AOI, röntgen, IKT, FCT

AOI står för Automated Optical Inspection. Den använder optiska kameror för att ta PCB-bilder, jämför dem med standardbilder och upptäcker automatiskt defekter som saknade komponenter, fel komponenter, omvänd polaritet, offset, bryggning etc. under komponentplaceringsprocessen, vilket säkerställer produktkvaliteten och förbättrar produktionsutbytet.

AOI använder principen för optisk avbildning. PCB:n belyses med en ljuskälla, kameran tar bilden och sedan extraherar bildbehandlingsalgoritmen komponentegenskaperna. Dessa egenskaper jämförs med förinställda kvalificerade standardbilddata för att avgöra om det finns placeringsfel i komponenterna.

Faktorer som detekteringsnoggrannhet (bör uppfylla kraven på noggrannhet i komponentplacering, till exempel bör noggrannheten uppgå till ±0,02 mm vid detektering av 0201-komponenter), detekteringshastighet (matchad med produktionslinjecykeln), programvarufunktioner (med omfattande detekteringsalgoritmer, enkel programmering och dataanalys) och skalbarhet (stödjer detektering av kretskort i olika storlekar och är kompatibla med olika komponenttyper) måste beaktas.

Vanliga ljuskällor inkluderar vita ljuskällor, röda ljuskällor, blå ljuskällor och ringformade ljuskällor. Vita ljuskällor ger ett fullt spektrum och är lämpliga för allmän detektion. Röda ljuskällor har goda detektionseffekter på kopparfolier och lödfogar. Blå ljuskällor har hög kontrast med gröna lödmasker. Ringformade ljuskällor kan minska skuggor och är lämpliga för detektion av komplexa komponenter och kretskort med höjdskillnader.

Det är nödvändigt att säkerställa att kretskortets yta är ren utan föroreningar som damm och oljefläckar. Kontrollera att kretskortets positioneringsmarkeringspunkter är tydliga och kompletta så att AOI-enheten kan identifiera och positionera korrekt. För dubbelsidigt monterade kretskort, särskilj detekteringsytan tydligt för att undvika feldetektering.

Detektionsparametrar inkluderar bildförvärvsparametrar (såsom exponeringstid, förstärkning, kontrast), detektionsalgoritmparametrar (såsom tröskelvärde, kantdetekteringskänslighet) och detektionsområdesparametrar (som definierar de komponentområden som ska detekteras och de ignorerade områdena). Vanligtvis, beroende på kretskortsdesign, komponenttyper och produktionsprocesser, måste parametrarna optimeras genom felsökning och testdetektering för att uppnå bästa möjliga detektionsresultat.

AOI kan upptäcka defekter som saknade komponenter (komponenter som inte är placerade), fel komponenter (fel komponentmodeller), omvänd polaritet (polaritet - känsliga komponenter med omvänd polaritet), komponentförskjutning (position som överstiger den tillåtna toleransen), lödbryggning (lödning som förbinder intilliggande plattor), komponentskador (utseendeskador), komponenttombstoning (ena änden av komponenten 翘起) etc.

När AOI upptäcker en defekt markerar den automatiskt defektens plats och typ och genererar ett larmmeddelande. Operatörer måste isolera det defekta kretskortet enligt larmmeddelandet och sedan bekräfta det ytterligare genom manuell visuell inspektion eller andra detekteringsmetoder. Därefter reparera eller skrota kretskortet enligt defekttypen.

Kalibrera regelbundet kamerorna och ljuskällorna på AOI-enheten för att säkerställa korrekt bildtagning. Optimera detekteringsparametrarna och justera algoritmerna för olika typer av komponenter och kretskortsdesigner. Uppdatera komponentbiblioteket och standardbilddata i tid för att anpassa sig till nya produkter och processer. Ge professionell utbildning till operatörer för att förbättra deras förmåga att ställa in parametrar och bedöma defekter.

Dagligt underhåll inkluderar rengöring av enhetens yta, linser och ljuskällor för att förhindra att damm påverkar bildkvaliteten. Kontrollera regelbundet driftstatusen för enhetens mekaniska komponenter (t.ex. styrskenor och ledarskruvar), smörj och fäst dem. Kontrollera de elektriska anslutningarna. Utför regelbundet funktionstester och kalibreringar på enheten för att säkerställa stabil detekteringsprestanda.

Fördelarna är snabb detekteringshastighet, som kan användas för online-detektering i realtid; relativt låg kostnad; och möjligheten att visuellt detektera komponenternas utseende och ytdefekter. Nackdelarna är att den inte kan detektera defekter i dolda lödfogar (såsom interna lödfogar i BGA och CSP), och har begränsad detektionsförmåga för små defekter (såsom hålrum mindre än 50 μm). Röntgeninspektion kan upptäcka interna defekter, men det är långsamt och kostsamt.

Huvudfunktionerna i AOI-programvaran inkluderar bildinsamling och -bearbetning, programmering av inspektionsprogram (definiering av inspektionsområde, inställning av inspektionsparametrar, val av inspektionsalgoritmer), defektidentifiering och -klassificering, visning och registrering av inspektionsresultat, dataanalys och statistik (generering av avkastningsrapporter, defektfördelningsdiagram etc.) samt datainteraktion med annan produktionslinjeutrustning (såsom pick-and-place-maskiner och omarbetningsstationer).

Orsakerna inkluderar orimliga inställningar av detektionsparametrar (såsom för höga eller för låga tröskelvärden), felaktig bildigenkänning orsakad av reflektion eller färgskillnader på komponentytan, störningar från fläckar eller främmande föremål på kretskortets yta, kontaminering av AOI-enhetens lins eller ljuskälla, och avvikelser mellan standardbilderna i komponentbiblioteket och de faktiska komponenterna.

Justera detekteringsparametrarna och optimera tröskeln och känsligheten genom provdetektering. Rengör kretskortets yta för att ta bort fläckar och främmande föremål. Rengör eller byt ut förorenade linser och ljuskällor. Uppdatera standardbilderna i komponentbiblioteket för att säkerställa överensstämmelse med de faktiska komponenterna. Använd flera detekteringsalgoritmer för att komplettera varandra och minska begränsningarna för en enda algoritm.

Moderna AOI-enheter har vanligtvis god skalbarhet. Inspektionsområdet och parametrarna kan justeras via programinställningar för att anpassas till kretskort av olika storlekar. För olika typer av kretskort (såsom styva kretskort, flexibla kretskort, styva-flexibla kretskort), så länge de ligger inom enhetens detekteringskapacitet, kan effektiv detektering uppnås genom att justera motsvarande detekteringsprocesser och parametrar.

AOI installeras vanligtvis efter pick-and-place-maskinen och före omlödningsprocessen för att upptäcka defekter i komponentplaceringen i tid och förhindra att defekta produkter kommer in i omlödningsprocessen, vilket minskar omarbetningskostnaderna. Det kan också installeras efter omlödning för att detektera lödkvaliteten, men om problem upptäcks vid denna tidpunkt kommer svårigheten och kostnaden för omarbetningen att öka.

Genom att analysera AOI-detekteringsdata kan man räkna förekomstfrekvensen och fördelningen av olika defekter för att identifiera de svaga länkarna i produktionsprocessen. Om till exempel offsetdefekten hos en viss typ av komponent uppstår ofta kan placeringsparametrarna för pick-and-place-maskinen justeras. Om det finns många överbryggningsdefekter kan lödpastatryckprocessen eller omlödningstemperaturprofilen optimeras.

Röntgeninspektion använder röntgenstrålar för att penetrera kretskortet och komponenterna. Baserat på de olika absorptionsgraderna hos olika material jämfört med röntgenstrålar bildas olika gråskalebilder, vilket upptäcker interna defekter i kretskortets placering, såsom hålrum, kalllödning och icke-vätning i lödfogar på förpackade komponenter som BGA och CSP, samt onormala interna strukturer hos komponenter och främmande föremål, vilket säkerställer produktkvalitet och tillförlitlighet.

Röntgenstrålar har penetrabilitet. När röntgenstrålar bestrålar kretskortet, varierar röntgenstrålarnas intensitet efter att de passerat genom kretskortet på grund av de olika ämnenas absorptionskapacitet (såsom koppar, lödtenn, plastförpackningar etc.). Detektorn tar emot dessa röntgenstrålar med olika intensitet och omvandlar dem till elektriska signaler, som sedan bearbetas och omvandlas till gråskalebilder. Den interna strukturen och defekttillstånden kan bedömas genom att analysera bilderna.

Faktorer som detekteringsnoggrannhet (bör kunna urskilja små defekter, såsom lödfoghål på mikronnivå), förstoringsgrad (uppfylla detekteringskraven för komponenter av olika storlekar), detekteringshastighet (matchad med produktionslinjecykeln), bildupplösning (hög upplösning hjälper till att tydligt observera detaljer), utrustningens skalbarhet (stödjer detektering av kretskort av olika storlekar och är kompatibel med olika detekteringslägen) och programvarufunktioner (med funktioner som bildanalys, defektidentifiering och datastatistik) måste beaktas.

Vanliga typer inkluderar 2D-röntgeninspektionsenheter och 3D-röntgeninspektionsenheter (såsom CT-inspektionsenheter). 2D-enheter har en relativt enkel struktur och lägre kostnad, och kan detektera ytliga och vissa interna defekter på kretskort. 3D-enheter kan ta flerskiktsbilder och uppnå 3D-avbildning, vilket mer exakt kan detektera interna defekter hos komponenter med komplexa strukturer, men utrustningskostnaden är hög och detektionshastigheten är relativt låg.

Generellt sett krävs ingen särskild förbehandling, men det är nödvändigt att säkerställa att kretskortets yta är ren utan synliga fläckar och främmande föremål; ta bort metallskydd och andra tillbehör på kretskortet som kan påverka inspektionen; för flerskiktade kretskort, om vissa lager är kända för att inte behövas för inspektion, kan de ställas in i inspektionsprogramvaran för att förbättra inspektionseffektiviteten.

Detektionsparametrar inkluderar rörspänning och rörström för röntgenstrålarna (vilket påverkar röntgenstrålarnas intensitet och penetrabilitet), exponeringstid (vilket påverkar bildens ljusstyrka och tydlighet), förstoring (justerad efter komponentstorlek och detektionskrav), detektionsvinkel (för 3D-inspektionsenheter måste olika vinklar ställas in för skanning) etc. Vanligtvis, beroende på material, kretskortets tjocklek och komponenttyper, måste parametrarna optimeras genom felsökning och provdetektering för att få de bästa inspektionsbilderna.

Röntgen kan upptäcka interna defekter i lödfogar på kapslade komponenter som BGA, CSP och QFN, såsom hålrum, kalllödning, icke-vätning, saknade lödkulor och förskjutning av lödkulor. Den kan också upptäcka sprickor och främmande föremål inuti komponenter, såväl som problem som kortslutningar mellan lager och öppna kretsar inuti kretskortet.

När röntgen upptäcker defekter genereras en detaljerad inspektionsrapport som markerar defektens plats, typ och allvarlighetsgrad. Operatörerna måste isolera det defekta kretskortet enligt rapporten. Reparerbara defekter (som vissa lödfogsproblem) kan repareras med hjälp av omarbetningsutrustning. Kretskort med allvarliga defekter skrotas och orsakerna till defekterna analyseras för att optimera produktionsprocessen.

Kalibrera regelbundet röntgenutrustningen för att säkerställa stabil prestanda hos röntgenkällan och detektorn; optimera detektionsparametrarna och justera parametrarna för olika typer av kretskort och komponenter; implementera avancerade bildanalysalgoritmer för att förbättra noggrannheten i defektidentifiering; tillhandahålla professionell utbildning för operatörer för att förbättra deras förmåga till bildanalys och defektbedömning; etablera standardinspektionsprocesser och specifikationer för att minska mänskliga fel.

Dagligt underhåll inkluderar rengöring av enhetens yta för att förhindra att dammansamling påverkar värmeavledningen; regelbunden kontroll av röntgenrörets funktionsstatus och övervakning av parametrar som rörspänning och rörström; kontroll av detektorns känslighet och stabilitet; smörjning och fastsättning av enhetens mekaniska transmissionskomponenter; regelbundet utförande av prestandatester och kalibreringar på enheten för att säkerställa noggranna och tillförlitliga detektionsresultat.

Fördelarna är möjligheten att upptäcka dolda interna defekter hos kretskort och komponenter, och det har unika fördelar vid inspektion av lödfogar i kapslar som BGA och CSP; det kan ge 3D-strukturinformation (3D-röntgeninspektion). Nackdelarna är relativt låg detekteringshastighet, hög kostnad; professionella operatörer krävs för bildanalys och defektbedömning; röntgenstrålar är radioaktiva till viss del, och skyddsåtgärder krävs. AOI-inspektion är snabb, billig och kan visuellt upptäcka utseendet och ytdefekter hos komponenter, men den kan inte upptäcka dolda interna defekter.

Huvudfunktionerna i programvara för röntgeninspektion inkluderar bildinsamling och -bearbetning (justering av bildens ljusstyrka, kontrast, filtrering etc.), defektidentifiering och -markering (automatisk eller manuell identifiering av defekter och markering av deras positioner och typer), 3D-bildrekonstruktion (för 3D-röntgenenheter), generering av inspektionsresultatrapporter (detaljerade register över defektinformation, detektionsparametrar etc.), dataanalys och statistik (räkning av defektförekomstfrekvens och analys av problem i produktionsprocessen) samt datainteraktion med andra produktionslinjesystem.

Orsakerna inkluderar felaktig inställning av detektionsparametrar (såsom olämplig rörspänning och exponeringstid vilket resulterar i dålig bildkvalitet), begränsningar i bildanalysalgoritmer (oförmåga att korrekt identifiera komplexa defekter), bristande operatörserfarenhet (felaktig bedömning av bilder), speciella material och strukturer hos kretskort eller komponenter (vilket resulterar i onormal bildgråskala) och problem med noggrannheten och stabiliteten hos själva utrustningen.

Justera detekteringsparametrarna för att optimera bildkvaliteten; uppgradera eller förbättra bildanalysalgoritmerna för att förbättra förmågan att identifiera defekter; stärk operatörernas utbildning för att förbättra deras professionella nivå; etablera ett bibliotek med defektprover för jämförande analys av komplexa bilder; underhåll och kalibrera regelbundet utrustningen för att säkerställa stabil utrustningsprestanda.

Moderna röntgenapparater har vanligtvis viss justerbarhet och kompatibilitet. Genom programinställningar och hårdvarujusteringar (som att byta linser med olika brännvidder och justera storleken på inspektionsplattformen) kan de anpassas till inspektion av kretskort i olika storlekar. För olika typer av kretskort (såsom styva kretskort, flexibla kretskort, styva-flexibla kretskort) och komponenter, så länge de ligger inom enhetens detektionskapacitet, kan effektiv detektion uppnås genom att justera motsvarande detektionsparametrar och lägen. För kretskort med speciella strukturer eller extremt tunna och tjocka kretskort kan dock specialkonfigurerade enheter krävas.

Det installeras vanligtvis efter omlödningslödning för att inspektera kretskortet efter svetsning och i tid upptäcka interna defekter som lödfogar. Det kan också upprättas en separat röntgeninspektionsstation efter viktiga processer (t.ex. efter placering av BGA-komponenter) för att utföra speciella inspektioner av nyckelkomponenter för att säkerställa produktkvalitet, men detta kommer att öka komplexiteten och kostnaden för produktionslinjen.

Genom att analysera röntgeninspektionsdata kan man räkna fördelningen och förekomstfrekvensen av olika defekter för att identifiera de svaga länkarna i produktionsprocessen. Om till exempel det visar sig att det finns en hög porös andel BGA-lödfogar i en viss sats av kretskort, kan mängden lödpasta, temperaturprofilen för reflow-lödningen eller komponentplaceringstrycket justeras. Om främmande föremål inuti komponenterna ofta förekommer kan kvaliteten på inkommande komponenter och produktionsmiljöns renhet kontrolleras, och processen kan förbättras och kontrollen stärkas därefter.

En ICT-linje, nämligen In-Circuit Test-linje, är en enhet som utför elektriska prestandatester på kretskort med monterade och lödda komponenter. Den får kontakt med testpunkterna på kretskortet genom sonder, detekterar öppna kretsar, kortslutningar och om komponentparametrar (såsom resistans, kapacitans och induktansvärden) uppfyller designkraven, såväl som komponenternas lödkvalitet. Den kan snabbt lokalisera felaktiga komponenter och defekta lödfogar, vilket säkerställer kvaliteten på kretskortsprodukter och förbättrar produktionseffektiviteten och utbytet.

Principen för IKT-testning är baserad på kretsnätverksanalys. Testutrustningen applicerar excitationssignaler (såsom ström och spänning) på testpunkterna på kretskortet via sonder och mäter sedan kretsens svarssignaler. Enligt det förinställda testprogrammet och standardparametrarna jämförs de faktiska uppmätta värdena med de teoretiska värdena för att avgöra om det finns problem som öppna kretsar, kortslutningar och avvikelser från komponentparametrar i kretsen. Till exempel, för en resistiv komponent appliceras en känd spänning, den flytande strömmen mäts och resistansvärdet beräknas och jämförs med det nominella värdet.

Vid valet måste faktorer som testnoggrannhet (möjlighet att noggrant mäta komponentparametrar, såsom en resistansmätningsnoggrannhet på ±1 %), testhastighet (uppfyller kraven för produktionslinjecykeln), antal testbara punkter (lämpliga för antalet testpunkter på kretskortet), programvarufunktioner (med grafiskt programmeringsgränssnitt, automatisk diagnosfunktion, förmåga till statistisk dataanalys), utrustningskompatibilitet (stödjer testning av olika typer av kretskort och olika komponentpaket), sondens livslängd och underhållskostnader beaktas. Dessutom bör uppmärksamhet ägnas åt utrustningsleverantörens tekniska support och eftermarknadsservice.

Vanliga IKT-enheter inkluderar spikbädds-IKT och flygande prob-IKT. Spikbädden-IKT kommer i kontakt med kretskortets testpunkter genom en fast spikbädd och kan testa flera punkter samtidigt med en snabb testhastighet, lämplig för massproduktion. Kostnaden för att tillverka spikbädden är dock hög, och spikbädden måste bytas ut mot andra kretskort. Den flygande proben-IKT använder rörliga prober för att testa punkter en efter en, utan att man behöver tillverka en spikbädd. Den har hög flexibilitet och är lämplig för småskalig och flerskiktsproduktion, men testhastigheten är relativt låg.

Det är nödvändigt att säkerställa att kretskortets yta är ren utan föroreningar som lödslagg, tennpärlor och oljefläckar för att undvika att påverka den goda kontakten mellan sonderna och testpunkterna. Kontrollera om testpunkterna på kretskortet är hela och fria från oxidation. Rengör eller tennplätera testpunkterna vid behov. Ta bort metallskydd och andra tillbehör på kretskortet som kan störa testet. För dubbelsidigt monterade kretskort, särskilj testytan tydligt.

Testparametrarna inkluderar excitationssignalens typ (spänning, ström), magnitud och frekvens; mätområde (t.ex. resistansmätningsområde på 0,1Ω - 10MΩ); testtid (testlängden för varje testpunkt); tröskelvärdesinställning (t.ex. det tillåtna avvikelseområdet för resistansvärdet på ±5%), etc. Enligt kretsdesignen för kretskortet, komponentspecifikationer och testkrav måste parametrarna ställas in rimligt genom felsökning och provtester för att säkerställa testets noggrannhet och tillförlitlighet.

IKT kan upptäcka öppna kretsar (kretsen är inte ansluten), kortslutningar (oväntad ledning mellan olika ledningar), felaktig komponentinstallation (t.ex. installation av ett motstånd som kondensator), felaktiga komponentparametrar (värdena på motstånd, kondensatorer och induktorer överensstämmer inte med de nominella värdena), omvänd komponentpolaritet (polära komponenter som dioder och elektrolytkondensatorer är installerade omvänt), kalllödning (lödfogarna verkar vara anslutna men har dålig elektrisk prestanda) etc.

När ICT upptäcker defekter visas defektens plats, typ och detaljerad information i testprogramvarans gränssnitt. Operatörer måste ta bort det defekta kretskortet från produktionslinjen enligt anvisningarna och använda verktyg som multimetrar och oscilloskop för att ytterligare bekräfta problemen. För reparerbara defekter (som kalllödning och felaktig komponentinstallation) ska de repareras med omarbetningsverktyg. För kretskort med allvarliga icke-reparerbara defekter ska de skrotas, defektdata registreras och orsakerna analyseras för att förbättra produktionsprocessen.

Kalibrera regelbundet IKT-utrustningen för att säkerställa noggrannheten hos excitationssignalen och mätsystemet. Håll sonderna rena och i gott skick och byt ut slitna eller skadade sonder i tid. Optimera testprogrammet och ställ in testparametrarna korrekt. Ge professionell utbildning till operatörer för att förbättra deras felbedömning och hanteringsförmåga. Upprätta standardiserade testprocesser och specifikationer för att minska mänskliga fel.

Dagligt underhåll inkluderar rengöring av enhetens yta och sonder för att förhindra att damm och lödrester påverkar testet. Kontrollera regelbundet probtrycket för att säkerställa god kontakt med testpunkterna. Övervaka utrustningens elektriska prestanda, såsom excitationssignalens stabilitet. För spikbäddens IKT, kontrollera spikbäddens fixeringsskick och stiftens konduktivitet. Säkerhetskopiera regelbundet testprogram och data för att förhindra förlust. Utför regelbundna kalibreringar och professionellt underhåll enligt utrustningstillverkarens krav.

Fördelarna är möjligheten att direkt detektera kretsens elektriska prestanda, noggrant bedöma komponentparametrar och lödkvalitet, och exakt lokalisera felpunkterna; det har en god detekteringseffekt på problem som öppna kretsar och kortslutningar. Nackdelarna är behovet av att sätta testpunkter på kretskortet, vilket ökar kretskortets design- och tillverkningskostnader; det kan bara detektera de områden som är åtkomliga från testpunkterna, med detektering av blinda fläckar; utvecklingen av testprogrammet är komplex, och omprogrammering krävs för olika kretskort. AOI detekterar huvudsakligen utseende och ytdefekter hos komponenter, med snabb detekteringshastighet och låg kostnad. Röntgeninspektion kan upptäcka dolda interna defekter hos kretskort och komponenter, men det har en långsam detekteringshastighet och hög kostnad.

Huvudfunktionerna i IKT-testprogramvara inkluderar programmering av testprogram (definiera testpunkter, ställa in testparametrar, skriva testlogik), testkörning och kontroll (starta, pausa och stoppa testet), felidentifiering och larm (automatisk bedömning av testresultat, markering av fel och utfärdande av larm), visning och registrering av testresultat (presentation av testdata i form av diagram och rapporter), dataanalys och statistik (räkning av feltyper och förekomstfrekvenser, analys av problem i produktionsprocessen) samt datainteraktion med andra produktionslinjesystem (såsom MES-systemet).

Orsakerna inkluderar orimlig utformning av testpunkter (t.ex. för litet avstånd mellan testpunkter och felaktig placering), vilket resulterar i dålig probkontakt eller ömsesidig störning; felaktig inställning av testparametrar (t.ex. för smalt eller för brett tröskelområde); probslitage, oxidation eller kontaminering, vilket påverkar överföringen av testsignaler; ojämn kretskortsyta, vilket orsakar ojämnt probtryck; logiska fel i testprogrammet, vilket resulterar i felbedömning av normala kretsar; instabil elektrisk prestanda hos själva utrustningen, etc.

Optimera utformningen av testpunkterna för att säkerställa rimlig layout, lämpliga avstånd och god ytkvalitet hos testpunkterna. Omkalibrera och justera testparametrarna och bestäm lämpligt tröskelvärde genom flera provtester. Rengör, underhåll och byt ut proberna regelbundet. Förbehandla ojämna kretskort eller använd adaptiva prober. Kontrollera och korrigera noggrant de logiska felen i testprogrammet. Underhåll och kalibrera utrustningen regelbundet för att säkerställa stabil utrustningsprestanda.

IKT-enheter med spikbädd behöver vanligtvis anpassas för kretskort av olika storlekar och typer, med dålig flexibilitet, men de är mycket effektiva för massproduktion av samma typ av kretskort. IKT-enheter med flygande prober styr probernas rörelse genom programvara utan att behöva byta ut hårdvara och kan anpassas till testning av kretskort av olika storlekar och typer. Endast testprogrammet och parametrarna behöver justeras. För extremt stora kretskort eller kretskort med ett extremt stort antal testpunkter kan dock testeffektiviteten vara begränsad.

IKT-testning installeras vanligtvis efter omlödningsprocessen och före funktionstestet för att i tid kunna upptäcka problem med den elektriska prestandan som genereras under lödningen och komponentplaceringen, förhindra att defekta produkter kommer in i efterföljande processer och minska kostnaderna för omarbetning. Det kan också, enligt produktionsprocessens krav, upprättas en separat IKT-teststation efter placering av nyckelkomponenter för att utföra förhandsinspektioner av viktiga kretsdelar.

Genom att analysera IKT-testdata kan man räkna fördelningen och förekomstfrekvensen av olika defekter för att identifiera de svaga länkarna i produktionsprocessen. Om till exempel defektfrekvensen för en viss typ av komponentparametrar är hög kan kvaliteten på inkommande komponenter, placeringsnoggrannheten eller lödprocessen kontrolleras. Om problem med öppen krets eller kortslutning uppstår ofta kan kretskortsdesignen optimeras (t.ex. genom att justera kablarna och lägga till testpunkter), lödparametrarna förbättras eller antistatiska åtgärder under produktionsprocessen stärkas.

En FCT-linje, nämligen Functional Circuit Test-linje, används för att verifiera funktionen hos kretskort eller monterade produkter efter komponentplacering och lödning. Den simulerar produktens faktiska arbetsmiljö, matar in excitationssignaler och detekterar om utsignalerna och produktens olika funktioner uppfyller designkraven. Den kan identifiera potentiella logiska fel och prestandaproblem, vilket säkerställer att produkten kan användas normalt. Det är ett avgörande steg för att garantera produktens funktionella integritet och tillförlitlighet.

Principen för FCT-testning är baserad på produktens funktionella egenskaper och designspecifikationer. Testutrustningen tillämpar specifika excitationsförhållanden, såsom strömförsörjning och signalingång, på det testade kretskortet eller produkten, och samlar samtidigt in produktens utsignaler. Dessa utsignaler jämförs och analyseras med förinställda korrekta utdata, vågformer, logiska tillstånd etc. Om utdataresultaten inte överensstämmer med standarderna fastställs det att det finns funktionella defekter, varigenom produktens funktionella felpunkter lokaliseras.

Vid valet måste faktorer som testfunktionernas omfattning (om de kan uppfylla alla produktens funktionella testkrav), testnoggrannhet (noggrannhet vid mätning av analoga och digitala signaler), testhastighet (matchning av produktionslinjecykeln), kompatibilitet (stöd för testning av produkter av olika modeller och specifikationer), programvarufunktioner (med funktioner som redigering av testprogram, dataregistrering och analys samt feldiagnos), utrustningens utbyggbarhet (möjlighet att lägga till testmoduler enligt produktuppgraderingar) samt utrustningskostnader och eftermarknadsservice beaktas.

Vanliga FCT-enheter inkluderar dedikerade FCT-enheter baserade på fixturer och universella FCT-enheter baserade på instrument. Dedikerade FCT-enheter är utformade för specifika produkter, med stark testrelevans och hög effektivitet, men dålig flexibilitet. Fixturerna måste omdesignas när produkten uppdateras. Universella FCT-enheter använder återanvändbara testinstrument (såsom multimetrar, signalgeneratorer, oscilloskop etc.) och uppnår testning av olika produkter genom programvaruprogrammering. De har hög flexibilitet och ett brett tillämpningsområde, men utvecklingen av testprogram är komplex och den initiala utrustningskostnaden är relativt hög.

Det är nödvändigt att säkerställa att kretskortet inte har några yttre skador, god lödkvalitet och inga uppenbara defekter såsom kalllödning och kortslutningar. Utför nödvändig rengöring av kretskortet för att avlägsna kvarvarande flussmedel, damm och andra föroreningar på ytan. Kontrollera att kontakterna, gränssnitten etc. på kretskortet är korrekt installerade och utan skador. Utför nödvändiga konfigurationer på kretskortet enligt testkraven (t.ex. programbränning, jumperinställning etc.).

Testparametrar inkluderar typ (analog signal, digital signal), amplitud, frekvens och arbetscykel för insignalen; testtid; bedömningskriterier för utsignaler (såsom spänningsområde, logisk nivå, vågformskarakteristik); sekvens och villkor för testprocessstegen etc. Enligt produktens funktionella specifikation och faktiska arbetskrav, i kombination med testutrustningens prestanda, måste parametrarna ställas in rimligt genom felsökning och verifiering för att säkerställa testets effektivitet och noggrannhet.

FCT kan upptäcka logiska funktionsfel (såsom onormal logikstyrning av chip), onormal signalöverföring (signaldämpning, distorsion, störningar), gränssnittsfel (USB, nätverksgränssnitt etc. kan inte kommunicera normalt), problem med strömhantering (instabil utgångsspänning, onormalt överströmsskydd), programvarufel (programdriftsfel, svarstimeout) etc. Dessa fel kan orsakas av felaktig komponentplacering, dålig lödning, komponentskador eller designproblem.

När FCT upptäcker defekter registrerar testutrustningen defektinformationen och utfärdar ett larmmeddelande. Operatörer måste markera de defekta produkterna enligt anvisningarna och använda professionella instrument (som oscilloskop och logiska analysatorer) för att ytterligare analysera orsakerna till felen. För reparerbara problem (som programfel och kalllödning av komponenter) ska de repareras och testas igen. För produkter som inte kan repareras ska de hanteras enligt skrotningsprocessen och defektdata ska återkopplas till produktions- och FoU-avdelningarna för att förbättra processen och optimera designen.

Kalibrera regelbundet testutrustningen för att säkerställa noggrannheten hos in- och utsignalerna. Optimera testprogrammet och ställ in testparametrar och bedömningskriterier korrekt. Använd flera testmetoder och -medel (såsom randvillkorstestning och gränsvärdestestning) för att heltäckande upptäcka produktfunktioner. Ge professionell utbildning till operatörer för att förbättra deras felanalys- och bedömningsförmåga. Etablera en komplett mekanism för inspelning och analys av testdata och upptäck potentiella problem genom jämförelse av historiska data.

Dagligt underhåll inkluderar rengöring av utrustningens och testfixturernas yta för att förhindra att damm och föroreningar påverkar testet. Kontrollera regelbundet driftstatusen för varje modul i utrustningen (t.ex. effektmodulen och signalgenereringsmodulen) och övervaka viktiga prestandaindikatorer. Kontrollera och kalibrera testfixturerna för att säkerställa god kontakt. Uppdatera testprogramvaran i tid för att åtgärda fel och lägga till nya funktioner. Utför regelbundna omfattande kalibreringar och djupgående underhåll enligt utrustningstillverkarens krav.

Fördelen är att den kan upptäcka problem från produktens faktiska funktionsnivå, vilket ligger närmare användarens användningsscenario, och kan identifiera logiska och prestandafel som inte kan upptäckas med andra tester. Nackdelarna är högre testkostnader (utrustnings- och fixturkostnader), komplex testprogramutveckling och relativt långsam testhastighet. AOI upptäcker främst utseende- och ytfel, med hög hastighet och låg kostnad. Röntgeninspektion kan upptäcka dolda interna defekter. IKT fokuserar på att upptäcka elektriska parametrar i kretsar och kan exakt lokalisera felaktiga komponenter, men ingen av de tre kan direkt verifiera produktens funktioner.

Huvudfunktionerna i FCT-testprogramvaran inkluderar att skriva och redigera testprogram (definiera testprocessen, ställa in parametrar, skriva logiska bedömningsuttryck), kontroll av testkörning (starta, pausa, stoppa testet), insamling och visning av data i realtid (visa vågformer och värden för in- och utsignaler), automatisk defektidentifiering och larm (markera fel och meddela enligt bedömningskriterierna), registrering av testresultat och rapportgenerering (räkna antalet godkända, registrera defektinformation), dataanalys och spårbarhet (analysera testdatatrenden, spåra produktens testhistorik).

Orsakerna inkluderar orimliga inställningar av testparametrar (för brett eller för smalt tröskelområde), logiska fel i testprogrammet (felaktiga bedömningsförhållanden), prestandafluktuationer i själva testutrustningen (instabil signalutgång), dålig kontakt med testfixturen (vilket resulterar i onormal signalöverföring), miljöstörningar (elektromagnetisk störning som påverkar signalinsamlingen) och kompatibilitetsproblem i produktdesignen (onormal prestanda i testmiljön).

Granska och justera testparametrarna igen, och optimera tröskelvärdet genom flera tester. Kontrollera och korrigera noggrant testprogrammets logik och utför tillräcklig testverifiering. Underhåll och kalibrera testutrustningen regelbundet för att säkerställa stabil prestanda. Kontrollera och förbättra testfixturens kontakttillstånd, och byt ut fixturen vid behov. Skärma eller optimera testmiljön för att minska störningar. Kommunicera med FoU-avdelningen för att bekräfta produktdesignens kompatibilitet i testmiljön och lösa potentiella problem.

Dedikerade FCT-enheter baserade på fixturer är vanligtvis utformade för specifika produkter och har dålig anpassningsförmåga till kretskort av olika storlekar och typer. Fixturerna behöver omdesignas. Universella FCT-enheter baserade på instrument kan anpassas till testning av kretskort av olika storlekar och typer i viss mån genom programvaruprogrammering och genom att ersätta lämpliga testgränssnitt, men för produkter med speciella funktioner eller strukturer kan vissa testmoduler fortfarande behöva anpassas.

FCT-testning utförs vanligtvis i slutet av produktionslinjen, det vill säga efter att processer som IKT-testning och utseendesinspektion är slutförda, för att säkerställa att de produkter som granskats genom tidigare processer verifieras för funktioner i ett tillstånd som nära den faktiska användningen, och för att förhindra att okvalificerade produkter flödar till kunden. Beroende på produktens egenskaper kan etappvis FCT-testning också utföras efter montering av viktiga funktionella moduler för att upptäcka problem i tid och minska slöseriet i efterföljande processer.

Genom statistisk analys av FCT-testdata kan distributionsmönster och högfrekventa problempunkter för produktfunktionella defekter upptäckas. Om till exempel en viss typ av funktionell defekt uppstår ofta kan motsvarande produktionsprocesser (såsom komponentplacering, lödning, programvarubränning) undersökas noggrant. Analysera sambandet mellan defekter och faktorer som råmaterialbatcher, produktionsutrustning och operatörer, och förbättra processparametrar, stärk kvalitetskontrollen och optimera produktdesignen därefter, vilket förbättrar den övergripande produktkvaliteten och produktionseffektiviteten.