Тестування літаючих зондів для прототипів друкованих плат та невеликих обсягів виробництва

Flying Probe Testing є значним прогресом у галузі тестування друкованих плат, пропонуючи універсальний та ефективний підхід до виявлення потенційних дефектів у збірках друкованих плат. Цей метод є особливо вигідним для тестування прототипів і невеликих і середніх виробничих циклів завдяки своїй гнучкості та нижчим витратам на налаштування порівняно з традиційними методами тестування в схемі, які вимагають спеціальних пристосувань.

Вступ до тестування літаючих зондів

Суть тестування літаючим зондом полягає у використанні рухомих зондів. Ці зонди контролюються з високою точністю, щоб контактувати з певними точками на друкованій платі, такими як контактні площадки компонентів, тестові колодки та відкриті отвори, для проведення різноманітних електричних тестів. Можливість вільного переміщення по друкованій платі дозволяє тестеру літаючих зондів проводити комплексні тести без необхідності спеціального кріплення, що робить його ідеальним вибором для тестування прототипів або плат у малих і середніх обсягах.

Компоненти тестерів Flying Probe

Тестери літаючих зондів оснащені набором технологічних компонентів для полегшення точного тестування, включаючи:

• Генератори сигналів: для створення різноманітних електричних сигналів, необхідних для тестування різних компонентів і функцій схеми.
• Джерела живлення постійного та змінного струму: для живлення Складання друкованої плати під час випробувань, імітуючи умови експлуатації.
• Датчики та вимірювальні пристрої: для точного вимірювання електричних величин, таких як опір, ємність та індуктивність.
• Системи камер: для візуальної перевірки розміщення компонентів і полярності, що ще більше покращує можливості тестування системи.

Переваги тестерів Flying Probe

• Тестування без пристосувань: однією з головних переваг тестерів літаючих зондів є їх здатність працювати без спеціальних пристосувань. Це суттєво скорочує початкові витрати та час, пов’язані з підготовкою до випробувань, особливо корисно для прототипів і коротких серій.
• Гнучкість: тестери Flying Probe можна легко перепрограмувати на різні Конструкції друкованих плат, завдяки чому вони добре адаптуються до змін у виробничих вимогах. Ця гнучкість є важливою для виробників, які мають справу з великою різноманітністю дизайнів друкованих плат.
• Детальна діагностика: оскільки тестери літаючих зондів можуть точно націлюватися на певні точки на друкованій платі, вони надають детальну діагностичну інформацію. Це дозволяє точно ідентифікувати такі проблеми, як відкриття, короткі позиції та відхилення вартості компонентів.

Як працює тестування літаючих зондів

1. Створення тестової програми: Перший крок включає розробку детальної тестової програми, адаптованої до конкретної друкованої плати, що тестується. Ця програма диктує послідовність тестів, які необхідно виконати, включно з тим, з якими точками мають контактувати зонди та які вимірювання чи сигнали застосовувати.
2. Завантаження та розміщення: тестова програма завантажується в тестер літаючого зонда. Потім збірка друкованої плати поміщається на конвеєрну систему, яка транспортує її в зону тестування.
3. Процес тестування: під час тестування зонди рухаються по друкованій платі, контактуючи з попередньо визначеними точками. Подаються електричні сигнали, вимірюються опір, ємність, індуктивність та інші електричні параметри. Цей процес також може включати застосування постійного та змінного струму для імітації робочих умов.
4. Виявлення дефектів: зібрані дані аналізуються, щоб визначити, чи відповідають електричні властивості між досліджуваними точками встановленим допускам. Відхилення за межі цих допусків вказують на потенційні дефекти, такі як неправильні значення компонентів, розриви або короткі замикання.

Типи виявлених дефектів

1. Відкриті та короткі
Розрив ланцюга виникає, коли в ланцюзі є розрив, що перешкоджає проходженню струму. Причиною цього може бути відсутність паяних з’єднань, розрізані сліди або будь-який інший розрив електричного шляху. Тестери літаючих зондів виявляють розриви, не вимірюючи безперервність між двома точками, які повинні бути електрично з’єднані.

Ця сторінка присвячена безкріпильному тестуванню літаючих зондів для прототипів та менших партій. Щоб ознайомитися з повним спектром методів тестування плат, почніть з посібника з тестування друкованих плат ; для вимог до виробничих електричних випробувань скористайтеся розділом Електричне тестування друкованих плат.

Коротке замикання трапляється, коли дві точки, які не повинні бути електрично з’єднані, ненавмисно з’єднуються, що часто призводить до надмірного струму. Коротке замикання може бути спричинене неправильним розташуванням припою, струмопровідним сміттям або перемичками між сусідніми майданчиками чи слідами. Тестери літаючих зондів ідентифікують короткі замикання, виявляючи ненавмисну ​​безперервність або знижений опір між точками.

2. Вимірювання вартості компонентів
Опір: Перевірка того, що резистори знаходяться в межах заданого допуску.
Ємність: перевірка очікуваних значень ємності конденсаторів.
Індуктивність: Вимірювальні котушки індуктивності, щоб переконатися, що вони відповідають призначеним специфікаціям індуктивності.

3. Відсутні компоненти
Відсутність компонента в призначеному місці на друкованій платі є поширеним дефектом, особливо в складних процесах складання. Тестери літаючих зондів виявляють відсутні компоненти, не знаходячи очікуваних електричних з’єднань або значень компонентів у певних контрольних точках.

4. Полярність компонентів
Такі компоненти, як діоди, конденсатори та мікросхеми, мають бути правильно орієнтовані, щоб функціонувати належним чином. Тестери літаючих зондів можуть перевіряти полярність компонентів, застосовуючи тестові сигнали та перевіряючи напрямок потоку струму, гарантуючи, що поляризовані компоненти встановлено правильно.

5. Невирівняні або неправильно розміщені компоненти
Невідповідність: виявляється шляхом вимірювання розбіжностей в очікуваних електричних з’єднаннях на контактних площадках компонента.
Неправильне розміщення: Визначається відсутністю очікуваних з’єднань або знаходженням з’єднань у неочікуваних місцях.

6. Дефекти пайки
Недостатня кількість припою: призводить до слабких або неіснуючих з’єднань, що виявляється через погану безперервність або неочікувані значення опору.
Надлишок припою: потенційно може спричинити коротке замикання, ідентифікується за зниженим опором між точками, які не повинні бути електрично з’єднані.
З’єднання холодним пайком: призводять до ненадійних електричних з’єднань, які можна виявити за допомогою періодичних або змінних вимірювань опору.

7. Пошкоджені компоненти або сліди
Фізичне пошкодження компонентів або слідів може вплинути на функціональність схеми. У той час як тестери літаючих зондів в основному виявляють електричні дефекти, значні фізичні пошкодження можуть проявлятися у вигляді електричних аномалій, таких як розриви, короткі замикання або неправильні значення компонентів.

Для повнішого огляду виробництва використовуйте цю статтю разом із виробництвом мікрохвильових друкованих плат та друкованими платами з контрольованим імпедансом під час перевірки вимог до укладання, складання або випробувань.

Коли використовувати тестування літаючим зондом, а не тестування кріплення у виробництві друкованих плат

У виробництві друкованих плат тестування літаючим зондом і тестування кріплення є двома основними методами, які використовуються для забезпечення функціональності та надійності друкованих плат. Тестування літаючим зондом особливо вигідно для тестування прототипів і малих і середніх виробничих циклів завдяки своїй гнучкості та нижчим витратам на налаштування. У цьому методі використовуються рухомі випробувальні зонди для проведення всебічних електричних випробувань у певних точках друкованої плати без потреби у спеціальних пристосуваннях. Це робить його ідеальним для тестування складних і щільних друкованих плат, де проектування кріплення було б дорогим і складним. Тестери літаючих зондів можуть швидко адаптуватися до різних дизайнів друкованих плат, надаючи детальну діагностичну інформацію та виявляючи такі проблеми, як розриви, короткі замикання та відхилення значень компонентів.

З іншого боку, тестування приладів або внутрішньосхемне тестування (ICT) більше підходить для виробничих середовищ великого обсягу. Для цього методу потрібне спеціально розроблене кріплення, яке узгоджується з тестовими точками друкованої плати, що дозволяє швидко тестувати велику кількість плат. Хоча початкові інвестиції в розробку кріплення високі, це стає економічно ефективним у масовому виробництві завдяки його здатності швидко та ретельно перевіряти кожну одиницю. Тестування кріплень найкраще підходить для стандартизованих продуктів із узгодженим дизайном і забезпечує комплексну оцінку функціональності та розміщення окремих компонентів. Вибір між цими двома методами залежить від таких факторів, як обсяг виробництва, вартість і складність дизайну друкованої плати. Тестування літаючим зондом забезпечує більшу гнучкість, а тестування кріплення забезпечує високу пропускну здатність і детальну діагностику несправностей.