Utilisez les normes IPC-A-610 pour l'inspection visuelle/rayons X (AOI), rayons X, ICT, FCT : définition, portée et public visé par ce guide
La définition d'un plan de contrôle qualité robuste est la première étape pour prévenir les défaillances sur le terrain, et ce guide décompose les quatre piliers de l'inspection moderne. Une stratégie de test PCBA : AOI, rayons X, ICT, FCT complète combine la vérification visuelle, structurelle, électrique et fonctionnelle pour assurer une fabrication sans défaut.
- AOI (Inspection Optique Automatisée) : Utilise des caméras pour vérifier la présence des composants, leur polarité et la qualité des joints de soudure sur les couches de surface.
- Rayons X (AXI) : Pénètre les couches du PCB pour inspecter les joints de soudure cachés, tels que ceux sous les BGA, QFN ou LGA.
- ICT (Test In-Situ) : Utilise un montage "lit de clous" pour sonder électriquement les composants individuels afin de vérifier la résistance, la capacitance et les courts-circuits/ouvertures.
- FCT (Test Fonctionnel) : Simule l'environnement de fonctionnement final pour vérifier que la carte exécute ses fonctions logiques et d'alimentation prévues.
Ce guide est conçu pour les responsables des achats et les ingénieurs hardware qui doivent équilibrer la couverture des tests et les coûts. Il vous aide à définir les exigences pour APTPCB (APTPCB PCB Factory) ou d'autres fournisseurs, en vous assurant de ne payer que pour la rigueur de test requise par votre classe de produit.
Utilisez les normes IPC-A-610 pour l'inspection visuelle/rayons X (AOI), rayons X, ICT, FCT (et quand une approche standard est préférable)
Une fois que vous avez compris les définitions, le prochain défi consiste à déterminer quelle combinaison de tests s'applique à votre volume de production spécifique et à votre niveau de fiabilité.
Une stratégie complète de test PCBA : AOI, rayons X, ICT, FCT est essentielle pour les secteurs à haute fiabilité comme l'automobile, le médical ou l'aérospatial, mais peut être excessive pour de simples prototypes grand public.
- Utilisez la suite complète (AOI + Rayons X + ICT + FCT) lorsque :
- Les coûts de défaillance sur le terrain sont extrêmement élevés (par exemple, support de vie médical, sécurité automobile).
- La conception comprend des BGA complexes (nécessite des rayons X) et une densité de composants élevée (nécessite l'AOI).
- Les volumes de production justifient le coût NRE (Non-Recurring Engineering) des montages ICT.
- Utilisez une stratégie réduite (AOI + Rayons X + FCT) lorsque :
- Les volumes sont faibles à moyens (moins de 1 000 unités), rendant les montages ICT trop coûteux.
- La carte comporte des composants cachés (BGA) nécessitant des rayons X, mais une logique simple que le FCT peut couvrir sans ICT.
- Utilisez une stratégie minimale (AOI + Mise sous tension sur banc) lorsque :
- Vous êtes en phase de prototypage précoce.
- Le budget est la contrainte principale, et vous acceptez un risque plus élevé de débogage manuel ultérieur.
Utilisez les normes IPC-A-610 pour l'inspection visuelle/rayons X (AOI), rayons X, ICT, FCT (matériaux, empilement, tolérances)
Après avoir sélectionné la bonne combinaison d'inspection, vous devez définir les spécifications techniques que le fabricant utilisera pour exécuter le plan. Des spécifications claires évitent toute ambiguïté ; voici les paramètres clés à définir pour une stratégie de test PCBA : AOI, rayons X, ICT, FCT :
- Résolution AOI : Spécifiez la résolution de la caméra (par exemple, <10µm/pixel) pour les composants 0201 ou 01005.
- Couverture AOI : Définissez les zones critiques (par exemple, "inspection à 100 % de toutes les polarités des CI et des congés de soudure SMT").
- Pourcentage de vides aux rayons X : Définissez le pourcentage maximal de vides autorisé pour les BGA (généralement IPC Classe 2 <25 % ou Classe 3 <20 %).
- Points de test ICT : Assurez-vous que la conception inclut des pastilles de test (diamètre min. 0,8 mm préféré) avec un accès réseau à 100 % si possible.
- Type de gabarit ICT : Spécifiez les exigences de gabarit simple face ou double face en fonction de la distribution des points de test.
- Logique de réussite/échec FCT : Définissez les plages de tension exactes, les limites de consommation de courant et les sorties d'état LED.
- Temps de cycle : Fixez un temps de test cible par unité (par exemple, <60 secondes) pour éviter les goulots d'étranglement dans la production de masse.
- Enregistrement des données : Exigez le stockage des journaux de test (numéro de série, état réussite/échec, données paramétriques) pour la traçabilité.
- Politique de nouveau test : Définissez le nombre de fois qu'une carte peut être testée à nouveau avant d'être mise en quarantaine.
- Taux de fausses alertes : Fixez un objectif pour les fausses alertes AOI (par exemple, <500 ppm) pour prévenir la fatigue de l'opérateur.
Utilisez les normes IPC-A-610 pour l'inspection visuelle/rayons X (AOI), rayons X, ICT, FCT risques de fabrication (causes profondes et prévention)
Même avec des spécifications claires, des risques de fabrication spécifiques peuvent saper l'efficacité de votre plan de test s'ils ne sont pas gérés activement. Une stratégie de test PCBA: AOI, rayons X, ICT, FCT mal implémentée peut entraîner des "évasions" (cartes défectueuses passant) ou des "tas d'os" (bonnes cartes échouant); voici comment atténuer ces risques:
- Risque: Ombrage en AOI
- Cause: Les composants hauts bloquent la vue de la caméra sur les petites pièces adjacentes.
- Détection: Révision du programme AOI lors de l'Inspection du Premier Article (FAI).
- Prévention: Utiliser des systèmes AOI 3D ou optimiser la disposition des composants pendant le DFM.
- Risque: BGA Head-in-Pillow (HiP)
- Cause: Mauvaise mouillabilité entre la bille et la pâte, souvent invisible aux rayons X 2D.
- Détection: Défaillances intermittentes en FCT ou en utilisation sur le terrain.
- Prévention: Exiger une inspection aux rayons X 5D ou à angle oblique et optimiser les profils de refusion.
- Risque: Dommage de la Sonde ICT
- Cause: Pression excessive de la sonde ou désalignement endommage les pastilles de test ou les pistes.
- Détection: Inspection visuelle des points de test après le test.
- Prévention: Utiliser des tests de jauge de contrainte sur le montage et limiter la force de la sonde.
- Risque: Faux positifs FCT
- Cause: Tolérance lâche dans le script de test permet aux cartes marginales de passer.
- Détection: Analyse Cpk des données de test.
- Prévention: Effectuer des études de R&R de jauge (Répétabilité et Reproductibilité) sur le banc d'essai.
- Risque: Couverture de test incomplète
- Cause: Se fier uniquement au FCT laisse les défauts structurels (comme les soudures faibles) non détectés.
- Détection: Défaillances sur le terrain dues aux vibrations/chocs.
- Prévention : Appliquer la boucle complète de la pcba testing strategy: aoi xray ict fct, assurant l'intégrité structurelle (AOI/Rayons X) avant le test électrique.
- Risque : Incompatibilité de version du firmware
- Cause : Le FCT charge un firmware incorrect ou teste avec des paramètres erronés.
- Détection : Échec de la vérification de la somme de contrôle.
- Prévention : Mettre en œuvre un balayage de code-barres automatisé pour sélectionner le programme de test correct.
pcba testing strategy: aoi xray ict fct validation et acceptation (tests et critères de réussite)
Pour s'assurer que les risques ci-dessus sont maîtrisés, vous devez valider le processus de test lui-même avant le début de la production complète.
La validation prouve que votre pcba testing strategy: aoi xray ict fct est fiable et reproductible ; utilisez ces étapes pour l'acceptation :
- Objectif : Vérifier la précision de la bibliothèque AOI
- Méthode : Faire passer une "carte dorée" (connue comme bonne) et une "carte défectueuse" (connue comme mauvaise) par l'AOI.
- Critères : Le système doit détecter 100 % des défauts introduits (composant manquant, polarité incorrecte) sans aucune fausse alerte sur la carte dorée.
- Objectif : Valider la sensibilité aux rayons X
- Méthode : Inspecter un BGA avec des vides ou des courts-circuits connus.
- Critères : La clarté de l'image doit permettre au logiciel de calculer automatiquement le pourcentage de vides avec une précision de ±2 %.
- Objectif : Analyse de la contrainte du montage ICT
- Méthode : Placer des jauges de contrainte sur le PCB pendant le cycle de pressage.
- Critères : La micro-contrainte doit rester inférieure à la limite de rupture du matériau du PCB (généralement <500 µε).
- Objectif : R&R de jauge FCT
- Méthode : Tester 10 cartes, 3 fois chacune, par 3 opérateurs différents.
- Critères : La variation de mesure (GR&R) doit être <10% de la bande de tolérance.
- Objectif : Rapport de couverture de test
- Méthode : Générer un rapport comparant les composants de la nomenclature aux nœuds testés.
- Critères : Confirmer une couverture des nœuds électriques >90% (ou justifier les exclusions).
- Objectif : Vérification du temps de cycle
- Méthode : Chronométrer le processus de bout en bout pour un lot de 50 unités.
- Critères : Le temps moyen doit respecter le débit requis pour le volume annuel.
- Objectif : Vérification de l'intégrité des données
- Méthode : Tracer un numéro de série spécifique dans la base de données du fournisseur.
- Critères : L'historique complet (images AOI, valeurs ICT, résultat FCT) doit être récupérable en <5 minutes.
- Objectif : Inspection du premier article (FAI)
- Méthode : Vérification dimensionnelle et fonctionnelle complète des 5 premières unités.
- Critères : Conformité à 100% avec tous les dessins et spécifications de test.
Utilisez les normes IPC-A-610 pour l'inspection visuelle/rayons X (AOI), rayons X, ICT, FCT (RFQ, audit, traçabilité)
Une fois que vous avez un plan de validation, utilisez cette liste de contrôle pour évaluer les fournisseurs et vous assurer qu'ils peuvent exécuter votre stratégie.
Cette liste de contrôle vous aide à auditer des partenaires potentiels comme APTPCB pour confirmer qu'ils possèdent le matériel et les processus nécessaires pour une stratégie de test PCBA complète : AOI, rayons X, ICT, FCT.
Entrées RFQ (Ce que vous envoyez)
- Nomenclature complète (BOM) avec liste de fournisseurs approuvés (AVL).
- Fichiers Gerber (RS-274X) et données de placement (Pick & Place, XY).
- Plan de localisation des points de test (pour ICT).
- Procédure de test fonctionnel (logique étape par étape).
- Binaires et sommes de contrôle du firmware (hex/bin).
- Dessins mécaniques pour les montages personnalisés.
- Utilisation annuelle estimée (EAU) pour amortir les coûts des montages.
- Normes de limite de qualité acceptable (AQL).
Preuve de Capacité (Ce qu'ils fournissent)
- Liste des machines AOI (capacités 2D vs 3D).
- Spécifications des machines à rayons X (résolution pour les BGA à pas fin).
- Fabrication interne des montages ICT vs sous-traitance.
- Capacité à construire des racks/boîtiers FCT personnalisés.
- Expérience dans votre industrie spécifique (par exemple, automobile, médicale).
- Exemple de rapport DFM pour la testabilité (DFT).
Système Qualité & Traçabilité
- Certifications ISO 9001 / IATF 16949 / ISO 13485.
- Implémentation du MES (Manufacturing Execution System).
- Suivi par code-barres/QR code par PCB.
- Procédure de gestion du "Bonepile" (cartes défectueuses).
- Enregistrements d'étalonnage pour l'équipement de test.
- Plan de contrôle ESD pour la zone de test.
Contrôle des Changements & Livraison
- Processus de gestion des ordres de modification technique (ECO).
- Système de contrôle de révision du firmware.
- Stockage sécurisé pour les montages de test client.
- Calendrier de maintenance pour les sondes de test (broches pogo).
- Plan de reprise après sinistre pour les données de test.
Utilisez les normes IPC-A-610 pour l'inspection visuelle/rayons X (AOI), rayons X, ICT, FCT (compromis et règles de décision)
Avec un fournisseur qualifié, la dernière étape consiste à prendre des décisions de compromis basées sur les contraintes spécifiques de votre produit.
Tous les produits n'ont pas besoin de tous les tests ; utilisez ces règles de décision pour adapter votre stratégie de test PCBA : AOI, rayons X, ICT, FCT :
- Si vous privilégiez le coût unitaire le plus bas : Choisissez AOI + FCT. Ignorez l'ICT pour économiser sur les NRE des bancs de test et le temps de test par unité, mais acceptez un temps de débogage plus élevé pour les défaillances.
- Si vous privilégiez la fiabilité zéro défaut (automobile/médical) : Choisissez AOI + Rayons X 3D + ICT + FCT. La redondance garantit l'absence de défauts non détectés, même si cela coûte plus cher.
- Si vous avez un nombre élevé de BGA : Vous devez choisir les rayons X. L'AOI ne peut pas voir sous le boîtier, et le FCT peut ne pas détecter les joints de soudure marginaux qui échouent plus tard.
- Si vous avez >5 000 unités/an : Choisissez l'ICT. Le coût initial du banc de test (2 000 $ à 5 000 $) est rapidement récupéré grâce à la vitesse et à la précision du diagnostic de l'ICT par rapport au débogage manuel.
- Si vous avez des changements de conception fréquents : Évitez l'ICT. Chaque changement de disposition nécessite un nouveau banc de test ou une modification coûteuse. Tenez-vous-en au Flying Probe ou au FCT.
- Si vous devez détecter les pièces contrefaites : Choisissez les tests électriques (ICT/FCT) + rayons X. L'AOI visuel ne peut souvent pas distinguer les fausses puces internes.
Utilisez les normes IPC-A-610 pour l'inspection visuelle/rayons X (AOI), rayons X, ICT, FCT FAQ (coût, délai, fichiers DFM, matériaux, test)
L'affinement de votre stratégie soulève souvent des questions spécifiques concernant la logistique et la tarification ; voici les réponses.
Q: Comment le coût de la stratégie de test PCBA (AOI, rayons X, ICT, FCT) impacte-t-il le prix unitaire total ? R: Généralement, une suite de tests complète ajoute 5 à 10 % au coût unitaire de l'assemblage PCBA. Cependant, elle permet d'économiser considérablement sur les coûts de RMA et de réparation sur le terrain, qui peuvent être 100 fois plus élevés par unité.
Q: Quel est le délai de développement pour un banc de test ICT ou FCT personnalisé ? R: Le développement du banc de test prend généralement 2 à 4 semaines. Cela se déroule en parallèle de la fabrication des PCB, de sorte que cela retarde rarement l'assemblage final si la commande est passée tôt.
Q: Quels fichiers DFM sont nécessaires pour optimiser la stratégie de test PCBA (AOI, rayons X, ICT, FCT) ? R: Fournissez des fichiers ODB++ ou Gerbers avec une couche de « point de test » définie. Cela permet aux ingénieurs de vérifier l'accès des sondes avant le début de la fabrication.
Q: L'inspection par rayons X peut-elle être effectuée sur toutes les cartes en production de masse ? R: Oui, l'AXI automatisée en ligne est possible mais lente. Pour des raisons d'efficacité des coûts, la plupart des stratégies utilisent l'échantillonnage (par exemple, 10 %) ou se concentrent uniquement sur des régions BGA spécifiques.
Q: Comment les matériaux affectent-ils la précision de la stratégie de test PCBA (AOI, rayons X, ICT, FCT) ? R: Les masques de soudure à haute réflectivité (comme le blanc) peuvent perturber les anciennes caméras AOI. Les finitions mates sont préférées pour la précision de l'inspection optique.
Q: Quelle est la différence entre les tests ICT et Flying Probe ? R: L'ICT utilise un « lit d'aiguilles » fixe pour la vitesse (secondes), tandis que le Flying Probe utilise des bras mobiles (minutes). Le Flying Probe est préférable pour les prototypes ; l'ICT est préférable pour la production en volume. Q: Comment définir les critères d'acceptation pour la stratégie de test PCBA : AOI, rayons X, ICT, FCT ? A: Utilisez les normes IPC-A-610 pour l'inspection visuelle/rayons X (AOI) et un « Document de Spécification de Test » détaillé pour les paramètres électriques (ICT/FCT).
Q: Le FCT remplace-t-il le besoin d'ICT ? A: Pas entièrement. Le FCT confirme si cela fonctionne, tandis que l'ICT vous dit pourquoi cela a échoué (par exemple, « R45 est ouvert »). L'ICT accélère considérablement la réparation.
Utilisez les normes IPC-A-610 pour l'inspection visuelle/rayons X (AOI), rayons X, ICT, FCT (pages et outils connexes)
Pour affiner davantage votre plan qualité, explorez ces capacités et directives spécifiques.
- Test et contrôle qualité: Un aperçu des systèmes qualité intégrés utilisés pour maintenir un rendement élevé.
- Services d'inspection AOI: Plongez en profondeur dans la façon dont l'inspection optique détecte les défauts de surface tels que le tombstoning et les erreurs de polarité.
- Inspection par rayons X (AXI): Découvrez comment les rayons X vérifient l'intégrité des joints de soudure BGA et QFN invisibles à l'œil nu.
- ICT (Test In-Circuit): Détails sur le test à lit d'aiguilles pour une efficacité de production à grand volume.
- FCT (Test Fonctionnel): Comment les tests fonctionnels personnalisés simulent les performances réelles avant l'expédition.
- Directives DFM: Conseils de conception pour garantir que la disposition de votre carte prend en charge les points de test et l'accès pour l'inspection.
Utilisez les normes IPC-A-610 pour l'inspection visuelle/rayons X (AOI), rayons X, ICT, FCT (revue DFM + prix)
Prêt à mettre en œuvre un plan de test sécurisé ? Connectez-vous avec APTPCB pour obtenir une revue DFM complète et un devis transparent qui inclut vos exigences de test spécifiques.
Pour obtenir un devis précis, veuillez préparer :
- Fichiers Gerber & Nomenclature (BOM) : Pour la tarification de l'assemblage de base.
- Plan de test : Indiquez si vous avez besoin d'AOI, de rayons X, d'ICT ou de FCT.
- Volume : L'EAU nous aide à déterminer si l'outillage fixe (montages ICT) est rentable.
- Dessins : Toutes contraintes mécaniques pour les montages de test fonctionnel.
Utilisez les normes IPC-A-610 pour l'inspection visuelle/rayons X (AOI), rayons X, ICT, FCT – prochaines étapes
Une stratégie de test PCBA : AOI, rayons X, ICT, FCT bien exécutée fait la différence entre un lancement de produit fiable et un rappel coûteux. En combinant la rapidité de surface de l'AOI, la profondeur des rayons X, la précision diagnostique de l'ICT et la validation en conditions réelles du FCT, vous créez un filet de sécurité qui détecte les défauts avant qu'ils ne quittent l'usine. Utilisez la liste de contrôle et les spécifications de ce guide pour vous aligner avec votre fournisseur, en vous assurant que votre investissement dans les tests se traduit directement par la qualité du produit.