一般的なPCBAテストフェーズ（プロトタイプ段階の境界スキャンに焦点を当てています）

PCBA (プリント回路板組) テストは,電子ボードの品質,機能,信頼性をそのライフサイクルを通して保証するために設計された多段階のプロセスです.初期設計から大量生産まで特定の検査は異なりますが,一般的な段階は以下です.

共通PCBA試験段階

1. 入力品質管理 (IQC) /部品検査:

   • いつ:集会が始まる前に
   • 目的:すべての個々の電子部品 (レジスタ,コンデンサ,ICなど) と裸のPCBが仕様を満たし,欠陥がないことを確認する.
   • 方法:視覚検査,次元検査,電気パラメータ検証 (マルチメーター,LCRメーターを使用) 部品の正規性検査

2. 溶接パスタ検査 (SPI):

   • いつ:溶接パスタ印刷後すぐに
   • 目的:部品を配置する前にパッドに溶接パスタの正規の体積,高さ,並べ替えを保証する.
   • 方法:特殊なSPI機器を用いた3D光学検査

3. 自動光学検査 (AOI):

   • いつ:通常は部品を配置した後 (再流 AOI) および/または再流溶接後 (再流 AOI).
   • 目的:欠落した部品,間違った部品配置,誤った極度,溶接ショート,開口,その他の視覚異常などの製造欠陥のPCBAを視覚的に検査します.
   • 方法:高解像度のカメラと洗練された画像処理ソフトウェアが AOIマシンに搭載されています

4. 自動X線検査 (AXI):

   • いつ:リフロー溶接後,特に複雑な板や隠された溶接接点 (BGA,QFNなど) を有する板の場合.
   • 目的:溶接器の質 (空白,短縮,開口) と光学検査で見えない内部構成要素の構造を検査する.
   • 方法:X線画像システム

5. サーキット内試験 (ICT):

   • いつ:組み立て後,最初の視覚検査/X線検査,通常は中量から高量生産.
   • 目的:個々のコンポーネントとボード上の接続を電気的にテストし,開口,ショート,抵抗,容量,基本的な機能パラメータをテストする.
   • 方法:PCBAの特定の試験点と接触する探査機を備えた"釘の床"の固定装置.

6. 飛行探査機試験 (FPT):

   • いつ:ICTの代替として用いられ,特にプロトタイプ,低~中量の生産,または限られたテストポイントを持つボードに使用される.
   • 目的:電気的に部品や相互接続をテストする 電気通信技術に似ていますが 高価なカスタム装置は必要ありません
   • 方法:ロボット探査機が プログラム通りに移動し テストポイントと接触します

7. 機能試験 (FCT):

   • いつ:通常は,構造と電気的整合性が確認された後の最終試験です.
   • 目的:PCBAの全体的な機能性を検証し,実際の操作環境をシミュレートし,設計されたすべての機能を正しく実行していることを確認する.
   • 方法:パワー,インプット,モニター出力を適用するカスタムテスト装置およびソフトウェア,しばしば搭載マイクロコントローラーまたはメモリのプログラミングを含む.

8. 耐燃性試験 (老化試験):

   • いつ:高い信頼性を要求する製品では,しばしばFCTの後,最終組み立ての前に.
   • 目的:PCBAをストレスの下で長時間操作する (例えば高温,電圧) 早期の障害を検出する ("乳児死亡率") と長期的な信頼性を向上させる.
   • 方法:特殊な燃焼炉や室.

プロトタイプ段階での境界スキャン試験

境界スキャンのテスト,とも呼ばれるJTAG (共同試験行動グループ)テスト (IEEE 1149.x 標準) は,強力で,ますます一般的な方法であり,プロトタイプ段階PCBA開発について

• その理由:境界スキャンは,PCBAの互換性のある統合回路 (IC) に組み込まれた専用テストロジックを使用する.これらのICには,ピンの"境界スキャンのセル"があります.チップから流れ込む信号を制御し観察できるシリアルデータパス ("スキャンチェーン") がこれらのセルを接続し,テストコントローラがJTAG対応デバイス間の相互接続と通信しテストできるようにします.

• なぜプロトタイプにとって重要なのか?

  1. 固定装置なしのテスト:ICTとは異なり,境界スキャンは高価でカスタム化された"釘のベッド"の固定装置を必要としません.これは設計変更が頻繁なプロトタイプにとって大きな利点です.固定装置を非現実的で高価にする.
  2. 欠陥の早期発見短パン,開け,組み立ての問題などの製造欠陥を迅速に検出することができます前からこれはプロトタイプがより早く 正しく機能できるようにする上で 極めて重要です
  3. 物理的なアクセス制限:現代のPCBは 部品が非常に密集しており 物理的なテストポイントも限られています境界スキャンは,物理的にアクセスできないまたはコンポーネント (BGAなど) の下に隠されているピンと相互接続への仮想アクセスを提供しますテストの範囲を大幅に改善しました
  4. より速いデバッグ:特定のピンまたはネットレベルまで欠陥を特定することで,境界スキャンにより非機能プロトタイプボードのデバッグに必要な時間と労力が大幅に削減されます.
  5. システム内プログラミング (ISP):JTAGは,フラッシュメモリ,マイクロコントローラー,およびFPGAをボード上で直接プログラムするためにも使用できる.これはプロトタイプ開発およびファームウェア検証段階において非常に有益である.
  6. テスト 再利用:プロトタイプ作成中に開発された境界スキャンテストベクトルは,生産テストのために再利用または適応され,製造への移行を簡素化することができます.

本質的に,境界スキャンは,複雑なプロトタイプPCBAの構造的整合性を検証するための非常に効果的で,侵入的ではなく,コスト効率の良い方法を提供します.製品開発のサイクル全体を加速する.