Panduan Lengkap Metode Pengujian PCB: Memastikan Kualitas dan Keandalan

Lompat ke:

• Mengapa Pengujian PCB Diperlukan?
• Apa yang Diuji?
• Jenis Metode Pengujian PCB
• Cara Melindungi PCB Anda dengan Desain yang Lebih Baik
• Pilih Millennium Circuits

 

Panduan Metode Pengujian Papan Sirkuit Cetak

Hal terakhir yang diinginkan desainer adalah menemukan pada menit terakhir bahwa produk mereka cacat. Elektronik semua jenis, bahkan jika dirancang dengan baik dan dibangun dengan cermat, rentan terhadap masalah. Banyak elektronik keluar dari tahap prototipe dengan banyak bug dan masalah yang harus diatasi oleh desainer mereka. Namun, jika sesuatu tidak terdeteksi hingga produk sudah di lapangan, ini dapat berarti masalah besar untuk perusahaan.

Pengujian elektronik sangat penting, terutama untuk papan sirkuit cetak (PCB), karena mencegah beberapa masalah dari terjadi. Untuk mendapatkan gambaran yang lebih jelas tentang bagaimana pengujian PCB dapat meningkatkan produk PCB Anda, pelajari lebih lanjut tentang apa itu pengujian PCB dan metode utama apa yang digunakan untuk mengevaluasi PCB.

 

Mengapa Pengujian PCB Diperlukan

Pengujian adalah bagian penting dari proses manufaktur PCB. Saat pengujian PCB dilakukan selama siklus produksi, ini dapat membantu menghemat uang dan mencegah masalah ketika datang ke produksi akhir.

Beberapa teknik analisis desain dapat digunakan selama tahap awal untuk membantu meminimalkan masalah besar selama proses manufaktur, tetapi ada juga berbagai macam metode pengujian PCB yang dapat digunakan pada papan fisik. Tes ini, yang dijalankan pada prototipe atau perakitan skala kecil, melihat paling dekat pada potensi pendek sirkuit, masalah solder joint dan fungsionalitas, memastikan setiap PCB yang diuji akan berfungsi seperti yang diinginkan.

 

Minta Penawaran Gratis

 

Manfaat Pengujian PCB

Banyak perusahaan melihat pengujian PCB sebagai sesuatu yang mutlak diperlukan karena banyak keuntungan yang diberikan. Periksa beberapa keuntungan utama berikut dari pengujian PCB:

• Identifikasi bug: Manfaat utama dari pengujian PCB adalah membantu mengidentifikasi masalah dalam PCB. Baik masalahnya terletak pada fungsionalitas, kemanufakturan atau di mana pun, tes PCB mengidentifikasi masalah dalam desain dan tata letak PCB sehingga desainer dapat menyesuaikan dengan demikian.
• Penghematan waktu: Pengujian PCB pada tahap awal dapat membantu menghemat waktu di jangka panjang, memungkinkan desainer untuk mengidentifikasi masalah besar selama tahap prototipe. Pengujian yang menyeluruh memungkinkan desainer untuk menentukan akar penyebab setiap masalah dengan cepat dan mudah, melakukan penyesuaian sehingga mereka dapat melanjutkan produksi dengan lebih cepat dan mengurangi waktu tempa produk.
• Pengurangan biaya: Pengujian PCB mencegah produksi boros produk cacat dengan menggunakan prototipe dan perakitan skala kecil untuk menguji produk. Dengan menyelesaikan pengujian yang menyeluruh sejak awal dalam proses desain, desainer dapat mencegah perakitan skala penuh yang boros dari PCB cacat, memastikan desain sempurna mungkin sebelum masuk ke produksi. Langkah ini membantu mengurangi biaya produksi secara signifikan.
• Kurangnya produk yang dikembalikan: Saat perusahaan melakukan pengujian PCB, mereka menurunkan peluang menjual produk cacat atau yang tidak memenuhi standar performa. Sebagai hasilnya, mereka tidak melihat begitu banyak produk yang dikembalikan, mengarah pada pengurangan biaya terkait pengembalian uang kepada pelanggan dan penanganan barang cacat. Selain itu, memiliki kurangnya produk yang dikembalikan dapat menghasilkan kepuasan pelanggan yang lebih tinggi dan reputasi perusahaan yang ditingkatkan.
• Keamanan yang ditingkatkan: Karena PCB sering digunakan dalam teknologi elektronik penting, kegagalan mereka dapat menyebabkan masalah besar untuk produktivitas perusahaan atau kemampuan organisasi untuk melakukan layanan penting. PCB yang cacat dapat menyebabkan kebakaran, yang berpotensi membahayakan mereka yang berada di dekatnya. Pengujian sebelum manufaktur juga dapat memastikan mesin dan pekerja tidak rusak atau cedera karena desain yang tidak tepat selama produksi.

Sementara pengujian yang menyeluruh tidak diperlukan untuk semua jenis PCB, terutama produk matang yang sudah masuk ke dalam siklus hidup produk, mayoritas desain PCB baru memerlukan pengujian yang kuat dan sering dari proses desain. Dengan mendirikan prosedur pengujian PCB yang sesuai untuk kebutuhan organisasi Anda, Anda dapat mengalami manfaat dari pengujian PCB.

 

Apa itu Pengujian PCB dan Apa yang Diuji?

Pengujian dan inspeksi PCB mencakup berbagai macam metode pengujian papan sirkuit cetak yang memeriksa apakah PCB memenuhi standar. Beberapa standar PCB ini berputar di sekitar memastikan PCB berfungsi dengan benar sesuai dengan spesifikasi proyek dan tidak memiliki cacat apa pun. Penguji papan listrik dan metode pengujian papan sirkuit lainnya digunakan untuk melakukan inspeksi dan tes PCB ini.

Prosedur pengujian papan sirkuit mengevaluasi beberapa komponen PCB. Komponen ini dianalisis secara rinci untuk memastikan kualitasnya. Komponen utama yang diuji dapat ditemukan di bawah:

• Laminasi: Kualitas laminasi penting untuk umur PCB peeling laminasi dapat menyebabkan masalah pada fungsionalitas akhir papan. Secara umum, tes pada laminasi akan melihat resistensi laminasi terhadap peeling oleh gaya atau aplikasi panas.
• Plating tembaga: Foil tembaga pada PCB dilaminasi ke papan untuk menyediakan konduktivitas, tetapi kualitas tembaga sering diuji, dengan kekuatan tarik dan elongasi dianalisis secara rinci.
• Kesolderan: Pengujian kesolderan bahan sangat penting untuk PCB yang fungsional karena memastikan komponen dapat dipasang dengan kuat pada papan dan mencegah cacat pengelasan dalam produk akhir. Faktor yang paling sering dianalisis adalah wetting, yang merujuk pada seberapa baik permukaan menerima solder cair.
• Kualitas dinding lubang: Kualitas dinding lubang adalah bagian penting lainnya dari PCB, memastikan dinding lubang tidak akan retak atau delaminasi ketika PCB masuk ke lapangan. Dinding lubang umumnya dianalisis dalam lingkungan dengan siklus dan suhu yang berubah cepat untuk melihat bagaimana mereka bereaksi terhadap stres termal.
• Listrik: Konduktivitas listrik penting untuk setiap PCB, jadi kemampuan PCB untuk melewati arus listrik dengan kebocoran minimal adalah tes umum.
• Lingkungan: Banyak PCB beroperasi di lingkungan lembab, jadi tes umum untuk PCB adalah penyerapan air. Dalam tes ini, PCB ditimbang sebelum dan setelah dimasukkan ke lingkungan lembab, dan perubahan berat yang signifikan menghasilkan nilai gagal.
• Kebersihan: Kebersihan untuk PCB adalah kemampuan untuk menahan faktor lingkungan seperti korosi dan kelembaban. Secara umum, tes ini mencakup analisis PCB sebelum dan setelah mereka melalui kondisi lingkungan yang bervariasi.

Sebagian besar faktor ini dianalisis dalam tes bahan awal dan tes lingkungan. Namun, faktor seperti konduktivitas listrik dan fungsionalitas umum dianalisis dengan berbagai metode dan peralatan.

 

Jenis Metode Pengujian PCB

Beberapa metode pengujian PCB tersedia, dan tidak ada satu pun yang akan menangkap setiap masalah atau memenuhi kebutuhan setiap desainer. Setiap metode pengujian harus dipertimbangkan dengan seksama untuk menentukan apakah memenuhi kebutuhan spesifik lingkungan manufaktur Anda. Beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan meliputi tipe produk yang Anda uji, masalah yang Anda uji dan keandalan metode pengujian. Untuk memberikan Anda gambaran umum tentang metode pengujian yang tersedia, kami telah merangkum kualitas utama dari empat tipe populer metode pengujian PCB di bawah ini:

 

1. In-Circuit Test (ICT)

Pengujian in-circuit adalah metode pengujian PCB populer yang banyak produsen PCB pilih untuk diterapkan, dan dapat menemukan 98% kesalahan. Metode pengujian ini menggunakan langkah dan peralatan pengujian PCB khusus, termasuk:

• Penguji in-circuit: Sistem penguji berisi matriks ratusan atau ribuan driver dan sensor, yang melakukan pengukuran untuk tes.
• Fixture: Fixture terhubung ke penguji in-circuit dan adalah bagian yang berinteraksi langsung dengan papan yang diuji. Fixture ini terlihat seperti tikar paku dan dirancang secara khusus untuk papan yang bersangkutan. Setiap paku, atau titik sensor, terhubung ke titik yang relevan pada papan tes, mengirimkan informasi kembali ke penguji. Fixture umumnya adalah bagian paling mahal dari sistem ini.
• Software: Software untuk penguji memerintahkan sistem tentang tes apa yang akan dilakukan untuk setiap tipe papan yang diuji dan menentukan parameter untuk lulus atau gagal.

Menggunakan metode ICT, produsen dapat menguji komponen individu dan mengukur performa mereka, terlepas dari komponen lain yang terpasang pada mereka. Secara umum, jenis pengujian ini paling baik untuk sirkuit analog karena paling baik dalam mengukur resistansi, kapasitansi dan ukuran analog lainnya. Selain itu, biaya peralatan berarti metode pengujian ini paling cocok untuk pengujian akhir produk stabil, volume tinggi, bukan untuk produksi volume rendah atau tahap pengujian awal di mana desain dapat berubah berkali-kali.

 

2. Fixtureless In-Circuit Test (FICT)/Flying Probe Test

Pengujian in-circuit tanpa fixture (FICT), juga dikenal sebagai flying probe test, adalah jenis ICT yang beroperasi tanpa fixture khusus, mengurangi biaya keseluruhan tes. Pertama diperkenalkan pada 1986, FICT menggunakan fixture sederhana untuk memegang papan sementara pin tes bergerak di sekitar dan menguji titik yang relevan padanya menggunakan program yang dikontrol perangkat lunak. Sejak diperkenalkannya, FICT telah mendapatkan penggunaan luas di seluruh industri manufaktur elektronik karena keberagaman yang ditawarkannya.

Pengujian FICT digunakan untuk hal yang sama seperti ICT tradisional, tetapi karena cara pengujiannya, menawarkan keuntungan dan kerugian yang berbeda. Sementara FICT dapat menyesuaikan dengan papan baru dengan cepat, mudah dan hemat biaya, dengan perubahan pemrograman sederhana, ia cenderung lebih lambat dari ICT tradisional. Kualitas ini menjadikannya metode pengujian yang ideal untuk pengujian produksi skala kecil dan pengujian prototipe tetapi kurang efektif untuk produksi skala besar.

 

3. Functional Circuit Test

Functional circuit test persis seperti namanya ini menguji fungsi sirkuit. Jenis pengujian ini selalu datang di akhir rencana manufaktur, menggunakan functional tester untuk memeriksa apakah PCB yang selesai berfungsi sesuai spesifikasi.

Beberapa jawaban atas pertanyaan umum tentang functional circuit test dan cara kerjanya dapat ditemukan di bawah:

• Bagaimana cara kerja functional tester? Functional tester ada dalam beberapa tipe tetapi umumnya berbagi fungsi yang sama mereka mensimulasikan lingkungan akhir tempat PCB diharapkan berfungsi. Functional tester biasanya melakukannya dengan berinteraksi dengan PCB melalui titik tes probe atau edge connector dan menguji untuk menyertifikasi bahwa PCB berfungsi sesuai spesifikasi desain.
• Apakah functional circuit sama dengan ICT? Dalam beberapa hal, functional circuit test mirip dengan ICT karena mereka menggunakan konektor untuk melampirkan ke papan. Dalam kasus functional circuit tester, mereka menggunakan perangkat pogo pin untuk terhubung ke PCB dan umumnya memerlukan lebih sedikit pin daripada fixture ICT. Peralatan pengujian kemudian menjalankan program untuk menguji PCB, memastikan peralatan berfungsi persis seperti yang dimaksud.
• Kapan functional circuit test dilakukan? Seperti yang telah disebutkan, functional circuit test adalah jenis tes terakhir yang diselesaikan dalam rencana manufaktur PCB, memastikan produk yang keluar berfungsi sesuai spesifikasi.
• Apa yang dievaluasi oleh functional circuit test? Secara umum, functional circuit test hanya melihat fungsionalitas produk secara keseluruhan dan menilainya pada dasar lulus atau gagal. Sebagai hasilnya, ini bukan metode pengujian yang ideal untuk prototipe awal karena tidak mengidentifikasi detail tentang apa yang salah dengan produk.

 

4. Boundary Scan Testing

Boundary scan test melihat garis kabel pada PCB dan banyak digunakan sebagai cara untuk menguji rangkaian terpadu ketika tidak mungkin untuk mencapai semua simpul sirkuit. Dalam jenis tes ini, sel ditempatkan pada kawat dari silikon ke pin eksternal, menguji fungsionalitas papan.

Kualitas perbedaan besar dari jenis tes ini adalah kemampuannya untuk menilai papan tanpa mencapai semua simpulnya. Kualitas ini penting untuk menilai rangkaian terpadu dengan banyak lapisan dan kepadatan tinggi karena jenis PCB ini semakin umum dalam beberapa tahun terakhir.

Faktanya, metode pengujian ini cukup serbaguna dan dapat digunakan untuk beberapa aplikasi, termasuk tes tingkat sistem, pengujian memori, pemrograman flash dan emulasi unit pemrosesan sentral (CPU), di antara fungsi lainnya. Ini banyak digunakan di layanan lapangan untuk mendeteksi masalah dalam sistem yang berfungsi.

 

Cara Melindungi PCB Anda dengan Desain yang Lebih Baik

Untuk melindungi PCB Anda dengan lebih baik dan memastikan lulus inspeksi dan tes, Anda mungkin ingin mempertimbangkan untuk menggunakan beberapa teknik desain terbaik yang tersedia saat ini. Design for Manufacturing (DFM), Design for Assembly (DFA), Design for Test (DFT) dan Design for Supply Chain (DFSC) semuanya adalah beberapa teknik desain terbaik yang digunakan untuk memastikan PCB diproduksi dengan benar.

Secara inti, desainer menggunakan teknik ini dalam tahap skematik dan simulasi untuk memastikan PCB memenuhi berbagai parameter dan standar sebelum dikirim ke tahap manufaktur. Pelajari lebih lanjut tentang DFM, DFA, DFSC dan DFT di bawah ini.

 

Design for Manufacturing

DFM adalah proses mengatur topologi PCB dengan mempertimbangkan proses manufaktur. Dengan mentalitas desain ini, topologi tata letak PCB dimaksudkan untuk mengurangi masalah yang biasanya terjadi selama proses fabrikan dan perakitan, termasuk:

• Slivers and islands: Potongan tembaga bebas di lapisan PCB dapat menyebabkan masalah dalam desain PCB, yang cenderung terjadi ketika desain mencakup beberapa area dengan pulau tembaga kecil di antara jejak. Potongan ini dapat terlepas dan menyebabkan interferensi pada bagian lain dari papan dan pulau, impedansi jejak, ketidakakuratan jejak, impedansi dan masalah lainnya.
• Solder bridges: Ketika jejak dan pin ditempatkan terlalu dekat dan solder mask tidak digunakan dalam desain, solder dapat membuat jembatan di antara pin, menyebabkan pendek sirkuit dan korosi beserta masalah lainnya.
• Copper to edge: Kadang-kadang, tembaga pada PCB terlalu dekat dengan tepi papan, menyebabkan pendek sirkuit terjadi selama proses ukir saat arus listrik diterapkan.

Tes DFM harus diterapkan sejak awal dalam jadwal proyek untuk mengurangi biaya keseluruhan dan waktu pengembangan. Ada banyak program perangkat lunak yang tersedia yang mengidentifikasi masalah seperti yang tercantum di atas.

 

Design for Assembly

Untuk perakitan PCB apa pun, sangat penting untuk melekatkan komponen dengan aman ke sirkuit cetak. Sayangnya, melakukan ini dapat sulit ketika desain sulit dirakit, itulah sebabnya DFA penting. Dengan DFA, tujuannya adalah untuk menentukan cara merancang PCB sehingga pemasang dapat menyelesaikan pekerjaan mereka dengan cepat dan efektif.

Proses DFA mencakup langkah-langkah berikut:

• Minimalkan input material.
• Pilih komponen yang mudah tersedia.
• Berikan komponen ruang yang cukup di antara satu sama lain.
• Terapkan standar umum desain PCB.
• Buat tanda komponen yang akurat dan jelas.

Seperti DFM, tes DFA harus diterapkan sejak awal dalam proses desain proyek untuk meminimalkan biaya produksi dan waktu pengembangan produk. Program perangkat lunak pengujian PCB tersedia untuk membantu memastikan desain PCB memenuhi standar DFA.

 

Design for Test

DFT adalah jenis desain yang membantu membuat pengujian lebih menyeluruh dan lebih hemat biaya. Secara inti, PCB yang dirancang dengan mempertimbangkan DFT dirancang untuk memudahkan deteksi dan lokasi kegagalan. Dengan cara ini, lebih mudah untuk menjalankan tes dengan cepat dan akurat, mengurangi waktu yang diperlukan untuk pengujian. Agar ini berhasil, desainer harus mengetahui tepat jenis metode pengujian apa yang akan mereka gunakan di setiap tahap produksi dan merancang PCB untuk bekerja secara optimal dengan mereka.

DFT dapat memerlukan banyak upaya desain dan engineering tambahan dalam proses desain PCB, dengan mudah mengimbangi waktu yang dihemat selama pengujian. Jumlah waktu yang dihabiskan, namun, dengan mudah diimbangi dengan penurunan keseluruhan dalam biaya manufaktur. Dengan kesalahan yang lebih mudah ditemukan, kemungkinan PCB dengan kesalahan tersembunyi yang dikirim lebih kecil, mengurangi biaya ketidakpuasan pelanggan dan potensi pengembalian produk.

 

Design for Supply Chain

Salah satu hal yang banyak diabaikan desainer adalah siklus hidup produk atau komponen. Seringkali, komponen tertentu menjadi usang selama siklus hidup produk PCB, dan menjadi lebih sulit untuk menemukan sumber komponen tersebut dengan cara yang hemat biaya. Penting untuk mempertimbangkan siklus hidup komponen saat merancang produk baru dengan teknik DFSC.

Tetap sadar tentang siklus hidup termasuk berbicara dengan pembuat elektronik kontrak berpengalaman untuk menentukan ketersediaan stok dan sumber alternatif untuk komponen PCB sejak awal dalam proses desain. Di jangka panjang, strategi DFSC ini akan membantu menghemat uang dengan memastikan umur panjang untuk desain PCB.

 

Pilih Millennium Circuits untuk Pengujian PCB

Terlepas dari metode yang Anda gunakan, pengujian PCB adalah langkah penting dalam proses desain, membantu menghemat banyak waktu dan uang bagi bisnis Anda dengan mencegah bug sebelum mempengaruhi produksi Anda. Namun, untuk berhasil menjalankan tes pada PCB Anda, Anda membutuhkan pemasok yang dapat dipercaya untuk memastikan prototipe Anda dibuat sesuai pesanan setiap kali. Millennium Circuits Limited dapat membantu.

Kami menyediakan beberapa layanan prototipe dan produksi skala kecil yang dapat membantu mempercepat proses pengujian Anda. Dengan keandalan yang luar biasa dan tanpa biaya tersembunyi, kami memastikan Anda dapat percaya pada kami untuk memberikan prototipe berkualitas tinggi untuk putaran pengujian PCB berikutnya Anda. Dapatkan penawaran hari ini!

 

Minta Penawaran Gratis