آن مونتاژ برد مدار چاپی فرآیند بسیار پیچیده است. این شامل ساخت برد مدار چاپی, تأمین قطعات و بازرسی, مونتاژ SMT, ، نصب DIP، تست PCBA و سایر مراحل مهم. در میان آنها، تست PCBA مهمترین مرحله کنترل کیفیت در کل فرآیند تولید PCBA است. این تست عملکرد نهایی محصول در حین استفاده را تعیین میکند.
۱. تست PCBA چیست؟
آزمایش PCBAs عمدتاً شامل پنج نوع است: آزمایش ICT، آزمایش FCT، آزمایش برن-این، آزمایش خستگی و آزمایش در محیط سخت.
۱) آزمون فناوری اطلاعات و ارتباطات
آزمایش ICT عمدتاً پیوستگی مدار، مقادیر ولتاژ و جریان و منحنیهای نوسان آنها، دامنه، نویز و سایر موارد را بررسی میکند.
۲) تست FCT
آزمایش FCT نیازمند برنامهریزی آیسی است. این آزمایش عملکرد کل برد PCB را شبیهسازی میکند تا مشکلات سختافزاری و نرمافزاری را شناسایی کند. همچنین به جیکهای تولید SMT و fixtures تست مناسب نیاز دارد.
۳) آزمون خستگی
آزمایش خستگی عمدتاً نمونههایی از برد PCBA میگیرد و برد را برای مدت طولانی در فرکانس بالا اجرا میکند. این آزمایش بررسی میکند که آیا خرابیهایی رخ میدهند یا خیر و احتمال شکست آزمون را ارزیابی میکند. به این ترتیب، میتواند عملکرد کاری برد PCBA را در داخل محصول الکترونیکی منعکس کند.
۴) آزمون در محیط سخت
آزمایش در محیط سخت، برد PCB مونتاژشده را در معرض شرایط دمایی شدید، رطوبت، سقوط، پاشش آب و لرزش قرار میدهد. نتایج آزمون از نمونههای تصادفی بهدست میآید و سپس میتوان قابلیت اطمینان کل دسته PCB مونتاژشده را قضاوت کرد.
۵) آزمون سوختگی
آزمایش برن-این برد PCB و محصول الکترونیکی را برای مدت طولانی روشن نگه میدارد. این آزمایش محصول را در حال کار نگه میدارد و بررسی میکند که آیا نقصی رخ میدهد یا خیر. تنها محصولات الکترونیکی که در آزمایش برن-این موفق شوند، میتوانند به صورت انبوه تولید و به فروش برسند.
فرآیند مونتاژ برد مدار چاپی (PCBA) پیچیده است. در طول تولید و مونتاژ ممکن است بهدلیل مشکلات تجهیزات یا عملیات نادرست، خطاهایی رخ دهد. این بدان معناست که نمیتوان تضمین کرد همه محصولات نهایی موفق به آزمون شوند. بنابراین، آزمون PCB ضروری است تا اطمینان حاصل شود هر محصول فاقد مشکل کیفی است.
۲. نحوه تست برد مدار چاپی مونتاژ شده (PCBA)
روشهای رایج تست PCBA عمدتاً شامل موارد زیر هستند:
۱) تست دستی
آزمایش دستی به معنای بررسی از طریق بازرسی چشمی است. این روش با مقایسهٔ بصری، جایگذاری قطعات روی برد مدار چاپی (PCB) را تأیید میکند. این روش بهطور گستردهای استفاده میشود، اما با افزایش تعداد قطعات و کوچکتر شدن آنها، دیگر چندان مناسب نیست. همچنین یافتن برخی نقصهای عملکردی دشوار است و جمعآوری دادهها آسان نیست. بنابراین به روشهای آزمایش حرفهایتری نیاز است.
۲) بازرسی نوری خودکار (AOI)
بازرسی نوری خودکار همچنین به نام آزمون بصری خودکار نیز شناخته میشود. این بازرسی با استفاده از تجهیزات ویژه انجام میشود. از آن قبل و بعد از لحیمکاری جریانی استفاده میشود. این روش برای بررسی قطبیت قطعات بهخوبی عمل میکند. تشخیص با آن آسان است و روشی بسیار رایج محسوب میشود. اما این روش در شناسایی اتصال کوتاه چندان مناسب نیست.
۳) تستکننده پروب پرنده
به دلیل پیشرفت در دقت مکانیکی، سرعت و قابلیت اطمینان، تست با پروب پرنده در سالهای اخیر بسیار محبوب شده است. همچنین نیاز به سیستمهای تست با قابلیت تعویض سریع و بدون نیاز به فیکسچر در ساخت نمونههای اولیه و تولید کمحجم، تست با پروب پرنده را به بهترین انتخاب تبدیل کرده است.
۴) آزمون عملکردی
این یک روش آزمون برای یک برد مدار چاپی (PCB) یا یک واحد خاص است. این کار با تجهیزات ویژه انجام میشود. آزمون عملکردی عمدتاً شامل آزمون محصول نهایی و ماکت داغ است.
۵) تحلیلگر نقصهای تولیدی (MDA)
مزایای اصلی این روش آزمون هزینهٔ اولیهٔ کم، بازده بالا، تشخیص آسان و آزمون سریع و کامل اتصال کوتاه و اتصال باز است. معایب آن عبارتند از عدم امکان انجام آزمون عملکردی، معمولاً نداشتن نشانگر پوشش آزمون، نیاز به استفاده از قطعهٔ ثابت و بالا بودن هزینهٔ آزمون.
۳. تجهیزات تست برد مدار چاپی (PCBA)
تجهیزات رایج تست PCBA شامل تستکنندههای آنلاین ICT، تستکنندههای عملکردی FCT و تجهیزات تست برن-این است.
۱) آزموندهنده آنلاین ICT
ICT مخفف In-Circuit Tester است. این دستگاه دامنه کاربرد گستردهای دارد و کار با آن آسان است. تست آنلاین ICT عمدتاً برای کنترل فرآیند تولید استفاده میشود. این دستگاه میتواند مقاومتها، خازنها، القاکنندهها و مدارهای مجتمع را اندازهگیری کند. این روش بهویژه در یافتن مدارهای باز، اتصال کوتاه و قطعات آسیبدیده مؤثر است. این دستگاه محل دقیق خرابی را مشخص میکند و تعمیر آن آسان است.
۲) تستکننده عملکرد FCT
آزمایش عملکردی FCT به معنای فراهم کردن یک محیط عملیاتی آنالوگ برای برد PCBA، مانند تحریک و بار است. این آزمایش میتواند پارامترهای حالت برد را جمعآوری کرده و بررسی کند که آیا پارامترهای عملکردی با الزامات طراحی مطابقت دارند یا خیر. موارد اصلی آزمون FCT شامل ولتاژ، جریان، توان، ضریب توان، فرکانس، چرخه کاری، روشنایی و رنگ، تشخیص حروف، تشخیص صدا، اندازهگیری دما، اندازهگیری فشار، کنترل حرکت، برنامهریزی فلش و برنامهریزی EEPROM است.
۳) تجهیزات آزمون سوختدر
آزمایش Burn-in به معنای شبیهسازی فرآیند فرسودگی ناشی از عوامل مختلف در شرایط استفاده واقعی است. این فرآیند آزمایشی فشردهشده تحت شرایط از پیش تعیینشده است. بر اساس برد PCBA محصول الکترونیکی، میتوان آزمایش روشنماندن طولانیمدت را برای شبیهسازی استفاده مشتری و انجام تستهای ورودی/خروجی انجام داد تا عملکرد محصول نیازهای بازار را برآورده کند.
این سه نوع تجهیزات آزمایشی در فرآیند مونتاژ برد مدار چاپی (PCBA) رایج هستند. آزمایش PCBA در مرحله مونتاژ میتواند اطمینان دهد که بردهای مدار چاپی تحویلشده به مشتریان با الزامات طراحی مطابقت دارند. همچنین میتواند نرخ بازکاری را بهطور قابلتوجهی کاهش دهد.
