Das Testen von PCBs ist ein entscheidender Schritt in der LeiterplattenbestückungsprozessOhne ordnungsgemäße Prüfung können Leiterplatten Fehler aufweisen, die während der Produktion übersehen wurden.
Gründliche Tests helfen, Fehler und Defekte zu erkennen, bevor die Platinen den Kunden erreichen. Dies verhindert spätere Ausfälle und sichert die Kundenzufriedenheit. Es gibt mehrere wichtige Testverfahren, die durchgeführt werden sollten, um die volle Funktionalität sowohl der blanke Leiterplatte und montierte Komponenten. In diesem Blog erklären wir 8 Arten gängiger PCB-Tests und gehen sie nacheinander durch.
8 Arten gängiger PCB-Testmethoden
Es gibt keine festgelegte Methode für die vollständige und lückenlose Prüfung von Leiterplatten. Daher sollten bei der Entscheidung für die anzuwendende Methode viele Faktoren berücksichtigt werden. Der Schlüssel liegt darin, sich auf die korrekten Testverfahren, die Zuverlässigkeit und die Testkosten zu konzentrieren. Es gibt verschiedene Methoden für die Prüfung und Konstruktion von Leiterplatten, um den Montageprozess zu optimieren.
In-Circuit-Check (ICT)
Viele Leiterplattenhersteller bevorzugen die eine oder andere Art des In-Circuit-Tests (ICT). Mithilfe von ICT kann ein Hersteller einzelne Elemente und ihre elektronischen Eigenschaften effizient prüfen.
Traditionelle IKT braucht eine „Nagelbett“-VorrichtungDiese Vorrichtungen sollten einen zur Leiterplatte passenden Designabschnitt aufweisen. Die Vorrichtungen sind in der Regel kostengünstig erhältlich. ICT eignet sich am besten für End-of-Line-Tests weitgehend stabiler Großserienproduktionen. Wenn die Montage den Preis nicht rechtfertigt, sollten Hersteller einen Teil der Vorrichtungskosten an die Kunden weitergeben.
Fixtureless In-Circuit Check (FICT) / Flying Probe Test
A Flying-Probe-Test, Auch Fixtureless In-Circuit Testing (FICT) genannt, ist eine weitere Form der ICT. Flying Probe macht kundenspezifische Fixtures überflüssig und senkt dadurch die Kosten. FICT verwendet Prüfstifte, die die unterstützte Programmierung (Flying Probes) verschieben.
Es bietet jedoch den Vorteil geringerer Kosten und ermöglicht somit die Prüfung beider Seiten einer Leiterplatte. Tritt ein Defekt oder ein Problem auf, muss das FICT-System lediglich neu programmiert werden, um ein neues Bauteil ohne den Defekt zu liefern. Im Gegensatz dazu benötigt ICT eine komplett neue Vorrichtung. Die Programmierung steuert die Flying Probes, wodurch Tests durchgeführt werden können, die hochspezifische Bereiche und Knotenpunkte lokalisieren. Diese Genauigkeit eignet sich gut für kleinere Leiterplatten und Leiterplatten mit hoher Bauteildichte.
Funktionsprüfung des Schaltkreises
Funktionstests dienen dazu, sicherzustellen, dass elektronische Geräte den Spezifikationen entsprechen. Die Tests werden häufig mit DUT-Anschlüssen (Device Under Test) oder einer BON-Vorrichtung (Bed of Nails) durchgeführt. Für die Tests wird ein Pogo-Pin-Gerät verwendet, ein Aufbau, der eine temporäre Verbindung zwischen zwei Computerplatinen herstellt. Die Anzahl der Pogo-Pins, die manchmal für eine Funktionstestvorrichtung benötigt werden, ist bei einer ICT-Vorrichtung erheblich.
Boundary-Scan-Tests
Boundary Scan ist eine Methode zum Testen von Leitungen auf Computerplatinen. Boundary Scan wird außerdem häufig als Debugging-Methode eingesetzt, um Pin-Zustände, Spannungen oder zugehörige Analyse-Unterblöcke innerhalb einer Computerschaltung zu überprüfen.
Automatisierte optische Inspektion (AOI)
Bei der automatisierten optischen Inspektion (AOI) werden Leiterplatten mithilfe von Kameras visuell gescannt und mit den ursprünglichen Designdateien verglichen. Abweichungen über einen festgelegten Toleranzbereich lösen eine manuelle Inspektion aus. AOI ermöglicht eine schnelle Fehlererkennung, um die weitere Produktion fehlerhafter Leiterplatten zu vermeiden. AOI hat jedoch Einschränkungen, da es nur physikalische Merkmale prüft, ohne die Komponenten einzuschalten. Für umfassende Tests sollte AOI mit zusätzlichen Methoden wie Flying Probe, In-Circuit- oder Funktionstests kombiniert werden, um die Leistung zu validieren. AOI eignet sich am effektivsten als erstes Screening-Tool in Kombination mit der elektrischen Verifizierung.
Burn-In-Tests
Burn-in-Tests belasten Leiterplatten intensiv, um frühzeitig Defekte aufzudecken und die Belastbarkeit zu ermitteln. Dabei werden die Leiterplatten 48 bis 168 Stunden lang kontinuierlich mit maximal spezifiziertem Strom versorgt. Ausfälle während dieser Zeit werden als Säuglingssterblichkeit bezeichnet. Bei militärischen oder medizinischen Geräten, bei denen Zuverlässigkeit oberstes Gebot ist, sind Burn-in-Tests sinnvoll, um gefährliche Produkteinführungen zu vermeiden. Überbeanspruchung kann jedoch die Lebensdauer verkürzen. Treten nur wenige Defekte auf, kann die Testdauer verkürzt werden, um Überbeanspruchung zu vermeiden. Die regelmäßige Überprüfung der Burn-in-Protokolle trägt dazu bei, Zuverlässigkeit und Lebensdauer zu gewährleisten.
Röntgeninspektion
Röntgeninspektion, AXI (auch bekannt als AXI) untersucht Leiterplatten auf Defekte, indem es interne Bilder erstellt. 2D- und 3D-Versionen lokalisieren Probleme wie schlechte Lötstellen, unterbrochene Leiterbahnen und Risse im Gehäuse. 3D ist schneller. AXI deckt versteckte Fehler wie Lötverbindungen unter dem Chip auf. Allerdings erfordert es erfahrene Bediener, um die komplexen Röntgenbilder korrekt zu interpretieren. Obwohl Röntgenstrahlen Mehrschichtplatinen durchdringen können, ist die Überprüfung jeder einzelnen Schicht im Inneren undurchführbar und kostspielig. AXI gleicht Fehlererkennung und Prüfzeit durch selektive Abbildung kritischer Komponenten und Schichten aus. Regelmäßige Überprüfungen der AXI-Verfahren optimieren dieses Gleichgewicht bei der Weiterentwicklung der Designs.
Visuelle Inspektion
Bei der Sichtprüfung wird eine Leiterplatte mit optischen Hilfsmitteln gründlich auf physikalische Defekte untersucht. Prüfer achten auf fehlende oder beschädigte Komponenten, schlechte Lötverbindungen, Verunreinigungen, Montagefehler und Platinenschäden. Lupen, Mikroskope und Bildgebungssysteme werden häufig eingesetzt, um die Leiterplattenoberfläche genauer zu betrachten und Fehler zu identifizieren, die mit bloßem Auge schwer zu erkennen sind. Die Sichtprüfung dient als erster Schritt der Qualitätskontrolle, um offensichtliche Fertigungsfehler vor weiteren Prüfverfahren zu erkennen.
Vorteile der Leiterplattenprüfung
Fehleridentifizierung: Der Hauptvorteil von PCB-Tests besteht darin, dass sie bei der Identifizierung von Problemen in Leiterplatten helfen. Liegt das Problem in der Herstellbarkeit, der Funktionalität oder anderswo, können PCB-Tests das PCB-Design identifizieren, sodass Designer entsprechende Anpassungen vornehmen können.
Zeitersparnis: PCB-Tests dienen als Frühphase und helfen langfristig, Zeit zu sparen. Sie ermöglichen es Designern, bereits in der Prototypenphase wichtige Probleme zu erkennen. Im Testprozess können Designer die Ursache jedes Problems schnell und einfach ermitteln. Außerdem können frühzeitig Anpassungen vorgenommen werden, um die Produktion schneller voranzutreiben und die Produktionszeit zu optimieren.
Kostensenkung: Leiterplattentests spielen eine Schlüsselrolle bei der Reduzierung der verschwenderischen Produktion fehlerhafter Produkte, indem sie Prototypen und Kleinbaugruppen zum Testen der Produkte einsetzen. Durch frühzeitige Tests im Designprozess können Designer die verschwenderische Großbaugruppe fehlerhafter Leiterplatten vermeiden. Außerdem wird dadurch sichergestellt, dass das Design vor der Produktion so fehlerfrei wie möglich ist. Dieser Schritt trägt dazu bei, die Produktionskosten deutlich zu senken.
PCB-Testwerkzeuge
Um zu testen, ob die Leiterplatte wie vorgesehen funktioniert, stehen zwei wichtige Tools zur Verfügung:
- Multimeter
Ein Multimeter ist äußerst hilfreich zum Messen von Spannung, Stromstärke und Widerstand in einem Schaltkreis. Es ermöglicht die Überprüfung von Leistungspegeln, Durchgang und grundlegenden Funktionen. Tragbare Digitalmultimeter bieten Mobilität für Tests bei der Montage und Fehlersuche.
- Oszilloskop/Logikanalysator
Oszilloskope und Logikanalysatoren stellen Spannungsänderungen im Zeitverlauf visuell dar, um Schaltungsfunktionen und Signale zu beobachten. Diese Wellenformüberwachung ist unerlässlich, um Timing, Geschwindigkeit, Rauschen und komplexe Interaktionen in digitalen und analogen Schaltungen zu überprüfen. Standalone-Oszilloskope sind teuer, aber es gibt DIY-Optionen mit Arduino, PC-Soundkarte und benutzerdefinierter Schaltung, die grundlegende Funktionen zu einem Bruchteil des Preises bieten. Dies kann eine großartige Ergänzung für Bastler und Studenten sein, die kostengünstig visuelle Testfunktionen hinzufügen möchten.
Weitere praktische Testwerkzeuge sind Zangenamperemeter zur Messung der Stromaufnahme, LCR-Meter zur Bestimmung von Induktivität, Kapazität und Widerstand sowie Wärmebildkameras zur Überprüfung von Hotspots auf Leiterplatten. Der Aufbau eines auf das jeweilige PCB-Projekt zugeschnittenen Testkits ermöglicht eine umfassende Validierung während der Entwicklung und Fehlerbehebung.
Wählen Sie die MOKO-Technologie für PCB-Tests
Bei MOKO Technology sind wir uns der Bedeutung umfassender PCB-Tests bewusst und stellen sicher, dass unsere Produkte streng validiert werden. Mit über 17 Jahren Erfahrung in der PCB-Industrie in China haben wir ein erfahrenes Team aus Fertigungsingenieuren und Spezialisten zusammengestellt, die sich der Qualitätssicherung widmen. Unsere Testmöglichkeiten decken das gesamte Spektrum elektrischer, funktionaler und mechanischer Prüfungen ab, die zur Überprüfung von Design und Zuverlässigkeit erforderlich sind. Für weitere Informationen, Kontaktieren Sie die Experten heute bei MOKO.
