PCB生产揭秘之飞针测试

作者:硬姐发布时间:2025-05-22

辛辛苦苦画好的PCB设计图,结果在生产中出现各种各样的问题?发生各种短路、断路故障?这不仅浪费了时间和资源,还可能影响产品的发布。为了确保每块PCB都能完美运行,飞针测试技术应运而生。它能够迅速检测电路中的缺陷,确保每块PCB在出厂前都经过严格的电气测试,从而大幅提升产品的可靠性和性能。

飞针测试是目前电气测试一些主要问题的最佳解决办法。它用探针来取代针床,使用多个由马达驱动的、能够快速移动的电气探针同器件的引脚进行接触并进行电气测量。

PCB板在生产过程中,难免因外在因素而造成短路、断路及漏电等电性上的瑕疵,再加上PCB线路板不断朝高密度、细间距及多层次的演进,若未能及时将不良板筛检出来,而任其流入制程中,势必会造成更多的成本浪费,因此除了制程控制的改善外,提高测试的技术也是可以为PCB板制造者提供降低报废率及提升产品良率的解决方案。

电性测试的方法有:专用型(Dedicated)、泛用型(UniversalGrid)、飞针型(FlyingProbe)、非接触电子束(E-Beam)、导电布(胶)、电容式(Capacity)及刷测(ATG-SCANMAN),其中常使用的设备有三种,分别是专用测试机(PCB自动通用测试机)、高品质泛用测试机及飞针测试机。

什么是飞针测试?

飞针测试是一种电子电路测试方法,主要用于测试PCB,是PCB测试过程中必不可少的流程,它是一种非接触式的测试技术,利用精密的机械臂携带探针,在不接触PCB的情况下,通过探针与测试点的接近来检测电路的连通性。这种测试方法具有速度快、精度高、无需制作测试点等优点,尤其适用于高密度、复杂的PCB板。

飞针测试和测试架有何区别?

飞针测试是利用4到8个探针对线路板进行高压绝缘和低阻值导通测试,测试线路的开路和短路,不需要专门做测试治具。飞针测试是直接将PCB板装到飞针测试机上,然后运行测试程序即可测试。飞针测试的优点在于其测试方法和操作流程极为方便,节约了测试成本,减去了制作测试架的时间,提高了出货的效率,适合PCB小批量的生产。

而测试架,是针对量产的PCB板进行通断测试而做的专门的测试夹具,制作成本较高,但测试效率较好,返单不收费。

在测试技术的适用目的方面,飞针测试是目前适合使用于小量产及样品的电性测试设备,但是若要运用于中大量产时,则由于测速慢以及设备价格昂贵,将会使得测试成本大幅提高,而泛用型及专用型无论是用于何种层级的PCB板子,只要产量达到一定的数量,测试成本均可达到规模经济的标淮,而且约只占售价的2~4%,这也是为何泛用型及专用型为目前量产型的测试机种的主要原因。

飞针测试的目的

缺陷识别:飞针测试能够快速识别制造过程中的各种缺陷,如短路、开路和不对中。这一过程不仅能够检测到缺陷的存在,还可以准确定位缺陷的位置,从而为后续的修复提供有力支持。

性能验证:飞针测试还用于验证PCB的电气性能,确保其满足设计和生产的要求。通过对信号完整性、阻抗和电流路径等关键参数的检测,飞针测试能确保产品在实际应用中表现出色,降低故障率。

生产优化: 通过持续的测试反馈,飞针测试能够帮助制造商识别生产流程中的潜在问题,从而优化生产工艺,提高整体效率。

质量保证:在激烈的市场竞争中,产品的可靠性是成功的关键。飞针测试为每一块PCB提供严格的质量把关,确保其符合行业标准和客户期望。

飞针测试的工作原理

飞针式测试仪是对传统针床在线自动高压专用PCB板测试机的一种改进,它用探针来代替针床。

工作时在测单元(UUT)通过皮带或者其它UUT传送系统输送到测试机内,然后固定测试机的探针接触测试焊盘(TESTpad)和通路孔(via),从而测试在测单元(UUT)的单个元件。测试探针通过多路传输系统连接到驱动器和传感器来测试UUT上的元件。当一个元件正在测试的时候,UUT上的其它元件通过探针器在电气上屏蔽以防止读数干扰。

飞针测试机可检查短路、开路和元件值。在飞针测试上也使用了一个相机来帮助查找丢失元件。用相机来检查方向明确的元件形状,如极性电容。

随着探针定位精度和可重复性达到5-15微米的范围,飞针测试机可精密地探测UUT。飞针测试解决了在PCB线路板装配中见到的大量现有问题:如可能长达4-6周的测试开发周期;不能经济地测试小批量生产;以及不能快速地测试原型样机装配。

飞针测试的优势

1.灵活性:飞针测试无需专用夹具,适用于多种不同设计的PCB,特别是小批量或定制产品,能快速适应变化。

2.高效率:测试过程快速且并行进行,多探针同时工作,显著减少了整体测试时间,提高了生产效率。

3.成本节约:省去了制作夹具的高昂费用,尤其在小批量生产中,降低了初始投资和生产成本。

4.高准确性:利用精密探针和先进算法,飞针测试能够高效检测短路、开路等问题,确保PCB的电气性能。

5.及时反馈:在生产过程中即时检测缺陷,允许制造商快速调整和修复,降低了后期返工和废品率。

6.提高质量:通过严格的电气测试,飞针测试保证每块PCB都能达到高标准的质量要求,增强最终产品的可靠性。

这种测试方法对于小批量生产和原型开发特别有利,因为它不需要为每个 PCB 设计创建专用的测试夹具。相反,飞针测试系统可以快速重新配置以适应不同的 PCB 布局,使其成为电子制造商高度灵活且经济高效的解决方案。飞针测试系统的关键特性之一是它能够执行在线测试 (ICT) 和功能测试 (FCT)。在线测试涉及检查 PCB 上各个组件的连接性和功能。

飞针测试也称为无夹具 ICT,因为与传统 ICT 不同,FPT 不需要夹具进行测试。同样,功能测试验证组装板的整体性能。通过结合这两种测试方法,飞针测试系统可以在PCB 设计过程的各个阶段提供全面的评估和有价值的见解,以确保规格和性能标准的质量和可靠性。

随着电子产品的日益普及,PCB的质量和可靠性变得越来越重要。飞针测试技术作为一种高效、灵活的测试手段,正在成为PCB生产中不可或缺的一部分。通过有效地检测和解决潜在问题,飞针测试不仅能拯救PCB板,还能为产品的成功打下坚实的基础。

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