Para mejorar la calidad de sus productos, es esencial realizar "inspecciones apropiadas" durante la fabricación y "retroalimentar información correcta sobre defectos a los diseñadores". A partir de los resultados de esta encuesta de investigación, esperamos que pueda comprender qué tipo de inspección de placa es la que enfrentan los ingenieros de producción.
Prueba de una placa de circuito impreso (PCB) es un paso crucial en el proceso de producción para garantizar que la placa funcione según lo previsto. En este artículo, examinaremos varias de las técnicas de prueba de PCB más frecuentes.
Examinación visual
La inspección visual es la forma más fundamental de prueba e implica inspeccionar visualmente la PCB en busca de defectos o anomalías. Esto se puede lograr manualmente o usando un sistema de visión artificial. Durante este paso, el inspector busca puentes de soldadura de componentes rotos o faltantes y otros problemas que son visibles a simple vista.
Examen óptico automático (AOI)
AOI es un sistema de visión artificial que utiliza cámaras y software para detectar defectos de PCB. Invisible a simple vista, AOI puede detectar problemas como componentes faltantes, componentes desalineados y defectos de soldadura. Los sistemas AOI pueden inspeccionar PCB significativamente más rápido que los inspectores humanos y con un alto grado de precisión.
Prueba en circuito (ICT)
La prueba en circuito (ICT) es un método para probar la funcionalidad de una placa de circuito impreso al hacer contacto con los puntos de prueba en la placa de circuito impreso utilizando un accesorio de prueba de cama de clavos. El sistema ICT aplica un voltaje o corriente a los puntos de prueba del circuito y mide su respuesta. Este método puede identificar problemas como circuitos abiertos, cortocircuitos y valores de componentes incorrectos. Las TIC son un método rápido y efectivo para probar la funcionalidad de una PCB.
Prueba de funcion
La prueba funcional es el proceso de evaluar la funcionalidad de una PCB aplicando energía a la placa y observando su desempeño. Esto implica conectar la PCB a la fuente de alimentación adecuada y los dispositivos de entrada/salida y ejecutar una serie de casos de prueba para verificar la funcionalidad de la placa. Este método puede detectar problemas que pueden no ser detectables por otros métodos de prueba, como niveles de señal incorrectos, problemas de tiempo y otros.
Examen de exploración de límites
La prueba de exploración de límites es un método para probar la lógica digital en una PCB. Este método implica agregar celdas de exploración de límites a la PCB para probar las interconexiones entre los circuitos integrados. Los circuitos abiertos, los cortocircuitos y las fallas atascadas se pueden identificar utilizando las celdas de exploración de límites para probar la conectividad de la PCB.
Miniaturización de piezas de chips.
La miniaturización de piezas de chips está progresando más de lo que imaginamos debido a la disponibilidad y el costo de las piezas. En primer lugar, con respecto al tamaño de los componentes del chip, encontramos que más del 50 % de las empresas utilizan componentes de chip de tamaño 1005. Además, el 47 % de las empresas utilizan piezas de chip de 0603 o menos.
A medida que el tamaño del chip se vuelve más pequeño, el área de la placa se vuelve más pequeña y el diseño de la placa se vuelve más accesible. Sin embargo, aumentan varios problemas de montaje, tales como defectos de montaje tales como virutas y grietas durante el montaje y soldadura insuficiente debido al tamaño menor de la almohadilla. Vendré.
Por lo general, es difícil reparar manualmente las piezas por debajo de 0603, por lo que es fundamental proporcionar comentarios para evitar defectos de fabricación a través de pruebas posteriores al montaje y análisis de fallas cuando ocurren defectos. Es una buena idea determinar las reglas de diseño óptimas en función de los comentarios precisos de los ingenieros de producción.
El paso estrecho de los componentes BGA
Esperábamos que el paso de 0.8 mm fuera el más común, pero el paso de 0.3 a 0.5 mm superó el 40 % y fue el resultado más común. Los diseñadores de tableros deben tener dificultades para descubrir cómo sacar los pines internos.
Se sabe que las piezas BGA con un paso de 0.5 mm o menos son propensas a problemas de montaje, por lo que debemos considerar cómo probar y garantizar el montaje y cómo identificar los puntos de falla durante el diseño. Tendrás que irte.
La inspección de piezas BGA mediante inspección visual e inspección visual es compleja, y la detección de microfisuras mediante inspección por rayos X es un desafío. Por lo tanto, las pruebas eléctricas son el método más eficaz. Aún así, si se proporciona una almohadilla de prueba para inspección en la capa exterior, se convierte en un trozo para señales de alta velocidad y una fuente de ruido debido a la reflexión de la señal.
La prueba JTAG es una prueba eléctrica que puede manejar el componente BGA como una sonda de prueba, por lo que es el método de inspección más adecuado para probar y depurar placas montadas en BGA.
Placas de circuito impreso de un solo chip y de mayor densidad
A continuación, comparemos los resultados de la encuesta de investigación de 2007 y 2020 sobre placas de circuito impreso. Con respecto a los cambios en la cantidad de pines, el pico en 2007 fue de 5,000 pines o menos, pero el pico en 2020 disminuyó a 1,000 pines o menos.
Además, se encontró que la cantidad de mosquiteros alcanzó un máximo de 2,000 o menos en 2007, pero disminuyó a 1,000 o menos en 2020.
Alrededor de 2007, los equipos industriales estaban compuestos por una placa que combinaba una microcomputadora y una FPGA, pero en 2020, las FPGA con procesadores Arm incorporados se generalizaron y se convirtieron en un solo chip. Es probable que esté en declive.
Cuestiones relacionadas con los métodos de inspección
Existe una tendencia a tergiversar los productos no defectuosos como productos no defectuosos. A medida que avanza la miniaturización y la densificación, ¿a qué tipo de problemas de métodos de inspección se enfrentan las empresas que desarrollan productos?
La encuesta muestra que muchas empresas necesitan ayuda con las inspecciones de apariencia, las inspecciones visuales y las pruebas de funcionamiento. La disminución en la cobertura de prueba debido al aumento de piezas BGA se ha convertido en un problema con respecto a la inspección visual y la inspección visual. Además, descubrimos que el aumento de las piezas de viruta delicadas ha resultado en filetes más pequeños para las inspecciones visuales.
En cuanto a las pruebas de funciones, el desarrollo de programas de prueba se está volviendo más complicado debido a la sofisticación del producto y la integración de un solo chip, donde el procesador está integrado en la FPGA.
Además de los recursos de desarrollo de productos, se está volviendo difícil asegurar los recursos de desarrollo para las pruebas de producción en masa. Otro problema es el costo cada vez mayor de desarrollar programas de prueba.
Problemas en el uso de datos de inspección
Luego, con respecto al tema de la utilización de datos de inspección, una comparación de 2007 y 2020 muestra que, aunque muchas empresas tienen problemas con la calidad de la inspección y la cantidad de personal, se han observado cambios menores.
Por otro lado, hubo un cambio significativo en el número de empresas que mencionaron los costos de inspección como un problema. El número de empresas que mencionaron los comentarios del departamento de fabricación al departamento de diseño como un problema aumentó significativamente.
Muchas empresas están considerando acumular y utilizar datos de inspección de producción en masa. Aún así, hemos visto una situación en la que están preocupados por cómo proporcionar comentarios al departamento de diseño.
Para proporcionar retroalimentación sobre el diseño, es necesario realizar un análisis de fallas preciso en productos defectuosos. Sin embargo, dado que el análisis de fallas es complicado para BGA de paso angosto y piezas de chips delicadas, ¿qué tipo de método de inspección se debe usar? Parece que estás preocupado por
Problemas en la prevención de la recurrencia de defectos de fabricación.
¿Qué está haciendo para evitar que se repitan los defectos de fabricación? Los datos indican respuestas de empresas con montaje de alta densidad que utilizan piezas de chip delicadas de 0603 o menos.
Los datos en azul indican las respuestas de empresas con montaje de densidad media a baja que utilizan partes de chip de 1005 o más. Como era de esperar, las empresas que utilizan piezas de chip delicadas son más proactivas en la prevención de la recurrencia.
Muchas empresas recopilan y analizan datos de inspección y brindan comentarios para el diseño. Sin embargo, descubrimos que los esfuerzos para avanzar desde el diseño hasta la fabricación y el diseño para la capacidad de prueba (DFT) aún no han progresado.
En particular, la idea del diseño para la capacidad de prueba ha sido apelada en el Instituto de Empaques Electrónicos desde principios de 2007. Aún así, no ha penetrado en los sitios de diseño y fabricación. Maximizar la cobertura de las pruebas considerando las inspecciones de producción en masa en la etapa de diseño mejora la calidad del producto y reduce los defectos de fabricación. ¿Por qué no trabaja en "diseño para la comprobación" como palabra clave para la revisión del diseño?
Método de inspección para resolver problemas de inspección.
¿Cómo compara las tendencias en las placas de circuitos impresos y los componentes y los problemas relacionados con la inspección y la prevención de recurrencias que se introdujeron esta vez en su situación? Muchas empresas tienen problemas similares y están trabajando para resolverlos, por lo que el Comité de Tecnología de Inspección lleva a cabo discusiones para resolverlos y hace varias propuestas en reuniones públicas de investigación.
