Test di assemblaggio PCB a basso volume

Ho ordinato la fabbricazione e l'assemblaggio di piccoli lotti di PCB (~ 100) già un paio di volte. Ogni volta, la fabbrica di assemblaggio mi chiedeva se volevo fare dei test sulle schede. Dato che non sono un professionista, non sapevo cosa fare al riguardo, quindi ho provato le schede da solo quando le ho riavute ... trovando percentuali inaccettabili (> 10 ~ 20%) di problemi di saldatura. Sebbene le mie schede fossero fiabesche (+100 componenti), non avevo progettato alcuna procedura di test su di esse né sapevo nemmeno come farlo. Quindi mi chiedo, quali sono le solite capacità di test per una produzione a basso volume come questa e quali tipi di test possono essere richiesti alla fabbrica senza esagerare? Di solito è costoso? Sto parlando di testare la scheda assemblata, non il PCB nudo. Grazie in anticipo.

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— Guillermo Prandi
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Nessuna quantità di test "risolverà" un processo di assemblaggio che è fondamentalmente imperfetto da produrre il 10-20% di assemblaggi difettosi. Anche se una scheda supera un test visivo o funzionale in un determinato momento, probabilmente avrà problemi di affidabilità a lungo termine. Hai davvero bisogno di trovare una casa di riunione migliore.

— Dave Tweed

Risposta più semplice: chiedi loro di citare il test "cortometraggi e aperture" e vedere cosa dicono. Questi colpiranno praticamente tutti i difetti di saldatura che rappresentano il tuo grosso problema. Potrebbero richiedere dei test pad sulla scheda o informazioni che è possibile fornire. Chiedi loro cosa avresti bisogno di fare a una scheda esistente per renderla testabile.

— Brian Drummond,

Grazie ragazzi. È vero, devo trovare una nuova casa di riunione. Tuttavia, ogni volta erano diversi. Ho pensato che fosse normale avere tali errori! Gli errori erano dovuti a calore insufficiente (saldatura senza fusione) in alcune parti delle schede. Erano saldati con riflusso di piombo, quindi non so come potessero finire in quel modo. Mi sono incolpato di non sapere come posizionare correttamente i componenti per una distribuzione uniforme del calore (è una tavola densa), ma immagino sia anche colpa loro. La scheda ha alcuni componenti con passo da 0,4 mm di cui non potevo liberarmi.

— Guillermo Prandi,

Questo NON è normale. Infatti, farli testare e riparare a mano ciò che trovano può mascherare il loro assemblaggio schifoso e avrai molti fallimenti sul campo. Forse il tuo design è in parte responsabile, ma troverei davvero un'altra casa di montaggio. Avrebbero dovuto essere in grado di vedere la brutta saldatura mediante ispezione visiva!

— Spehro Pefhany,

Risposte:

Sto lavorando per un'azienda del genere ma sono principalmente situato nello sviluppo, quindi ho alcune intuizioni ma probabilmente ci sono persone là fuori che ne sanno molto di più:

Quando si tratta di test, seguiamo vari approcci. Fondamentalmente iniziamo con AOI (controllo ottico automatizzato). Questo è piuttosto economico e rivela molti errori prima di compiere ulteriori passaggi che richiedono l'alimentazione della scheda.

Il prossimo passo è controllare i collegamenti elettrici. Lo facciamo in diversi modi, di solito dipende dalla quantità di punti di prova disponibili e se la scheda è stata progettata per i test (sì, di solito nessuno se ne preoccupa in anticipo). I metodi che usiamo di più sono:

Flying Probe (sostanzialmente un modo automatizzato per contattare i pin e verificare se la resistenza soddisfa i valori previsti). Anche questo è relativamente economico poiché i programmi possono essere creati da netlist che devono essere specificati dal cliente.
Scansione al contorno: la Flying Probe può contattare principalmente punti di test o punti più grandi come resistori, ... se non c'è un punto disponibile per toccarlo sul PCB, la Flying Probe non è di alcuna utilità. Per testare le connessioni Inter-IC ci affidiamo principalmente ai test di scansione dei limiti se il controller li supporta. Ma hanno anche i loro limiti. Inoltre, i programmi possono essere "scritti" automaticamente ma devono essere adattati.
Test in-circuit: questo è probabilmente il metodo di test più esteso che utilizziamo (e anche il più costoso). Fondamentalmente costruiamo un adattatore che ospiterà il DUT e contatterà i vari punti di prova. È possibile utilizzare tecniche integrate di scansione dei confini e stimolare segnali digitali e analogici in quasi tutte le modalità di test. Ad esempio è anche possibile avviare la scheda su alcuni bootloader ed eseguire test disponibili nel bootloader, testare connessioni Ethernet, testare connessioni USB, ... Non c'è bisogno di dire che questo ha un costo.

Sono sicuro che ci sono ancora più possibilità di test disponibili, ma queste coprono abbastanza bene i requisiti che riceviamo dai nostri clienti. Tuttavia, il test al 100% non è possibile.

— Tom L.
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Grazie, Tom, per la tua risposta. La mia prossima domanda qui è: cosa succede se i test falliscono? Ad esempio (come nel mio caso) un connettore da 0,4 mm a 136 pin non saldato completamente? Il fab si occupa delle riparazioni? Supponiamo che altri test falliscano ... eliminerebbero semplicemente le schede? Nel mio caso, la scheda ha componenti piuttosto costosi ... Preferirei comunque prendere le schede e vedere cosa posso fare per gli errori. Eventuali commenti a riguardo saranno apprezzati.

— Guillermo Prandi,

Ancora una volta, ciò dipende dal nostro cliente: se i test falliscono e abbiamo qualche conoscenza del dispositivo (schemi ad es.) Proveremo a ripararlo (specialmente se si tratta solo di componenti come un componente non saldato o una saldatura difettosa o forse un componente spostato) . Se non disponiamo di questa conoscenza, di solito la consegniamo al cliente, ma addebiteremo una certa somma anche se i test falliscono (se anche il cliente non ci dà la possibilità di riparare). Durante la produzione, viene generato un registro che dettaglia gli errori rilevati, quindi nel caso in cui il cliente produca la stessa parte o una parte simile, tali errori possono essere evitati

— Tom L.

in anticipo. Ciò è particolarmente utile per rilevare problemi durante la saldatura o il posizionamento dei componenti. Di solito non scartiamo nessuna scheda con componenti poiché molte volte il cliente proverà a ripararli. Naturalmente, se c'è un problema davvero serio, proveremo a correggerlo internamente. 0.4mm sembra un passo piuttosto piccolo, non so se questo errore avrebbe potuto essere rilevato da AOI o FP, soprattutto perché è un connettore (immagino che AOI ne abbia visti almeno alcuni).

— Tom L.

Ma ancora una volta, di solito parliamo con i nostri clienti anche prima che inizi effettivamente la produzione poiché i dipartimenti di saldatura e posizionamento di solito cercano di eliminare la maggior parte degli errori prima della prima produzione e quindi dare un'occhiata più da vicino ai materiali forniti. --- Limite dei commenti DAMN.

— Tom L.

Per farla breve: di solito parliamo con i nostri clienti prima della produzione e troviamo un accordo :-).

— Tom L.

Ci sono alcune cose da considerare ...

Costo del test

Costo iniziale delle apparecchiature di prova.
Possibili modifiche al PCB per renderlo più semplice.
Costo del test (di solito il costo della persona che esegue il test è il fattore maggiore)

Tutti questi sono influenzati da quali sono i test. In questo caso, dopo l'assemblaggio si verificano errori di produzione, sono necessari test funzionali.

La scelta è Test manuale, Completamente automatizzato o una combinazione di entrambi.

I test manuali sono più costosi nel tempo ma normalmente a basso costo iniziale (metri e un sacco di fili)

Completamente automatizzato è costoso per i costi iniziali, ma di solito è economico nella produzione (dispositivi di prova che si collegano ad apparecchiature di prova automatizzate + scrittura dei programmi di prova).

In casi estremi, il tempo di test manuale potrebbe essere di 8 ore, il tempo di test automatizzato potrebbe essere di 10 minuti

Per la produzione di 100 all'anno, un semplice apparecchio manuale può farti risparmiare un sacco di tempo. Il tipo di cosa che penso è dove hai 30 fili da collegare a mano. Sostituiscilo con un connettore e otterrai tempi di prova più rapidi e la mano del cacciavite non si consumerà. Ciò può rendere sgradevoli i test per la persona che effettua il test. (100 x 30 fili x 2 secondi per filo = 100 minuti)

Se i test digitali sono collegati, il collegamento a un chip buffer con LED nell'apparecchiatura di test semplifica i confronti visivi.

Per i segnali analogici (qualsiasi tensione, corrente o forma d'onda) controllo a 2 valori di ingresso a meno che non vi sia una ragione per 3 o più valori.

Fino a che punto si passa ai test di dettaglio dipende dalle criticità. Un'uscita deve essere +/- 0,001 V, quindi testarla con un contatore. Se è +/- 0,1 V e il volume elevato è possibile utilizzare i comparatori.

Spesso collaudo ampiamente e grossolanamente e perfeziono i test quando sono critici e quando i guasti non vengono rilevati. Ovviamente se il circuito è fondamentale in alcune maniere, trascorri più tempo assicurandoti che funzioni come richiesto.

Ricorda inoltre che alcuni connettori si consumano rapidamente. Cercare 10.000 connettori di ciclo per apparecchiature di prova e non i connettori di ciclo da 500 o 1000 utilizzati sul prodotto se compatibili. Se è possibile utilizzare solo connettori a ciclo basso, aggiungere quindi al costo del test.

— Cucchiaio
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