PCB-Prüftechniken für höchste Qualität verstehen

10.03.2022 Qualität und Genauigkeit sind entscheidend, um Fehler zu vermeiden – das gilt auch für Leiterplatten als Kernkomponenten aller digitalen und elektromechanischen Geräte. PCB-Prüfung (Inspection) ist daher essenzieller Bestandteil von Fertigung und Bestückung. In der Fertigung werden Rohplatinen gefertigt, bei der Bestückung Leiterbahnen und Bauteile montiert. Idealerweise wird bei jedem Schritt geprüft. Während Basis-Sichtprüfung noch genutzt wird, setzen Hersteller und Bestücker vielfältige automatisierte Testwerkzeuge und -techniken ein. Dieser Beitrag stellt PCB-Prüfarten und ihre Bedeutung vor.

Referenzielle & nicht-referenzielle PCB-Prüfalgorithmen

Drei Hauptplatinenarten: Rigid, Flex, Rigid-Flex. Flex und Rigid-Flex dominieren durch Flexibilität, Haltbarkeit, hohen Biegeradius und hohe Bauteildichte auf dünnem Substrat. Je nach Typ und Eigenschaften unterschiedliche Prüf-Algorithmen. Rohplatinen werden vor Bestückung und Löten gründlich geprüft. Algorithmen trennen Fehlerarten: Kurzschlüsse, hervorstehende Kupfergrat, Staub, Unterbrechungen, Leiterfehler u. a. Zwei gängige Inspektionsalgorithmen:

• Referenzielle Algorithmen: Vergleich mit Referenzmodell/Design. Bild- und Template-Matching, Schaltplanvergleich mit 3D-Modell. Weit verbreitet, aber Nachteile: Falscherkennungen durch Rauschen, Bildverzerrung, Interpretationsfehler. Daher Entwicklung nicht-referenzieller Algorithmen.
• Nicht-referenzielle Algorithmen: Kein Referenzmodell. Beobachtungen sind absolut, original – Muster, Attribute, potentielle Fehler werden als Daten erfasst. Verifikation nach Design Rule Verification Standard. Fehlerdetektion durch spezifische Algorithmen. Datentabelle wird gebildet und analysiert. Anwendung: externe/morphologische Merkmale, Platinenränder, Run-Length-Encoding. Essentiell: Verifikation gegen Standards. Da kein Design-Vergleich, muss sichergestellt sein, dass Designanforderungen erfüllt und keine diesbezüglichen Fehler vorliegen. Herausforderung. Deshalb oft hybride Algorithmen.
• Hybride Algorithmen: Ideale Kombination, überwindet Nachteile beider Ansätze. Verhindert Designanforderungsverletzungen und erfüllt Verifikationsstandards.

Bei Flex-Platinen können Defekterkennungsprobleme auftreten: dünn, biegbar, Verzerrungen durch Dehnung. Größenverzerrung, nicht-uniforme Muster erschweren algorithmische Erkennung. Lösungen existieren.

Defekterkennung bei Flex-PCBs meistern

Rohplatine wird erfasst, in kleine Frames/Sets unterteilt. Überlappende Frame-Breiten berücksichtigen maximale Abweichung zwischen Test- und Referenzbild. Verarbeitung jedes Frames separat überwindet verzerrte physikalische Merkmale und Kontrast-Nichtuniformität. Feinraster-Fehlererkennung durch Subpixel-Analyse – auch für Kantendetektion und Ausrichtung. Algorithmen für Fremdpartikel (Staub) über Farbwerte, unregelmäßige Größe/Geometrie.

Alle Inspektionstechniken validieren Erfüllung der Applikationsanforderungen, strukturelle und funktionale Genauigkeit sowie Qualität. Als OEM mit Null-Fehler-Toleranz: Stellen Sie sicher, dass die PCBA genauso perfekt ist. Partner mit erfahrenem PCB-Hersteller und Bestücker, der strenge Prüfprozesse hat und komplexe Anforderungen versteht und umsetzt. Creative Hi-Tech ist bekannter PCB-Hersteller und Bestückungsdienstleister mit Spezialisierung auf kundenspezifische Designs und Bestückungen.

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