TOP 4 cách kiểm tra PCB hiệu quả nhất hiện nay

Khi bạn sản xuất hay sử dụng bảng mạch in (PCB) trong các dự án của mình, bạn cần chắc chắn rằng chúng sẽ hoạt động tốt và khiến khách hàng của bạn hài lòng. Để làm được như vậy, điều cần thiết là phải có một cách đáng tin cậy để kiểm tra PCB, đảm bảo rằng chúng hoạt động như dự định. Trên thực tế, có rất nhiều cách để kiểm tra PCB và dưới đây sẽ là TOP 4 cách kiểm tra PCB hiệu quả nhất hiện nay.

PCB (Printed circuit board) là một bảng mạch in nhiều lớp và không dẫn điện, trong đó tất cả các linh kiện điện tử được kết nối với nhau trên bảng mạch và có đế đỡ phía dưới. Bảng mạch PCB được sử dụng để hỗ trợ cơ học và kết nối điện các linh kiện điện tử bằng cách sử dụng các đường dẫn điện hoặc dấu vết tín hiệu được khắc từ các tấm đồng được dát mỏng lên một chất nền không dẫn điện. 

Để đảm bảo bảng mạch PCB hoạt động một cách hiệu quả, thì việc kiểm tra PCB là không thể bỏ qua. Sau đây là TOP 4 cách kiểm tra mà các nhà sản xuất không nên bỏ qua:

1. Kiểm tra tia X tự động (AXI)

kiểm tra tia X tự động (AXI) được áp dụng để kiểm tra  PCB chứa các thành phần có bao bì kiểu mảng hoặc bao bì cao độ bao gồm BGA, CGA (Mảng lưới cột), CSP (Gói kích thước chip),…AXI thườngđược đặt trong quá trình lắp ráp, ngay sau lần hàn cuối cùng . Hơn nữa, Kiểm tra bằng tia X tự động thường được áp dụng cùng với kiểm tra quét ranh giới, ICT và kiểm tra chức năng để có được kết quả kiểm tra tối ưu. AXI sử dụng tia X thay vì hình ảnh ánh sáng để kiểm tra PCB. Các công ty thường sử dụng AXI để đánh giá các bảng đặc biệt phức tạp hoặc được thiết kế dày đặc. 

Ưu điểm AXI trong kiểm tra PCB có thể kể đến như: Một số khiếm khuyết có thể được tìm thấy trong giai đoạn đầu của quá trình lắp ráp bảng mạch in; góp phần vào việc giảm chi phí của các khuyết tật; ngăn chặn các khiếm khuyết do lũ lụt trong quá trình lắp ráp PCB  hoặc thậm chí các dự án thực tế của khách hàng.

Tuy nhiên, AXI là một công nghệ mới, phức tạp và nhược điểm chính của nó là chi phí. Bởi vì AXI rất tốn kém, nó thường không có giá trị sử dụng ngoại trừ với các bảng đặc biệt phức tạp hoặc được phân cụm cao.

Đọc thêm: 13 nguyên nhân gây lỗi bảng mạch PCB mà “dân kĩ thuật” nên biết (Phần 1)

2. Đo kiểm tra laser tự động (ALT)

Đo kiểm tra laser tự động (ALT) sử dụng tia laser thay vì hình ảnh ánh sáng truyền thống để kiểm tra PCB (cụ thể là quét và đo PCB). Khi ánh sáng từ laser phản xạ khỏi các thành phần PCB, hệ thống ALT sử dụng vị trí của laser để xác định chính xác vị trí và chiều cao của các thành phần khác nhau và đánh giá khả năng phản xạ của chúng. Hệ thống ALT có thể so sánh các phép đo thực nghiệm với một sơ đồ hoặc tập hợp các thông số kỹ thuật để phát hiện bất kỳ sai sót nào.

Phép đo ALT đặc biệt hữu ích trong việc đánh giá vị trí và số lượng chất hàn, mặc dù sự can thiệp đôi khi có thể làm cho phép đo không chính xác.

Đọc thêm: 13 nguyên nhân gây lỗi bảng mạch PCB mà “dân kĩ thuật” nên biết (Phần 2) 

3. Kiểm tra ngoại quan sản phẩm (AOI)

Kiểm tra ngoại quan sản phẩm (AOI-Automated optical inspection)  là kiểm tra trực quan tự động đối với quá trình sản xuất bảng mạch PCB (hoặc LCD , bóng bán dẫn ) trong đó máy ảnh tự động quét thiết bị cần kiểm tra để tìm cả lỗi nghiêm trọng (ví dụ như thiếu thành phần) và khuyết tật chất lượng (ví dụ: kích thước phi lê hoặc hình dạng hoặc độ lệch thành phần). Đây là phương pháp kiểm tra không tiếp xúc, được thực hiện ở nhiều giai đoạn thông qua quá trình sản xuất bao gồm kiểm tra bảng trần, kiểm tra hàn dán (SPI), làm nóng lại trước…

Để kiểm tra tình trạng PCB, Hệ thống AOI chụp một loạt hình ảnh bằng cách sử dụng máy ảnh có độ phân giải cao với nguồn chiếu sáng LED để so sánh tự động hoặc máy quét laser với độ phân giải micromet theo trục X, Y và Z. Loại kiểm tra đang được tiến hành xác định hệ thống nào được sử dụng. Ví dụ: thiết bị kiểm tra chất hàn dán sẽ sử dụng tính năng quét laze để xác định khối lượng vật hàn trên miếng đệm, trong khi hệ thống xác minh lắp ráp tập trung vào hình ảnh của các thành phần vật liệu hàn.

Các lợi ích mà AOI mang lại có thể kể đến như:

• Đảm bảo các sản phẩm PCB của bạn hoạt động như dự kiến
• Có thể kiểm tra các thiết kế bảng phức tạp với độ chính xác cao
• Phát hiện nhanh các sai sót trong quy trình sản xuất PCB ngay lập tức
• AOI là một quy trình tự động, nhưng người vận hành có thể thiết lập các thông số để cho máy quét biết những gì cần kiểm tra

Tuy nhiên hệ thống AOI cũng sẽ có một số nhược điểm như sau:

• AOI chỉ bắt lỗi PCB và không bắt lỗi với các chế độ lỗi khó phân loại như lỗi keo hoặc con dấu.
• Khả năng phát hiện khuyết tật không linh hoạt, mỗi thay đổi phải được lập trình.
• AOI không phát hiện ra các phát hiện mới, nó chỉ phát hiện các lỗi được lập trình trước.
• Các đội không có quyền truy cập vào dữ liệu từ hệ thống AOI.

Đọc thêm: Kiểm tra ngoại quan sản phẩm (AOI) là gì?

4. Kiểm tra trong mạch (ICT)

Kiểm tra trong mạch (ICT) trong công nghệ bảng mạch, là từ viết tắt của In-Circuit Test. Nó còn được gọi là bài kiểm tra mạch trong mạch. Về mặt cấu trúc , nó là một ví dụ về kiểm tra hộp trắng, trong đó một đầu dò điện kiểm tra bảng mạch in  và kiểm tra các lỗi như chập, mở, v.v.  Lý tưởng nhất là bạn có thể thực hiện thử nghiệm này với bộ cố định thử nghiệm kiểu móng hoặc căn chỉnh thử nghiệm trong mạch không có tính năng. 

Loại phương pháp kiểm tra này hoạt động bằng cách kiểm tra các lỗi PCB có thể xảy ra trong quá trình sửa chữa các thành phần trên bo mạch. Khi làm như vậy, bạn có thể dễ dàng thay thế bất kỳ bộ phận nào bị lỗi. Hơn nữa , nó cung cấp một cách nhanh chóng và đơn giản để đánh giá quá trình sản xuất của hội đồng quản trị và cung cấp kết quả chính xác. ICT cũng có thể sử dụng các giác hút để kiểm tra độ bền và độ dẻo dai của chip.

Mặc dù kiểm tra trong mạch là một công cụ rất mạnh để kiểm tra PCB, nhưng nó có những hạn chế sau:

• Các thành phần song song thường chỉ có thể được thử nghiệm như một thành phần nếu các thành phần là cùng loại (tức là hai điện trở)
• Các thành phần điện phân chỉ có thể được kiểm tra phân cực trong các cấu hình cụ thể (ví dụ: nếu không được kết nối song song với đường ray điện) hoặc với một cảm biến cụ thể
• Chất lượng của các tiếp điểm điện không thể được kiểm tra trừ khi có các điểm kiểm tra bổ sung và / hoặc dây nịt cáp phụ chuyên dụng được cung cấp.
• Nếu không có quyền truy cập thử nghiệm nào được cung cấp bởi nhà thiết kế PCB thì một số thử nghiệm sẽ không thể thực hiện được.