組立見積もりには、実際にはどのような検査および試験が含まれていますか？

ほとんどすべてのベースPCBA見積もりには一般的に含まれます自動光学検査（AOI）これは、目に見える欠陥の大部分を検出しますが、X線検査やインサーキット／ファンクションテストは通常デフォルトでは含まれておらず、別個の項目として請求されます。見積書に「検査」という行が1つあるだけでは十分な情報にならない理由は、これらの手法は名称が似ていてもそれほど重複しておらず、それぞれが他の手法なら容易に検出できる特定の欠陥タイプに対して、本当に“見えない”状態だからです。

同じ盤面、四つの異なる判定

なぜある検査方法が別の検査方法の代わりにならないのかを最も明確に理解する方法は、同じ仮想基板上にある4つの異なる欠陥を、それぞれの検査方法がどのように扱うかを確認することです。これは一見したほど些細なことではありません。なぜなら、「検査込み」とだけ記載された見積もりでは、これら4つのうちどのケースに対して、あなたの基板が実際に保護されているのかが全く分からないからです。

A抵抗器の欠落— AOI はこれを即座に検出します。これは目視できる実装不良であり、まさに外観検査のためにあるような欠陥です。X線や ICT、機能検査でも検出できる可能性は高いですが、AOI はそれを見つけるための最も低コストかつ高速な方法です。

ABGAパッケージ直下のボイドが発生したはんだ接合部— AOI は何も検出できません。なぜなら、その接合部は部品本体の下に物理的に隠れているからです。X線検査これは、包装の下にある接合部を透視できるため、受入検査や工程内検査でこれを検出する唯一の実用的な方法です。

A一見正しく見える誤った抵抗値— 指定された 1kΩ の代わりに 10kΩ の抵抗が実装されていても、AOI のカメラからは同一に見えます。AOI も X 線検査も、見た目ではその違いを判別できません。実際の部品値を電気的に測定するインサーキットテストこそが、この不良を検出する手段です。

アン特定の電圧または温度条件下でのみ異常が発生する断続的な接続— これは、実際の動作条件下で基板を検査しないため、AOI、X線、さらにはICTさえも通過してしまう可能性があります。基板の本来の動作を実際に動かして確認する機能テストだけが、それを検出できる可能性がありますが、その場合でも、テスト条件がたまたまその不具合を引き起こしたときに限られます。

4つの欠陥には、それぞれ異なる4つの検査方法が必要であり、4つすべてをカバーできる単一の方法は存在しません。これが、「検査」という一語だけが見積書の項目として並んでいても、あまり多くを語ってくれない理由のすべてなのです——PCBCartによるこれらの方法の独自比較同じことを述べている。どれもそれぞれ異なる段階と異なる種類の欠陥に適しており、最も高価なものが単純に他のものを包含するような序列ではない。

アシュアランス・ラダー

4つの手法をはしごの段と考えてください。段を一つ上がるごとに、その下の段では構造的に捉えられない欠陥カテゴリを捉えられるようになります。

ラング1 — AOI。ほぼすべての見積もりに標準で同梱されています。 目に見える実装位置やはんだ付けの欠陥を検出します。 隠れた部分や電気的な問題には対応できません。

ラング2 ― X線。通常は別項目として扱われます。BGA、QFN、その他の底面端子パッケージの下に隠れたはんだ接合部の問題を検出します。誤った部品値や機能的な挙動については検出できません。

ラング 3 — ICT通常は個別の項目として扱われ、専用のテスト治具が必要となる。誤った値、オープン、ショートを電気的に検出する。一方で、実際の条件下で基板が本来の機能を果たしているかどうかについては把握できない。

ラング 4 — 機能テスト。最もカスタム性が高く、構築コストも最も高い方法です。実際の挙動を検証する唯一の段階ですが、あくまでテスト時の特定の条件の範囲でしか有効ではないため、あらゆる本番環境での不具合を自動的に防げる保証にはなりません。

はしごを上るごとにコストは増えていきます。だからこそ、本当に必要なのは、BGA 設計でわずかな料金を節約するために X 線検査を省略したり、実質的に機能不良のリスクがない設計に対して機能検査に費用をかけたりするのではなく、自分の実際のリスクに見合った段（検査レベル）を選ぶことです。「可能な限り多くの検査を買う」ことではなく、そこを見極めることこそが本当のスキルなのです。

バンドルされるものと個別に請求されるもの

検査範囲を設定する際のよくある間違い

検査範囲に関する誤りのほとんどは、本来は別々の目的に使うべき四つの手法を、四つの異なる作業に対応した個別の道具ではなく、単一のアップグレード経路として扱ってしまうことに起因している。

・「検査」が単一で一様なサービスであると仮定して。4つの欠陥のウォークスルーが示しているように、各手法には他の手法が補っている明確な盲点があります。どれか1つを使えば他は不要になると考えるのは、よくあるうえに高くつく誤解です。

•少額の単価費用を節約するために、BGA設計でX線検査を省略すること。X線検査の控えめなコストは、AOIでは構造的に検出できない隠れたボイドに起因する、現場での故障のコストと比べれば取るに足らないものです。

•サンプリングレートについて聞いているわけではありません。サプライヤーの標準検査サンプリング率は、あなたが想定しているよりも低い場合があります。製品にとって 100％検査が重要である場合、それはデフォルトとみなすのではなく、明示的に依頼する必要があります。

・合格検査を長期的な信頼性の保証とみなすこと。検査によって、基板が製造時に正しく作られたことは確認できますが、製品が過酷な現場環境にさらされる場合の信頼性試験や環境試験を、これに代えられるわけではありません。

テスト範囲を適正化する方法

検査への投資は、すべての設計に一律で同じ試験範囲を適用するのではなく、部品のリスクプロファイルに合わせて行うべきです。BGAパッケージを含まない単純なスルーホール基板ではX線検査が必要となることはほとんどありませんが、BGA、QFN、その他の底面端子部品を含むあらゆる設計では、X線検査を任意ではなく、ほぼ必須とみなすべきです。安全性が重要な製品やフィールドに展開される製品の場合、少量生産であっても、機能試験は追加のセットアップコストに見合う価値があります。なぜなら、それは実際の製品動作を検証する唯一の試験方法であり、単なる実装状態や接続性だけを確認するものではないからです。

この決定について考えるうえで有用な方法は、上記の各欠陥カテゴリごとに、「その特定のタイプの欠陥が検出されずに出荷された場合、後工程で何が起こるか」を問うことです。AOI で検出できたはずの抵抗の実装漏れは、たいていは迅速かつ低コストで対応できるフィールドリターンで済みます。X線検査で検出できたはずのボイドを含む BGA 接合不良は、顧客の手に渡った後では診断に時間と費用がかかる断続的故障につながる可能性があります。特定の条件下でしか現れない機能不良は、その製品が過酷な環境で使用された場合、安全上のインシデントを引き起こすおそれがあります。ラダーの各段にかかるコストは、「テストは多ければ多いほど良い」という抽象的な考え方ではなく、その特定の故障モードが市場に出てしまうコストと比較して評価すべきです。リスクの低い設計を過剰にテストすることは、リスクの高い設計を十分にテストせずリスクにさらすのと同様、確実に無駄な出費を招きます。

よくある質問

1.AOI と X線検査を通過すれば、その基板は通電したときに正しく動作するという意味になりますか？

必ずしもそうとは限りません。どちらも、実際の動作環境下で設計どおりに機能するかどうかではなく、基板が正しく製造されているかを確認するための構造的な検査です。

2.抜き取り検査だけを行う場合、サンプルサイズはどのように決定されますか。

それは通常、～に結びついています合格品質水準（AQL）実行については合意済みですが、すべてのユニットが検査されると決めつける前に、どのAQLが適用されるのかを確認してください。

3.機能テストは、基板が自社製品に組み込まれた後に行う自分自身のテストに取って代わるものですか？

いいえ。ファンクショナルテストは、筐体、ファームウェア、その他のシステムコンポーネントと組み合わされた後の動作ではなく、基板単体を検証するものです。

4.サプライヤーが「100％ AOI」と言った場合、それは全てのはんだ接合部を指しますか？それとも全ての基板を指しますか？

通常、すべての継手が同じ深さで詳細に検査されるわけではなく、通常は各部材ごとに行われます──その「100％」という数値が具体的に何を指しているのかを必ず確認してください。

5.自社の顧客に渡すための検査レポートを入手できますか？

率直に依頼しましょう。生産ロットごとに書面による報告書を出してもらうのは妥当な要望であり、サプライヤーが社内で保管しているものとは別に、あなた自身の記録を残すことができます。

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本番前に、自分のテスト範囲を確認する準備はできていますか？PCBアセンブリのお見積もりを依頼するそして、どの検査方法がデフォルトで含まれているのかを正確に確認してください。