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PCB飞针测试技术概述

发布时间:2016-06-14 08:01:36 分类:资料中心

 我的PCB研制工作始于1956年,1963-1978年,逐步扩大形成PCB产业。改革开放后20多年,由于引进外先进技术和设备,单面板、双面板和多层板均获得快速发展,内PCB产业由小到大逐步发展起来。中由于下游产业的集中及劳动力土地成本相对较低,成为发展势头为强劲的区域。2002年,成为三大PCB产出。2003年,PCB产值和进出口额均超过60亿美元,首度超越美,成为世界二大PCB产出,产值的比例也由2000年的8.54%提升到15.30%,提升了近1倍。2006年中已经取代日本,成为全球产值大的PCB生产基地和技术发展活跃的家。我PCB产业近年来保持着20%左右的高速增长,远远高于全球PCB行业的增长速度。 

       飞针测试是目前PCB测试一些主要问题的新解决办法。它用探针来取代针床,使用多个由马达驱动的、能够快速移动的电气探针同器件的引脚进行接触并进行电气测量。这种仪器初是为裸板而设计的,也需要复杂的软件和程序来支持;现在已经能够有效地进行模拟在线测试了。飞针测试的出现已经改变了低产量与快速转换(quick-turn)装配欧宝体育官网入口的测试方法。以前需要几周时间开发的测试现在几个小时就可以了,大大缩短欧宝体育官网入口设计周期和投入市场的时间。 

       1、飞针测试系统的结构特点 

      飞针式测试仪是对传统针床在线测试仪的一种改进,它用探针来代替针床,在 X-Y 机构上装有可分别高速移动的个头共根测试探针,小测试间隙为0.2mm。工作时在测单元(UUT, unit under test)通过皮带或者其它UUT传送系统输送到测试机内,然后固定测试机的探针接触测试焊盘(TEST pad)和通路孔(via),从而测试在测单元(UUT)的单个元件。测试探针通过多路传输(multiplexing)系统连接到驱动器(信号发生器、电源供应等)和传感器(数字万用表、频率计数器等)来测试UUT 上的元件。当一个元件正在测试的时候,UUT上的其它元件通过探针器在电气上屏蔽以防止读数干扰。飞针测试机可检查短路、开路和元件值。(sh.cn/ target=_blank class=infotextkey>上海PCB)在飞针测试上也使用了一个相机来帮助查找丢失元件。用相机来检查方向明确的元件形状,如极性电容。随着探针定位精度和可重复性达到5-15微米的范围,飞针测试机可精密地探测UUT。飞针测试解决了在PCB装配中见到的大量现有问题:如可能长达4-6周的测试开发周期;大约10,000 美元-50,000 美元的夹具开发成本;不能经济地测试小批量生产;以及不能快速地测试原型样机(prototype)装配。因为具有紧密接触屏蔽的UUT 的能力和使新欧宝体育官网入口更快投入市场(time-to-market)的能力,飞针测试是一个无价的生产资源。还有,由于不需要有经验的测试开发工程师,该系统还具有节省人力、节省时间等好处。 

       2、测试开发与调试 

      飞针测试机的编程比传统的ICT 系统更容易、更快捷。以 GenRad 公司的GRPILOT系统为例,测试开发员将设计工程师的CAD数据转换成可使用的文件,这个过程需要1-4 个小时。然后该新文件通过测试程序运行,产生一个 .IGE和 .SPC 文件,再放入一个目录。然后软件运行在目录内产生需要测试UUT的所有文件。短路的测试类型是从选项页面内选择。测试机在UUT上使用的参考点从CAD信息中选择。UUT放在平台上固定。在软件开发完成后,该程序被拧进去,以保证选择到尽可能佳的测试位置。这时加入各种元件保护”(元件测试隔离)。一个典型的1000个节点的UUT的测试开发所花的时间是 4-6 个小时。在软件开发和装载完成以后,开始典型的飞针测试过程的测试调试。调试是测试开发员接下来的工作,需要用来获得尽可能佳的UUT测试覆盖。在调试过程中,检查每个元件的上下测试极限,确认探针的接触位置和零件值。典型的1000个节点的UUT调试可能花 6-8小时。飞针测试机的开发容易和调试周期短,使得UUT的测试程序开发对测试工程师的要求相当少。在接到CAD数据和UUT准备好测试之间这段短时间,允许制造过程的大数量的灵活性。相反,传统ICT的编程与夹具开发可能需要160小时和调试 16-40 小时。 

       3、飞针测试优点 

    尽管有上述这些缺点,飞针测试仍不失为一个有价值的工具。其优点包括:快速测试开发;较低成本测试方法;快速转换的灵活性;以及在原型阶段为设计人员提供快速的反馈。因此,和传统的ICT比较,飞针测试所要求的时间通过减少总的测试时间足以弥补。 使用飞针测试系统的好处大于缺点。例如,装配过程中,这样一个系统提供在接收到CAD文件几小时后就可以开始生产。因此,原型电路板在装配后数小时即可测试,不象ICT(sh.cn/ target=_blank class=infotextkey>上海PCB)高成本的测试开发与夹具可能将过程延误几天,甚至几月。除此之外,由于设定、编程和测试的简单与快速,实际上一般技术装配人员,而不是工程师,就可以操作测试。飞针测试也存在灵活性,做到快速测试转换和过程错误的快速反馈。还有,因为飞针测试不需要夹具开发成本,所以它是一个可以放在典型测试过程前面的低成本系统。并且因为飞针测试机改变了低产量和快速转换装配的测试方法,通常需要几周开发的测试现在数小时就可以得到。 

       4、飞针测试的特性和软件支持 

       测试范围和软件特性 本公司的飞针测试仪是德AGT公司的A3型号测试仪,它的大测试面积550×430mm,大板厚为6mm。操作系统是WINNT4.0,所需软件主要有A3 TEST PLAYERA3 DEBUGGERDPSwinzardVIEW2000IGILaunch EXT6.58,Browser等等。 IGI是处理A3 TEST PLAYER所需数据的软件,它对GERBER数据进行处理。定义层名,排层序,检查焊盘的属性、图形的坐标,优化孔。重要的一项就是提取网表,输出A3测试文件。在做孔的优化的时候还要注意,环宽过小,很大的孔(如定位孔),应手工优化掉,防止断针。 DPS是用于输出印制板的位置坐标、拼板、测试孔数以及加扫描点的软件。从OUTPUT文件夹中调入*.les文件,软件会有提示,根据提示Select pads to be used for scanning进入加扫描点,顶、底层每层多加4个。若测试时印制板板过大、过密,应在软件中多分几个区域,多加几个扫描点,但应注意隔离线不应压在图形元件上,以防止机器出现错误指令,不能正常工作。 若DPS软件后生成不了测试程序,可能有以下几点原因: 

       aIGI软件中图形不在一象限,这样就引以测试范围超大,应将其移入正常使用区域 

       b)天线点选择不正确,反复试验,将天线点上、下交换,即可达到目的 

    c)选择天线时不应选择太小的网络,这样不能作为测试全板的标准 

    A3 DEBUGGER是校正飞针测试仪的软件。测试仪在经过一定时间的测试后8支测试头会产生误差,因此机器要定期校正,以保证测试的准确性。 BROWSER是用来纠错的,当印制板有开路或短路的时候,用它来找到确切的位置,然后在该处标记。A3 TEST PLAYER就是测试软件,应用这个软件选择测试模式(多采用Supervisor模式),测试类型,探针压力(pressure)、移动速度(strokes)、高度。还要确定如何选择扫描点,有人工(MANUAL)和自动(AUTOMATIC)两种。一次进行测试的时候要先人工定义由在DPS给出的扫描点,以后再测试的时候用自动的就可以了。在关闭A3系统时,应先托架归于零点,以防8支测试头弹下时撞折测试。 

    目前我在PCB测试方面仍处在发展阶段,作为全大的PCB打样厂商——深圳市嘉立创科技发展有限公司拥有内外先进的生产线和检测设备,公司拥有2条全自动沉铜线,曝光机4台,飞针测试机60台,AOI光测机4台。并于20122月,取消测试一半的服务,改为全部测试服务,全部免收测试费。

来源:PCB飞针测试技术概述

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