浅谈飞针测试

深圳华普通用科技有限公司浅谈飞针测试飞针测试飞针测试是一个在制造环境测试PCB的测试方式，是在线测试（ICT—IN-CircuitTest）的一种。在线测试（ICT），是通过对在线元器件的电性能及电气连接进行测试来检查生产制造缺陷及元器件不良的一种标准测试手段。它主要检查在线的单个元器件以及各电路网络的开、短路情况，是生产中第一道测试工序，能及时反应生产制造状况，利于工艺改进和提升。飞针测试仪是目前电路板生产中工艺性测试的最新解决办法，是对针床在线测试仪的一种改进，在现代柔性制造中采用探针取代针床。通过高速移动的测试探针，最小测试间隙可达0.2mm。现在已经能够有效地进行模拟在线测试。与针床式在线测试仪相比，飞针测试在测试精度、最小测试间隙等方面均有较大幅度提高，并且无需制作专门的针床夹具，测试程序可直接由线路板的CAD软件得到。飞针测试的出现已经改变了低产量与快速转换(quick-turn)装配产品的测试方法。以前需要几周时间开发的测试现在几个小时就可以了，大大缩短产品设计周期和投入市场的时间。随着科学技术的发展，飞针测试机的类型也有所区别，不同的机械制造厂家所生产的飞针测试机的系统所选用的测试方法也不同，一般测试方法有：充/放电时间（Charge/dischargerisetime）法、电感测量(Fieldmeasurement)法、电容测量(Capacitancemeasurement)法、相位差(Phasedifference)法、自适应测试(Adaptivemeasuring)法等。下面简单解释这几种测试方法。1.1充/放电时间法每个网络的充/放电时间（也称网络值，netvalue）是一定的。如果有网络值相等，它们之间有可能短路，仅需在网络值相等的网络测量短路即可。它的测试步骤是，首件板：全开路测试→全短路测试→网络值学习；第二块以后板：全开路测试→网络值测试，在怀疑有短路的地方再用电阻法测试。这种测试方法的优点是测试结果准确，可靠性高；缺点是首件板测试时间长，返测次数多，测试效率不高。1.2电感测量法电感测量法的原理是以一个或几个大的网络（一般为地网）作为天线，在其上施加信号，其他的网络会感应到一定的电感。测试机对每个网络进行电感测量，比较各网络电感值，若网络电感值相同，有可能短路，再进行短路测试。这种测试方法只适用于有地电层的板的测试，若对双面板（无地网）测试可靠性不高；在有多个大规模网络时，由于有一个以上的探深圳华普通用科技有限公司针用于施加信号，而提供测试的探针减少，测试效率底，优点是测试可靠性较高，返测次数低。1.3电容测量法这种方法类似于充/放电时间法。根据导电图形与电容的定律关系，若设置一参考平面，导电图形到它的距离为L，导电图形面积为A，则C=εA/L。如果出现开路，导电图形面积减少，相应的电容减少，则说明有开路；如果有两部分导电图形连在一起，电容响应增加，说明有短路。在开路测试中，同一网络的各端点电容值应当相等，如不相等则有开路存在，并记录下每个网络的电容值，作为短路测试的比较。这种方法的优点是测试效率高，不足之处是完全依赖电容，而电容受影响因数较多，测试可靠性低于电阻法，特别是关联的电容和二级电容造成的测量误差，端点较少的网络（如单点网络）的测试可靠性较低。1.4相位差方法此方法是将一个弦波的信号加入地层或电层，由线路层来取得相位落后的角度，从而取得电容值或电感值。测试步骤是首件板先测开路，然后测其他网络的相位差值，最后测短路；第二块以上板先测开路，再测网络相位差值，对有可能的短路再用电阻法测试验证。这种方法的优点是测试效率较高，可靠性高；不足之处是只适合测4层以上的板，如测双面板只能用电阻法。1.5自适应测试法自适应测试法是每个测试应用过程都是一次测试完成后，根据扳子具体情况和测试规范，设备自己选择适当的测试过程，如一个网络的网络值（充电时间或电容等）小于设备测试误差，设备会自动采用电阻测试和电场测试。这种测试方法速度最快，测试效果最好。飞针测试操作中的对位、定架、打叉板测试翘曲板的测试等技巧一、对位首先要谈的是关于对位点的选取，一般只挑对角的两个孔作为对位点即可，(自然要选在边上，难道对位时还要数左起的第几个孔?)而不去理会IC。这样做的好处是，对位点少，对位花的时间就少，一般来说，蚀刻总是有侧蚀，所以选焊盘做对位点不很准。如果真的出现很多开路，也不用马上停下来，等开路测完开始进行短路测试时再停，因为这时已经可以查看开路错误，你可以根据报的错误的位置，有针对性的加对位点。深圳华普通用科技有限公司再谈手动对位，严格的说，孔都不是在焊盘的中心，那么对位时是要把点尽量放在焊盘的中心呢，还是尽量和实孔重合?一般如果要测试的点多为孔，则选择后者，如果多为IC，尤其是IC处容易出现假开路的时候，就需要把对位孔放在焊盘中间。二、定架定架就是固定测试托架，带边框的资料是用两个方框表示的，外面的方框就是边框，对于这样的板，直接使用机器给出的尺寸即可，对于不带边框的资料，是用一个方框表示，我们可以用showboard这个命令(在看放板方向时会用到)看看在最靠边上的被测试焊盘是哪个，对照实板，看它到板边的距离是多少，以此来补偿。三、打叉对于拼片板，可以测选定的单只，我们可以利用这个功能来实现对焊盘到板边距离过小无法测试的拼片板的测试，方法就是将那些有焊盘被托盘档住无法测试的单只打叉不测，测试后再把托盘放到测试过的单只上固定板，选择测试上次不测的板，这样就能通过2次测试完成整板的测试。由此，对于设备提供给我们的功能我们应该灵活使用，以完成一些特殊需要。四、翘曲有一个方向的尺寸过大，尤其是另一个方向上的尺寸相对较小时，板放在测试机的时候会发生自然的翘曲(重力所致)，而我们的飞针机在结构上有一点小问题，X方向的尺寸较大，却只放置有一个放板托片，而在尺寸较小的Y方向却可以放3个放板托片，所以，在机器选择把待测板的长方向置为机器的X方向时，最好手工整理，将板旋转90度，使它的长方向放在Y方向，这样能够在一定程度上的解决板在测试中的翘曲问题。特征：1．花岗岩平台机器平台是花岗岩结构，长年使用不会变形。永久保持结构平面精度和高精度测针定位2．测试可靠性高对易于充电荷的电容，装载了自动放电功能，在测试时保护测定部.LRC元器件的测定信号的全部模式、量程都在0.3V以下,不会对IC产生任何不良影响.3.测试程式简单制作具有基准值产生功能和数据编程功能,还可表示测定波形和周遍电路图深圳华普通用科技有限公司测试数据的编程和调整都可在短时间内完成测试坐标的修改和变更可利用屏幕坐标图边看边做,简单易行4.接触不良重测功能备有四方向测针微小移动,自动再检测功能,以防止产生误判定5.影象辨识系统/高亮度双色LED照明以CCD摄像器和光学影象辨认系统对坐标进行补正,解决被测板自身的倾斜和伸缩问题对因回路原因而不能进行电测的元器件,可进行器件有无,种类和装配方向的光学检测机内在不同角度装有四个红,蓝两色的LED照明单元,可按被测元器件的颜色,形状和项目调整亮度,进行最佳设定.影象辨识能力的可靠性高.6.IC开路测试系统(选件)装有2枚以独立技术开发的传感棒,以电气方式检测出QFP和SOP的IC焊接浮脚.测试时不受引脚形状和焊盘尺寸的限制,SOJ,BGA等各种IC焊接浮脚也能测出7.备有自动传送系统8.具备各种自动检测功能9.机器占地面积很小(W1,090×D850×H1,175mm)10.小型板专用测试机(可测板最大尺寸330×250mm)一、飞针测试的特点及应用深圳华普通用科技有限公司飞针测试是目前电气测试一些主要问题的最新解决办法。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。这种仪器最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)装配产品的测试方法。以前需要几周时间开发的测试现在几个小时就可以了，大大缩短产品设计周期和投入市场的时间。二、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4个头共8根测试探针，最小测试间隙为0.2mm。工作时在测单元(UUT,unitundertest)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(testpad)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。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的能力和使新产品更快投入市场(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。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最佳的测试位置。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个深圳华普通用科技有限公司小时。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最佳的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，允许制造过程的最大数量的灵活性。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。\