優れた品質のためのPCB検査技術を理解する

2022年3月10日 品質と精度は、エラーを排除するあらゆる製品の重要な側面であり、すべてのデジタルおよび電気機械デバイスの重要なコンポーネントであるプリント基板にも同じことが当てはまります。したがって、PCB検査はPCB製造と実装の重要な側面です。製造ではブランク基板が製造され、実装では回路とコンポーネントが実装されます。理想的には、PCB検査は製造と実装プロセスの各ステップで実施されます。基本的な目視検査でもいくつかの欠陥を特定でき、今でも使用されていますが、PCBメーカーと実装サービスプロバイダーによって多くの種類の自動テストツールと技術が使用されています。この記事では、PCB検査の種類とその意義を提供します。

参照型と非参照型PCB検査技術

広く使用されているボードは3タイプあります——リジッド、フレックス、リジッドフレックス。フレックスとリジッドフレックス基板は、柔軟かつ耐久性があり高い曲げ半径を持ち、薄い基板上に多くのコンポーネントを収容できるため、業界全体で最大のアプリケーションを見出しています。これらの基板は、タイプと特性に基づいて異なるPCB検査アルゴリズムを持っています。前述の通り、ブランクPCBはコンポーネント実装とはんだ付けの前に徹底的に検査されます。ショート、突出した銅スパー、基板上のほこり、開放回路と導体など、発生しうる欠陥のタイプを分離する特定のアルゴリズムがあります。以下はPCBの問題を特定するために使用される2つの一般的な検査アルゴリズムです。

• 参照型アルゴリズム：

  これらのアルゴリズムは参照ベースであり、新しい基板の特性と比較できる既製のモデルや設計を持っています。このタイプの検査には画像とテンプレートのマッチングが含まれます。回路も3Dモデルを参照としてこの方法で比較されます。これらの参照型手法は今でも広く使用されています。しかし、独自の欠点もあります。例えば、参照基板やモデルがあり比較が行われる場合、ノイズ、画像歪み、解釈エラーにより誤検知が発生する可能性があります。そのため、非参照型アルゴリズムも開発され、同様に使用されています。

• 非参照型アルゴリズム：

  ここには参照モデルや設計がありません。したがって、実行されたPCB検査の読み取りと観察は絶対的です。オリジナルであり、基板画像が観察され、そのパターン、属性、発生しうる欠陥がデータの形で記録されます。これは設計ルール検証標準に基づいて検証されます。特定のアルゴリズムを適用した後、欠陥が検出されます。その後、データテーブルなどが形成され、次のステップのために分析されます。非参照型アルゴリズムは、外部/形態学的特徴、基板境界、ランレングス符号化の検査に適用されます。これらのアルゴリズムを使用する際、設定標準に対してそれらを検証することが絶対的に不可欠です。また、比較のための設計プレビューや参照がないため、設計要件が満たされており、それに関連する欠陥がないことを確認する必要があります。これは非参照型アルゴリズムの課題の一つです。そのため、多くの場合、参照型と非参照型の特徴を持つハイブリッドアルゴリズムが使用されます。

• ハイブリッドアルゴリズム：

  これは上記2つのアプローチの欠点を克服する理想的な組み合わせです。このアプローチは2つのことを達成します——クライアントの特定設計要件に基づく欠陥違反を防止する。また、必要な検証標準を満たす。

すべてのボードタイプの中で、フレックス基板は正確な欠陥検出の面で特定の課題をもたらす可能性があります。これは主に、薄く曲げ可能であるため、伸張能力に歪みを反映する可能性があるためです。これらの基板はサイズ歪みとパターンの全体的な非均一性を示す可能性があり、アルゴリズムによる欠陥検出を困難にします。幸い、これらの課題を克服する方法があります。

フレキシブルPCBの欠陥検出克服

まず、ブランク基板の画像を取得し、小さなフレームやセットに分割します。これらの画像のフレームは重複する可能性がありますが、重複幅はテスト画像と参照画像の最大偏差に基づいて考慮・設定されます。このようにして、歪んだ物理的特性や非均一なコントラストレベルなどの問題を克服できます。これは各画像フレームを個別に処理することで達成されます。サブピクセル分析により、微細ピッチパターンの欠陥検出が可能です。これは基板のエッジ検出とアライメントに関連する欠陥にも使用されます。色値、不規則なサイズ、形状により、基板上のほこりなどの異物を検出するアルゴリズムがあります。

これらすべての検査技術は、アプリケーション要件が満たされているかを確認または検証します。また、全体的な構造的・機能的精度と品質も保証します。ゼロエラー許容の重要な製品に取り組むOEMの場合、この製品に使用されるPCBAも同様に完璧であることを確認してください。そのためには、厳格なテストと検査プロセスを備え、お客様の特定または複雑なアプリケーション要件を理解し実行できる経験豊富なPCBメーカーと実装ソリューションプロバイダーと提携できます。Creative Hi-Techは、カスタムPCB設計と実装を専門とするよく知られたPCBメーカーおよび実装サービスプロバイダーです。

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