برای اینکه مشخص گردد که برد مدار چاپی ساخته شده، سالم و کاملاً مطابق با طراحی می باشد تست های مختلفی روی برد انجام می گیرد که تحت عنوان تست های قابلیت اطمینان پذیری بردهای مدار چاپی شناخته می شوند. در ادامه به چند مورد از این تست ها اشاره می گردد:
- تست الکتریکال
- تست کنترل امپدانس (Impedance Control)
- تست بازرسی اتوماتیک نوری (Automatic Optical Inspection) AOI
- تست آنالیز سطح مقطع (MicroSection)
– تست الکتریکال
در برد تولید شده اتصالات بین قطعات و پایه های آن ها در تمام لایه ها دقیقاً می بایست منطبق بر طرح باشد و مشکلاتی که ممکن است بر اثر اشتباهات روی برد به وجود آمده باشد و از کنترل چشمی خارج شده باشد، توسط تست الکتریکال مشخص می گردد. در واقع تست الکتریکال اتصال کوتاه ها و مدار بازها و کلیه نت های برد ساخته شده را بررسی می کند تا مطابق با طراحی باشند.
تست الکتریکی برد مدار چاپی به چندین صورت مختلف انجام می شود که موارد زیر را می توان به عنوان تست های روتین در این زمینه نام برد.
- Flying Probe Test
- Nail Bed Test
Flying Probe Test
در این تست دستگاه برای کنترل اتصالات و یا قطعی ها از چهار عدد پروپ که دو به دو در دو طرف برد قرار می گیرند، استفاده می کند. برنامه تست بر اساس اطلاعات اصلی طرح استخراج می گردد و دستگاه طبق این برنامه تستی شروع به چک کردن نقاط مشخص شده روی برد می نماید. این نقاط معمولاً پدهایی که می بایست قطعات روی آن ها قرار گیرند. در نهایت نرم افزار گزارشی مبنی بر وجود قطعی و یا وصلی های موجود روی برد را هم به صورت مختصات و هم به صورت گرافیکی به اپراتور ارائه می دهد و اپراتور با توجه به این گزارش اقدام به تعمیر برد و یا خارج کردن برد از پروسه تولید می نماید. به این دلیل که در این نوع تست، زمان تست طولانی است و همچنین هزینه این تست نسبت به مابقی تست ها پایین تر است ( نیاز به ساخت فیکسچر ندارد) از این تست برای بردهای نمونه استفاده می شود.
Nail Bed Test
در این نوع تست دقیقاً مانند تست قبل، تمام نقاط تست ها، برای پیدا کردن وصلی و یا قطعی های احتمالی چک می گردند اما این بار در این رایند چک کردن در زمان بسیار کوتاه تری نسبت به روش قبل انجام می گیرد (زمان تست در این روش برای هر شیت بیشتر از چند ثانیه طول نخواهد کشید) با این تفاوت که در این روش، سازنده ملزم به ساخت فیکسچر برای هر فایل برد می باشد که این کار هزینه های تست را بالا می برد (بردهایی که در دو طرف قطعه دارند به دو عدد از این فیکسچرها احتیاج خواهند داشت) و به همین دلیل است که این روش صرفاً برای بردهایی که به مرحله تولید انبوه رسیده اند توجیه اقتصادی دارد.
فیکسچر تست متشکل از بیش از پنج یا شش ورق پلکسی گلاس یا فیبر prepreg با ضخامت های متفاوت می باشد که روی این فیبر ها نقاط تست را سوراخکاری می نمیند و سپس این ورق ها را روی هم قرار می دهند. این نقاط سوراخکاری شده محل عبور پین هایی خواهند بود که نقاط تست را به بستر تست دستگاه منتقل می کنند. هر کدام از فیکسچرها ممکن است بیش از هشتصد پین داشته باشند که ضخامت بعضی از آن ها ممکن است به ۲ /۰ میلی متر هم برسد. این پین ها به این دلیل که تحت فشار پرس قرار خواهند گرفت خاصیت ارتجاعی نیز دارند. برای جا گذاری این پین ها می توان از روش دستی توسط اپراتور و یا از روش ماشینی توسط Pin Inserter استفاده نمود. بعد از ساخت فیکسچر ها آن ها را روی دستگاه قرار داده، سپس برد را روی آن قرار می دهند و دستگاه توسط یک پرس، برد را روی فیکسچر پرس می نماید. با این کار نقاط تست به پین های فیکسچر کاملاً متصل می گردند و دستگاه در کمتر از چند ثانیه تمام نقاط را از نظر اتصال کوتاه و یا قطعی مدار چک می نماید و یک گزارش به صورت مختصات محل وقوع مشکل به صورت متن و یا گرافیک به اپراتور ارائه می دهد.
– تست کنترل امپدانس (Impedance Control)
در واقع این نوع از تست، قسمتی از قابلیت های دستگاه های تست با دو روش قبلی است که در برد های فرکانسی بالا بسیار حائز اهمیت می باشد. بخش مهندسی در برنامه تستی که ارائه می دهد دستگاه را ملزم می نماید که در بخشی و یا تمامی برد امپدانس اتصالات را نسبت به مقداری که طراح مشخص کرده و محدودیت های خاصی که وجود دارد، چک نماید و گزارش دهد.
چندین روش محاسبه برای تنظیم درست عرض خط هادی برای رسیدن به امپدانس هدف وجود دارد. با این حال، برای محاسبه امپدانس از ثابت دی الکتریک لایه ها استفاده می شود. لایه روکش بیرونی برد مدار چاپی معمولی اغلب حاوی محتوای شیشه ای کمتر از هسته اصلی برد می باشد و در نتیجه ثابت دی الکتریک آن پایین تر است. به عنوان مثال، برای هسته FR4 طور کلی εr =4.2 داده می شود، در حالی که در لایه های Prepreg معمولا εr = 3.8 می باشد.
– تست بازرسی اتوماتیک نوری (Automatic Optical Inspection) AOI
این روش تست برای بردهای مولتی لایر استفاده می شود و تمام سازندگان بردهای چند لایه، برای پایین آوردن درصد ضایعات بهتر است که به این دستگاه مجهز باشند این دستگاهِ تست مجهز به دوربین های بسیار قوی با دقت بیش از dpi ۷۵۰۰ می باشد .در واقع این دستگاه اطلاعاتCAD فایل اصلی را از نظر ظاهری با لایه داخلی ساخته شده مقایسه می کند و تفاوت های ظاهری گزارش می شود. البته گزارش های ارائه شده توسط این دستگاه به مشتری ارائه نمی گردد و فقط در پروسه تولید برای پایین نگاه داشتن درصد ضایعات برای بردهای چند لایه استفاده می گردد.
– تست آنالیز سطح مقطع (MicroSection)
در سال های اخیر، مشتریان برد های مدار چاپی درخواست های شان در زمینه کنترل فرآیند تولید بیشتر شده و سازندگان را ملزم به ارائه گزارش می نمایند. با توجه به امکان وجود نقص های زیر سطحی، این یک نیاز بسیار مهم در صنعت مدار چاپی برای کنترل فرآیند تولید به شمار می رود. یک ابزار ضروری در ارزیابی کیفیت و کنترل تولید برد های مدار چاپی Micro Section است. این گزارش شامل برش سطح مقطعی برد و ارائه نمونه برای اطمینان از عملکرد درست تولید کننده و حصول خواسته های مشتری مانند ضخامت مس یا آبکاری به ویژه در لایه های داخلی می باشد.
