PCB電測技術分析

一、電氣測試

PCB 在生產過程中,難以避免因電氣缺陷等外部因素造成的短路、開路和漏電,加之PCB不斷向高密度、精細間距和多層次演進,未能及時處理把壞板篩出來,讓它流入工藝流程,勢必造成更大的成本浪費,所以除了工藝控制的改進, 增強型測試技術還可以為 PCB 製造商提供降低廢品率和提高產品良率的解決方案。

印刷電路板

在電子產品的生產過程中,缺陷造成的成本損失在各個階段都有不同程度的存在,發現越早,補救的成本越低。 10 秒規則通常用於估算在過程的不同階段發現 PCB 有缺陷時的補救成本。 例如,在空板製作完成後,如果可以實時檢測到電路中的板子,通常只需要修復缺陷,或者最多損失一個空板; 但是,如果沒有檢測到電路,板子運到下游組裝商完成零件安裝,並進行爐錫和IR重熔,但此時檢測到電路,一般下游組裝商會詢問空板製造公司補償零件成本、重工業費、檢驗費等。 如果更不幸的是,在組裝行業的測試中仍然沒有發現有缺陷的板子,而是進入到成品的整體系統中,比如電腦、手機、汽車零件等等,那麼測試找到損失,就會被空板及時檢測一百次、一千次,甚至更高。 因此,PCB 製造商的電氣測試就是及早發現有缺陷的電路板。

下游運營商通常要求PCB製造商進行100%的電氣測試,因此與PCB製造商就測試條件和方法的規範達成一致,因此雙方首先明確定義以下內容:

1.測試數據來源和格式

2、測試條件,如電壓、電流、絕緣和連通性

三、生產方法及設備選擇

4.測試章節

5、維修規範

PCB製造中必須測試三個階段:

1.蝕刻內層後

2.蝕刻外電路後

3、成品

每個階段通常會有2~3次100%測試,篩選出不良板進行重加工。 因此,測試站也是分析工藝問題點的最佳數據採集源。 根據統計結果,可以得到開路、短路等絕緣問題的百分比,再進行改造後進行測試。 整理好數據後,用品控的方法,找出問題的根源,解決問題。

二、電測方法及設備

電氣測試方法包括: Dedicated、Universal Grid、Flying Probe、電子束、導電布、Capacity和ATG-scan MAN是三種最常用的設備。 它們是專用試驗機、通用試驗機和飛針試驗機。 為了更好地了解各個設備的功能,下面對三大設備的特點進行比較。

1. 專用測試

夾具(例如用於測試電路板的引腳和刻度盤)只能使用一個材料編號。 不同材料編號的電路板不能進行測試和回收。 測試點數方面,單面板可測試10,240點以內,雙面可測試8,192點以內。 在測試密度方面,由於探針頭的厚度,它更適合於間距以上的電路板。

2. 通用網格測試

通用測試的基本原則是PCB電路的佈局是按照Grid設計的。 一般所謂的線密度是指Grid的距離,用Pitch來表示(有時也可以用孔密度來表示),一般使用的測試都是基於這個原理。 根據孔位,使用G10基板作為Mask。 只有在孔位,探針才能穿過Mask進行電氣測量,因此夾具的製造簡單快捷,並且探針可以重複使用。 標配多測點的Grid固定式大針盤,可根據不同的料號生產可移動的探針針盤。 量產時只要更換動針盤,即可用於不同料號的量產試驗。 另外,為了保證成品PCB板的電路系統通暢,需要在通用高壓電測機上用特定接觸點的針闆對電路板進行開路/短路電測試(如250V)多測點。 這種萬能測試機被稱為“自動測試設備”(ATE)。

一般使用的測試點通常在10,000個以上,測試密度稱為並網測試。 如果用在高密度板,間距太近,已經脫離並網設計,屬於離網測試,必須專門設計治具。 通用測試的測試密度可以達到QFP。

3.飛針測試

飛針測試的原理很簡單。 只需要兩個探針移動x、y、Z就可以一一測試每條線的兩端,所以不需要另外製作昂貴的夾具。 但是由於終點測試,測量速度很慢,大約10~40點/秒,所以適合樣品和小批量生產; 在測試密度方面,飛針測試可以應用於密度非常高的板(),如MCM。