Panduan Metode Pengujian PCB

Langsung Ke:

• Mengapa Pengujian PCB Diperlukan?
• Apa yang Diuji?
• Jenis Metode Pengujian PCB
• Cara Melindungi PCB Anda Dengan Desain Lebih Baik
• Pilih Sirkuit Milenium

Panduan Metode Pengujian Papan Sirkuit Cetak

Hal terakhir yang diinginkan setiap desainer adalah menemukan pada menit-menit terakhir bahwa produk mereka rusak. Elektronik dari semua jenis, bahkan jika dirancang dengan benar dan dibuat dengan cermat, rentan terhadap masalah. Banyak elektronik keluar dari tahap prototipe dengan banyak bug dan masalah bagi desainer mereka untuk memecahkan masalah. Namun, ketika ada sesuatu yang tidak diperhatikan sampai produk tersebut keluar di lapangan, itu bisa berarti masalah besar bagi perusahaan.

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

Mengapa Pengujian PCB Diperlukan

Pengujian adalah bagian penting dari proses pembuatan PCB. Saat pengujian PCB dilakukan sepanjang siklus produksi, hal ini dapat membantu menghemat uang dan mencegah masalah saat menjalankan produksi akhir.

Beberapa teknik analisis desain dapat digunakan selama tahap awal untuk membantu meminimalkan masalah utama selama proses manufaktur, tetapi ada juga berbagai metode pengujian PCB yang dapat digunakan pada papan fisik. Pengujian ini, dijalankan pada prototipe atau rakitan skala kecil, mengamati dengan cermat potensi short, masalah sambungan solder, dan fungsionalitas, memastikan bahwa setiap PCB yang diuji akan berfungsi sebagaimana mestinya.

Minta Penawaran Gratis

Manfaat Pengujian PCB

Banyak perusahaan melihat pengujian PCB sebagai suatu keharusan mutlak karena banyak keuntungan yang diberikannya kepada mereka. Lihat beberapa keuntungan utama pengujian PCB berikut ini:

• Identifikasi bug: Manfaat utama dari pengujian PCB adalah membantu mengidentifikasi masalah pada PCB. Apakah masalahnya terletak pada fungsionalitas, kemampuan manufaktur, atau di tempat lain, pengujian PCB mengidentifikasi masalah dalam desain dan tata letak PCB sehingga desainer dapat menyesuaikannya.
• Penghematan waktu: Pengujian PCB pada tahap awal dapat membantu menghemat waktu dalam jangka panjang, memungkinkan desainer untuk mengidentifikasi masalah utama selama tahap pembuatan prototipe. Pengujian menyeluruh memungkinkan desainer untuk menentukan akar penyebab setiap masalah yang ditimbulkan dengan cepat dan mudah, membuat penyesuaian sehingga mereka dapat melanjutkan produksi dengan lebih cepat dan mengurangi waktu tunggu produk.
• Pengurangan biaya: Pengujian PCB mencegah pemborosan produksi produk yang salah dengan menggunakan prototipe dan rakitan skala kecil untuk menguji produk. Dengan menyelesaikan pengujian menyeluruh di awal proses desain, desainer dapat mencegah perakitan skala penuh yang sia-sia dari PCB yang rusak, memastikan bahwa desainnya sesempurna mungkin sebelum masuk ke produksi. Langkah ini membantu mengurangi biaya produksi secara signifikan.
• Produk yang dikembalikan lebih sedikit: Ketika perusahaan melakukan pengujian PCB, mereka menurunkan kemungkinan menjual produk yang cacat atau yang tidak memenuhi standar kinerja. Akibatnya, mereka tidak melihat banyak produk yang dikembalikan, yang mengarah pada pengurangan biaya yang terkait dengan pengembalian dana pelanggan dan penanganan barang cacat. Selain itu, memiliki lebih sedikit produk yang dikembalikan dapat menghasilkan kepuasan pelanggan yang lebih tinggi dan reputasi perusahaan yang lebih baik.
• Peningkatan keamanan: Karena PCB sering digunakan dalam teknologi elektronik penting, kegagalannya dapat menyebabkan masalah besar bagi produktivitas perusahaan atau kemampuan organisasi untuk melakukan layanan penting. PCB yang rusak dapat menyebabkan kebakaran, yang berpotensi membahayakan orang-orang di dekatnya. Pengujian sebelum manufaktur juga dapat memastikan mesin dan pekerja tidak rusak atau terluka karena desain yang tidak tepat selama produksi.

Meskipun pengujian menyeluruh tidak diperlukan untuk semua jenis PCB, terutama produk yang matang dengan baik ke dalam siklus hidup produk mereka, sebagian besar desain PCB baru memerlukan pengujian yang kuat dan sering dari proses desain. Dengan menetapkan prosedur pengujian PCB yang sesuai untuk kebutuhan organisasi Anda, Anda dapat merasakan manfaat pengujian PCB.

Apa Itu Pengujian PCB dan Apa yang Diuji?

Pengujian dan inspeksi PCB mencakup berbagai metode pengujian papan sirkuit tercetak yang memeriksa apakah PCB memenuhi standar. Beberapa standar PCB ini berkisar pada memastikan PCB berfungsi dengan baik sesuai dengan spesifikasi proyek dan tidak ada cacat. Penguji papan listrik dan metode pengujian papan sirkuit lainnya digunakan untuk melakukan pemeriksaan dan pengujian PCB ini.

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

• Laminasi: Kualitas laminasi sangat penting untuk masa pakai PCB — laminasi yang terkelupas dapat menyebabkan masalah pada fungsi akhir papan. Umumnya, pengujian pada laminasi akan melihat ketahanan laminasi terhadap pengelupasan dengan paksa atau penerapan panas.
• Pelapisan tembaga :Foil tembaga pada PCB dilaminasi ke papan untuk memberikan konduktivitas, tetapi kualitas tembaga sering diuji, dengan kekuatan tarik dan perpanjangan dianalisis secara mendetail.
• Kemampuan solder: Menguji kemampuan penyolderan suatu bahan sangat penting untuk PCB yang berfungsi karena memastikan bahwa komponen dapat dipasang dengan kuat ke papan dan mencegah cacat penyolderan pada produk akhir. Faktor yang paling sering dianalisis adalah pembasahan, yang mengacu pada seberapa baik permukaan menerima solder cair.
• Kualitas dinding lubang: Kualitas dinding lubang adalah bagian penting lain dari PCB, memastikan bahwa dinding lubang tidak akan retak atau terkelupas saat PCB masuk ke lapangan. Dinding lubang umumnya dianalisis di lingkungan dengan siklus dan suhu yang berubah dengan cepat untuk melihat seberapa baik mereka bereaksi terhadap tekanan termal.
• Listrik: Konduktivitas listrik sangat penting untuk setiap PCB, sehingga kemampuan PCB untuk melewatkan arus listrik dengan kebocoran minimal adalah tes yang umum.
• Lingkungan: Banyak PCB beroperasi di lingkungan yang lembab, jadi tes umum untuk PCB adalah penyerapan air. Dalam jenis pengujian ini, PCB ditimbang sebelum dan sesudah diletakkan di lingkungan yang lembab, dan setiap perubahan berat yang signifikan akan menghasilkan nilai yang tidak baik.
• Kebersihan: Kebersihan untuk PCB adalah kemampuan untuk menahan faktor lingkungan seperti korosi dan kelembaban. Umumnya, pengujian ini mencakup analisis PCB sebelum dan setelah melewati berbagai kondisi lingkungan.

Sebagian besar faktor ini dianalisis dalam pengujian bahan awal dan pengujian 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 persyaratan setiap desainer. Setiap metode pengujian harus dipertimbangkan dengan cermat untuk menentukan apakah metode tersebut memenuhi kebutuhan spesifik lingkungan manufaktur Anda. Beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan termasuk jenis produk yang Anda uji, masalah yang Anda uji, dan keandalan metode pengujian. Untuk memberikan gambaran umum tentang metode pengujian yang tersedia, kami telah merangkum kualitas utama dari empat jenis metode pengujian PCB yang populer di bawah ini:

1. Tes Dalam Sirkuit (ICT)

Pengujian dalam sirkuit adalah metode pengujian PCB populer yang lebih disukai oleh banyak produsen PCB, dan dapat menemukan 98% kesalahan. Metode pengujian ini menggunakan langkah-langkah dan peralatan pengujian PCB khusus, termasuk:

• Penguji dalam rangkaian: Sistem penguji berisi matriks ratusan atau ribuan driver dan sensor, yang melakukan pengukuran untuk pengujian.
• Perlengkapan: Fixture terhubung ke in-circuit tester dan merupakan bagian yang berinteraksi langsung dengan papan yang sedang diuji. Perlengkapan ini terlihat seperti alas paku dan dirancang khusus untuk papan yang dimaksud. Setiap "paku", atau titik sensor, terhubung ke titik-titik yang relevan di papan uji, memberikan informasi kembali ke penguji. Perlengkapan biasanya merupakan bagian paling mahal dari sistem ini.
• Perangkat Lunak: Perangkat lunak untuk penguji menginstruksikan sistem tentang pengujian apa yang harus dilakukan untuk setiap jenis papan yang diuji dan menentukan parameter untuk lulus atau gagal.

Menggunakan metode TIK, produsen dapat menguji komponen individu dan mengukur kinerjanya, terlepas dari komponen lain yang melekat padanya. Umumnya, jenis pengujian ini paling baik untuk rangkaian 3analog karena paling baik dalam mengukur resistansi, kapasitansi, dan ukuran analog lainnya. Selain itu, biaya peralatan berarti bahwa metode pengujian ini paling cocok untuk pengujian akhir produk volume tinggi yang stabil, bukan untuk produksi volume rendah atau tahap pengujian awal di mana desain dapat berubah beberapa kali.

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

Fixtureless in-circuit test (FICT), juga dikenal sebagai uji probe terbang, adalah jenis TIK yang beroperasi tanpa perlengkapan khusus, sehingga mengurangi biaya pengujian secara keseluruhan. Pertama kali diperkenalkan pada tahun 1986, FICT menggunakan perlengkapan sederhana untuk menahan papan sementara pin uji bergerak dan menguji titik-titik yang relevan di atasnya menggunakan program yang dikendalikan perangkat lunak. Sejak diperkenalkan, FICT telah digunakan secara luas di seluruh industri manufaktur elektronik karena keserbagunaannya.

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

3. Tes Sirkuit Fungsional

Tes sirkuit fungsional persis seperti yang terdengar - tes ini menguji fungsi sirkuit. Jenis pengujian ini selalu dilakukan di akhir rencana produksi, menggunakan penguji fungsional untuk memeriksa apakah PCB yang sudah jadi bekerja sesuai spesifikasi.

Beberapa jawaban atas pertanyaan umum tentang tes sirkuit fungsional dan cara kerjanya dapat ditemukan di bawah:

• Bagaimana cara kerja penguji fungsional? Penguji fungsional datang dalam beberapa jenis tetapi umumnya memiliki fungsi yang sama — mereka mensimulasikan lingkungan akhir di mana PCB seharusnya berfungsi. Penguji fungsional biasanya melakukannya dengan berinteraksi dengan PCB melalui titik probe uji atau konektor tepi dan pengujian untuk memastikan bahwa PCB berfungsi sesuai dengan spesifikasi desain.
• Apakah sirkuit fungsional sama dengan TIK? Dalam beberapa hal, tes sirkuit fungsional mirip dengan TIK karena mereka menggunakan konektor untuk dipasang ke papan. Dalam kasus penguji sirkuit fungsional, mereka menggunakan perangkat pin pogo untuk terhubung ke PCB dan umumnya membutuhkan lebih sedikit pin daripada perlengkapan TIK. Peralatan uji kemudian menjalankan program untuk menguji PCB, memastikan bahwa peralatan berfungsi persis seperti yang diinginkan.
• Kapan uji sirkuit fungsional dilakukan? Seperti yang dinyatakan sebelumnya, pengujian sirkuit fungsional adalah jenis pengujian terakhir yang harus diselesaikan dalam rencana pembuatan PCB, memastikan bahwa produk akan berfungsi sesuai dengan spesifikasi.
• Apa yang dievaluasi oleh tes sirkuit fungsional? Umumnya, tes sirkuit fungsional hanya melihat fungsionalitas produk secara keseluruhan dan menilainya berdasarkan lulus atau gagal. Akibatnya, ini bukan metode pengujian yang ideal untuk prototipe awal karena tidak mengidentifikasi detail tentang apa yang salah dengan produk.

4. Pengujian Pemindaian Batas

Tes pemindaian batas melihat garis kawat pada PCB dan digunakan secara luas sebagai cara untuk menguji sirkuit terpadu ketika tidak mungkin menjangkau semua simpul sirkuit. Dalam jenis pengujian ini, sel ditempatkan pada kabel dari silikon ke pin eksternal, menguji fungsionalitas papan.

Kualitas pembeda besar dari jenis tes ini adalah kemampuannya untuk menilai papan tanpa mencapai semua simpulnya. Kualitas ini penting untuk mengevaluasi sirkuit terpadu dengan banyak lapisan dan kepadatan tinggi karena jenis PCB ini menjadi lebih umum dalam beberapa tahun terakhir.

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

Cara Melindungi PCB Anda Dengan Desain Lebih Baik

Untuk melindungi PCB Anda dengan lebih baik dan membuatnya lulus inspeksi dan pengujian, 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) adalah beberapa teknik desain terbaik yang digunakan untuk memastikan PCB diproduksi dengan benar.

Pada dasarnya, desainer menggunakan teknik ini dalam skema dan tahap simulasi untuk memastikan PCB memenuhi berbagai parameter dan standar sebelum dikirim ke tahap pembuatan. Pelajari lebih lanjut tentang DFM, DFA, DFSC, dan DFT di bawah ini.

Desain untuk Manufaktur

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 fabrikasi dan perakitan, termasuk:

• Sepotong dan pulau: Potongan tembaga mengambang bebas pada lapisan PCB dapat menyebabkan masalah dalam desain PCB, yang cenderung terjadi ketika desain mencakup beberapa area dengan pulau-pulau kecil tembaga di antara jejak. Potongan-potongan ini dapat pecah dan menyebabkan gangguan pada bagian lain dari papan dan pulau, jejak impedansi, ketidakakuratan jejak, impedansi dan masalah lainnya.
• Jembatan solder: Jika jejak dan pin ditempatkan terlalu berdekatan dan topeng solder tidak digunakan dalam desain, solder dapat menjembatani pin, menyebabkan korsleting dan korosi bersama dengan masalah lainnya.
• Tembaga ke tepi: Kadang-kadang, tembaga pada PCB terlalu dekat dengan tepi papan, menyebabkan korsleting selama proses etsa ketika arus listrik diterapkan.

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

Desain untuk Perakitan

Untuk perakitan PCB apa pun, penting untuk memasang komponen dengan aman ke papan sirkuit. Sayangnya, melakukannya bisa jadi sulit ketika desainnya sulit untuk dirakit, itulah sebabnya DFA sangat penting. Dengan DFA, tujuannya adalah untuk menentukan bagaimana merancang PCB sehingga assembler dapat menyelesaikan pekerjaannya dengan cepat dan efektif.

Proses DFA mencakup langkah-langkah berikut:

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

Seperti DFM, pengujian 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.

Desain untuk Pengujian

DFT adalah jenis desain yang membantu membuat pengujian lebih menyeluruh dan lebih murah. Pada dasarnya, PCB yang dirancang dengan mempertimbangkan DFT dirancang untuk memudahkan dalam mendeteksi dan menemukan kegagalan. Dengan cara ini, lebih mudah untuk menjalankan pengujian dengan cepat dan akurat, sehingga mengurangi jumlah waktu yang diperlukan untuk pengujian. Agar ini berfungsi, desainer harus tahu persis jenis metode pengujian apa yang akan mereka gunakan pada setiap tahap produksi dan merancang PCB agar bekerja secara optimal dengan metode tersebut.

DFT dapat memerlukan banyak upaya desain dan rekayasa tambahan dalam proses desain PCB, dengan mudah menggantikan jumlah waktu yang dihemat selama pengujian. Jumlah waktu yang dihabiskan, bagaimanapun, dengan mudah dibuat dengan penurunan keseluruhan dalam biaya produksi. Dengan kesalahan yang lebih mudah ditemukan, kecil kemungkinan PCB dengan kesalahan tersembunyi dikirim keluar, sehingga mengurangi biaya ketidakpuasan pelanggan dan potensi penarikan kembali.

Desain untuk Rantai Pasokan

Satu hal yang banyak desainer tidak pertimbangkan adalah siklus hidup produk atau komponen. Seringkali, komponen tertentu menjadi usang selama siklus hidup produk PCB, dan menjadi lebih sulit untuk mendapatkan komponen tersebut dengan cara yang hemat biaya. Sangat penting untuk mempertimbangkan siklus hidup komponen saat merancang produk baru dengan teknik DFSC.

Tetap waspada terhadap siklus hidup termasuk berbicara dengan produsen kontrak elektronik berpengalaman untuk menentukan ketersediaan stok dan sumber alternatif untuk komponen PCB di awal proses desain. Dalam jangka panjang, strategi DFSC ini akan membantu menghemat uang dengan memastikan umur panjang untuk desain PCB.

Pilih Sirkuit Milenium untuk Pengujian PCB

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

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

Minta Penawaran Gratis