Machen Sie sich mit den Details von Über PCB-Inspektionsansätzen vertraut

10. März 2022

Qualität und Genauigkeit sind entscheidende Aspekte jedes Produkts, um Fehler zu beseitigen, und dasselbe gilt für Leiterplatten, da sie eine entscheidende Komponente in allen digitalen und elektromechanischen Geräten sind. Daher ist die Leiterplatteninspektion ein entscheidender Aspekt bei der Herstellung und Bestückung von Leiterplatten. Bei der Herstellung werden Platinen hergestellt, und das Zusammenbauen umfasst das Montieren von Schaltkreisen und Komponenten. Idealerweise wird die PCB-Inspektion in jedem Schritt des Herstellungs- und Bestückungsprozesses durchgeführt. Während eine einfache visuelle Inspektion einige Fehler identifizieren kann und immer noch verwendet wird, gibt es viele Arten von automatisierten Testwerkzeugen und -techniken, die von Leiterplattenherstellern und Bestückungsdienstleistern verwendet werden. Dieser Beitrag bietet die Arten der Leiterplatteninspektion und ihre Bedeutung.

Referentielle und nicht-referenzielle PCB-Inspektionstechniken

Es gibt drei Arten von Brettern, die weit verbreitet sind – starr, flexibel und starr flexibel. Flex- und Starrflex-Boards finden branchenübergreifend maximale Anwendung, da sie flexibel und dennoch langlebig sind, einen hohen Biegeradius aufweisen und die Fähigkeit haben, mehrere Komponenten auf einem dünnen Substrat unterzubringen. Diese Platinen verfügen je nach Typ und Eigenschaften über unterschiedliche PCB-Inspektionsalgorithmen. Wie bereits erwähnt, werden unbestückte Leiterplatten vor der Bestückung und dem Löten der Bauteile gründlich inspiziert. Es gibt bestimmte Algorithmen, die die Art wahrscheinlicher Defekte wie Kurzschlüsse, hervorstehende Kupferspuren, Staub auf der Platine, offene Schaltkreise und Leiter usw. trennen. Im Folgenden sind zwei gängige Inspektionsalgorithmen aufgeführt, die zum Identifizieren von Problemen in PCBs verwendet werden.

• Referenzalgorithmen:

  Diese Algorithmen sind referenzbasiert, was bedeutet, dass sie über ein fertiges Modell oder Design verfügen, mit dem sie die Eigenschaften des neuen Boards vergleichen können. Diese Art der Inspektion umfasst den Abgleich von Bildern und Vorlagen. Auch Schaltungen werden auf diese Weise mit einem 3D-Modell als Referenz verglichen. Diese referentiellen Methoden sind auch heute noch weit verbreitet. Sie haben jedoch ihre eigenen Nachteile. Wenn Sie beispielsweise eine Referenztafel oder ein Modell haben und Vergleiche durchgeführt werden, kann es aufgrund von Rauschen, Bildverzerrung und Interpretationsfehlern zu falschen Messwerten kommen. Daher wurden auch nicht-referenzielle Algorithmen entwickelt und werden ebenso häufig verwendet.

• Nicht referenzielle Algorithmen:

  Hier gibt es kein Referenzmodell oder Design. Die Messwerte und Beobachtungen der durchgeführten PCB-Inspektion sind also absolut. Sie sind original, was bedeutet, dass das Platinenbild beobachtet und seine Muster, Attribute und wahrscheinlichen Fehler in Form von Daten notiert werden. Dies wird basierend auf dem Design Rule Verification Standard verifiziert. Die Defekte werden nach Anwendung dieser spezifischen Algorithmen erkannt. Danach wird eine Datentabelle oder so gebildet und analysiert, um weitere Schritte zu unternehmen. Nicht referenzielle Algorithmen werden angewendet, um externe oder morphologische Merkmale, Platinengrenzen und Lauflängencodierung zu untersuchen. Beim Einsatz dieser Algorithmen ist es zwingend erforderlich, diese gegen die gesetzten Standards zu verifizieren. Auch wenn es keine Entwurfsvorschau oder Vergleichsreferenz gibt, muss sichergestellt werden, dass die Entwurfsanforderungen erfüllt werden und keine diesbezüglichen Mängel vorliegen. Dies ist eine der Herausforderungen nicht-referenzieller Algorithmen. Daher wird meistens ein hybrider Algorithmus verwendet, der referenzielle und nicht-referenzielle Merkmale aufweist.

• Hybride Algorithmen:

  Dies ist eine ideale Kombination, die die Nachteile der beiden oben genannten Ansätze überwindet. Dieser Ansatz erreicht zwei Dinge – er verhindert jegliche Verletzung von Fehlern gemäß den spezifischen Designanforderungen eines Kunden. Außerdem erfüllt es die erforderlichen Verifizierungsstandards.

Unter allen Arten von Boards können flexible Boards bestimmte Herausforderungen in Bezug auf die genaue Fehlererkennung darstellen. Dies liegt hauptsächlich daran, dass sie dünn und biegsam sind und eine Verzerrung in ihrer Dehnungsfähigkeit widerspiegeln können. Diese Platinen können eine Größenverzerrung und eine allgemeine Ungleichmäßigkeit in den Mustern aufweisen, aufgrund derer es für einen Algorithmus schwierig ist, Fehler zu erkennen. Glücklicherweise gibt es Möglichkeiten, diese Herausforderungen zu meistern.

Überwindung der Fehlererkennung bei flexiblen Leiterplatten

Zuerst wird das Bild der leeren Tafel erfasst und in kleine Rahmen oder Sätze unterteilt. Während sich die Rahmen dieser Bilder überlappen können, wird die Überlappungsbreite berücksichtigt und basierend auf der maximalen Abweichung zwischen dem Test- und dem Referenzbild festgelegt. Auf diese Weise kann man Probleme wie verzerrte physikalische Eigenschaften und ungleichmäßige Kontrastpegel überwinden. Dies wird erreicht, indem jeder Bildrahmen separat verarbeitet wird. Das Auffinden von Defekten in Feinrastermustern kann durch Subpixelanalyse erreicht werden. Dies wird auch für Fehler im Zusammenhang mit der Kantenerkennung und Ausrichtung der Platine verwendet. Es gibt Algorithmen, die Fremdpartikel wie Staub auf der Platine anhand von Farbwerten, unregelmäßiger Größe und Geometrie erkennen.

Alle diese Inspektionstechniken stellen sicher oder validieren, ob die Anwendungsanforderungen erfüllt sind. Sie stellen auch die allgemeine strukturelle und funktionelle Genauigkeit sowie Qualität sicher. Wenn Sie ein OEM sind und an einem entscheidenden Produkt mit Null-Fehler-Toleranzen arbeiten, stellen Sie sicher, dass die für dieses Produkt verwendete PCBA genauso perfekt ist. Dazu können Sie mit einem erfahrenen Leiterplattenhersteller und Anbieter von Montagelösungen zusammenarbeiten, der über strenge Test- und Inspektionsprozesse verfügt und in der Lage ist, Ihre spezifischen oder komplexen Anwendungsanforderungen zu verstehen und umzusetzen. Creative Hi-Tech ist ein bekannter PCB-Hersteller und Bestückungsdienstleister, der sich auf kundenspezifische PCB-Designs und -Bestückungen spezialisiert hat.

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