Pengenalan
Papan Litar Dicetak (PCBs) berkhidmat sebagai sistem saraf pusat bagi peranti elektronik moden, dari telefon pintar harian hingga sistem penerbangan canggih. Sebelum papan ini diterapkan, mereka melalui ujian ketat untuk mengesahkan kefungsian, kualiti, dan kebolehpercayaan. Mengapa ini sangat penting? Satu jejak yang rosak atau komponen yang tidak berfungsi boleh menyebabkan kegagalan kritikal, pelanggan yang tidak puas hati, dan kerugian kewangan.
Pengujian PCB lebih dari sekadar menangkap kecacatan—ia juga merupakan satu lingkaran maklum balas untuk memperbaiki reka bentuk dan proses pengeluaran. Dengan menganalisis keputusan ujian, pembuat boleh menyempurnakan aliran kerja mereka dan meningkatkan hasil. Melewatkan langkah penting ini terlalu berisiko—terutamanya dalam industri seperti perubatan atau penerbangan, di mana kebolehpercayaan papan boleh menjadi isu hidup atau mati.
Kepentingan Ujian PCB dalam Pengilangan Elektronik g
Pengujian PCB memastikan papan anda mematuhi piawai prestasi yang ketat. Dalam sektor di mana keselamatan adalah terpenting (contohnya, perubatan), batas untuk ralat hampir sifar. Bahkan dalam elektronik pengguna, papan yang tidak berkualiti boleh merosakkan imej jenama dan menyebabkan kembalian yang mahal.
Selain kawalan kualiti, pengujian sistematik juga menyokong:
• Pengoptimuman Proses: Menandakan isu berulang awal membantu menyesuaikan garis perakitan.
• Penyeliaan Reka Bentuk: Memastikan susunan dan pilihan komponen adalah tangguh.
• Kepatuhan Peraturan: Memenuhi sijil spesifik industri (contohnya, IPC Class 3).
Sebilangan, pengujian adalah tiada tawar-menawar untuk pengeluaran elektronik yang boleh dipercayai.
Kaedah Ujian PCB Biasa
Kaedah yang berbeza sesuai untuk jumlah dan kekompleksan yang berbeza:
1. Ujian Litar Dalam (ICT)
• Pemeriksaan pantas secara selari dengan peranti bed-of-nails.
• Sesuai untuk pelari besar tetapi memerlukan peralatan khas yang mahal.
2. Ujian Sondakan Terbang (FPT)
• Menggunakan sonda bergerak bukannya peralatan khusus.
• Hebat untuk jumlah rendah hingga sederhana dan prototaip.
3. Pemeriksaan Optik Automatik (AOI)
• Menggunakan kamera resolusi tinggi untuk memeriksa sambungan timah permukaan.
• Tumpu kepada isu-isu yang boleh dikesan secara kelihatan.
4. Pemeriksaan X-Ray
• 'Melihat melalui' PCB untuk kecacatan tersembunyi, penting untuk BGAs dan papan berlapis.
• Kerap digunakan bersama-sama dengan FPT atau AOI untuk cakupan menyeluruh.
Walaupun setiap satu mempunyai kekuatan unik, panduan ini terfokus kepada Ujian Sondir Terbang—suatu pendekatan yang menawarkan fleksibiliti tanpa tanding, terutamanya jika anda memerlukan iterasi reka bentuk dengan pantas.
Apa Itu Ujian Penyondong Terbang (FPT)?
Bayangkan satu set lengan robotik dengan sonda berkejit tepat meluncur di atas PCB. Sonda-sonda ini menyentuh pad, via, dan penuntut komponen untuk memeriksa keterusian, nilai komponen, dan fungsionaliti. Dengan kawalan berdasarkan perisian, FPT tidak memerlukan perapian tersuai, menjadikannya sempurna untuk reka bentuk yang berubah secara kerap.
FPT juga bukan pemusnah, bermaksud ia tidak akan merosakkan papan atau pelapisan perlindungannya. Ia cukup tepat untuk mengesan pembukaan, pendekungan, bahagian hilang, dan lebih banyak lagi. Sejak beberapa dekad, kemajuan dalam motor servo, penglihatan mesin, dan algoritma perisian telah menjadikan FPT sebagai pengejap utama—dari peringkat prototaip hingga pengeluaran jilidan rendah khas.
Evolusi Teknologi Ujian Penyondong Terbang
Sistem FPT awal pada tahun 1980-an boleh menjadi perlahan dan terhad. Mesin hari ini jauh lebih pantas dan cerdas, dengan ciri-ciri seperti:
• Konfigurasi Multi-Probe: Hingga lapan probe berjalan serentak.
• Pengintegrasian dengan sistem AOI dan perisian MES.
• Algoritma pembelajaran lanjutan untuk strategi ujian adaptif.
Apa yang dahulu 'hanya cadangan' kepada ICT kini boleh menjadi penyelesaian utama dalam banyak situasi—terutamanya dalam R&D atau bagi papan kompleks yang tidak membenarkan pelaburan dalam alat mahal.
Bagaimana Ujian Penyondong Terbang Berfungsi
1. Import Reka Bentuk
• Muat fail CAD atau Gerber ke dalam perisian FPT.
• Termasuk data seperti netlists, kedudukan komponen, dan maklumat tata letak.
2. Pembuatan Pelan Ujian
• Perisian secara automatik menghasilkan urutan ujian.
• Jurutera boleh menyempurnakan keutamaan (contohnya, memeriksa trek kuasa terlebih dahulu).
3. Proses Pemeriksaan
• Penyondong bergerak di paksi X-Y-Z, menghubungi setiap titik ujian seperti yang diberi arahan.
• Pengukuran seperti rintangan, voltan, kapasitans, dan lain-lain dicatatkan.
4. Analisis Real-Time
• Sebarang sisihan daripada nilai yang dijangka ditandai seketika.
• Data boleh dimasukkan terus ke dalam sistem kawalan kualiti yang lebih besar.
5. Pelaporan & Penyimpanan
• Laporan akhir mendetail hasil lulus/gagal dan parameter yang diukur.
• Menyediakan maklumat untuk kerja semula atau pembaharuan rekabentuk lanjut.
Kelebihan Ujian Penyondong Terbang
1. Kos-Efektiviti
- Tiada Kebutuhan Alat Tetap: UPT menghapuskan alat tetap yang diperlukan oleh ICT, menyelamatkan kos awal yang besar.
- Pusingan Cepat bagi Perubahan Reka Bentuk: Mengikut TechDesign Forum 2023, syarikat yang menggunakan UPT mengurangkan perbelanjaan alat hingga 70% berbanding kaedah tradisional.
2. Keluwesan dan Kelajuan
- Masa Siap Minimum: Reka bentuk papan baru atau yang diubah hanya memerlukan kemas kini perisian.
- Kesesuaian Pelbagai Papan: Dari papan keras piawai hingga fleksibel dan HDI, UPT menangani semuanya.
3. Ujian Bukan Hancur
- Tekanan Mekanikal Minimum: Sondol dengan lembut bersentuh titik ujian, memelihara komponen rapuh.
- Sesuai untuk Prototaip Mahal: Apabila papan sukar digantikan, ujian selamat adalah penting.
Keterbatasan Ujian Penyondong Terbang
• Tidak Sesuai untuk Pengeluaran Jilidan Tinggi
- FPT lebih perlahan berbanding ICT, menjadikannya kurang sesuai apabila menghasilkan ribuan papan setiap hari.
• Ujian Berperingkat
- Walaupun mempunyai susunan multi-probe, titik-titik diuji secara berperingkat, yang membataskan keluaran bagi jalan-jalan yang sangat besar.
Dalam situasi pengeluaran jilidan tinggi, ICT mungkin masih menjadi pemenang. Namun, untuk pengeluaran sederhana, perubahan reka bentuk kerap, atau ujian khas, FPT masih merupakan pilihan terbaik.
Ujian Penyondong Terbang vs. Ujian Litar Dalam
• Kelajuan versus Fleksibiliti: ICT cemerlang dalam kelajuan untuk jumbuk besar, manakala FPT tiada tandingan dalam fleksibiliti.
• Kos untuk Jumbuk Kecil: Kos peranti ICT boleh menjadi penghalang kecuali anda mengeluarkan dalam jilidan tinggi, manakala FPT hampir tidak mempunyai kos keras apa pun.
• Kes Guna: Prototaip, peringkat R&D, dan jalan-jalan jumbuk rendah khas biasanya condong kepada FPT. Reka bentuk yang stabil dan ditubuhkan dalam pengeluaran besar cenderung condong kepada ICT.
Kes Gunaan Ideal untuk Ujian Penyondong Terbang
1. Prototaip dan Pengeluaran dalam Jumlah Rendah
- Bersahabat dengan Perubahan: Tiada peralatan untuk ditukar semula apabila tata letak berubah.
- Pengesahan Cepat: Dapat mengulang pada papan awal tanpa menanggung kos alatan yang tinggi.
2. PCB Kompleks dan Kepadatan Tinggi
- Kejituan Tinggi: Boleh mengakses tata letak rapat pada papan HDI lanjutan.
- Menurunkan Risiko Kerosakan: Penyondongan ringan mengelakkan kerosakan kepada komponen mikro atau padat.
Parameter yang Diukur Semasa Ujian Penyondong Terbang
• Parameter Elektrik
- Keberpuncahan, Rintangan, Kapasitans, Induktans, aras Voltan
- Mengesan litar terbuka, separa terbuka, pendek, atau tarikan berlebihan
• Pemeriksaan Komponen Fizikal
- Pemeriksaan Kehadiran & Polari: Memastikan bahagian ada di papan dan disusun dengan betul
- Pengesahan Nilai: Mengesahkan penilaian komponen sesuai dengan spesifikasi BOM
Peralatan yang Digunakan dalam Ujian Flying Probe
Mesin Terbaik Di Pasaran
• Siri Scorpion Acculogic
• Seica Pilot V8 & V4
• Siri APT Takaya
• Penyelesaian Keysight Technologies
Ciri-ciri yang perlu dipertimbangkan
• Bilangan Sond: Semakin banyak sond, pengujian berurutan lebih pantas
• Keluwesan Perisian: Penghasilan ujian berasaskan CAD, analitik secara real-time
• Sistem Visi: Penjajaran kamera untuk pitch yang kecil dan pengenalan fiducial secara automatik
Proses Ujian Flying Probe Dijelaskan
Import Data Reka Bentuk PCB
1. Penerbitan Pelan Ujian Automatik
2. Penempatan Papan
3. Penjajaran Optik
4. Sond Bermula
5. Ujian Elektrik
6. Penyimpanan Data & Pelaporan
7. Ulangi Ujian Jika Diperlukan
Perisian dan Pemrograman
Perisian FPT moden menangani:
• Penerbitan Ujian Automatik: Cipta rancangan ujian dengan pantas daripada fail Gerber/ODB++
• Perbandingan Netlist: Verifikasi sambungan sebenar lawan niat skema
• Diagnostik Kerosakan: Menunjuk pad atau lacak tertentu yang gagal pengukuran
• Integrasi dengan Sistem MES/ERP: Salurkan data kecacatan real-time ke dalam dasbor pengurusan enterprise
Kebenaran dengan Garisan Penyambungan SMT
Ujian Selari
• Sesuai untuk jilatan sederhana
• Pengesanan kecacatan masa nyata dan penanganan papan yang automatik
Ujian Laluan
• Terbaik untuk prototaip atau jumbatan skala kecil yang bervariasi
• Muat secara manual untuk setiap papan, lebih banyak pilihan penyesuaian
Penyenaraian Kerja
• Amanan Masa Nyata: Betulkan isu penyambungan dengan pantas, meminimumkan kerosakan
• Pengurusan Rework Pintar: Papan yang rosak mudah ditandakan untuk diperbaiki dan diperiksa semula
Kesimpulan
Ujian Sondakan Terbang menawarkan fleksibiliti dan penghematan kos yang tiada tandingan untuk pengesahan PCB—terutamanya dalam jilatan rendah hingga sederhana atau semasa pembangunan produk. Walaupun ia mungkin tidak secepat Ujian Litar untuk pelari produksi besar, ia cemerlang dalam senario di mana perubahan rekabentuk adalah kerap atau kekompleksan adalah tinggi.
Dengan mengautomatiskan pemeriksaan elektrik dan fizikal tanpa merosakkan papan, FPT membantu anda mendeteksi kesalahan awal, menyempurnakan reka bentuk dengan keyakinan, dan menghasilkan produk berkualiti tinggi. Jika fokus anda adalah pada kecekapan, kejituan, dan penyelesaian yang bersahabat-budget, Ujian Sondakan Terbang adalah perkara yang mesti ada dalam arsenal ujian PCB anda.
Soalan Lazim
1. Bolehkah Ujian Sondakan Terbang mengesan isu penyolderan?
Ya. Walaupun ia tidak memberikan data visual yang sama seperti AOI atau X-ray, FPT secara berkesan mengenalpasti terbuka, pendek, dan beberapa ralat penempatan komponen yang disebabkan oleh kecacatan penyolderan.
2. Sejauh mana kejituan Ujian Sondakan Terbang?
Sangat jitu. Sistem canggih menawarkan ketepatan tahap mikron, sesuai untuk komponen pitch halus atau tata letak PCB padat.
3. Adakah Ujian Sondakan Terbang sesuai untuk PCB dua sisi?
Tentu saja. Mesin FPT moden menguji papan dua sisi dengan perubahan tetapan minimum, menyondak setiap sisi sama ada secara berturutan atau mengikut tertib yang diprogram.
4. Berapa lama masa yang diperlukan untuk memprogram Ujian Sondakan Terbang?
Pemrograman adalah relatif pantas. Perisian canggih boleh menghasilkan prosedur ujian secara automatik daripada data CAD, seringkali dalam tempoh beberapa jam.
5. Bolehkah saya guna FPT untuk ujian produk akhir?
Ya. Sifatnya yang tidak merosakkan dan pemeriksaan elektrik terperincinya menjadikan FPT sebagai langkah pemeriksaan akhir yang可行, terutamanya dalam aplikasi isi padu rendah atau kebolehpercayaan tinggi.
EN