PCB电测概论

PCB电测概论“电性测试技术及未来发展趋势”主讲人–徐文麒(IvanXu)Atg/LutherMaelzer亚太区销售总监OEMGlobalSymposiumOcotber14,2006Shenzhen,China“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”2报告纲要当前PCB测试系统概述治具式测试系统非治具式测试系统各种测试系统的局限性高附加值测试方案(潜在缺陷的侦测)潜在缺陷的侦测微开及微短的侦测多测试系统的整合最新非治具式测试技术指定参数或非指定参数测试“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”3电学测试系统自动化泛用测试系统高速飞针测试系统适合PCB发展趋势的最新测试技术最新非治具式测试技术对PCB进行可能的缺陷扫描，减少飞针机测试的工作量，大幅提高飞针的测试效率，进行可能的中小量产测试。“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”4当前PCB电学测试系统“基于治具的”全自动泛用测试系统“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”5全自动泛用测试机“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”6泛用测试机–基本参数5Ω-10KΩ5Ω-10KΩ开路阻抗100KΩ-100MΩ100KΩ-100MΩ短路阻抗可达1200boards/hr(部分品牌测试机)可达900boards/hr(部分品牌测试机)设备产能98,304(50mil)245,760(50mil)最大测点数100/70/50mil100/70/50mil密度325mmx244mm487mmx406mm最大有效测试面积50mmx50mmx0.5850mmx50x0.58最小测板尺寸5mils5mils最小PAD间距40–250V40–250V测试电压366mmx285x8.0533mmx457x8.0最大测板尺寸典型小尺寸机台典型大尺寸机台“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”7泛用治具泛用治具的技术与PCB的技术发展能保持同步吗？“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”8技术瓶颈技术瓶颈((双密度泛用测试机双密度泛用测试机))70mil70mil79mm79mm治具探针尺寸探针43.2mm=409根探针44.4mm=611根探针45.6mm=561根探针46.8mm=99根1,680根斜率:20.3mm最大撒针斜率:21mm例如:BGA1680点–40x40mm“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”9技术瓶颈技术瓶颈((四密度泛用测试机四密度泛用测试机))50mil50mil52mm52mmExample:BGA1680balls–40x40mm治具探针尺寸探针43.2mm=1680根斜率:7.6mm•四密度的撒针斜率小于双密度的70%最大撒针斜率可达21mmExample:BGA1680点–40x40mm“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”10技术瓶颈技术瓶颈––八密度（八密度（OctaldensityOctaldensity）泛用测试机）泛用测试机??30mil30milExample:BGA1680balls–40x40mm•能否突破当前泛用测试系统的技术瓶颈?•治具技术是否能够支持八密度测试系统?•八密度测试系统只是理论还是可以实现?“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”11现有先进的治具加工技术“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”128mil8mil高密度板的治具工艺高密度板的治具工艺怎样才能让测试pitch小于8mil的HDI板成为可能?“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”13治具设计可以使用直径为0.15mm的探针•Pin0.15mm•TriplestaggerPitch=~8mil8mil高密度板的治具工艺高密度板的治具工艺“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”14专有的治具设计让finepitch的测试成为可能高密度板的治具工艺高密度板的治具工艺治具微调框高密度治具HDiBoard上部电子分析模块下部电子分析模块弹簧探针探针治具结构正视图治具结构正视图“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”15新的治具微调系统被命名为:“中心微定位系统”上下治具间的完美微调技术高密度板的治具工艺高密度板的治具工艺治具治具微调框微调框E“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”16高密度板的治具工艺高密度板的治具工艺0,20,20,20,2mm2%Plate微调微调旋纽制造过程中的板子影像偏移(offset)不再会是问题“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”17高密度板的治具工艺高密度板的治具工艺三种方案:1.ManualMicroAdjustment手动微调操作人员根据测试时的状况手动调节微调旋钮，将治具调整到合适的位置。机器上部会抬起以利于操作进行。2.Semi-automaticMicroAdjustment自动微调操作人员根据测试时的状况，在微调系统控制软件里对微调的参数进行修正，将治具调整到合适的位置。机器上部会保持关闭状态。3.OpticalMicroAdjustment光学微调测试前先对PCB进行全自动的光学检测，治具制作软体会对光学检测到的偏移量进行分析，然后在治具的架构上进行相应的补偿。整个过程都由软体自动完成，不需要操作人员的人为调整。提高一测良品率的技巧“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”18飞针测试系统传统的四飞针头的测试系统8,12or16飞针头的测试系统内层测试系统“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”19飞针测试技术2飞针头4飞针头(8,12or16)飞针头A6-16TechnologyA6-16Technology“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”20多片板测试系统需要8支,12支or16支飞针头“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”21飞针测试系统对比(4飞针头系统)vs(16飞针头系统)16飞针头(较短的移动距离)=较高的测试精度4飞针头(较长的移动距离)=较低的测试精度单位时间里提供最大产能4飞针头系统单影像测试(BestCase)16飞针头系统四影像测试(BestCase)整板测试整板测试“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”22飞针测试的极限精度A6-16TechnologyA6-16Technology最小Pitch：50微米最小Pad尺寸：25微米(部分制造商)“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”23不同飞针头类型四线式测试=微欧姆级的电阻量测软接触飞针头=2克接触压力“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”24成品板/半成品板测试飞针测试系统“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”25内层量测8,12or16支飞针头系统4飞针头系统“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”26即时测试影像显示可视的手动重测测试头与CCD一体化设计大大提升定位精度“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”27高附加值测试解决方案潜在缺陷的侦测微短的量测微开的量测“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”28LA-Test（个别飞针系统具有此功能）以下线路的典型潜在缺陷可以被有效侦测到:Nearopens(1)Mousebites(2)Dishdowns(3)Voids(4)CracksThroughholedefects“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”29LA-Test测试原理DCsignalACsignalMeasurementfeedUtLA-Test非破坏性测试.飞针头会在有潜在缺陷线路上加载一个高的直流电流，它会引起缺陷线路的升温，但是它不会引起好的线路的升温。同时，线路会产生交流电信号，由于线路温度变化引起交流电信号产生的异常谐波会被侦测到。过滤后的谐波即可确认线路的缺失程度。“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”30LA-Test测试原理UtMeasuredsignalACsignalHeatingeffect=netwithnecking“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”31LA-Test侦测到PCB线路潜在缺陷，降低后制程报废10次测试/秒，每次测试耗时100毫秒部分厂家可以提供四线式测试功能，其每秒的量测次数可以达到40次“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”32什么是微短?微短已成为现代PCB制造中一个不可回避的问题微短是不稳定和非线形的，它对所施加的电压变化很敏感普通飞针测试的低电压无法侦测到微短的缺陷讯号层对讯号层的高压测试需要太长的时间线路1线路2线路1线路2电学特性“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”33典型的微短实例微短的横截面图层压前后的层间导电性残留物变化ViamicroshortMSD基本测试原理接通晶体管飞针头接触需要量测的网络处关闭晶体管网络充电，形成电阻电容线路量测t1和t2计算电容C)1(t/RCeUUHV“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”35多测试系统的整合泛用-飞针联合测试–可以降低治具的制作难度飞针与泛用间的Verification验证测试资料在局域网间的自动传输“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”36多测试系统的整合泛用打印机条形码打印资料服务器CAM资料的传输飞针打印机条形码打印条形码扫描仪读取泛用机和飞针机的条形码ExistingServerPermitsFileTransfer返修站条形码扫描仪读取飞针机和泛用机打印的条形码不良板返修条形码可以通过网络将前一步的测试资料传给下一工序飞针机100%测试（包含泛用机测试出的缺陷板的验证测试和返修板的测试）“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”37最新的无治具测试系统为小批量，多品种或者中量产度身定做的一套理想测试系统依据习惯，目前绝大部分公司仍然使用治具进行中量产的测试理想的电学测试系统“WorkingTogethertoAdvanceIndustryCapability”39目前测试系统的测试特性可以达到客户测试参数的要求可以测试超高密度的板子量产测试多料号，小量产测试不需要治具和其他辅助工具涨缩板的