru ispitivanja. Redovito održavajte i kalibrirajte opremu za ispitivanje kako biste osigurali stabilne performanse. Provjerite i poboljšajte stanje kontakta ispitnog uređaja te po potrebi zamijenite uređaj. Zaštitite ili optimizirajte ispitno okruženje kako biste smanjili smetnje. Komunicirajte s odjelom za istraživanje i razvoj kako biste potvrdili kompatibilnost dizajna proizvoda u ispitnom okruženju i riješili potencijalne probleme.

Namjenski FCT uređaji temeljeni na fiksatorima obično su dizajnirani za specifične proizvode i imaju slabu prilagodljivost PCB-ima različitih veličina i tipova. Fiksatore je potrebno redizajnirati. Univerzalni FCT uređaji temeljeni na instrumentima mogu se do određene mjere prilagoditi ispitivanju PCB-a različitih veličina i tipova putem softverskog programiranja i zamjene odgovarajućih ispitnih sučelja, ali za proizvode sa posebnim funkcijama ili strukturama, neke ispitne module možda će i dalje trebati prilagoditi.

FCT testiranje se obično postavlja na kraj proizvodne linije, odnosno nakon što su završeni procesi poput ICT testiranja i inspekcije izgleda, kako bi se osiguralo da su proizvodi pregledani prethodnim procesima provjereni u pogledu funkcija u stanju bliskom stvarnoj upotrebi i kako bi se spriječio protok nekvalificiranih proizvoda do klijenta. Prema karakteristikama proizvoda, fazno FCT testiranje može se postaviti i nakon sastavljanja ključnih funkcionalnih modula kako bi se pravovremeno otkrili problemi i smanjio otpad u sljedećim procesima.

Statističkom analizom podataka FCT testiranja mogu se otkriti obrasci distribucije i visokofrekventne problematične točke funkcionalnih nedostataka proizvoda. Na primjer, ako se određena vrsta funkcionalnog nedostatka često javlja, odgovarajući proizvodni procesi (kao što su postavljanje komponenti, lemljenje, snimanje softvera) mogu se temeljito istražiti. Analizira se korelacija između nedostataka i čimbenika kao što su serije sirovina, proizvodna oprema i operateri te se poboljšavaju parametri procesa, pojačava kontrola kvalitete i optimizira dizajn proizvoda u skladu s tim, čime se poboljšava ukupna kvaliteta proizvoda i učinkovitost proizvodnje.