테스트 및 검사가 PCB 어셈블리 신뢰성에 미치는 영향

테스트와 검사만으로는 PCB 어셈블리의 신뢰성을 높일 수 없습니다.

신뢰성이 통제되고 있는지 여부를 보여줍니다.

그 차이가 중요합니다. 많은 PCBA 프로젝트에서 "테스트"는 생산이 거의 끝나가는 마지막 단계처럼 처리됩니다. 보드를 만들고, 수표를 실행하고, 주문을 배송하세요.

실제 제조는 그렇게 깔끔하지 않습니다.

보드는 한 가지 테스트를 통과하더라도 다른 곳(숨겨진 납땜 접합부 아래, 커넥터 주변, 펌웨어 단계 내부, 재작업된 영역 또는 실제로 테스트되지 않은 기능 등)에 여전히 위험을 안고 있을 수 있습니다.

OEM 구매자에게 유용한 질문은 "공급업체가 보드를 테스트합니까?"뿐이 아닙니다.

더 좋은 질문은 "그렇습니까?테스트 및 검사범위가 이 PCB 어셈블리의 신뢰성 위험과 일치합니까?"

간단한 LED 보드, 소비자 IoT 모듈, 산업용 제어 PCBA 및 전력 전자 보드를 동일한 테스트 계획에 강제로 적용해서는 안 됩니다.

신뢰성은 최종적으로 보드에서 테스트되지 않습니다.

PCB 어셈블리는 검사를 통과하고 나중에 실패할 수 있습니다.

그렇다고 해서 검사가 항상 쓸모없다는 뜻은 아닙니다. 잘못된 위험을 확인하고 있었을 수도 있습니다.

커넥터 납땜 접합이 약한 동안에도 보드의 전원이 켜질 수 있습니다.

보드는 AOI를 통과할 수 있지만 숨겨진 BGA 조인트는 여전히 X-레이 검토가 필요합니다.

보드는 펌웨어 로딩 프로세스가 제어되지 않는 동안 육안 검사를 통과할 수 있습니다.

필드 입력, 릴레이 출력, 통신 포트 또는 부하 조건이 테스트되지 않은 상태에서 보드는 하나의 기능 검사를 통과할 수 있습니다.

이것이 바로 테스트와 검사가 생산 종료 시 하나의 최종 체크포인트로 간주되어서는 안 되는 이유입니다.

신뢰성은 제어된 소싱, 안정적인 조립, 납땜 공정 제어, 적절한 검사, 반복 가능한 테스트, 문서화된 재작업 및 추적성 등 전체 빌드 체인에서 비롯됩니다.

테스트와 검사는 프로세스 제어를 대체하지 않습니다.

프로세스 제어가 작동하는지 확인합니다.

검사와 테스트는 서로 다른 작업을 수행합니다

흔한 실수 중 하나는 "검사"와 "테스트"를 같은 의미인 것처럼 사용하는 것입니다.

그렇지 않습니다.

검사는 보드가 올바르게 조립되었는지 확인합니다. 구성 요소 누락, 극성 오류, 납땜 결함, 리드 들뜸, 커넥터 정렬, 라벨 문제 또는 숨겨진 납땜 접합 문제 등 눈에 보이거나 측정 가능한 제조 조건을 찾습니다.

테스트는 보드가 필요한 기능을 수행하는지 확인합니다. 전원 동작, 펌웨어 로딩, 통신, 릴레이 전환, 입력/출력 응답, 전류 소비, 센서 동작 또는 고객별 작동 조건을 확인할 수 있습니다-.

둘 다 중요하지만 서로 다른 문제를 안고 있습니다.

AOI는 누락된 저항기를 감지할 수 있습니다. 펌웨어가 호스트 시스템과 올바르게 통신하는지 여부는 증명되지 않습니다.

기능 테스트를 통해 보드가 올바르게 응답하는지 확인할 수 있습니다. 하단-종단 패키지 아래에 숨겨진 납땜 문제가 드러나지 않을 수도 있습니다.

이것이 바로 더 강력한 신뢰성 계획이 하나의 방법으로 모든 것을 수행할 것으로 기대하는 대신 검사와 테스트를 함께 사용하는 이유입니다.

각 방법에는 작업이 있습니다.

프로젝트에서 한 가지 방법이 다른 모든 방법의 작업을 수행할 것으로 기대하면 문제가 시작됩니다.

올바른 범위는 이사회 위험에 따라 달라집니다

모든 PCB 어셈블리에 동일한 수준의 테스트 및 검사가 필요한 것은 아닙니다.

이는 구매자의 기대와 공급업체의 가정을 조기에 조정해야 하는 부분입니다.

눈에 보이는 솔더 조인트, 성숙한 설계 파일, 안정적인 구성 요소 및 낮은 애플리케이션 위험을 갖춘 간단한 보드에는 표준 SMT 검사와 기본 전기 점검이 필요할 수 있습니다.

BGA, QFN, 파인{0}}피치 부품, 계전기, 터미널 블록, 펌웨어, 고전류 영역, 통신 인터페이스 또는 현장 배선이 포함된 보드에는 보다 구조화된 검사 및 테스트 계획이 필요할 수 있습니다.

범위는 보드를 따라야 합니다.

유용한 질문은 다음과 같습니다.

• 숨겨진 납땜 접합이 있습니까?
• 극성에 민감한-구성요소가 있나요?
• 릴레이, 커넥터, 단자대 또는 필드{0}}배선 인터페이스가 있나요?
• 보드에 펌웨어 프로그래밍이 필요합니까?
• 제품에 ICT 또는 고정 장치- 기반 FCT가 필요한가요?
• 시험 지점에 접근할 수 있나요?
• 보드가 산업 제어, 전력, 의료 지원, 자동차 지원 또는 통신 시스템의 일부입니까?
• 구매자가 테스트 기록이나 추적성을 요구합니까?
• 재작업 후에는 어떻게 되나요?

위험이 항상 수량과 연관되어 있는 것은 아닙니다.

정의되지 않은 기능 테스트가 포함된 20개 부품의 파일럿 빌드는 성숙한 테스트 설비와 제어된 프로세스를 갖춘 대규모 반복 주문보다 더 실질적인 위험을 초래할 수 있습니다.

SPI는 부품을 배치하기 전에 프로세스 드리프트를 포착할 수 있습니다.

솔더 페이스트 검사는 RFQ에서 항상 논의되는 것은 아니지만 SMT 공정 제어에서는 중요할 수 있습니다.

부품을 배치하기 전에 솔더 페이스트 볼륨, 높이, 정렬 및 브리징 위험이 이미 향후 솔더 조인트 품질에 영향을 미칠 수 있습니다. 페이스트 인쇄가 불안정한 경우 결함은 배치, 리플로우, AOI, 전기 테스트 또는 현장 성능까지 다운스트림으로 이동할 수 있습니다.

SPI의 가치는 타이밍입니다.

페이스트 문제가 솔더 접합 문제로 발전하기 전에 프로세스를 조기에 확인합니다.

그렇다고 해서 모든 프로젝트에 견적서에 자세한 SPI 논의가 필요하다는 의미는 아닙니다. 그러나 파인-피치 SMT, 조밀한 레이아웃, BGA-관련 어셈블리 또는 솔더 일관성이 중요한 보드의 경우 페이스트 검사 및 프로세스 모니터링이 보다 안정적인 어셈블리 품질을 지원할 수 있습니다.

구매자는 모든 프로세스 매개변수를 관리할 필요가 없습니다.

그러나 구매자는 PCB 어셈블리 신뢰성이 보드가 최종 테스트에 도달하기 전에 시작된다는 점을 이해해야 합니다.

AOI는 가시적인 조립 품질을 안정화하는 데 도움이 됩니다

자동화된 광학 검사는 많은 PCBA 결함이 시각적 또는 형상과 관련되어 있기 때문에 유용합니다.-

AOI는 누락된 부품, 잘못된 방향, 극성 문제, 배치 오프셋, 납땜 부족, 납땜 브리지, 삭제 표시 및 SMT 조립 후 기타 가시적 조건을 감지하는 데 도움이 될 수 있습니다.

SMT PCB 조립의 경우 AOI는 생산팀이 가시적인 조립 문제를 선별할 수 있는 더 빠르고 일관된 방법을 제공하므로 표준 품질{0}}관리 흐름의 일부인 경우가 많습니다.

하지만 AOI에는 한계가 있습니다.

전기적 기능을 완전히 검증할 수는 없습니다. 펌웨어 동작을 증명할 수는 없습니다. BGA, QFN, LGA 또는 특정 하단-종단 패키지 아래에 숨겨진 솔더 조인트가 표시되지 않을 수 있습니다.

또한 AOI는 우수한 솔더 페이스트 인쇄, 올바른 리플로우 프로파일 또는 엄격한 프로세스 제어를 대체하지 않습니다.

눈에 보이는 조립 결함을 조기에 발견하여 결함이 하류로 이동하는 것을 방지하는 용도로 사용하면 신뢰성이 향상됩니다.

X-Ray 검사는 납땜 연결부가 숨겨져 있을 때 도움이 됩니다.

일부 신뢰성 위험은 표면적으로 판단할 수 없습니다.

보드가 BGA, QFN, LGA, 하단-종단 구성 요소 또는 숨겨진 솔더 조인트가 있는 기타 패키지를 사용하는 경우 X-Ray 검사가 유용할 수 있습니다. 솔더 조인트 형성, 브리징, 보이드 패턴, 정렬 및 육안 검사나 AOI로 완전히 밝혀낼 수 없는 기타 숨겨진 조건을 검토하는 데 도움이 될 수 있습니다.

이는 모든 PCB 어셈블리에 X-레이가 필요하다는 의미는 아닙니다.

이는 보드 설계에 숨겨진 조인트 패키지가 포함되어 있거나 애플리케이션 위험으로 인해 심층 검사가 필요한 경우 X{0}Ray를 고려해야 함을 의미합니다.

예를 들어, 모든 접합 부분이 보이는 소비자용 액세서리 보드에는 X-레이가 필요하지 않을 수 있습니다. BGA, QFN 또는 숨겨진 전원{2}}장치 조인트가 있는 소형 제어 보드는 다른 검사 계획이 필요할 수 있습니다.

결정은 습관이 아닌 패키지 유형과 실패 영향에 따라 이루어져야 합니다.

ICT 및 비행 프로브가 유용하려면 테스트 액세스가 필요함

검사를 통해 부품이 올바르게 배치되었는지 확인할 수 있습니다.

회로-레벨 테스트에서는 조립된 회로가 예상대로 전기적으로 작동하는지 확인합니다.

-회로 테스트, 플라잉 프로브 테스트 및 관련 전기 점검을 통해 단락, 개방, 잘못된 구성요소 값, 누락된 구성요소, 특정 조립 또는 구성요소 수준의 문제-를 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.

이러한 방법은 보드 설계가 액세스를 지원하고 프로젝트 규모 또는 위험이 설정을 정당화할 때 유용할 수 있습니다.

중요한 단어는 접근입니다.

PCB 레이아웃이 필요한 테스트 지점이나 고정 장치 액세스를 제공하지 않는 경우 구매자는 프로젝트 후반에 전체 ICT가 필요하다고 결정할 수 없습니다. 많은 프로젝트에서 테스트 계획은 조립 이후가 아닌 제작 이전에 시작되어야 합니다.

이것이 DFT가 중요한 부분입니다.

테스트 가능성을 위한 설계는 단순히 엔지니어링 선호 사항이 아닙니다. 이는 최종 PCB 어셈블리를 효율적으로 검사하고 테스트할 수 있는지 여부에 직접적인 영향을 미칩니다.

FCT는 이사회의 실제 업무를 입증해야 합니다.

기능 테스트에서는 안정성이 애플리케이션에 따라 달라지는 경우가 많습니다.-

일부 PCB 어셈블리의 경우 기본적인 전원-켜짐 확인만으로 충분할 수 있습니다. 다른 경우에는 보드가 릴레이 스위칭, I/O 응답, 펌웨어 로딩, LED 동작, 센서 응답, 통신, 모터{2}}제어 신호, 전류 소모 또는 고객이 정의한 작동 조건-과 같은 실제 동작을 입증해야 합니다.

이는 산업용 제어 PCBA, 자동화 장비, 통신 장치, 전력 전자 장치 및 보드가 제품 내부에 수동적으로 위치하는 것 이상의 역할을 하는 기타 프로젝트에서 특히 중요합니다.

유용한 FCT 계획은 다음을 정의해야 합니다.

• 어떤 기능이 입증되어야 하는가
• 어떤 펌웨어나 소프트웨어가 필요한가요?
• 어떤 고정 장치, 케이블, 부하 또는 시뮬레이터가 필요한지
• 합격/불합격 결과는 어떻게 되나요?
• 테스트 데이터를 기록해야 하는지 여부
• 재작업 후 실패한 보드를 다시 테스트할지 여부
• 일련번호 또는 배치 추적이 필요한지 여부

한 명의 엔지니어만 실행할 수 있는 테스트는 아직 생산 테스트가 아닙니다.

EMS 팀이 명확한 지침에 따라 기능 테스트를 반복할 수 없는 경우 테스트 계획은 생산 준비가 되지 않은 것입니다.

번인(Burn In) 또는 스트레스 검사는 위험을 기반으로 해야 합니다-

번인-및 환경적 스트레스 검사는 일부 어셈블리의 초기 수명 약점을 밝혀내는 데 도움이 될 수 있지만 모든 PCBA 프로젝트에 대해 자동 요구 사항으로 처리되어서는 안 됩니다.-

특정 산업, 전력, 자동차 지원, 의료-지원 또는 서비스가 어려운-애플리케이션의 경우 구매자는 배송 전에 전력 작동, 열 노출, 부하 조건 또는 기타 스트레스 검사를 요구할 수 있습니다.

단순하거나 비용에 민감한{0}}보드의 경우 해당 수준의 테스트가 필요하지 않을 수도 있습니다.

올바른 질문은 "모든 보드를 태워버려야 하는가?"가 아닙니다.

더 나은 질문은 "이 제품의 위험 수준이 스트레스 스크리닝을 정당화합니까? 그리고 테스트가 실제로 어떤 조건을 시뮬레이션해야 합니까?"입니다.

번인 또는 스트레스 검사가 필요한 경우-구매자와 EMS 파트너는 생산 계획을 세우기 전에 조건, 기간, 샘플 크기 또는 적용 범위, 통과/실패 기준, 재테스트 규칙을 정의해야 합니다.

그렇지 않으면 '번인 필요'는 통제된 테스트 요구사항이 아니라 모호한 지침이 됩니다.

테스트 요구 사항은 RFQ 전에 정의되어야 합니다.

테스트 및 검사는 견적, 리드 타임, 설비 계획, 엔지니어링 준비, 보고 및 납품 가정에 영향을 미칩니다.

구매자가 기본 조립 견적을 먼저 요청하고 나중에 ICT, FCT, 프로그래밍, X{0}}레이 검사, 테스트 보고서 또는 번인을 추가하는 경우-원본 견적은 더 이상 실제 프로젝트를 설명하지 못할 수 있습니다.

이는 모든 구매자가 첫날부터 모든 테스트 세부 사항을 알아야 한다는 의미는 아닙니다.

그러나 예상되는 테스트 범위는 공급업체가 올바르게 계획할 수 있도록 충분히 일찍 논의되어야 합니다.

요청하기 전에PCB 조립인용, 구매자는 명확해야 합니다:

• AOI가 예상됩니까?
• 숨겨진 납땜 접합에는 X{0}}레이가 필요합니까?
• ICT나 플라잉 프로브가 필요합니까?
• 기능 테스트가 필요합니까?
• 펌웨어 프로그래밍이 포함되어 있나요?
• 테스트 픽스처를 사용할 수 있습니까, 아니면 구축해야 합니까?
• 테스트 보고서가 필요합니까?
• 고장난 보드를 재작업하고 다시 테스트합니까?
• 라벨, 일련번호 또는 배치 기록이 필요합니까?

테스트 범위가 없는 견적은 신뢰성 질문을 열어두면 낮아 보일 수 있습니다.

이는 초기 프로토타입에서는 허용될 수 있습니다. 생산 계획에 위험이 따릅니다.

재작업에는 자체 검사 및 재테스트 규칙이 있어야 합니다.

테스트와 검사는 단지 1차 합격 품질에 관한 것이 아닙니다.-

재작업 후에도 중요합니다.

열 노출, 부품 제거, 수동 납땜 또는 커넥터 조정으로 인해 새로운 위험이 발생할 수 있으므로 재작업된 보드에는 추가 검사가 필요할 수 있습니다. 보드에 따라 재작업에는 육안 검사, AOI 검토, X-레이 검사, 전기 재테스트 또는 기능 재테스트가 필요할 수 있습니다.

핵심은 간단합니다.

눈에 보이는 결함이 수리되었다는 이유만으로 실패한 보드가 완제품 흐름으로 돌아가서는 안 됩니다.-

수리 방법, 검사 결과, 재검사 결과는 보드의 위험 수준과 일치해야 합니다.

소량의 -볼륨, 파일럿, 산업용 또는 신뢰성-에 민감한 PCBA 프로젝트의 경우 이러한 재작업-및-재테스트 규율은 원래 검사 계획만큼 중요할 수 있습니다.

테스트 데이터는 다음 빌드로 피드백되어야 합니다.

테스트와 검사는 합격과 불합격만을 결정해서는 안 됩니다.

또한 프로세스가 표류하고 있는지 여부도 표시할 수 있습니다.

AOI가 동일한 구성 요소 이동을 반복적으로 표시하는 경우 이는 배치 설정, 피더 동작, 구성 요소 패키징 또는 패드 디자인을 가리킬 수 있습니다. X-ray가 유사한 숨겨진 공동 문제를 반복적으로 나타내는 경우, 리플로우 프로필이나 패키지 디자인을 검토해야 할 수 있습니다. FCT 오류가 하나의 인터페이스 주변에 집중되는 경우 문제는 펌웨어, 커넥터 처리, 테스트 설정 또는 설계 한계에 있을 수 있습니다.

이러한 종류의 피드백은 테스트 결과를 프로세스 학습으로 전환하므로 유용합니다.

반복 주문, 파일럿 빌드, 산업용 제어 보드 및 개정 변경이 있는 생산 프로그램의 경우 테스트 데이터는 EMS 파트너와 구매자가 단순히 불량 보드에서 좋은 보드를 분류하는 대신 다음 빌드를 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다.

테스트가 제조 제어에 반영되면 신뢰성이 향상됩니다.

테스트 데이터 및 추적성은 향후 문제 해결에 도움이 됩니다.

테스트와 검사는 결과를 추적할 수 있을 때 더욱 유용합니다.

간단한 프로젝트의 경우 통과/실패 확인만으로 충분할 수 있습니다. 보다 까다로운 빌드의 경우 구매자는 배치 번호, 일련 번호, 펌웨어 버전, 검사 결과, 테스트 결과 또는 재작업 기록과 관련된 기록을 원할 수 있습니다.

추적성은 나중에 질문에 답하는 데 도움이 됩니다.

• 이 BOM 개정을 사용한 배치는 무엇입니까?
• 어떤 펌웨어 버전이 로드되었습니까?
• 어떤 보드가 FCT를 통과했나요?
• 이 보드를 재작업한 건가요?
• 고장난 장치가 특정 로트의 일부였습니까?
• 기록이 없으면 문제 해결은 추측에 불과합니다.

그렇다고 모든 프로젝트에 무거운 보고 ​​패키지가 필요하다는 의미는 아닙니다.

보고 수준은 애플리케이션, 생산 단계 및 고객 요구 사항과 일치해야 합니다. 그러나 구매자가 추적성을 기대한다면 생산이 시작되기 전에 정의되어야 합니다.

구매자를 위한 실제 테스트 및 검사 범위

더 강력한 테스트 계획은 위험에 맞는 검사 방법을 찾는 것부터 시작됩니다.

이 표는 보편적인 체크리스트가 아닙니다.

기획도구입니다.

올바른 범위는 보드 설계, 애플리케이션 위험, 생산 단계, 구매자 요구 사항 및 생산 조건에서 테스트 방법을 반복할 수 있는지 여부에 따라 달라집니다.

업계 신호: 신뢰성에 대한 기대치가 상향 조정되고 있습니다.

특히 산업용 전자 장치, 자동화 장비, 통신 장치, 전력 전자 장치 및 기타 신뢰성에 민감한{0}}조립품에 대한 품질 기대치를 프로젝트 초기에 정의하는 OEM 구매자가 늘어나고 있습니다.

그렇다고 모든 보드에 무거운 테스트 패키지가 필요하다는 의미는 아닙니다.

이는 테스트와 검사가 조립이 완료된 후 나중에 고려하는 것이 아니라 제작 계획의 일부로 처리되어야 함을 의미합니다.

테스트 범위를 일찍 정의할수록 테스트 액세스, 고정 장치 요구 사항, 검사 흐름, 보고 및 전달 가정을 계획하는 것이 더 쉬워집니다.

이 토론에서 STHL이 적합한 곳

PCB 조립 프로젝트를 준비하는 OEM 구매자를 위해 Shenzhen STHL Technology Co., Ltd.는 조립 범위와 함께 테스트 및 검사 요구 사항을 검토할 수 있습니다.

프로젝트에 따라 여기에는 AOI 검사, X-Ray 검사, 회로 내 또는 기능 테스트 논의, 프로그래밍 요구 사항, 설비 계획, 재작업{2}}및-재테스트 기대, 추적성 요구 사항이 포함될 수 있습니다.

목표는 불필요한 테스트를 추가하지 않는 것입니다.

목표는 일치하는 것입니다.테스트 및 검사보드의 실제 위험 범위를 지정하여 명확한 조건에서 빌드를 조립, 확인, 테스트 및 반복할 수 있습니다.

결론

테스트 및 검사는 다양한 빌드 단계에서 다양한 유형의 위험을 드러냄으로써 PCB 어셈블리 신뢰성에 영향을 미칩니다.

SPI는 배치 전에 솔더 페이스트 위험을 제어하는 ​​데 도움이 될 수 있습니다. AOI는 눈에 보이는 어셈블리 문제를 파악하는 데 도움이 됩니다. X-레이는 숨겨진 납땜 접합부에 도움이 될 수 있습니다. ICT 및 플라잉 프로브는 회로-레벨 검사를 지원할 수 있습니다. FCT는 보드가 의도한 기능을 수행하는지 확인합니다. 재작업 검사, 테스트 데이터 및 추적성은 반복 생산 및 향후 문제 해결을 지원하는 데 도움이 됩니다.

OEM 구매자에게 있어 실질적인 교훈은 간단합니다. 테스트 및 검사 범위를 조기에 정의하는 것입니다. "신뢰할 수 있다"는 것이 무엇을 의미하는지 결정하기 위해 보드가 조립될 때까지 기다리지 마십시오.

PCB 조립 프로젝트에 적합한 테스트 및 검사 범위를 정의하는 데 도움이 필요하십니까? 다음을 통해 파일을 제출하세요.견적 요청또는 STHL에 직접 문의하세요.info@pcba-china.com