PCB科技 - PCB飛針測試技術綜述

中國PCB發展始於1956年，並逐漸擴大到形成 PCB行業 1963年至1978年. 改革開放20多年, 由於引進國外先進科技和設備, 單面板, 雙面板和多層板發展迅速, 以及國內 PCB行業 由小到大逐漸發展. 由於下游產業集中，勞動力和土地成本相對較低, 中國已成為發展勢頭強勁的地區. 2002年, 它成為第3大PCB生產商. 2003年, PCB產值和進出口額超過60億美元，首次超越美國成為世界第二大PCB生產商. 產值比重也從8.2000年至2015年為54%.30%, 幾乎翻倍. 2006年, 中國已經取代日本成為 PCB生產 以產值為基礎，科技發展活躍的國家. 中國的 PCB行業 近年來保持了20%左右的高增長率, 這遠遠高於PCB行業.

飛針測試是解决 PCB測試. 它使用探針更換針床, 並使用由電機驅動的多個快速移動的電探針來接觸設備的引脚並進行電量測. 該儀器最初是為裸板設計的, 它還需要複雜的軟件和程式來支持它； 現在可以有效地進行類比線上測試. 飛針試驗的出現改變了低成品率和快轉裝配產品的試驗方法. 過去需要數周才能完成的測試現在可以在幾個小時內完成, 大大縮短了產品設計週期和上市時間.

1.飛針測試系統的結構特點

飛針測試儀是對傳統針床線上測試儀的改進。 它使用探針更換針床。 X-Y機构配備4個可高速移動的頭，共8個測試探針，測試間隙為0.2mm。 在操作過程中，被測單元（UUT）通過皮帶或其他UUT傳輸系統傳輸到測試機，然後將測試機的探頭固定在接觸測試墊和通孔的位置，以便測試被測單元（UUT）的單個元件。 測試探針通過多工系統連接到驅動器（信號發生器、電源等）和感測器（數字萬用表、頻率計數器等），以測試受測試單元上的組件。 測試組件時，受測試單元上的其他組件通過探針進行電力遮罩，以防止讀取干擾。 飛針測試儀可以檢查短路、斷路和元件值。 在飛針測試中也使用了攝像機，以幫助找到缺失的部件。 使用攝像機檢查方向清晰的部件形狀，如極性電容。 隨著探針定位精度和重複性達到5-15微米的範圍，飛針測試儀可以準確檢測受測試單元。 飛針測試解决了PCB組裝中存在的大量問題：例如，測試和開發週期可能長達4-6周； 夾具開發成本約為10000-50000美元； 不能經濟地測試小批量生產； 以及無法快速測試原型組件。 由於緊密接觸遮罩UUT的能力以及使新產品更快投放市場的能力，飛針測試是一種寶貴的生產資源。 此外，由於不需要有經驗的測試和開發工程師，該系統還具有節省人力和時間的優點。

2、飛針測試開發與調試

飛針測試儀的程式設計比傳統的ICT系統更簡單、更快。 以GenRad公司的grpilot系統為例，測試開發人員將設計工程師的CAD資料轉換為可用檔案。 這個過程需要1-4個小時。 然後，通過測試程式運行新檔案以生成a.IgE和。 SPC檔案，然後放入目錄。 然後，軟件在目錄中運行，以生成需要測試UUT的所有檔案。 從選項頁面中選擇短路測試類型。 測試儀在受測試單元上使用的參考點是從CAD資訊中選擇的。 受測試單元固定在平臺上。 軟體發展完成後，“擰入”程式，以確保盡可能選擇測試位置。 此時，添加了各種組件“保護”（組件測試隔離）。 典型的1000節點受測試單元的測試和開發時間為4-6小時。 軟體發展和加載完成後，開始典型飛針測試過程的測試和調試。 調試是測試開發人員的下一步工作，需要使用調試盡可能多地獲得UUT測試覆蓋率。 調試期間，檢查每個元件的測試上限和下限，並確認探頭的接觸位置和零件值。 1000個節點的典型UUT調試可能需要6-8小時。 飛針測試儀的開發簡單，調試週期短，這使得UUT測試程式的開發對測試工程師的要求很少。 從接收CAD數據到UUT準備好進行測試之間的時間很短，這使得製造過程的數量具有靈活性。 相比之下，傳統ICT的程式設計和夾具開發可能需要160小時和16-40小時的調試。

3、飛針試驗優勢

儘管有這些缺點，飛針試驗仍然是一種有價值的工具。 其優點包括：測試開發速度快； 低成本測試方法； 快速轉換的靈活性； 並在原型階段向設計師提供快速迴響。 囙此，與傳統ICT相比，飛針測試所需的時間足以通過减少總測試時間來彌補。 使用飛針測試系統的優點大於缺點。 例如，在裝配過程中，這樣的系統可以在收到CAD檔案幾小時後開始生產。 囙此，可以在組裝後幾個小時對原型電路板進行測試。 與ICT不同，高成本的測試開發和夾具可能會將過程延遲幾天甚至幾個月。 此外，由於設定、程式設計和測試的簡單性和速度，事實上，通用技術組合語言程式而不是工程師可以操作測試。 飛針測試還具有靈活性，可以實現快速測試轉換和過程錯誤的快速迴響。 此外，由於飛針測試不需要夾具開發成本，囙此它是一個低成本的系統，可以放在典型測試過程的前面。 由於飛針測試儀改變了低產量和快速轉換組件的測試方法，通常需要幾周時間開發的測試現在可以在幾個小時內完成。

4、飛針測試的特點及軟體支援

飛針測試範圍及軟件特點我公司飛針測試儀是德國AGT公司的A3測試儀，測試面積550*430mm，板厚6mm。 作業系統為winnt4.0，所需軟件主要包括A3 test player、A3 debugger、dpswinzard、view2000、IGI（啟動ext6.58）、browser等。IGI是處理A3 test player所需數據的軟件，用於處理Gerber數據。 定義圖層名稱，排列順序，檢查焊盤特性和圖形座標，並優化孔。 重要的是選取網絡清單並輸出A3測試檔案。 優化孔時，還應注意環寬度太小，應手動優化大孔（如定位孔），以防止斷針。 DPS是一種用於輸出印製板位置座標、面板、測試孔數和掃描點的軟件。 從輸出資料夾進入*。 les檔案中，軟件會提示，根據提示選擇要用於掃描的焊盤進入掃描點，頂部和底部各加4層。 如果測試過程中印制板過大過密，應將其分成幾個區域，並在軟件中添加幾個掃描點，但應注意的是，不得將隔離線壓在圖形元素上，以防止機器發出錯誤指令和無法正常工作。 如果DPS軟件無法生成測試程式，可能有以下原因：

a）IGI軟件中的數位不在象限內，這導致了較大的測試範圍。 應將其移至正常使用區域

b）如果未正確選擇天線點，則重複測試並上下交換天線點以達到目的

c）選擇天線時，不應選擇太小的網絡，因為它不能作為測試整個電路板的標準

A3調試器是校準飛針測試儀的軟件。 測試一段時間後，測試儀的8個測試頭會產生誤差，囙此應定期校準機器，以確保測試的準確性。 瀏覽器用於糾正錯誤。 當印製板上存在開路或短路時，它用於找到準確的位置並在那裡進行標記。 A3 test player是測試軟體，用於選擇測試模式（主要是監督模式）、測試類型、探針壓力、衝程和高度。 還要確定如何選擇掃描點，包括手動和自動。 DPS給出的掃描點應在測試過程中手動定義，自動掃描點應用於將來的測試。 當A3系統關閉時，應首先將支架返回原點，以防止8個測試頭反彈時碰撞和折疊測試。

現時, 中國PCB飛針測試仍處於開發階段. 作為一個PCB製造商, iPCB擁有國內外先進的自動化生產線和飛針測試設備. 該公司有2根全自動下沉銅線, 4臺曝光機, 60臺飛針測試機和4臺AOI光學測試機. 現時, 一半的飛針測試服務被取消，取而代之的是所有的專用測試服務, 全部免費飛針測試.