A PCB (Bảng mạch in) là một linh kiện điện tử thiết yếu, thường được gọi là mạch in hoặc bảng mạch in. Chất lượng của PCB phần lớn quyết định hiệu suất của các linh kiện điện tử, khiến việc thử nghiệm trở thành một phần quan trọng của quy trình sản xuất PCB. Việc thử nghiệm thường xác định các lỗi chức năng, chẳng hạn như hở mạch, ngắn mạch và các vấn đề khác không dễ nhìn thấy. Để đảm bảo thành công của bất kỳ thiết kế sản phẩm nào, cần phải thực hiện nhiều vòng thử nghiệm. Việc thử nghiệm PCB giúp giảm thiểu các vấn đề lớn, xác định các lỗi nhỏ hơn, tiết kiệm thời gian và giảm tổng chi phí.
Kiểm tra PCB chủ yếu được sử dụng để giải quyết các vấn đề tiềm ẩn trong quá trình sản xuất và giai đoạn sản xuất cuối cùng. Các thử nghiệm này cũng có thể được áp dụng cho các nguyên mẫu hoặc lắp ráp quy mô nhỏ để xác định các vấn đề tiềm ẩn với sản phẩm cuối cùng.
Phương pháp thử nghiệm cho PCB trần
1. Kiểm tra AOI (Kiểm tra quang học tự động)
Thiết bị AOI được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm sản xuất PCB, như một công cụ đảm bảo chất lượng quan trọng. Trong quy trình sản xuất PCB, AOI được sử dụng để kiểm tra các vết đồng được khắc trên PCB sau khi mẫu được tạo ra. Thiết bị quét các vết trên bảng và so sánh chúng với các tệp thiết kế. Sau đó, nó xác định bất kỳ sự khác biệt nào giữa các mẫu thực tế của bảng và dữ liệu được lưu trữ, làm nổi bật các khu vực có lỗi. Việc xác nhận và xử lý cuối cùng các lỗi này được thực hiện bởi thanh tra viên, hoàn tất quy trình kiểm tra.
2. Thử nghiệm thăm dò bay
Kiểm tra đầu dò bay là một phương pháp kiểm tra được công nhận rộng rãi và hiệu quả, có thể xác định hiệu quả các vấn đề về chất lượng trong sản xuất. Phương pháp này đã được chứng minh trong ngành là một phương pháp tiết kiệm chi phí để cải thiện các tiêu chuẩn PCB. Kiểm tra đầu dò bay sử dụng hai hoặc nhiều đầu dò độc lập hoạt động mà không cần điểm kiểm tra cố định. Các đầu dò này được điều khiển bằng cơ điện và di chuyển dựa trên các hướng dẫn phần mềm cụ thể. Do đó, kiểm tra đầu dò bay có chi phí ban đầu thấp, nhưng hiệu quả kiểm tra không cao bằng kiểm tra cố định vì các đầu dò kiểm tra từng điểm một. Phương pháp này lý tưởng cho các đơn hàng lô nhỏ.
3. Kiểm tra lịch thi đấu
Đồ gá là thiết bị kiểm tra chuyên dụng được thiết kế dựa trên bố cục PCB và được sử dụng để kiểm tra tính liên tục của hiệu suất điện. Nó có thể là một mặt hoặc hai mặt.
Kiểm tra điện PCB đòi hỏi phải tạo ra một đồ gá thử nghiệm. Các đầu dò kim loại trong đồ gá kết nối với các miếng đệm hoặc điểm thử nghiệm trên PCB. Khi PCB được cấp nguồn, máy thử nghiệm sẽ đo các giá trị điển hình như điện áp và dòng điện để xác định xem mạch đang thử nghiệm có dẫn điện đúng không. Ưu điểm của thử nghiệm điện là hiệu suất cao, nhưng nhược điểm là chi phí cao, vì cần có một đồ gá thử nghiệm khác nhau cho mỗi thiết kế PCB. Do đó, thử nghiệm đồ gá phù hợp với các đơn hàng khối lượng lớn.
4. Kiểm tra trực quan bằng tay
Kiểm tra trực quan là phương pháp kiểm tra truyền thống nhất, với ưu điểm là chi phí ban đầu thấp và không cần đồ gá kiểm tra. Bằng cách sử dụng kính lúp hoặc kính hiển vi hiệu chuẩn, thanh tra viên kiểm tra trực quan xem PCB có đáp ứng thông số kỹ thuật hay không và xác định thời điểm cần thực hiện hành động khắc phục.
Phương pháp này chỉ phù hợp với các bảng mạch đơn giản. Nhược điểm chính là khả năng xảy ra lỗi của con người, chi phí dài hạn cao, phát hiện lỗi không liên tục và khó khăn trong việc thu thập dữ liệu. Khi quy mô sản xuất PCB tăng lên và khi khoảng cách giữa các vết và kích thước linh kiện giảm, việc kiểm tra trực quan ngày càng trở nên không thực tế.
(PIC-Kiểm tra trực quan bằng tay)
Thiết kế đồ gá thử nghiệm PCB
Đối với thử nghiệm đồ gá, điều cần thiết là thiết kế các lỗ định vị trên PCB. Các lỗ bên trong PCB phải có đường kính ít nhất là 1.5mm để làm lỗ định vị thử nghiệm. Nếu không có lỗ định vị, PCB có thể dịch chuyển trong quá trình thử nghiệm, dẫn đến kết quả không chính xác.
Các lỗ định vị đóng vai trò là điểm tham chiếu cho quá trình sản xuất PCB. Có nhiều phương pháp định vị lỗ, tùy thuộc vào độ chính xác cần thiết. Các lỗ định vị trên PCB phải được chỉ ra bằng các ký hiệu đồ họa cụ thể. Trong trường hợp độ chính xác không quan trọng, có thể sử dụng các lỗ lắp ráp lớn hơn bên trong PCB để thay thế.
Để tạo điều kiện cho việc khoan PCB và phay hình dạng bên ngoài và để việc thử nghiệm trong mạch dễ dàng hơn, nhiều nhà sản xuất PCB thích các nhà thiết kế bao gồm bốn lỗ không mạ để định vị. Các lỗ định vị này thường được thiết kế là không mạ, với đường kính 1.5 mm hoặc 2.0 mm. Nếu không gian bo mạch chật hẹp, ít nhất nên đặt ba lỗ định vị, thường được sắp xếp theo đường chéo.
Đối với PCB dạng tấm, toàn bộ tấm có thể được coi là một PCB, chỉ cần ba lỗ định vị và các lỗ này có thể được đặt dọc theo cạnh quy trình của tấm. Nếu nhà thiết kế không đưa các lỗ này vào, nhà sản xuất PCB sẽ tự động thêm chúng vào khi có thể mà không ảnh hưởng đến các dấu vết hoặc họ có thể sử dụng các lỗ không mạ hiện có để định vị.
