PCB通用测试技术分析

一、介绍

With the emergence of large-scale integrated circuit products, the installation and testing of PCB 变得越来越重要。 印制电路板的通用测试是PCB行业的传统测试技术。

最早的通用电气测试技术可以追溯到1970年代末和1980年代初。 由于当时的元器件都采用标准封装(Pitch 100mil),PCB只有THT(通孔技术)密度级别,欧美测试机厂商设计了标准的网格测试机。 只要PCB上的元器件和布线按照标准距离排列,每个测试点都会落在标准网格点上,因为当时所有的PCBS都可以使用,所以称为万能测试机。

印刷电路板

,由于半导体封装技术的发展,元件开始有更小的封装和SMT(SMT)封装,通用测试标准密度开始不再适用,然后在九十年代中期,美国和欧洲制造商也推出了双密度测试机,结合使用一定的钢坡制造网格连接机和夹具转换PCB测试点, 随着HDI制造工艺的逐渐成熟,双密度万能试验机已经不能完全满足测试要求,因此在2000年左右,欧洲试验机厂商推出了四倍密度网格万能试验机。

Second, the key technology of general testing

1. Switching element

为了满足大多数HDI PCBS的测试要求,测试区域必须足够大,通常有以下标准尺寸: 9.6×12.8(英寸)、16×12.8(英寸)、24×19.2(英寸),在双密度Full Grid的情况下,以上三种尺寸的测试点分别为49512、81920、184320,电子数组件多达数十万, 开关元件是保证试验稳定性的核心部件,要求具有较高的耐压性(> 300V)、低漏电等特性,电阻值等电气特性要均衡一致,所以这类元件必须经过严格的筛选和检测,通常采用晶体管或场效应管作为开关元件

Advantages and disadvantages of crystal triode:

优点:成本低,抗静电击穿能力强,稳定性高;

Disadvantages: current drive, complex circuit, need to isolate base current (Ib) influence, high power consumption

FETS的优缺点:

优点:电压驱动,电路简单,不受基极电流(Ib)影响,功耗低

缺点:成本高,容易静电击穿,需加静电保护措施,稳定性不高,会增加维护成本。

2. Independence of grid points

全网格

每个网格有一个独立的开关回路,即每个点占据一组开关元件和线,整个测试区域可以是针密度的四倍。

共享网格

由于全电网中开关元件数量多,电路复杂,难以实现,所以有的测试厂商采用电网共享技术,使不同区域的几个点共享一组开关元件和电路,从而降低布线难度和开关元件数量,称为共享电网。 共享网格的主要缺陷之一是,如果一个区域内的点都被完全占用,则共享区域内的点将无法再使用,从而将区域的密度降低到单一密度。 因此,大面积的HDI测试仍然存在密度瓶颈。

3. 结构组成

模块化结构

所有开关阵列、驱动部件和控制部件高度集成为一套开关卡模块,测试区域可通过模块自由组合,可互换,故障率低,维护升级简单,但成本高。

伤口结构

网片由卷簧针和分离开关卡组成,体积庞大,无升级空间,出现故障难以维护。

4. 夹具结构

长针结构夹具

一般是指钢针是3.75″(95.25mm)的夹具结构,优点是针斜度大,单位面积可以散针点比短针结构多20%~30%。 但结构强度较差,夹具制作应注意加强。

短针结构夹具

一般指钢针为2.0″(50.8mm)夹具结构,优点是结构强度好,但针斜度小。

5. 辅助软件(CAM)

正确的 CAM 支持在高密度通用测试中很重要,它由两个主要部分组成:

网络分析和测试点生成;

夹具辅助制作。

由于夹具生产过程中的许多参数(如夹具层结构、孔孔径、安全孔距、支柱结构等)都极大地影响了夹具测试效果,这部分必须由制造商技术工程师培训分配,并且不断总结经验,才能做更好的治具。

Three, double density and four density comparison

首先,我们可以完成四密度双密度板无法测试,床上的弹簧因为针格密度和PCB测试夹具上的测试点密度对于不同的钢必须有一定的斜率,打开网格即可离网,角钢是,然而,受结构限制,不能无限多, 一般来说,双密度钢针

斜度(夹具内钢针水平偏移距离)可达700mil,四密度400mil。 那么,就有可能产生无法种针的现象,这样的针有多少可以算出来。

另外,在误报率和折痕测试结果上可以明显提高测试,四维点阵密度每平方英寸400点,双倍密度200点,同一点在一个夹具底部和针区可以减少一半,所以,在同等高度的情况下,使用四密度可以减少角钢,夹具, 同坡度和针四密度试板基本是双密度的一半,角钢针能效对试验影响很大,坡度垂直距离减小,弹簧销压力会降低,夹具在每一层钢在垂直方向上的电阻增加,导致钢在与 PAD 接触之前不良。 另外,在上下成型的过程中,斜钢针与THE PCB接触的一端会在PAD表面产生相对滑动。 如果夹具强度不好变形,钢针就会卡在夹具中。 此时钢针对PAD的压力会远远大于针床弹簧针的弹力,严重时会造成压痕。 四密度钢针斜度比双密度小,在夹具上有更多的空间安装支撑柱,使夹具结构更加稳定。 较小坡度的另一个优点是它减小了孔尺寸,从而降低了孔破裂的可能性。

对于PAD间距为20mil均匀分布的BGA,双密度测试的针散射最大斜率为600mil,四密度测试为400mil。 双密度测试可排列的点数分别为441个约0.17inch2和896个约0.35inch2。 从一个点来看,它基本上是双密度。