قائمة فحص بصري

تُعد قائمة التحقق من الفحص البصري القوية خط الدفاع الأول ضد عيوب التصنيع في تجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCBA). بينما يتحقق الاختبار الكهربائي من الوظائف، يضمن الفحص البصري موثوقية طويلة الأمد من خلال اكتشاف العيوب الهيكلية مثل وصلات اللحام الباردة، والمكونات المائلة، أو تلف السطح قبل مغادرة المنتج للمصنع. في APTPCB (مصنع APTPCB للوحات الدوائر المطبوعة)، ندمج قوائم التحقق هذه في كل مرحلة من مراحل الإنتاج للحفاظ على الامتثال لمعايير IPC الفئة 2 والفئة 3.

إجابة سريعة (30 ثانية)

بالنسبة للمهندسين ومديري الجودة، يجب أن تغطي قائمة التحقق من الفحص البصري الحدود الحرجة التالية:

الامتثال للمعايير: التحقق وفقًا لمعايير IPC-A-610 (مقبولية التجميعات الإلكترونية) للفئة المستهدفة (1، 2، أو 3).
نطاق التكبير: استخدم من 1.75x إلى 4x للمسح العام؛ ومن 10x إلى 20x للتحقق من المكونات ذات الخطوة الدقيقة.
الإضاءة: تتطلب إضاءة بيضاء باردة (>1000 لوكس) مع أضواء حلقية خالية من الظلال للكشف عن مشاكل ترطيب اللحام.
زاوية الرؤية: الفحص بزوايا 45 درجة لاكتشاف الوسادات المرفوعة وحشوات الكعب التي تفوتها المشاهدات من الأعلى.
التسلسل: الفحص بنمط "Z" متسق أو منطقة تلو الأخرى لمنع تخطي المناطق.
التوثيق: تسجيل كل عيب باستخدام محددات الموقع (مثل R12, U4) بدلاً من الأوصاف الغامضة.

متى تنطبق قائمة التحقق من الفحص البصري (ومتى لا تنطبق)

الفحص البصري متعدد الاستخدامات ولكنه يمتلك قيودًا مادية. معرفة متى يجب الاعتماد على الفحوصات اليدوية مقابل الأنظمة الآلية هو مفتاح الكفاءة.

متى تستخدم قائمة فحص بصري يدوية:

NPI والنماذج الأولية: ضروري لأول 1-50 لوحة للتحقق من صحة عملية التجميع واكتشاف مشكلات التوافق المتعلقة بالتصميم.
التحقق بعد إعادة العمل: بعد استبدال مكون يدويًا، يجب على المشغل البشري التحقق بصريًا من الإصلاح.
المكونات الكبيرة ذات الفتحات: غالبًا ما تحجب الموصلات والمحولات كاميرات الفحص البصري الآلي (AOI)، مما يتطلب عيونًا بشرية لفحص الحواف الجانبية.
التحقق التجميلي: التحقق من الخدوش أو تغير اللون أو محاذاة الملصقات التي قد تفسرها الأنظمة الآلية بشكل خاطئ.
المكونات ذات الأشكال الغريبة: الأجزاء ذات الأشكال غير المنتظمة التي يصعب برمجتها في مكتبات AOI القياسية.

متى يكون غير كافٍ (يتطلب AOI أو الأشعة السينية):

الإنتاج الضخم بكميات كبيرة: يؤدي إرهاق الإنسان إلى تفويت العيوب بعد 1-2 ساعة؛ يلزم الفحص البصري الآلي لتحقيق الاتساق.
وصلات اللحام المخفية: تحتوي BGAs و QFNs و LGAs على وصلات تحت العبوة؛ تتطلب هذه فحصًا بالأشعة السينية.
عيوب الطبقات الداخلية: لا يمكن للفحوصات البصرية رؤية التفكك أو انقطاع المسارات داخل لوحة الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات.
سلامة الإشارة عالية السرعة: تؤكد الفحوصات البصرية الموضع ولكن لا يمكنها التحقق من المعاوقة أو أداء الإشارة.

القواعد والمواصفات

تعتمد قائمة فحص بصري موحدة على معايير مادية محددة. يوضح الجدول أدناه القواعد الأساسية المستخدمة في APTPCB لتقييم جودة التجميع.

القاعدة	القيمة/النطاق الموصى به	لماذا يهم	كيفية التحقق	إذا تم تجاهله
تبليل اللحام	زاوية التلامس < 90 درجة (فيليه مقعر)	يضمن رابطة معدنية بينية قوية.	مجهر بزاوية 45 درجة.	وصلات باردة، فشل متقطع.
قطبية المكون	الشق/النقطة تتطابق مع الطباعة الحريرية	يمنع فشل الدائرة الفوري.	قارن علامة الجزء بتراكب لوحة الدائرة المطبوعة (PCB).	احتراق لوحة الدائرة المطبوعة (PCB)، دوائر قصيرة.
محاذاة المكون	بروز < 25% من عرض الوسادة	يحافظ على العزل الكهربائي والقوة الميكانيكية.	تكبير من الأعلى للأسفل (4x).	وصلات ضعيفة، دوائر قصيرة محتملة.
جسر اللحام	0% مسموح به بين الموصلات	يمنع الدوائر القصيرة.	إضاءة خلفية أو ضوء حلقي مائل.	فشل وظيفي فوري.
كرات اللحام	لا يوجد أي كرة أكبر من 0.13 مم (مفككة)	يمكن أن تنفصل وتسبب دوائر قصيرة لاحقًا.	مسح عالي التكبير، اختبار الفرشاة.	فشل ميداني بسبب الاهتزاز.
ملء الثقب النافذ	> 75% ملء عمودي (الفئة 2)	يضمن سلامة اتصال البرميل.	عرض جانبي أو عينة أشعة سينية.	كسر الدبوس، دوائر مفتوحة.
بروز الساق	1.5 مم - 2.5 مم (نموذجي)	يمنع الدوائر القصيرة للغلاف/الدرع.	فرجار أو مقياس بصري.	تداخل ميكانيكي.
سطح لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)	لا يوجد نحاس مكشوف أو خدوش عميقة	يحمي المسارات من الأكسدة/الدوائر القصيرة.	العين المجردة + تكبير 2x.	تآكل طويل الأمد.
بقايا التدفق (Flux)	قليل (لا يحتاج للتنظيف) أو لا يوجد (قابل للذوبان في الماء)	يمنع النمو الشجيري/التآكل.	فحص بضوء الأشعة فوق البنفسجية.	تيار التسرب، التآكل.
ملف الارتفاع	يتوافق مع الرسم الميكانيكي	يناسب داخل الغلاف.	مقياس الارتفاع / أداة فحص "مرور/عدم مرور".	فشل في تركيب التجميع.

خطوات التنفيذ

يتطلب نشر عملية فحص فعالة سير عمل منظمًا. اتبع هذه الخطوات لتطبيق قائمة فحص بصري موثوقة في أرضية الإنتاج.

إعداد البيئة: تأكد من أن محطة العمل مزودة بحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (سوار معصم، حصيرة) وإضاءة كافية (أكثر من 1000 لوكس). نظف بصريات المجهر أو المكبر.
مقارنة اللوحة الذهبية: ضع "لوحة ذهبية" معروفة الجودة بجانب الوحدة قيد الاختبار. يوفر هذا مرجعًا بصريًا فوريًا لاتجاه المكونات وموضعها.
مسح عام للسطح: امسك اللوحة على مسافة ذراع للتحقق من وجود تلف واضح، أو حروق، أو مكونات كبيرة مفقودة. تحقق من وجود انحناء في اللوحة.
فحص اللحام المنهجي: باستخدام مجهر (4x-10x)، امسح اللوحة بنمط "Z". ركز على وصلات اللحام. ابحث عن الترطيب، وشكل الفيليه، والجسور. يتوافق هذا مع معايير جودة لوحات الدوائر المطبوعة (PCB).
التحقق من المكونات: تحقق من قيمة وقطبية المكونات الحيوية (الدوائر المتكاملة، المكثفات الإلكتروليتية، الثنائيات). اقرأ العلامات الليزرية على العبوة.
فحص الحطام والتلوث: ابحث عن كرات لحام سائبة، أو قصاصات أسلاك، أو بقايا تدفق زائدة بين المسامير ذات الخطوة الدقيقة.
التعليم والتسجيل: إذا تم العثور على عيب، ضع علامة على الموقع بسهم أو ملصق غير دائم. سجل رمز العيب (على سبيل المثال، "U12 - جسر لحام") في تقرير الجودة.
القبول النهائي: إذا اجتازت اللوحة جميع الفحوصات، ضع ختم "اجتياز مراقبة الجودة" أو ملصقًا على حافة لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) أو وثيقة السفر.

أنماط الفشل واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

حتى مع وجود قائمة تحقق، تحدث عيوب. يساعد فهم العلاقة بين العرض المرئي والسبب الجذري المهندسين على إصلاح العملية، وليس فقط اللوحة.

العرض: تأثير الشاهدة (المكون واقفًا على طرفه)
- السبب: تسخين غير متساوٍ أو أحجام وسادات غير متوازنة تسبب توترًا سطحيًا غير متساوٍ.
- الفحص: افحص هندسة الوسادة وحجم معجون اللحام.
- الإصلاح: قم بلحام الجانب المرتفع يدويًا.
- الوقاية: اضبط إرشادات DFM لتحقيق التوازن الحراري على الوسادات.
العرض: جسر لحام (قصر بين المسامير)
- السبب: معجون لحام زائد، أو توتر استنسل منخفض، أو ضغط وضع المكونات مرتفع جدًا.
- الفحص: تحقق من تقليل فتحة الاستنسل (عادةً 10-15%).
- الإصلاح: أزل اللحام الزائد باستخدام فتيل إزالة اللحام.

الوقاية: تنظيف الاستنسل بشكل متكرر؛ ضبط ضغط الطباعة.

العَرَض: وصلة لحام باردة (سطح باهت، محبب، محدب)
- السبب: حرارة غير كافية أثناء إعادة التدفق أو اضطراب أثناء التبريد.
- التحقق: مراجعة وقت ملف تعريف إعادة التدفق فوق درجة الانصهار (time-above-liquidus).
- الإصلاح: تطبيق التدفق وإعادة التدفق باستخدام مكواة لحام.
- الوقاية: تحسين ملف تعريف فرن إعادة التدفق.
العَرَض: عدم التبلل (تراجع اللحام عن الوسادة/الطرف)
- السبب: وسادات ملوثة أو أطراف مؤكسدة.
- التحقق: فحص مدة صلاحية تشطيب سطح لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).
- الإصلاح: تنظيف الأطراف، استخدام تدفق أقوى، وإعادة اللحام.
- الوقاية: تحسين ظروف تخزين لوحات الدوائر المطبوعة والمكونات.
العَرَض: مكون متحرك (اختلال المحاذاة)
- السبب: عدم دقة آلة التنسيب أو حركة الناقل عالي السرعة قبل إعادة التدفق.
- التحقق: التحقق من إحداثيات الالتقاط والتنسيب (pick-and-place).
- الإصلاح: إعادة المحاذاة باستخدام محطة هواء ساخن إذا كان الاتصال الكهربائي معرضًا للخطر.
- الوقاية: معايرة نظام رؤية آلة التنسيب.
العَرَض: لحام غير كافٍ (وصلة ضعيفة)
- السبب: فتحة الاستنسل مسدودة أو جفاف المعجون.
- التحقق: فحص نظافة الاستنسل.
- الإصلاح: إضافة سلك لحام يدويًا.
- الوقاية: تطبيق فحص معجون اللحام الآلي (SPI).

قرارات التصميم

يبدأ الفحص الفعال في مرحلة التصميم. يمكن للمصممين جعل قائمة فحص الفحص البصري أسهل وأسرع في التنفيذ باتباع ممارسات تصميم محددة.

تجميع المكونات: قم بتجميع المكونات السلبية الصغيرة في صفوف للسماح بفحص بصري أسرع. الترتيب العشوائي يبطئ عمل الفاحص.
مؤشرات القطبية: تأكد من أن علامات قطبية الشاشة الحريرية مرئية بعد وضع المكون. إذا غطى الجسم العلامة، لا يمكن للمفتش التحقق منها.
سهولة الوصول للفحص: تجنب وضع المكونات الطويلة (مثل المكثفات) مباشرة بجانب الدوائر المتكاملة القصيرة ذات الخطوة الدقيقة. يلقي المكون الطويل بظلاله ويحجب زاوية المجهر اللازمة لفحص دبابيس الدائرة المتكاملة.
علامات تحديد المواقع (Fiducials): على الرغم من أنها مخصصة للآلات بشكل أساسي، إلا أن علامات تحديد المواقع الواضحة تساعد المفتشين البشريين على توجيه أنفسهم على اللوحات الكثيفة.
وضوح النص: استخدم عرض خط لا يقل عن 6 ميل لمحددات المرجع بحيث تكون مقروءة بدون تكبير مفرط.

FAQ

1. هل يمكن للفحص البصري أن يحل محل الاختبار الكهربائي؟ لا. يتحقق الفحص البصري من السلامة الهيكلية وجودة التصنيع. لا يمكنه اكتشاف أعطال الدوائر المتكاملة الداخلية، أو البرامج الثابتة الخاطئة، أو الشقوق الدقيقة في المسارات. يجب أن يقترن باختبارات مراقبة الجودة النهائية مثل ICT أو FCT.

2. ما الفرق بين فئة IPC 2 وفئة 3 للفحص البصري؟ تسمح الفئة 2 (الخدمة المخصصة) ببعض العيوب التجميلية طالما تم الحفاظ على الوظائف. الفئة 3 (موثوقية عالية) لديها معايير أكثر صرامة؛ على سبيل المثال، تتطلب الفئة 3 تعبئة برميل بنسبة 75% للفتحات البينية، بينما قد تقبل الفئة 2 نسبة 50%.

3. كم من الوقت يجب أن تستغرق الفحص البصري؟ بالنسبة للوحة قياسية متوسطة التعقيد، يستغرق الفحص اليدوي من 2 إلى 5 دقائق. إذا استغرق وقتًا أطول، يصاب المشغل بالإرهاق، وتنخفض الدقة.

4. هل أحتاج إلى مجهر لجميع الفحوصات؟ ليس للجميع. يمكن إجراء فحوصات التجميع العامة باستخدام عدسة مكبرة مضاءة (3x). ومع ذلك، تتطلب مكونات 0402، وQFPs ذات الخطوة الدقيقة، والتحقق من كرات اللحام الدقيقة مجهرًا ستريو (10x-20x).

5. كيف أفحص مكونات BGA بصريًا؟ يمكنك فقط فحص الصف الخارجي من الكرات باستخدام مرآة جانبية أو منظار داخلي. الصفوف الداخلية غير مرئية للعين وتتطلب فحصًا بالأشعة السينية.

6. ما هي "اللوحة الذهبية"؟ اللوحة الذهبية هي عينة تم التحقق منها وخالية من العيوب تُحتفظ بها كمعيار مرجعي. يقارن المفتشون وحدات الإنتاج بهذه اللوحة لحل الغموض المتعلق بتوجيه الأجزاء أو وضعها.

7. كم مرة يجب أن يأخذ المفتشون فترات راحة؟ الفحص البصري يتطلب جهدًا بصريًا كبيرًا. يجب على المفتشين أخذ استراحة لراحة العين لمدة 5-10 دقائق كل ساعة للحفاظ على معدلات اكتشاف العيوب.

8. هل الفحص البصري الآلي (AOI) أفضل من الفحص اليدوي؟ AOI أسرع وأكثر اتساقًا للإنتاج بالجملة. ومع ذلك، فإن الفحص اليدوي أفضل للتشغيل بكميات منخفضة، والأجزاء ذات الأشكال الغريبة، والحكم على المعايير الذاتية مثل "التدفق الزائد".

9. ما هي المتطلبات الأساسية لبرمجة AOI؟ للانتقال من الفحص اليدوي إلى AOI، تحتاج إلى بيانات CAD جيدة (إحداثيات XY)، ومكتبة مكونات متسقة، ومعلمات إضاءة محددة لأنواع الوصلات المختلفة.

10. كيف أوثق نتائج الفحص البصري؟ استخدم نظام إدارة جودة رقمي (QMS) أو سجل ورقي بسيط. سجل الرقم التسلسلي للوحة، ورمز العيب المحدد، ومحدد الموقع.

PCB Quality Standards: تعمق في فئات IPC ومعايير القبول.
Automated Optical Inspection (AOI): متى تنتقل من قوائم المراجعة اليدوية إلى الرؤية الآلية.
DFM Guidelines: نصائح تصميم لجعل لوحاتك أسهل في الفحص والتصنيع.

مسرد المصطلحات (المصطلحات الرئيسية)

المصطلح	التعريف
فيليه اللحام	السطح المقعر للحام المتكون بين طرف المكون والوسادة.
الهلال	السطح العلوي المنحني للحام؛ يشير إلى ترطيب جيد.
تأثير الشاهدة	عيب حيث يقف المكون على أحد طرفيه بسبب قوى الترطيب غير المتوازنة.
لحام بارد	وصلة ذات ترطيب ضعيف، تتميز بمظهر باهت أو رمادي أو مسامي.
التجسير	اتصال كهربائي غير مرغوب فيه (قصر) بين موصلين ناتج عن زيادة اللحام.
الفراغات	مساحات فارغة أو فقاعات هواء محاصرة داخل وصلة لحام.
التساطيح	الحالة التي تكون فيها جميع أطراف المكون على نفس المستوى المسطح.
عدم التبلل	حالة حيث يغطي اللحام السطح في البداية ثم يتراجع، تاركًا طبقة رقيقة وغير منتظمة.
رأس في وسادة	عيب BGA حيث تستقر كرة اللحام على المعجون ولكنها لا تندمج في وصلة واحدة.
المعرف المرجعي	الرمز الأبجدي الرقمي (مثل R1, C5) المطبوع على لوحة الدوائر المطبوعة لتحديد المكون.
IPC-A-610	المواصفات القياسية الصناعية لمقبولية التجميعات الإلكترونية.
اللوحة الذهبية	وحدة عينة مثالية تستخدم كمرجع بصري للمفتشين.

طلب عرض أسعار

هل أنت مستعد للانتقال من النموذج الأولي إلى الإنتاج؟ توفر APTPCB مراجعات شاملة لتصميم قابلية التصنيع (DFM) وبروتوكولات صارمة لمراقبة الجودة، بما في ذلك الفحص البصري التلقائي (AOI) والأشعة السينية، لضمان أن تلبي لوحاتك كل بند في قائمة التحقق من الفحص البصري.

للحصول على عرض أسعار دقيق، يرجى تقديم:

ملفات Gerber (بصيغة RS-274X).
قائمة المواد (BOM) مع أرقام أجزاء الشركة المصنعة.
رسومات التجميع التي تشير إلى متطلبات الفحص الخاصة.
فئة IPC المطلوبة (2 أو 3).

الخاتمة

تُعد قائمة مراجعة الفحص البصري جيدة التنظيم ضرورية لتصفية عيوب التصنيع وضمان موثوقية المنتج. من خلال الجمع بين التحقق اليدوي للنماذج الأولية والأنظمة الآلية للإنتاج بكميات كبيرة، يمكن للمهندسين الحفاظ على معايير جودة عالية. في APTPCB، نطبق معايير الفحص الصارمة هذه على كل مشروع، لضمان أن تكون اللوحات التي تتلقاها جاهزة للاستخدام في الميدان.