Prüfung der Leiterplattenbestückung in geringem Umfang

Ich habe bereits einige Male die Herstellung und Montage von kleinen Leiterplatten-Chargen (~ 100) bestellt. Jedes Mal fragte mich die Montagefabrik, ob ich Tests an den Platinen durchführen wollte. Da ich kein Profi bin, wusste ich nicht, was ich dagegen tun sollte, und habe die Platinen selbst getestet, als ich sie zurückerhielt. Dabei wurden inakzeptable Prozentsätze (> 10 ~ 20%) der Lötprobleme festgestellt. Obwohl meine Boards ziemlich komplex waren (+100 Komponenten), hatte ich keine Testverfahren für sie entwickelt oder wusste nicht einmal, wie man das macht. Ich frage mich also, was sind die üblichen Testfunktionen für eine Produktion mit geringen Stückzahlen und welche Arten von Tests können im Werk angefordert werden, ohne über Bord zu gehen? Ist das normalerweise teuer? Ich spreche über das Testen der bestückten Platine, nicht der blanken Platine. Danke im Voraus.

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— Guillermo Prandi
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Keine Menge von Tests wird einen Montageprozess "reparieren", der so grundlegend fehlerhaft ist, dass er 10-20% der fehlerhaften Baugruppen produziert. Selbst wenn eine Platine zu einem bestimmten Zeitpunkt einen visuellen oder funktionalen Test besteht, kann dies zu Problemen mit der langfristigen Zuverlässigkeit führen. Sie müssen wirklich ein besseres Versammlungshaus finden.

— Dave Tweed

Einfachste Antwort: Bitten Sie sie, für Tests zu "Shorts and Open" ein Angebot zu machen, und sehen Sie, was sie sagen. Diese werden praktisch alle Lötfehler auffangen, die Ihr großes Problem sind. Sie können nach Testfeldern auf der Platine oder nach Informationen fragen, die Sie bereitstellen können. Fragen Sie sie, was Sie mit einem vorhandenen Board tun müssen, um es testbar zu machen.

— Brian Drummond

Danke Leute. Es ist wahr, ich muss ein neues Versammlungshaus finden. Sie waren jedoch jedes Mal anders. Ich fand es ganz normal, solche Fehler zu haben! Die Fehler waren auf unzureichende Hitze (ungeschmolzenes Lot) in Teilen der Leiterplatten zurückzuführen. Sie wurden mit Zinn-Blei-Reflow verlötet, daher weiß ich nicht, wie sie auf diese Weise enden könnten. Ich habe mir vorgeworfen, nicht zu wissen, wie man die Komponenten richtig platziert, um die Hitze gleichmäßig zu verteilen (es ist eine dichte Platte), aber ich denke, es ist auch ihre Schuld. Die Platine hat einige 0,4 mm Pitch-Komponenten, die ich nicht loswerden konnte.

— Guillermo Prandi

Das ist nicht normal. Tatsächlich können sie durch das Testen und Reparieren von Hand, was sie finden, ihre beschissene Baugruppe überdecken, und es wird viele Feldausfälle geben. Möglicherweise ist Ihr Entwurf teilweise schuld, aber ich würde wirklich ein anderes Versammlungshaus finden. Sie hätten das schlechte Löten durch Sichtprüfung erkennen können!

— Spehro Pefhany

Antworten:

Ich arbeite für ein solches Unternehmen, bin aber hauptsächlich in der Entwicklung tätig, daher habe ich einige Einsichten, aber es gibt wahrscheinlich Leute, die viel mehr wissen:

Beim Testen verfolgen wir verschiedene Ansätze. Grundsätzlich beginnen wir mit AOI (Automated Optical Inspection). Dies ist ziemlich billig und zeigt viele Fehler, bevor weitere Schritte ausgeführt werden, die eine Stromversorgung der Karte erfordern.

Der nächste Schritt ist die Überprüfung der elektrischen Anschlüsse. Wir machen das auf verschiedene Arten, es hängt normalerweise von der Anzahl der verfügbaren Testpunkte ab und davon, ob die Platine zum Testen entworfen wurde (ja, normalerweise kümmert sich niemand im Voraus darum). Die Methoden, die wir am häufigsten anwenden, sind:

Flying Probe (im Grunde eine automatisierte Methode, um Stifte zu kontaktieren und zu prüfen, ob der Widerstand den erwarteten Werten entspricht). Dies ist auch relativ günstig, da die Programme aus Netzlisten erstellt werden können, die vom Kunden angegeben werden müssen.
Boundary Scan: Die fliegende Sonde kann hauptsächlich Testpunkte oder größere Punkte wie Widerstände berühren. Wenn auf der Leiterplatte kein Berührungspunkt verfügbar ist, ist die fliegende Sonde nicht von Nutzen. Zum Testen von IC-Verbindungen verwenden wir hauptsächlich Boundary Scan-Tests, sofern der Controller diese unterstützt. Aber sie haben auch ihre Grenzen. Programme können auch automatisch "geschrieben" werden, müssen aber angepasst werden.
In-Circuit-Tests: Dies ist wahrscheinlich die umfangreichste Testmethode, die wir verwenden (und auch die teuerste). Grundsätzlich bauen wir einen Adapter, der den Prüfling hostet und die verschiedenen Testpunkte kontaktiert. Mit den integrierten Boundary Scan-Techniken und der Stimulation von digitalen und analogen Signalen ist nahezu jeder Testmodus möglich. ZB ist es auch möglich, das Board mit einem Bootloader zu booten und die im Bootloader verfügbaren Tests durchzuführen, Ethernet-Verbindungen zu testen, USB-Verbindungen zu testen, ... Dies ist nicht unbedingt mit Kosten verbunden.

Ich bin mir sicher, dass es noch mehr Testmöglichkeiten gibt, aber diese decken die Anforderungen unserer Kunden recht gut ab. Eine 100% ige Prüfung ist jedoch nicht möglich.

— Tom L.
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Vielen Dank, Tom, für deine Antwort. Meine nächste Frage hier ist, was passiert, wenn die Tests fehlschlagen? Zum Beispiel (wie in meinem Fall) ein 136-poliger 0,4-mm-Stecker nicht vollständig verlötet? Kümmert sich die Fabrik um die Reparaturen? Angenommen, andere Tests schlagen fehl. Würden sie einfach die Bretter wegwerfen? In meinem Fall hat die Platine ziemlich teure Komponenten ... Ich würde die Platinen sowieso lieber besorgen und sehen, was ich gegen die Fehler tun kann. Alle Kommentare dazu werden geschätzt.

— Guillermo Prandi

Dies hängt wiederum von unserem Kunden ab: Wenn die Tests fehlschlagen und wir etwas über das Gerät wissen (z. B. Schaltpläne), werden wir versuchen, es zu reparieren (insbesondere, wenn es sich nur um eine nicht gelötete Komponente oder eine schlechte Lötung oder möglicherweise eine verschobene Komponente handelt). . Wenn wir nicht über dieses Wissen verfügen, liefern wir es in der Regel an den Kunden, berechnen jedoch einen gewissen Betrag, auch wenn die Tests fehlschlagen (wenn der Kunde uns auch keine Chance zur Reparatur gibt). Während der Produktion wird ein Protokoll erstellt, in dem die erkannten Fehler aufgeführt sind. Wenn der Kunde dasselbe oder ein ähnliches Teil produziert, können diese Fehler vermieden werden

— Tom L.,

im Voraus. Dies ist besonders nützlich, um Probleme beim Löten oder Platzieren von Bauteilen zu erkennen. Wir entsorgen normalerweise keine Platinen mit Komponenten, da der Kunde oft versucht, diese zu reparieren. Wenn es ein wirklich ernstes Problem gibt, werden wir natürlich versuchen, es intern zu beheben. 0,4 mm klingt nach einer ziemlich kleinen Tonhöhe, ich weiß nicht, ob dieser Fehler von AOI oder FP erkannt worden sein könnte, zumal es sich um einen Anschluss handelt (ich denke, AOI hätte zumindest einige gesehen).

— Tom L.

Aber auch hier sprechen wir in der Regel noch vor Produktionsbeginn mit unseren Kunden, da die Löt- und Bestückungsabteilungen in der Regel versuchen, die meisten Fehler vor der ersten Produktion zu beseitigen und sich daher die zur Verfügung gestellten Materialien genauer anzusehen. --- DAMN Kommentarbegrenzung.

— Tom L.

Um es kurz zu machen: Wir sprechen in der Regel vor der Produktion mit unseren Kunden und finden eine Einigung :-).

— Tom L.

Es gibt ein paar Dinge zu beachten ...

Testkosten

Anschaffungskosten für Prüfvorrichtungen.
Mögliche Platinenwechsel erleichtern dies.
Testkosten (Normalerweise sind die Kosten der Person, die den Test durchführt, der größte Faktor.)

All dies wird durch die Tests beeinflusst. In diesem Fall haben Sie nach der Montage Produktionsfehler, dann wären Funktionstests erforderlich.

Sie haben die Wahl zwischen manuellen Tests, vollautomatischen Tests oder einer Mischung aus beiden.

Manuelles Testen ist zeitaufwendiger, aber normalerweise kostengünstiger (Meter und ein Beutel mit Drähten)

Vollautomatisiert ist teuer bei den Anschaffungskosten, aber normalerweise billig in der Produktion (Prüfvorrichtungen, die an automatisierte Prüfgeräte angeschlossen sind, + Erstellung der Prüfprogramme).

In bestimmten Fällen kann die manuelle Testzeit 8 Stunden und die automatisierte Testzeit 10 Minuten betragen

Bei der Herstellung von 100 Stück pro Jahr kann eine einfache manuelle Vorrichtung viel Zeit sparen. Die Art von Dingen, die ich denke, ist, wo Sie 30 Drähte haben, um sie von Hand zu verbinden. Ersetzen Sie dies durch einen Steckverbinder und Sie erhalten eine schnellere Testzeit und die Hand des Schraubenziehers wird nicht abgenutzt. Dies kann das Testen für die Testperson unangenehm machen. (100 x 30 Drähte x 2 Sekunden pro Draht = 100 Minuten)

Wenn Sie digital testen, erleichtert die Verbindung zu einem Pufferchip mit LEDs im Testgerät den visuellen Vergleich.

Bei analogen Signalen (beliebige Spannung, Stromstärke oder Wellenform) überprüfe ich bei 2 Eingangswerten, es sei denn, es gibt einen Grund für 3 oder mehr Werte.

Wie weit Sie mit dem Testen von Details gehen, hängt davon ab, was wichtig ist. Ein Ausgang muss +/- 0,001 V betragen und dann mit einem Messgerät getestet werden. Bei +/- 0,1 V und hoher Lautstärke können Komparatoren verwendet werden.

Oft teste ich breit und grob und verfeinere Tests, wenn sie kritisch sind und wenn Fehler nicht erkannt werden. Wenn die Strecke in einem bestimmten Landgut kritisch ist, müssen Sie natürlich mehr Zeit aufwenden, um sicherzustellen, dass sie nach Bedarf funktioniert.

Denken Sie auch daran, dass einige Anschlüsse schnell abgenutzt sind. Suchen Sie nach 10.000 Zyklen-Steckverbindern für Testgeräte und nicht nach den 500 oder 1000 Zyklen-Steckverbindern, die auf dem Produkt verwendet werden, wenn diese kompatibel sind. Wenn Sie nur Low-Cycle-Steckverbinder verwenden können, erhöhen Sie die Testkosten.

— Löffel
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