PCB电测技术分析
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PCB电路板测试检验及规范分析一、PCB电路板测试的目的和重要性PCB电路板测试的主要目的是验证电路板的功能和性能是否符合设计要求,并确保其质量和可靠性。
测试可以帮助检测和解决电路板上的故障和问题,提高电路板的可靠性和稳定性,减少生产和使用中可能出现的风险和损失。
二、常用的PCB电路板测试方法1.功能测试:主要用于验证电路板的功能是否正常,包括输入输出测试、电源测试、通信测试等。
2.结构测试:用于检测电路板的物理结构是否符合设计要求,包括尺寸、形状、排列和布局等方面的测试。
3.性能测试:用于评估电路板的性能指标,包括电气特性测试、信号传输测试、功耗测试等。
4.可靠性测试:用于验证电路板在长时间使用过程中的可靠性,包括温度、湿度、振动和冲击等环境条件下的测试。
5.可编程测试:用于验证电路板上的可编程元件(如FPGA、微控制器等)的编程和功能。
三、PCB电路板检验的方法和指标1.外观检验:主要用于检测电路板的表面是否平整、无明显划痕、变形或损坏。
2.尺寸测量:用于验证电路板的尺寸和孔径是否符合设计要求,并通过光学测量或机械测量手段进行。
3.焊点质量检查:用于验证电路板上的焊点是否牢固、无焊接缺陷和冷焊等问题。
4.电气连通性测试:用于验证电路板上的导线、电阻、电容等电气元件的连通性和正常工作。
五、常用的PCB电路板质量控制标准1.IPC-A600H:电路板的外观和细节质量标准,包括外观缺陷、焊接缺陷和尺寸要求等。
2.IPC-6012D:刚性印制板的质量标准,包括材料、尺寸、硬度、结构、电气性能等方面的要求。
3.IPC-6013C:有机衬底印制电路板的质量标准,包括材料、尺寸、结构、可靠性等方面的要求。
4.IPC-2221B:印制板设计的通用规范,包括电气、机械、材料和可靠性等方面的要求和指导。
5.JEDEC标准:半导体器件和集成电路的质量控制标准,包括ESD测试、温度循环测试等。
总结:PCB电路板的测试、检验及规范分析对于确保电路板的质量和性能至关重要。
pcb 火花测试原理PCB火花测试是一种常用的电子产品质量检测方法,它通过在印刷电路板上施加高压电弧来检测电路板上的缺陷。
本文将介绍PCB火花测试的原理和工作过程。
PCB火花测试的原理基于电气放电现象。
当两个导体之间存在电压差时,如果电压差足够大,就会产生电弧放电现象。
在PCB火花测试中,将电路板的两个导体或两个电气通路之间施加高压电弧,通过观察电弧的形态、持续时间和电弧路径等参数,来判断电路板是否存在缺陷。
PCB火花测试的工作过程如下:首先,将待测试的电路板放置在测试平台上,并连接测试设备。
然后,通过测试设备施加高压电弧到电路板的导体或电气通路上。
电弧在电路板表面产生的过程中,会与电路板上的缺陷发生相互作用,导致电弧的形态、持续时间和电弧路径发生变化。
最后,通过观察和分析电弧的特征,判断电路板上是否存在缺陷。
PCB火花测试可以检测到多种电路板缺陷,包括导线之间的短路、导线与导线之间的断路、导线与焊盘之间的断路等。
在火花测试中,当电弧与电路板上的缺陷发生相互作用时,电弧的形态会发生变化,例如电弧可能会变长、变粗或产生分叉。
此外,缺陷的位置和性质也会对电弧的形态和路径产生影响。
通过对电弧的观察和分析,可以判断出电路板上的缺陷位置和性质。
PCB火花测试具有高效、准确的特点。
相比于传统的可视检查和X 射线检测方法,火花测试可以快速地检测到电路板上的缺陷,并且可以检测到一些难以通过目视观察或X射线检测发现的缺陷。
此外,火花测试还可以在电路板组装之前进行,可以有效地避免缺陷导致的后续问题。
然而,需要注意的是,PCB火花测试也有一些局限性。
首先,火花测试只能检测到电路板表面的缺陷,对于内部缺陷无法进行检测。
其次,火花测试的结果需要经验丰富的操作人员进行解读和判断,对于初学者来说可能存在一定的难度。
此外,火花测试设备的价格相对较高,对于一些小型企业来说可能难以承担。
PCB火花测试是一种常用的电子产品质量检测方法,它通过施加高压电弧来检测电路板上的缺陷。
pcb检验方法PCB(Printed Circuit Board)检验是保证电子产品质量的重要环节之一。
合理的检验方法能够有效地减少不良品的出现,提高产品的可靠性和稳定性。
本文将介绍几种常用的 PCB 检验方法,并对其原理和适用范围进行详细说明。
一、目视检查法目视检查法是最基本也是最常用的 PCB 检验方法之一。
通过人眼观察 PCB 上的元件、焊点和线路等,判断是否存在缺陷或错误。
这种方法简单易行,但受到人眼视力和经验的限制,容易出现漏检和误判的情况。
因此,在目视检查时要进行适当的训练和质量管控,以提高检验的准确性和可靠性。
二、X射线检查法X射线检查法是一种无损检测方法,通过照射 PCB 板上的元件和线路,利用 X射线的透射、散射和吸收等特性,观察和分析 PCB 内部的结构和连接状态。
这种方法可以检测到难以通过目视检查发现的缺陷,如焊点的冷焊、虚焊、裂纹等。
同时,X射线检查还可用于检测 PCB 板上的金属内层连接状态、多层板层间连接等。
但由于设备成本较高,操作复杂,需要专业人员进行操作和解读结果,因此在实际应用中较为有限。
三、自动光学检查法自动光学检查(AOI,Automated Optical Inspection)法是利用光学系统进行检验的一种方法。
通过高分辨率的摄像头和图像处理系统,对 PCB 表面的元件、焊点和线路进行拍照和分析,判断是否存在缺陷和错误。
自动光学检查法具有高效、准确的特点,可以快速检测出各种常见的缺陷,如错位、错极、短路、开路等。
同时,由于自动化程度高,可以大大减少人工操作和判断的误差,提高检验的一致性和可靠性。
四、电测试法电测试法是通过在 PCB 上施加电压或电流,测量相应的电信号来判断电路的连通性和正确性。
常用的电测试方法包括接触式测试和非接触式测试。
接触式测试利用测试针或探针与 PCB 上的测试点接触,进行电信号的测量和判断。
非接触式测试则是通过电磁感应或电容耦合等原理,对 PCB 上的电信号进行检测和分析。
PCB印制电路板电气完整性测试
除非另有规定或经用户同意,按IPC-6010系列标准要求对多层板进行电气测试。
电气完整性:
多层板电气功能性的检验包括:
a.检查全部导线的电气连通性;
b.验证是否存在短路。
在多层印制板中的大多数互连是在板结构的内部,因而不能用目视检查,必须通过进行功能性测试,才能确定多层板全部互连的电气完整性。
基本上,这些功能性的电气测试应包括:保证印制板所规定的连接盘之间的电气连通和各电气网络之间及接地层、电源层之间不存在内部短路。
有很多技术用于进行这种测试,从手动探针测量到复杂的自动化检测方法。
连通性测试:电路连通性测试是在二个应当互连的连接盘上施加一个电压,并观察是否有电流流通,没有电流就意味着开路,为不合格。
这个过程继续反复进行直到给定的板上所有互连电路都被测过为止,某些规范要求在电路测试时规定最小电流。
内部的短路测试:确定是否有内部短路的测试方法与上述的连通性测试方法相类似。
在这种情况下,施加一个电压,到给定的内部接地层、电源层或电气网络上,而所有其他连接盘以探针依次施加电压,进行测试。
在测试过程中,已加电的连接盘和各层,或网络之间有电流流通就表示内部存在短路,为不合格。
多层板的所有端点和网络以及所有的内层都有要重复此种测试步骤。
某些规范要求,要采用高电压来测试是否存在短路,则各层与端点之间施加250---1000V电压(所谓高压测试),同时,观察是否存在击穿或打火花。
某些规范对印制板不连通的连接盘和给定的内层之间规定了必须存在的最小电阻值。
在这种情况下,要采用合适的兆欧表进行测试。
pcb实验报告PCB实验报告。
一、实验目的。
本次实验的目的是通过实际操作,掌握PCB(Printed Circuit Board)的制作流程和技术要点,了解PCB的基本工艺和原理,培养学生的实际动手能力和创新意识。
二、实验原理。
PCB是印刷电路板的缩写,是一种用印刷方式制造的电子线路板。
其主要原理是通过在导电基板上覆铜箔,然后通过化学腐蚀或机械去除的方法形成电路图形,最后在上面焊接元器件,完成电子线路的连接。
三、实验材料和设备。
1. PCB板。
2. 线路图。
3. 酸碱蚀刻液。
4. 钻孔机。
5. 焊接工具。
6. 元器件。
四、实验步骤。
1. 制作线路图,根据电路设计图纸,绘制PCB板的线路图。
2. 制作感光板,将线路图按比例复印到感光板上,然后曝光、显影、定影,形成感光线路图。
3. 制作PCB板,将感光线路图覆盖在PCB板上,经过曝光、显影、蚀刻,形成电路图形。
4. 钻孔,使用钻孔机在PCB板上钻孔,以便安装元器件。
5. 焊接元器件,将元器件按照线路图的位置焊接到PCB板上。
6. 测试,对焊接好的PCB板进行功能测试,确保电路连接正确。
五、实验结果与分析。
经过以上步骤,我们成功制作了一块功能正常的PCB板。
通过实验,我们深入了解了PCB的制作流程和技术要点,掌握了PCB的基本工艺和原理。
同时,实验中也遇到了一些问题,比如感光曝光不足导致线路不清晰,蚀刻时间过长导致线路过粗等,这些问题需要我们在以后的实践中加以改进和总结经验。
六、实验总结。
通过本次实验,我们不仅学到了理论知识,还掌握了实际操作的技能。
PCB制作是电子专业学生必备的基本技能之一,掌握了这项技能,对我们以后的学习和工作都将大有裨益。
希望同学们能够在今后的学习和实践中不断提高自己的PCB制作能力,为将来的科研和工程实践打下坚实的基础。
PCB电气特性分析PCB电气特性是指印制电路板(PCB)在电流、电压、功率等电学信号条件下所表现出来的特殊性能。
对于一个设计合理的PCB 来说,其电气特性应该稳定、可靠,并符合对电气性能的要求。
因此,对PCB电气特性进行分析是PCB设计中不可或缺的过程。
1. PCB电气特性参数PCB电气特性参数主要包括导通电阻、串扰、噪声、信号完整性等多个方面。
在PCB设计中,需要针对这些参数进行优化,以保证PCB性能的高效稳定。
- 导通电阻:导通电阻是电路板导线、连线等传递电流的阻力。
在PCB设计中,需要合理布局导线,优化导线的长度、宽度等参数,以降低导通电阻,从而提高PCB传输信号的效率。
- 串扰:串扰是指PCB电路中相邻信号相互影响,导致信号干扰。
这种影响可能会导致数据出错或者各种其他问题。
调整电路布局,增加地面线和电源线等电路元件,可以有效减少串扰的影响。
- 噪声:噪声是指来自周围环境或其他电子元件的电信号干扰。
在PCB 设计中,需要通过合理设计,降低噪声干扰对信号的影响。
例如,可以采用滤波器、隔离器等电子元件对噪声进行过滤和隔绝等。
- 信号完整性:信号完整性是指信号在PCB中传输的稳定性和正确性。
通过对信号完整性的分析,可以评估PCB设计的电气特性是否符合设计要求。
在PCB设计中,需要尽可能避免信号传输中的反射、干扰等影响,提高信号的完整性和准确性。
2. PCB电路仿真与分析PCB电路仿真和分析是PCB设计中的重要过程。
通过仿真分析,可以对电路参数进行优化,更好地了解电路在不同条件下的运行情况,评估PCB的性能,提高电路的可靠性。
- 电路仿真软件:电路仿真软件是指一类用于模拟电气信号的软件工具。
常见的电路仿真软件包括SPICE、PSPICE、LTspice等。
这些软件可以用于模拟PCB中的电路信号,帮助设计师快速了解运行情况,并对电路参数进行优化。
- 频域仿真:频域仿真是指通过分析电路的频域响应,来评估电路的稳定性和可靠性。
PCB测试工艺及技术方法详解PCB(Printed Circuit Board)测试是在PCB制造过程中对电路板进行检测和验证的过程,旨在确保电路板质量符合设计规范。
同时,通过测试,可以及早发现并修复电路板上的缺陷,以确保电路板的可靠性和性能。
1. 目视检查(Visual Inspection)目视检查是最简单的一种PCB测试方法。
操作人员使用肉眼观察电路板上的线路、焊点以及印刷图案等,以检查电路板是否存在明显缺陷,如焊点未焊接、线路之间短路等。
目视检查的好处是成本低廉,操作简单,但是效率较低,不适用于大规模生产中。
2. 声学测试(Acoustic Testing)声学测试是一种利用超声波进行无损检测的方法。
通过超声波的传播和反射来检查电路板上的缺陷,如气泡、裂纹、焊接错误等。
声学测试技术基于超声波的频率和波长的关系进行缺陷检测,可以提供更准确和可靠的结果。
然而,声学测试的设备成本较高,需要专业的技术人员进行操作。
3. 线路连通性测试(Continuity Testing)4. 高电压测试(High Voltage Testing)高电压测试是一种测试电路板绝缘强度是否达到要求的方法。
通过施加较高的电压到电路板上,检测是否存在电路之间的漏电现象。
高电压测试主要用于高压电器和高性能电子设备的PCB测试中。
需要注意的是,高电压测试时需要采取安全措施,避免对人和设备造成损害。
5. 功能测试(Functional Testing)功能测试是一种对电路板进行正常工作情况下的整体功能验证的方法。
通过将电路板连接到相应的电源和设备上,进行各种操作和测试,来检查电路板是否符合设计要求和功能规范。
功能测试可以模拟实际使用场景,测试电路板的性能、稳定性和可靠性。
功能测试一般需要使用专业的测试设备和软件,并且需要根据具体产品的功能要求进行定制。
除了以上介绍的PCB测试方法外,还有一些其他的测试方法,如热冲击测试、震动测试、环境适应性测试等。
PCB分析及相关标准PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)是一种用于支持和连接电子组件的基板。
它是现代电子设备的核心组成部分之一、PCB分析是对PCB及其相关标准进行研究和评估的过程。
在PCB分析中,我们会考虑到PCB的材料、结构、设计、制造工艺等方面,以确保PCB的高质量和可靠性。
一、PCB的主要材料1.基板材料:常用的PCB基板材料包括FR4、CEM-1、CEM-3等。
这些材料在导电性、绝缘性、耐热性等方面具有良好的特性。
2.导电层材料:导电层通常采用铜箔(通常是1盎司或2盎司)作为导电层的材料。
铜箔提供了良好的电导性,同时也起到了保护和强化PCB 结构的作用。
3.绝缘层材料:绝缘层通常采用酚醛树脂、环氧树脂等材料,具有良好的绝缘性能和机械强度。
4. 焊盘材料:焊盘通常采用HASL(Hot Air Solder Leveling)镀锡工艺,使用锡-铅合金或无铅锡作为焊盘的材料。
这些材料具有良好的焊接性能和耐腐蚀性。
5.封装材料:封装材料是用于保护和固定电子元件的材料。
常见的封装材料包括塑料、陶瓷、金属等。
二、PCB的主要标准1. IPC标准:IPC(Association Connecting Electronics Industries)是一个国际性的电子行业组织,它制定了一系列与PCB相关的标准。
IPC标准涉及到PCB的设计、制造、装配和测试等方面。
3. UL标准:UL(Underwriters Laboratories)是一个美国的标准化测试和认证机构。
在PCB制造过程中,UL认证是一项重要的质量保证措施。
UL认证涉及到PCB的材料的耐火性、电气性能、环境适应性等方面。
4. RoHS标准:RoHS(Restriction of Hazardous Substances)是一个限制有害物质使用的欧洲标准。
RoHS标准规定了PCB和其他电子设备中可使用的有害物质的种类和限制量。
pcb测试原理
PCB测试原理是通过对已制造的PCB进行电气性能及连通性
测试,以确保其质量和可靠性。
PCB测试包括两个方面:电气性能测试和连通性测试。
电气
性能测试是为了评估PCB的电性能,包括电阻、电容、电感、功率等参数的测试。
这些参数可以通过使用测试仪器(例如万用表、LCR表、示波器等)进行测量来获取。
连通性测试是为了检验PCB上的电路与组件之间是否连接正确。
一种常用的连通性测试方法是使用电子测试设备(例如探针、测量仪器等)来检测PCB上的电路是否能够正确地传递
电流和信号。
如果发现连接错误或短路等问题,测试设备会进行警报或者记录错误信息。
在进行PCB测试时,需要制定测试计划和测试流程。
测试计
划包括确定测试的具体内容和测试方法,以及确定测试的要求和标准。
测试流程是按照测试计划进行测试的步骤和方法。
例如,首先进行电气性能测试,然后进行连通性测试,最后对测试结果进行分析和评估。
在PCB测试中,设计合理的测试样本和测试方法是非常重要的。
测试样本应该代表了批量生产的PCB的典型特征和电路
结构。
测试方法应该充分考虑到测试的准确性和有效性。
只有通过严格的测试,才能保证PCB的质量和可靠性。
PCB测试介绍解析PCB测试是指对印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)进行各种测试,旨在确保其质量和性能符合规格要求。
测试过程通常包括电气测试、可靠性测试和功能测试等。
本文将对这些测试的基本原理、常用方法和测试设备进行详细介绍。
1.电气测试电气测试是对PCB上的电路连接进行检查的一种测试方法。
它主要通过测量电阻、电容、电感、电压和电流等参数来检查电路的连接是否正确,并保证电路在各种工作条件下能够正常工作。
常用的电气测试方法有:(1)结对测试:将电路板的两个引脚结对连接,并通过外部测试仪器对连接进行测量,以确定电路是否正常连接。
(2)点对点测试:将测试仪器的探针与电路板的引脚一一对应连接,并通过测试仪器对引脚进行测量,以判断电路是否正常连接。
2.可靠性测试可靠性测试是对PCB在各种环境条件下长时间运行测试的一种方法。
它主要通过模拟PCB在实际使用情况下的工作环境,并检测PCB在这些环境中的性能是否稳定和可靠。
常用的可靠性测试方法有:(1)温度循环测试:将PCB置于高温和低温环境中交替测试,以模拟PCB在温度变化较大的环境中的性能。
(2)湿度循环测试:将PCB置于高湿度和低湿度环境中交替测试,以模拟PCB在湿润环境中的性能。
(3)振动测试:对PCB进行振动测试,以模拟PCB在振动环境中的性能。
(4)耐久性测试:对PCB进行长时间连续工作测试,以模拟PCB在长时间使用情况下的性能。
3.功能测试功能测试是对PCB上各个功能模块进行测试的一种方法。
它主要通过模拟PCB在实际使用情况下的工作状态,检测PCB各个功能模块的性能是否符合设计要求。
常用的功能测试方法有:(1)信号发生器测试:通过信号发生器产生不同频率、幅度和波形的信号,输入到PCB上进行测试,以检测PCB对不同信号的处理能力。
(2)逻辑分析仪测试:通过逻辑分析仪对PCB上的数字信号进行采样和分析,以检测PCB上的逻辑电路是否正常工作。
pcb的实验报告PCB的实验报告引言:PCB(Printed Circuit Board)是电子设备中不可或缺的一部分,它提供了电子元件之间的连接和支持。
本实验旨在探索PCB的制作过程、性能测试以及应用领域。
一、PCB的制作过程PCB的制作过程可以分为设计、印制、刻蚀和组装四个主要步骤。
1. 设计:PCB设计是整个制作过程的关键步骤。
在设计中,我们需要确定电路的布局、导线的走向以及元件的位置。
现代PCB设计软件提供了丰富的功能,使得设计过程更加高效和精确。
2. 印制:印制是将设计好的电路图案转移到PCB基板上的过程。
最常用的方法是通过化学腐蚀的方式,将铜箔层上的非电路部分去除,留下所需的导线和元件焊盘。
3. 刻蚀:刻蚀是将已经印制好的PCB基板中不需要的铜箔层去除的过程。
通过将基板浸入化学蚀刻液中,可以将不需要的铜箔层腐蚀掉,从而形成所需的电路图案。
4. 组装:组装是将元件焊接到PCB上的过程。
通过焊接技术,将元件的引脚与PCB上的焊盘连接起来,从而实现电路的功能。
二、PCB的性能测试在制作完成后,我们需要对PCB进行性能测试,以确保其正常工作。
1. 通电测试:通电测试是最基本的测试方法。
通过将电源连接到PCB上,检查电路是否能够正常工作,如是否能够实现预期的功能。
2. 信号测试:信号测试是测试PCB上信号传输的稳定性和准确性。
通过输入不同的信号,检查信号在PCB上的传输过程中是否有干扰或失真。
3. 电气测试:电气测试是测试PCB上电气性能的方法。
通过测量电压、电流和电阻等参数,判断PCB的电气性能是否符合设计要求。
三、PCB的应用领域PCB广泛应用于各个领域,包括电子通信、医疗设备、汽车行业等。
1. 电子通信:PCB在电子通信领域中扮演着重要角色。
无论是手机、电视机还是路由器,都需要PCB来支持电子元件之间的连接和信号传输。
2. 医疗设备:医疗设备的制造需要高精度和可靠性的电路板。
PCB在医疗设备中用于控制和监测系统,如心脏起搏器和血压监测仪等。
PCB电测技术分析
PCB电测技术分析
一、电性测试
PCB板在生产过程中,难免因外在因素而造成短路、断路及漏电等电性上的瑕疵,再加上PCB不断朝高密度、细间距及多层次的演进,若未能及时将不良板筛检出来,而任其流入制程中,势必会造成更多的成本浪费,因此除了制程控制的改善外,提高测试的技术也是可以为PCB制造者提供降低报废率及提升产品良率的解决方案。
在电子产品的生产过程中,因瑕疵而造成成本的损失,在各个阶段都有不同的程度,越早发现则补救的成本越低。
" The Rule of 10's "就是一个常被用来评估PCB在不同制程阶段被发现有瑕疵时的补救成本。
举例而言,空板制作完成后,若板中的断路能实时检测出来,通常只需补线即可改善瑕疵,或者至多损失一片空板;但是若未能被检测出断路,待板子出货至下游组装业者完成零件安装,也过炉锡及IR重熔,然而却在此时被检测发现线路有断路的情形,一般的下游组装业者会向让空板制造公司要求赔偿零件费用、重工费、检验费等。
若更不幸的,瑕疵的板子在组装业者的测试仍未被发现,而进入整体系统成品,如计算机、手机、汽车零件等,这时再作测试才发现的损失,将是空板及时检出的百倍、千倍,甚至更高。
因此,电性测试对于PCB业者而言,为的就是及早发现线路功能缺陷的板子。
下游业者通常会要求PCB制造厂商作百分之百的电性测试,因此会与PCB制造厂商就测试条件及测试方法达成一致的规格,因此双方会先就以下事项清楚的定义出来:
1、测试资料来源与格式
2、测试条件,如电压、电流、绝缘及连通性
3、设备制作方式与选点
4、测试章
5、修补规格
在PCB的制造过程中,有三个阶段必须作测试:
1、内层蚀刻后
2、外层线路蚀刻后
3、成品
每个阶段通常会有2~3次的100%测试,筛选出不良板再作重工处理。
因此,测试站也是一个分析制程问题点的最佳资料收集来源,经由统计结果,可以获得断路、短路及其它绝缘问题的百分比,重工后再行检测,将数据资料整理之后,利用品管方法找出问题的根源,加以解决。
二、电测的方法与设备
电性测试的方法有:专用型(Dedicated)、泛用型(Universal Grid)、飞针型(Flying Probe)、非接触电子束(E-Beam)、导电布(胶)、电容式(Capacity)及刷测(ATG-SCAN MAN),其中最常使用的设备有三种,分别是专用测试机、泛用测试机及飞针测试机。
为了更了解各种设备的功能,以下将分别比较三种主要设备的特性。
1、专用型(Dedicated)测试
专用型的测试之所以为专用型,主要是因为其所使用的治具(Fixture, 如电路板进行电性测试的针盘)仅适用于一种料号,不同料号的板子就无法测试,而且无法回收使用。
测试点数方面,单面板在10,240点、双面各8,192点以内均可作测试,在测试密度方面,由于探针头粗细的关系,较适合运用于 pitch以上的板子。
2、泛用型(Universal Grid)测试
泛用型测试的基本原理是PCB线路的版面是依据格子(Grid)来设计,一般所谓线路密度就是指grid的距离,也就是以间距(Pitch)来表示(部份时候也可用孔密度来表示),而泛用测试就是依据此一原理,依据孔位置以一G10的基材作Mask,只有在孔的位置探针才能穿过Mask进行电测,因此治具的制作简易而快速,而且探针可重复使用。
泛用型测试具有极多测点的标准Grid固定大型针盘,可分别按不同料号而制作活动式探针的针盘,量产时只要改换活动针盘,就可以对不同料号量产测试。
另外,为保证完工的PCB板线路系统通畅,需在使用高压电(如250V)多测点的泛用型电测母机上,采用特定接点的针盘对板子进行Open/Short电性测试,此种泛用型的测试机称之为「自动化测试机」 (ATE, Automatic Testing Equipment)。
泛用型测试点数通常在1万点以上,测试密度在或是的测试称为on-grid测试,若是运用于高密度板,由于间距太密,已脱离on-grid设计,因此属于off-grid测试,其治具就必须要特殊设计,通常泛用型测试的测试密度可达 QFP。
3、飞针(Flying Probe)测试
飞针测试的原理很简单,仅仅需要两根探针作x、y、z的移动来逐一测试各线路的两个端点,因此不需要另外制作昂贵的治具。
但是由于是端点测试,因此测速极慢,约为10~40 points/sec,所以较适合样品及小量产;在测试密度方面,飞针测试可适用于极高密度板( ),如MCM。
三、技术比较
典型的飞针测试产出大约在1~20 之间,若知道孔密度便可转换成每小时测试的总面积( ),则其测试面积的范围大约是15 (探针20 及32 板)至0.04 (探针1 及600 板),差距375倍的原因在于板子的密度及间距。
一般性能较好的飞针测试设备的产出大约维持在10 ~15 之间,可适用于密度为30 的商用板到600 的高密度板,对于多层板而言,在最佳状态下每一部飞针测试机每年测试总面积大约是3,000 ~5,000平方呎。
而针盘式(Bed-of-Nails)的测试设备如专用型及泛用型,在于高密度板的测试能力比不上飞针测试,因此比较少用于高密度板的测试。
然而理论上,针盘式的产出面积可达200~400 ,但以目前的生产状况而言,实际生产线上专用型则为30~100 ,而泛用型为15~50 (两者的比较基础在于专用型通常运用于大量产,而泛用型多运用于中小量产),理论与实际的差异除了因设备本身的因素外,还可能包含生产管理上的问题,在此不加以详述。
在一般最佳状态下,专用型测试设备平均每年约有300,000 ,泛用型则为150,000 。
但是每部设备产量的多寡可能因PCB厂商的生产
计划而有显著的差异;例如,若以最先进的ATE检测手机板,每年每部测试设备约可产出600,000 ,但是若用于0.5~0.8mm-pitch的CSP时,测试速率则大约仅达1/4,每年每部测试设备产出为150,000 。
综合以上的介绍可归纳出如表(一)的分析表。
首先,在测试技术的适用目的方面,飞针测试是目前最适合使用于小量产及样品的电性测试设备,但是若要运用于中大量产时,则由于测速慢以及设备价格昂贵,将会使得测试成本大幅提高,而泛用型及专用型无论是用于何种层级的板子,只要产量达到一定的数量,测试成本均可达到规模经济的标准,而且约只占售价的2~4%,这也是为何泛用型及专用型为目前量产型的测试机种的主要原因。
但是随着电子产品的变化速度加快,使得单一电路设计版本的产品生命周期变短(如,目前手机板的生命周期大约为6个月),这个现象对于PCB厂商无论在更新泛用测试治具或专用测试设备来说,均会带来极高的成本威胁,根据数据显示,若用于高密度板,当平均产量小于150平方公尺以下时,测试成本将会高于$200(18%)以上,这已经不是一般生产所能承担的成本,因此电子产品的发展趋势将是PCB厂商在选购测试设备时,不容忽视的一个课题。
目前尚在积极改良的E-Beam、CEM或电浆放电(Plasma Discharge)技术,若能在测试效率上提升,将是电性测试上良好及可行的解决方案。
表(一) 主要测试设备的功能与特性
专用型测试泛用型测试飞针测试
治具专用型无法回收可更换两根探针
PCB料号单一料号各种料号各种料号
测试点数单面10,240点双面各8,192点 10,000点以上
制程技术单面板双面板多层板单面板双面板多层板单面板双面板多层板
量产中、大量产样品,小中量产ATE适用大量产最适合样品及小量产
设备成本低高ATE极高中
优点运转成本低产速快治具成本较低设定时间短可测较高密度板极高密度板不需治具
缺点治具贵设定慢技术受限设备成本高较不适合大量产设备昂贵产速极慢
来源:PCBTech。