PCB电测技术分析

一、电气测试

PCB 在生产过程中,难以避免因电气缺陷等外部因素造成的短路、开路和漏电,加之PCB不断向高密度、精细间距和多层次演进,未能及时处理把坏板筛掉,让它流入工艺流程,势必造成更大的成本浪费,所以除了工艺控制的改进, 增强型测试技术还可以为 PCB 制造商提供降低废品率和提高产品良率的解决方案。

印刷电路板

在电子产品的生产过程中,缺陷造成的成本损失在各个阶段都有不同程度的存在,发现越早,补救的成本越低。 10 秒法则通常用于估算在过程的不同阶段发现 PCB 有缺陷时的补救成本。 例如,在空板制作完成后,如果可以实时检测电路中的板子,通常只需要修复缺陷,或者最多损失一个空板; 但是,如果没有检测到电路,板子运到下游组装商完成零件安装,并进行炉锡和IR重熔,但此时检测到电路,一般下游组装商会询问空板制造公司补偿零件成本、重工业费、检验费等。 如果更不幸的是,在组装行业的测试中仍然没有发现有缺陷的板子,而是进入到成品的整体系统中,比如电脑、手机、汽车零件等等,那么测试找到损失,就会被空板及时检测一百次、一千次,甚至更高。 因此,PCB 制造商的电气测试就是及早发现有缺陷的电路板。

下游运营商通常要求PCB制造商进行100%的电气测试,因此与PCB制造商就测试条件和方法的规范达成一致,因此双方首先要明确以下几点:

1.测试数据来源和格式

2、测试条件,如电压、电流、绝缘和连通性

三、生产方法及设备选择

4.测试章节

5、维修规范

PCB制造中必须测试三个阶段:

1.蚀刻内层后

2.蚀刻外电路后

3、成品

每个阶段通常会有2~3次100%测试,筛选出不良板进行重加工。 因此,测试站也是分析工艺问题点的最佳数据采集源。 根据统计结果,可以得到开路、短路等绝缘问题的百分比,再进行改造后进行测试。 整理好数据后,用品控的方法,找出问题的根源并加以解决。

二、电测方法及设备

电气测试方法包括: Dedicated、Universal Grid、Flying Probe、电子束、导电布、Capacity和ATG-scan MAN是三种最常用的设备。 它们是专用试验机、通用试验机和飞针试验机。 为了更好地了解各个设备的功能,下面对三大设备的特点进行比较。

1. 专用测试

夹具(例如用于测试电路板的引脚和刻度盘)只能使用一个材料编号。 不同材料编号的电路板不能进行测试和回收。 测试点数方面,单面板可测试10,240点以内,双面可测试8,192点以内。 在测试密度方面,由于探针头的厚度,它更适合于间距以上的电路板。

2. 通用网格测试

通用测试的基本原则是PCB电路的布局是按照Grid设计的。 一般所谓的线密度是指Grid的距离,用Pitch来表示(有时也可以用孔密度来表示),一般使用的测试都是基于这个原理。 根据孔位,使用G10基板作为Mask。 只有在孔位,探针才能穿过Mask进行电测量,因此夹具的制造简单快捷,探针可以重复使用。 标配多测点的Grid固定式大针盘,可根据不同的料号生产可移动的探针针盘。 量产时只要更换动针盘,即可用于不同料号的量产试验。 另外,为了保证成品PCB板的电路系统通畅,需要在通用高压电测机上用特定接触点的针板对电路板进行开路/短路电测试(如250V)多测点。 这种万能测试机被称为“自动测试设备”(ATE)。

一般使用的测试点通常在10,000点以上,测试密度称为并网测试。 如果用在高密度板,间距太近,已经脱离并网设计,属于离网测试,必须专门设计治具。 通用测试的测试密度可以达到QFP。

3.飞针测试

飞针测试的原理很简单。 只需要两个探针移动x、y、Z就可以一一测试每条线的两端,因此无需另外制作昂贵的夹具。 但是由于终点测试,测量速度很慢,大约10~40点/秒,所以适合样品和小批量生产; 在测试密度方面,飞针测试可以应用于密度非常高的板(),如MCM。