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Un'attrezzatura PCB laboratorio è essenziale per design, analizzare, testare a circuito stampato e assicurarne l'affidabilità in termini di aderenza ai requisiti standard delle industrie. Il laboratorio PCB tende anche a ridurre al minimo gli sprechi individuando i difetti nelle fasi iniziali della produzione.
Quindi, come costruire un laboratorio professionale di PCB? E come funziona? Iniziamo con ELEPCB!
Come costruire un laboratorio professionale di PCB?
1 Requisiti di qualificazione per la costruzione
Lo standard del laboratorio PCB
Accreditamento CNAS
- Il laboratorio PCB deve avere CNAS (Servizio nazionale cinese di accreditamento per la valutazione della conformità), compreso il laboratorio nel capacità tecnica, gestione delle attrezzature, qualità del personale e altri aspetti per soddisfare i requisiti più severi.
Certificazione ISO9001
- La certificazione del sistema di gestione della qualità ISO9001 dimostra la standardizzazione e l'efficacia del laboratorio in qualità gestione. Questa certificazione richiede ai laboratori di stabilire un sistema di gestione della qualità completo, che copra tutti gli aspetti da progettazione di processi sperimentali, manutenzione delle attrezzature e formazione del personale.
Qualifiche professionali
- Il personale del laboratorio PCB deve avere conoscenze e competenze professionali rilevanti ed essere in grado di utilizzare con abilità le apparecchiature e gli strumenti di prova.
Sistema di tracciabilità dei prodotti
- L'istituzione di un sistema completo di tracciabilità dei prodotti è particolarmente importante per i laboratori di PCB, perché il PCB nelle apparecchiature elettroniche svolge un ruolo fondamentale, una volta che si verifica il problema, può individuare rapidamente la fonte delle materie prime, dei processi produttivi, dei collegamenti di prova, al fine di adottare misure correttive efficaci.
Qualificazione dell'apparecchiatura
- Le apparecchiature di laboratorio per PCB devono essere conformi agli standard e alle specifiche pertinenti, Manutenzione regolare e calibrazione.
2 Suddivisione funzionale del laboratorio PCB
Area di posizionamento delle attrezzature di produzione
Posizionamento centralizzato di attrezzature di grandi dimensioni necessari per la produzione di PCB, come macchine da stampa ad alta precisione, taglio e perforazione attrezzatureecc. richiede uno spazio speciale per la collocazione.
E il si deve tenere conto della distanza tra le apparecchiature per facilitare il funzionamento, la manutenzione e la dissipazione del calore.
Area di stoccaggio dei materiali delle file
Può immagazzinare il grezzo materiali, come ad esempio rame rivestimento schede, lamine di rame e prodotti chimici.
Tutti questi elementi devono essere memorizzati secondo esigenze specifiche di sicurezza e ambienteCome ad esempio lo stoccaggio categorico delle sostanze chimiche, la prevenzione delle reazioni reciproche e l'attenzione alla ventilazione e alla prevenzione degli incendi.
Area di funzionamento manuale
Impostare un manuale area operativa per coloro che piccoli, fini o che necessitano di collegamenti azionati manualmente come l'installazione iniziale dei componenti, il semplice collegamento alla linea e così via.
Ha bisogno di illuminazione adeguata e altezza corretta del banco di lavoro per garantire il comfort dell'operatore e la precisione dell'operazione.
Area di sperimentazione chimica
Incisione, placcatura e altre operazioni chimiche sperimentali, dotato di attrezzature per l'incisione, la placcatura, gli strumenti per l'analisi chimica, ecc. strutture adeguate per la sicurezza e la protezione dell'ambiente.
Partizione di prova per PCB
Inoltre, è necessario che le quattro aree di produzione di cui sopra siano in accordo con le rispettive funzioni della divisione schede, in modo che il layout della linea dinamica del laboratorio PCB sia ragionevole, in linea con la logica della produzione di PCB, in particolare Test sui PCB. Principalmente suddiviso nelle seguenti tre schede:
- Area di prova delle prestazioni elettriche
- Test di affidabilità area
- Test funzionale Area
Area di analisi della microstruttura
Se il PCB risulta essere hanno avuto problemi nel processo di test precedente, o il è necessario studiare la microstruttura del PCB, il PCB verrà inviato all'area di analisi della microstruttura.
Dotata di microscopi e altre apparecchiature per controllare il collegamento microscopico della linea, la qualità dei giunti di saldatura e così via. Quest'area richiede un ambiente pulito per evitare che polvere e altre impurità influenzino i risultati dell'osservazione.
Area di analisi dei guasti
Quando il PCB si guasta, dove il guasto risoluzione dei problemi e analisi.
È necessario essere dotati di una serie di strumenti di diagnostica dei guasti, come ad esempio analizzatori logici, cortocircuito testerecc. e per facilitare ai tecnici lo smontaggio e l'ispezione del PCB difettoso.
3 Processo di laboratorio PCB
Dopo aver letto le partizioni funzionali di cui sopra, la nostra mente avrà un'immagine approssimativa del layout del laboratorio PCB.
Ora ripercorriamo il processo operativo del laboratorio PCB. È possibile trovare il processo corrispondente secondo l'immagine che avete in mente.
Fase 1:
Preparazione delle materie prime
Primo, togliere il necessario pannelli rivestiti di rame, lamine di rame e altri materiali provenienti dalla materia prima area di stoccaggio.
Se si tratta di esperimenti chimici, reagenti chimici vengono estratti anche per posizionare i materiali di base appropriati sul banco di lavoro nell'area di fabbricazione, pronti per la successiva lavorazione. Durante la preparazione delle materie prime, controllo se il specifiche e modelli dei materiali soddisfano i requisiti di progetto.
Fase 2:
Stampa in linea
Fase 3:
Taglio e perforazione
Prima della stampa, i tecnici eseguire le operazioni di debug delle apparecchiatureCome ad esempio la regolazione della posizione della testina di stampa, della pressione e di altri parametri, quindi l'utilizzo di macchine da stampa ad alta precisione per stampare i modelli di linea progettati sul pannello rivestito in rame.
In base ai requisiti di progettazione, ci sono attrezzature per il taglio e la perforazione nella linea di processo che taglia o fora i circuiti stampati, e i detriti del suddetto processo cadono direttamente in un dispositivo di raccolta per una facile pulizia.
Passo 4:
Funzionamento dell'esperimento chimico
Passo 5:
Montaggio manuale dei componenti
Dopo la stampa, il taglio e la foratura, esperimenti chimici vengono eseguiti.
Dopo aver completato gli esperimenti chimici, piccolo componenti sono montati manualmente nell'area delle operazioni manuali. In caso di necessità, i PCB vengono trasferiti rapidamente tra la vicina area di posizionamento delle apparecchiature di fabbricazione e l'area di sperimentazione chimica.
Analisi di laboratorio dei PCB
I. Analisi delle prestazioni elettriche
Test di continuità dei circuiti
Le sonde di prova entrano in contatto con il punti di prova su un circuito stampato. A segnale di piccola tensione viene quindi fatto passare attraverso di esso per verificare la presenza o meno di percorsi circuitali intatti. Questa operazione diventa cruciale per i PCB multistrato, dal momento che Qualsiasi interruzione o cortocircuito nei collegamenti interni può costituire un problema..
II. Analisi dei parametri dei componenti
Analisi della resistenza dei PCB
Misura della resistenza: Il applicazione di un multimetro o di qualsiasi altro dispositivo dedicato alla misura della resistenza aiuta a rivelare il valore di resistenza dei componenti nei PCB.
1. PCB Gamma di resistenza
- I normali resistori discreti hanno intervalli di resistenza molto ampi, come i resistori a film di carbonio e i resistori a film metallico. Nei circuiti elettronici ordinari, una resistenza da pochi ohm a diversi MΩ può essere normale. Ad esempio, la resistenza è di circa 100 Ω nel circuito di limitazione della corrente. Mentre circuito di divisione della tensione La resistenza dovrebbe essere di qualche migliaio di ohm o addirittura dieci kΩ almeno. In circuiti digitali Le resistenze di pull-up o di pull-down sono in genere nel gamma di 1 - 10 kOhm.
- In alcuni circuiti di potenza, i valori delle resistenze dipendono dalla potenza livello. Come ad esempio un resistore di limitazione della corrente utilizzato in alcune ad alta potenza dispositivi può essere una frazione di ohm, mentre un resistore di polarizzazione utilizzato per l'elaborazione di piccoli segnali può essere di diversi megaohm.
2. Programma di pre-elaborazione per le anomalie di resistenza
- Quando il valore della resistenza misurata è molto meno rispetto al valore nominale, allora il resistore è probabilmente in cortocircuito.
- Questo potrebbe essere dovuto a danni allo strato di pellicola interna del resistorecome la distruzione del film di carbonio in un resistore a film di carbonio, oppure una sovratensione o shock da sovracorrente nel circuito. In questo caso, se si tratta di un resistore discreto, è possibile saldarlo fuori dalla scheda e misurarlo nuovamente per verificare se è davvero in cortocircuito. Può essere sostituito direttamente con un resistore dello stesso valore di resistenza e con una specifica di potenza solo quando si conferma che è in cortocircuito ed è un comune resistore a bassa potenza. La resistenza di misura è molto più grande rispetto al valore nominale. La resistenza può avere un circuito aperto problema in una situazione del genere, forse a causa della saldatura del pin del resistore o di una frattura interna.
- Il resistore deve essere nuovamente rimosso dalla scheda per essere misurato per confermarlo. Se si tratta di un circuito aperto, un normale resistore in un circuito semplice andrà bene per un sostituzione diretta. Se è su un multistrato circuito stampato, che sarebbe difficile da rimuovereQuesto può essere faticosamente rimosso con l'aiuto di un attrezzo e sostituito.
Analisi della capacità dei PCB
Capacità Misura: I tester di capacità sono i misuratori utilizzati per misurare valori come capacità.
1. PCB Capacità Gamma
- Ceramica condensatori sono disponibili in un'ampia gamma di valori di capacità, da pochi pF a diversi microfarad. I condensatori ceramici molto comuni che possono essere utilizzati nell'ambito di 10-1000pF in circuiti ad alta frequenza per il filtraggio, l'accoppiamento e altri usi. 0,1-10μF Il condensatore ceramico può funzionare anche in alcune applicazioni di bassa frequenza disaccoppiamento.
- Condensatori elettrolitici sono disponibili in grandi capacità, da pochi microfarad a diverse migliaia di microfarad. In circuiti di filtraggio dell'alimentazioneI condensatori elettrolitici comuni possono avere una capacità di 100-10000 μF. I condensatori elettrolitici sono richiesti da diversi scenari applicativi per il loro valore di resistenza alla tensione. Ad esempio, i condensatori elettrolitici di filtraggio del Circuito di alimentazione a 5 V richiedono solo un valore di resistenza alla tensione di 10-16V, mentre quelli del 220V Il circuito di filtraggio del raddrizzatore di rete deve avere un valore di resistenza alla tensione pari a almeno 400V.
2. Capacità Anomalia del programma di pretrattamento
- Se la misura della capacità effettiva è molto meno rispetto al valore nominale, ciò può essere dovuto sia a perdite o danni all'elettrodo interno nel condensatore.
- Nel caso dei condensatori ceramici, ciò sarebbe dovuto all'effetto di tensione o temperatura eccessiva. Per i condensatori elettrolitici, le perdite possono essere dovute a elettrolita essiccato o isolamento danneggiato all'interno del componente. In tal caso, il condensatore deve essere sostituito. Per quanto riguarda i condensatori elettrolitici, è necessario tenere conto della polarità di installazione.
- Se il valore misurato è molto più grande rispetto a quello nominale, allora il errore di misura o interno cortocircuito del condensatore. Se si tratta di un errore di misurazione, rimisurare utilizzando un più preciso capacità tester. Se viene rilevato un cortocircuito interno, il sostituzione di condensatori ceramici ed elettrolitici deve essere effettuata con lo stesso valore di capacità e di tensione di tenuta.
Analisi dell'induttanza dei PCB
Misura dell'induttanza: I misuratori induttivi vengono utilizzati per trovare il valore induttivo.
1. PCB Gamma di induttanza
- Piccoli induttori, come quelli in RF circuiti, può essere solo pochi nano-henry (nH) a diverse decine di microhenries (μH). Ad esempio, nel Circuito RF di un telefono cellulare, l'induttanza utilizzata per le reti di accoppiamento può essere 1-10nHin alcuni oscillazione a bassa frequenza circuiti, induttori di 1-100μH può essere applicato.
- Induttori di grandi dimensioni, utilizzati per filtraggio degli alimentatori, può variare da da alcune centinaia di microhenries a qualche henries. Induttori di potenza all'interno di centinaia di microhenries potrebbe essere utilizzato per i circuiti di filtraggio in alcuni alimentatori a commutazione, mentre nel caso di circuiti di filtraggio a bassa frequenza e ad alta corrente, le induttanze possono arrivare a qualche gallina.
2. Programma di pre-elaborazione delle anomalie di induttanza
- Se il valore misurato dell'induttanza è molto meno rispetto a quella nominale, la bobina di un induttore potrebbe essere in cortocircuito o il suo nucleo potrebbe essere danneggiato.. Nel caso di una bobina in cortocircuito, se esiste un induttore a filo avvolto, può darsi che lo smalto isolante che lo protegge si sia graffiato, il che può portare a un'alterazione del funzionamento. contatto inaspettato e quindi un cortocircuito tra pochi giri. A seconda del caso in cui il nucleo possa essere danneggiato a causa di un'estrema stress meccanico o ad alta temperatura, l'induttore deve essere sostituito.
- Quando il valore misurato dell'induttanza è molto più grande rispetto ad un valore nominale; potrebbe esserci una errore di misurazione o un circuito aperto all'interno.
- Se si tratta di un errore di misurazione, l'induttanza può essere rimisurata sostituendola con un tester per induttori ancora più preciso. Per una situazione di circuito aperto, che coinvolge un pin rotto sull'induttore o all'interno del filo della bobina, l'induttore deve essere sostituito.
III. Analisi delle proprietà fisiche
Misura di precisione dimensionale
Calibri e micrometri sono gli strumenti migliori per misurare le dimensioni del PCB, come le dimensioni più esterne del PCB e le dimensioni dei fori, compresa la larghezza delle linee dei circuiti in esso contenuti.
Rilevamento delle proprietà fisiche
Test di durezza: A dispositivo per la prova di durezza misura la durezza del materiale del PCB. La durezza determina il modo in cui viene trattata la scheda durante la produzione e la come verrà utilizzato senza deformarsi.
Misura dello spessore: È possibile misurare lo spessore complessivo del PCB e lo spessore di ogni strato. Normalmente, il design e funzionalità determinare lo spessore richiesto di un PCB per vari tipi di dispositivi elettronici.
IV. Analisi della composizione chimica
Analisi dei componenti metallici
Spettrometri di assorbimento atomico o Raggi X spettrometri a fluorescenza analizzare la composizione metallica nel Materiale del PCB. Queste analisi indicheranno quanto è puro il metallo e quali impurità contieneperché può portare a malfunzionamenti nella conducibilità e le prestazioni del PCB nel suo complesso.
Rilevamento della composizione del materiale saldato
Metodi chimici come titolazione o spettroscopia a dispersione di energia vengono eseguiti per identificare la composizione di saldare materiali. Una composizione inadeguata del materiale di saldatura porta a difetti di saldatura, in primo luogo giunti più deboli o contatto elettrico insufficiente.
V. Metodi di test sui PCB
Controlli non distruttivi
Ispezione visiva
Di solito inizia con Da 5 a 10 volte ingrandimento tramite l'ispezione visiva con lenti di ingrandimento, che è sufficientemente veloce per scansionare la superficie di un PCB alla ricerca di difetti evidenti. Un microscopio può essere utilizzato anche per effettuare controlli dettagliati da 100 a 1000 volte ingrandimento. Un altro potrebbe essere un controllo visivo automatico in grado di completare il lavoro in modo rapido e preciso, soprattutto per i difetti di superficie.
Il prossimo è il rilevamento a raggi X. Rilevamento a raggi X L'apparecchiatura invia raggi X attraverso il PCB. In questo modo è possibile osservare le connessioni interne dei circuiti, il che è particolarmente importante per PCB multistrato e per trovare problemi nei componenti come BGA pacchetti che non possono essere visti dalla superficie.
Test in circuito
I segnali di prova sono applicati da TIC al PCB mentre si misurano le risposte risultanti.
Test distruttivi
Analisi trasversale
Per prima cosa, una parte del PCB viene tagliata in modo molto fette sottili. Inoltre, queste fette sono preparate per esame al microscopio. Con questa elaborazione, le strutture interne come struttura a strati e saldare qualità del giunto possono essere osservati e contribuire all'identificazione di difetti nascosti.
Test di trazione dei giunti a saldare
I giunti di saldatura sono sottoposti a tensione in un macchina per prove di trazione finché non falliscono. Questo può dare un'indicazione della forza che può rompere l'articolazionee quindi un'indicazione di resistenza meccanica, importante per assicurare affidabilità a lungo termine.
Le apparecchiature da laboratorio per PCB più utilizzate
Strumenti di ispezione e collaudo
Il più misure elementari di tensione, corrente e resistenza utilizzando multimetri danno un'idea di base delle prestazioni del circuito.
Il forme d'onda del segnale possono essere osservati e analizzati con gli oscilloscopi; tuttavia, ciò è davvero cruciale per la diagnosi dei problemi di temporizzazione e per garantire la sicurezza del funzionamento del sistema. integrità del segnale.
Analizzatori logici, anche se importante per la diagnosi circuito digitale problemiaiutano a comprendere a fondo gli stati logici e le transizioni nei sistemi complessi.
Tali strumenti avanzati, sotto forma di un Raggi X e AOI permettono di rilevare con precisione i difetti più piccoli, come ad esempio saldare vuoti e componenti non allineati.
Inoltre, il termico telecamera per immagini completa ulteriormente la procedura aiutando a identificare inefficienza o potenziali condizioni di hotspot evidenziando la diffusione del calore attraverso l'intero PCB.
Strumenti per i test ambientali e di affidabilità
Le sale ambientali presentano ambienti estremi, tra cui temperatura, umidità ed esposizione ambientale corrosiva. Tester per nebbia salina valutano la resistenza alla corrosione, mentre le tabelle di vibrazione esaminano la durata in condizioni di stress meccanico.
Rack di burn-in accelerare l'invecchiamento per identificare le caratteristiche di prestazione a lungo termine.
Conclusione
Il laboratorio di PCB svolge un ruolo fondamentale nei processi di produzione e innovazione dei prodotti elettronici. Con l'aumentare della complessità della progettazione elettronica, è solo qui che gli ambienti di laboratorio controllati può testare nuovi materiali per i progetti, controllare i progetti e perfezionare la produzione.. Si tratta piuttosto di centri di qualità che garantiscono le specifiche tecniche e la conformità alle condizioni ambientali.
ELEPCB ha un'esperienza di test professionale e un set completo di linea di produzione e configurazione di laboratorio, è possibile controllare il nostro servizio qualità attraverso il Fabbricazione di PCB pagina. Contatto ELEPCB per ulteriori informazioni o semplicemente per ottenere un preventivo!
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