| 在PCB(Printed Circuit Board)制造過(guò)程中，檢測(cè)是必不可少的環(huán)節(jié)，因?yàn)槿魏蔚娜毕荻伎赡軐?dǎo)致電路板無(wú)法正常工作。那么，PCB常見(jiàn)的檢測(cè)方法有哪些呢?下面，我將為大家介紹幾種常見(jiàn)的PCB檢測(cè)方法。
一、外觀檢測(cè)
人工目視檢測(cè)：這是最傳統(tǒng)且基礎(chǔ)的檢測(cè)方法。訓(xùn)練有素的檢測(cè)人員憑借肉眼，借助放大鏡、顯微鏡等輔助工具，對(duì) PCB 的外觀進(jìn)行細(xì)致檢查。主要觀察內(nèi)容包括線(xiàn)路是否有斷路、短路、蝕刻過(guò)度或不足的情況，元件是否有缺失、偏移、損壞，焊點(diǎn)是否飽滿(mǎn)、有無(wú)虛焊、橋接等。例如，在檢查焊點(diǎn)時(shí)，檢測(cè)人員可以通過(guò)觀察焊點(diǎn)的形狀、光澤以及與元件引腳和焊盤(pán)的連接情況，判斷焊點(diǎn)質(zhì)量。雖然這種方法靈活性高，能發(fā)現(xiàn)一些細(xì)微的外觀缺陷，但檢測(cè)速度較慢，且容易受到檢測(cè)人員主觀因素和疲勞程度的影響，難以保證檢測(cè)結(jié)果的一致性和準(zhǔn)確性。
自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(AOI)：AOI 是目前廣泛應(yīng)用的一種外觀檢測(cè)技術(shù)。它利用光學(xué)成像原理，通過(guò)攝像頭對(duì) PCB 進(jìn)行拍照，然后將獲取的圖像與預(yù)先存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行對(duì)比分析。AOI 能夠快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出 PCB 表面的多種缺陷，如線(xiàn)路的短路、斷路，元件的偏移、缺件等。由于其檢測(cè)速度快、精度高，可重復(fù)性好，能夠?qū)崿F(xiàn) 24 小時(shí)不間斷檢測(cè)，大大提高了檢測(cè)效率和可靠性。例如，在大規(guī)模生產(chǎn)的 PCB 制造企業(yè)中，AOI 設(shè)備可以安裝在生產(chǎn)線(xiàn)的不同位置，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的 PCB 進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并剔除不良品。不過(guò)，AOI 對(duì)于一些隱藏在 PCB 內(nèi)部的缺陷，如多層板內(nèi)層線(xiàn)路的連接問(wèn)題，以及被其他元件遮擋部分的缺陷，難以進(jìn)行有效檢測(cè)。
二、電氣性能檢測(cè)
飛針測(cè)試：飛針測(cè)試是一種用于檢測(cè) PCB 電氣連接性能的方法。它通過(guò)可移動(dòng)的探針與 PCB 上的測(cè)試點(diǎn)接觸，對(duì)電路的導(dǎo)通性、電阻、電容、電感等電氣參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。飛針測(cè)試設(shè)備通常具有多個(gè)探針，能夠根據(jù)預(yù)設(shè)的程序自動(dòng)對(duì) PCB 上的各個(gè)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行掃描測(cè)試。這種方法適用于小批量、多品種的 PCB 檢測(cè)，以及對(duì)一些具有特殊測(cè)試要求的 PCB 進(jìn)行檢測(cè)。例如，對(duì)于一些需要在特定環(huán)境條件下進(jìn)行電氣性能測(cè)試的 PCB，飛針測(cè)試可以靈活地調(diào)整測(cè)試參數(shù)，滿(mǎn)足不同的測(cè)試需求。然而，飛針測(cè)試的速度相對(duì)較慢，測(cè)試效率較低，對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)的 PCB 來(lái)說(shuō)，可能無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)節(jié)奏的要求。
ICT 在線(xiàn)測(cè)試：ICT(In - Circuit Test)在線(xiàn)測(cè)試是在 PCB 組裝完成后，對(duì)電路板上的元件和電路進(jìn)行全面電氣性能檢測(cè)的方法。它通過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的測(cè)試夾具，將測(cè)試探針與 PCB 上的測(cè)試點(diǎn)緊密接觸，對(duì)電路板上的每一個(gè)元件進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試，包括電阻、電容、電感、二極管、三極管、集成電路等。ICT 能夠快速檢測(cè)出元件的參數(shù)是否在規(guī)定范圍內(nèi)，以及電路是否存在短路、斷路等故障。由于其測(cè)試速度快、準(zhǔn)確性高，能夠覆蓋電路板上的大部分元件和電路，因此在大規(guī)模生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。但是，ICT 測(cè)試需要針對(duì)不同的 PCB 設(shè)計(jì)制作專(zhuān)門(mén)的測(cè)試夾具，夾具的制作成本較高，且對(duì)于一些高密度、細(xì)間距的 PCB，測(cè)試夾具的制作難度較大。
三、X 射線(xiàn)檢測(cè)
X 射線(xiàn)穿透檢測(cè)：X 射線(xiàn)具有穿透物體的能力，X 射線(xiàn)穿透檢測(cè)就是利用這一特性，對(duì) PCB 進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)的檢測(cè)。通過(guò) X 射線(xiàn)源發(fā)射 X 射線(xiàn)穿透 PCB，然后在另一側(cè)使用探測(cè)器接收透過(guò)的 X 射線(xiàn)，根據(jù) X 射線(xiàn)的衰減程度和成像情況，判斷 PCB 內(nèi)部的線(xiàn)路連接、焊點(diǎn)質(zhì)量、過(guò)孔填充等情況。這種方法能夠檢測(cè)到一些隱藏在 PCB 內(nèi)部的缺陷，如多層板內(nèi)層線(xiàn)路的短路、斷路，過(guò)孔的空洞、未鍍銅等問(wèn)題。例如，在檢測(cè)多層板時(shí)，X 射線(xiàn)穿透檢測(cè)可以清晰地顯示出各層線(xiàn)路之間的連接情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的質(zhì)量隱患。不過(guò)，X 射線(xiàn)穿透檢測(cè)設(shè)備成本較高，檢測(cè)速度相對(duì)較慢，且對(duì)操作人員的技術(shù)要求較高。
3D X 射線(xiàn)檢測(cè)：3D X 射線(xiàn)檢測(cè)是在 X 射線(xiàn)穿透檢測(cè)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種更先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)。它通過(guò)從多個(gè)角度對(duì) PCB 進(jìn)行 X 射線(xiàn)掃描，然后利用計(jì)算機(jī)算法對(duì)獲取的二維圖像進(jìn)行重建，生成 PCB 的三維模型。通過(guò)三維模型，檢測(cè)人員可以更加直觀、全面地觀察 PCB 內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和缺陷情況，能夠更準(zhǔn)確地判斷缺陷的位置、大小和形狀。例如，在檢測(cè) BGA(Ball Grid Array)封裝的焊點(diǎn)時(shí)，3D X 射線(xiàn)檢測(cè)可以清晰地顯示出焊點(diǎn)的三維形態(tài)，準(zhǔn)確判斷焊點(diǎn)是否存在虛焊、空洞等問(wèn)題。3D X 射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)雖然具有很高的檢測(cè)精度和可靠性，但設(shè)備價(jià)格昂貴，檢測(cè)成本較高，目前主要應(yīng)用于對(duì) PCB 質(zhì)量要求極高的領(lǐng)域，如航空航天、軍事等。
1、線(xiàn)路與間距檢測(cè)
線(xiàn)路間距檢查：確保所有線(xiàn)路(包括線(xiàn)與線(xiàn)、線(xiàn)與元件焊盤(pán)、線(xiàn)與貫通孔等)之間的間距符合設(shè)計(jì)規(guī)范及生產(chǎn)要求，避免短路風(fēng)險(xiǎn);
貫通孔連接性：驗(yàn)證貫通孔與線(xiàn)路、元件焊盤(pán)之間的連接是否準(zhǔn)確無(wú)誤，確保電路導(dǎo)通性。
2、電源與地線(xiàn)設(shè)計(jì)評(píng)估
寬度與耦合：評(píng)估電源線(xiàn)和地線(xiàn)的寬度是否足夠，以及它們之間是否實(shí)現(xiàn)了緊密耦合，以降低波阻抗，提升電路穩(wěn)定性;
優(yōu)化空間利用：檢查PCB上是否還有進(jìn)一步加寬地線(xiàn)以此改善性能的空間。
3、信號(hào)線(xiàn)優(yōu)化驗(yàn)證
關(guān)鍵信號(hào)線(xiàn)處理：確認(rèn)對(duì)關(guān)鍵信號(hào)線(xiàn)采取了有效措施，如保持最短路徑、添加保護(hù)線(xiàn)、清晰分離輸入輸出線(xiàn)燈，以減少信號(hào)干擾。
4、模擬與數(shù)字電路隔離
獨(dú)立地線(xiàn)系統(tǒng)：驗(yàn)證模擬電路與數(shù)字地哪路是否擁有各自獨(dú)立的地線(xiàn)系統(tǒng)，以減少互相干擾，提升整體電路性能。
5、圖形與工藝線(xiàn)檢查
圖形潛在問(wèn)題：確認(rèn)后加圖形(如圖標(biāo)、注標(biāo))不會(huì)造成信號(hào)短路，保證電路布局的安全性;
工藝線(xiàn)合規(guī)性：檢查PCB上是否添加了必要的工藝線(xiàn)，以及阻焊層的設(shè)計(jì)是否符合生產(chǎn)工藝要求，阻焊尺寸、字符位置等是否恰當(dāng)。
6、多層板特殊考慮
電源地層邊緣處理：在多層板設(shè)計(jì)中，特別注意電源地層的外框邊緣是否適當(dāng)縮小，防止銅箔外露導(dǎo)致短路問(wèn)題。
四、哪種檢測(cè)方法最精準(zhǔn)
不同的 PCB 檢測(cè)方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，很難簡(jiǎn)單地說(shuō)哪種方法最精準(zhǔn)。在實(shí)際生產(chǎn)中，通常需要根據(jù) PCB 的類(lèi)型、生產(chǎn)規(guī)模、質(zhì)量要求等因素，綜合運(yùn)用多種檢測(cè)方法，以確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。例如，對(duì)于外觀缺陷的檢測(cè)，AOI 可以快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出大部分表面缺陷，但對(duì)于一些細(xì)微的缺陷，可能還需要結(jié)合人工目視檢測(cè)進(jìn)行補(bǔ)充。對(duì)于電氣性能檢測(cè)，ICT 在線(xiàn)測(cè)試能夠快速、全面地檢測(cè)電路板上的元件和電路，但對(duì)于一些特殊的電氣參數(shù)或測(cè)試要求，可能需要借助飛針測(cè)試進(jìn)行輔助。對(duì)于內(nèi)部缺陷的檢測(cè)，X 射線(xiàn)檢測(cè)尤其是 3D X 射線(xiàn)檢測(cè)能夠提供非常準(zhǔn)確的檢測(cè)結(jié)果，但由于設(shè)備成本和檢測(cè)成本較高，通常在對(duì)質(zhì)量要求極高的情況下使用。
因此，測(cè)試在電路板制造過(guò)程中扮演著至關(guān)重要的角色，它能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并協(xié)助工作人員快速解決，確保PCBA的高品質(zhì)。記下來(lái)捷配為您詳解。
以下是PCB常用的14種測(cè)試方法的概述：
1. 在線(xiàn)測(cè)試(ICT)： ICT是一種自動(dòng)在線(xiàn)測(cè)試技術(shù)，通過(guò)接觸PCB上的測(cè)試點(diǎn)來(lái)檢測(cè)線(xiàn)路的開(kāi)路、短路以及所有元件的故障。它具有廣泛的應(yīng)用范圍和高測(cè)量精度，能夠明確指示問(wèn)題所在，使得即使是電子技術(shù)水平一般的工人也能輕松處理有問(wèn)題的PCBA。ICT的使用顯著提高了生產(chǎn)效率并降低了成本。
2. 飛針測(cè)試： 飛針測(cè)試是一種成本效益高的測(cè)試方法，它使用兩個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的探針在沒(méi)有固定測(cè)試點(diǎn)的情況下進(jìn)行測(cè)試。這種測(cè)試方法的初始成本較低，可以通過(guò)軟件修改來(lái)適應(yīng)不同的測(cè)試需求，而無(wú)需更改硬件結(jié)構(gòu)。
3. 功能測(cè)試： 功能測(cè)試通過(guò)專(zhuān)用的測(cè)試設(shè)備對(duì)電路板的功能模塊進(jìn)行全面測(cè)試，以驗(yàn)證電路板的質(zhì)量。這種測(cè)試通常不提供深入的數(shù)據(jù)，而是需要專(zhuān)門(mén)的設(shè)備和定制的測(cè)試程序。
4. 自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(AOI)： AOI通過(guò)拍攝PCB的照片并與原理圖進(jìn)行比較，來(lái)檢測(cè)電路板上的不匹配之處。AOI通常與其他測(cè)試方法結(jié)合使用，以提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
5. X-ray測(cè)試： X-ray測(cè)試使用X光來(lái)檢測(cè)電路板的內(nèi)部缺陷，如開(kāi)路、短路、空焊和漏焊等。它特別適合檢測(cè)高密度和超細(xì)間距的電路板。
6. 激光檢測(cè)： 激光檢測(cè)是一種新興的PCB測(cè)試技術(shù)，它使用激光束掃描印制板并收集測(cè)量數(shù)據(jù)，然后將實(shí)際測(cè)量值與預(yù)設(shè)的接受限值進(jìn)行比較。
7. 老化測(cè)試： 老化測(cè)試模擬產(chǎn)品在實(shí)際使用條件下的老化過(guò)程，以檢測(cè)產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。
8. 可焊性測(cè)試： 可焊性測(cè)試評(píng)估元器件、PCB板、焊料和助焊劑等的可焊接性能，確保焊接的可靠性。
9. PCB污染測(cè)試： 這種測(cè)試檢測(cè)PCB表面的離子污染物，這些污染物可能來(lái)自助焊劑殘留、化學(xué)清洗劑殘留等，可能導(dǎo)致電路板腐蝕和其他問(wèn)題。
10. 切片分析： 切片分析是一種用于調(diào)查缺陷、開(kāi)路、短路和其他故障的技術(shù)。
11. TDR測(cè)試： TDR測(cè)試用于高速或高頻板的故障分析，可以快速判斷電路的開(kāi)短路情況及故障位置。
12. 剝離測(cè)試： 剝離測(cè)試評(píng)估PCB銅箔與基材之間的粘結(jié)強(qiáng)度，以確保在各種預(yù)處理后的結(jié)合強(qiáng)度。
13. 浮焊測(cè)試： 浮焊測(cè)試確定PCB孔能抵抗的熱應(yīng)力水平，適用于鍍覆孔、表面導(dǎo)體和焊盤(pán)的測(cè)試。
14. 波峰焊測(cè)試： 波峰焊測(cè)試適用于評(píng)估鍍覆孔、表面導(dǎo)體和焊盤(pán)的焊接質(zhì)量，涉及多個(gè)參數(shù)的設(shè)定和記錄。
檢測(cè)方法與流程
PCB線(xiàn)路板檢測(cè)通常采用多種方法結(jié)合的策略，以下是一些常見(jiàn)的檢測(cè)手段：
設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(Design Rule Check, DRC)：利用專(zhuān)業(yè)軟件對(duì)PCB設(shè)計(jì)文件進(jìn)行自動(dòng)審核，檢查布線(xiàn)寬度、間距、焊盤(pán)尺寸、過(guò)孔結(jié)構(gòu)等是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范和制造商能力。
飛針測(cè)試(Flying Probe Test)：使用可移動(dòng)的測(cè)試探針直接接觸PCB板上的測(cè)試點(diǎn)，逐點(diǎn)檢測(cè)電路網(wǎng)絡(luò)的連通性，適用于小批量、多品種或高密度PCB的快速檢測(cè)。
通用測(cè)試機(jī)(Universal Testing Machine, UTM)：基于測(cè)試夾具(Fixture)和定制的測(cè)試程序，對(duì)大批量生產(chǎn)的PCB進(jìn)行高效、全面的電氣性能測(cè)試，包括電阻、電容、電感、電壓、電流、頻率等參數(shù)。
光學(xué)檢測(cè)(Optical Inspection, AOI/SPI)：利用高分辨率攝像頭和圖像處理技術(shù)，對(duì)PCB表面的焊點(diǎn)、元器件、標(biāo)識(shí)、缺陷等進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和分析，有效發(fā)現(xiàn)肉眼難以察覺(jué)的問(wèn)題。
功能測(cè)試(Functional Test)：將PCB板接入模擬實(shí)際工作環(huán)境的測(cè)試設(shè)備，驗(yàn)證其在特定條件下的運(yùn)行狀態(tài)和輸出結(jié)果，確保其滿(mǎn)足設(shè)計(jì)功能要求。
檢測(cè)流程通常按照設(shè)計(jì)驗(yàn)證制程品質(zhì)控制成品檢驗(yàn)的順序進(jìn)行，形成閉環(huán)的質(zhì)量管理體系，確保每一塊出廠的PCB都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量把關(guān)。
總的來(lái)說(shuō)，PCB常見(jiàn)的檢測(cè)方法有目視檢查法、X射線(xiàn)檢測(cè)法、AOI檢測(cè)法、ICT檢測(cè)和其它檢測(cè)等。對(duì)于PCB設(shè)計(jì)的要求、使用環(huán)境、用途不同，我們可以選擇不同的檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，來(lái)提高PCB的質(zhì)量以滿(mǎn)足客戶(hù)的要求。 |
