PCBA测试

全面的PCBA测试服务,包括AOI数字检测、X射线检测、ICT在线测试和FCT功能电路测试台,以确保PCB组装质量。

PCBA测试–SMT测试保证PCB功能的关键


什么是PCBA测试?
PCBA SMT加工非常复杂,包括PCB板制造过程、元件采购和检验、SMT组装、DIP和PCBA测试等多个重要过程。 其中PCBA检测是整个PCBA加工过程中最关键的质量控制步骤。 测试决定了产品的最终性能。 那么PCBA测试格式是什么?


  1. ICT测试主要包括电路连续性、电压、电流值、波动曲线、幅值和噪声。
    FCT测试需要IC programburning,对整个PCBA板功能进行仿真测试,发现软硬件问题,并配备必要的SMT加工生产治具和测试架。
    老化测试主要是为PCBA板和电子产品长时间通电。 测试持续保持产品运行并观察任何故障。 经过老化测试,电子产品可以批量销售。
    疲劳试验主要是对PCBA板进行采样并进行高频长时间运行,观察试验中是否存在故障,判断试验中出现故障的概率。 这是为了对电子产品中PCBA板的操作性能提供反馈。
    在恶劣环境下的测试主要是将PCBA板暴露在极端的温度、湿度、跌落、飞溅和振动下. 它获得随机样品的测试结果,以推断整个PCBA板批量产品的可靠性。
    PCBA过程很复杂。 在生产加工过程中可能会因设备或操作不当而出现各种问题,不能保证生产的产品合格。 因此,需要进行PCB测试,以确保每个产品不存在质量问题。

    SMT后如何测试PCBA?


PCBA测试的几种主要常用方法:

1.手动测试
手工测试是直接依靠目视检查来确认元件在PCBA上的放置。 这种方法被广泛使用。 然而,PCBA中的组件很多,而且大部分都很小,这使得这种方法不太适用。 一些功能缺陷不容易被发现,数据也不容易被收集。 因此,需要更专业的测试方法。

2.自动光学检测(AOI)
自动光学检查,也称为自动视觉检查,由专用检查仪器进行,在回流之前和之后使用。 对元器件的极性检测效果比较好,是常用的方法。 但这种方法在识别短路PCBA方面比较困难。

3.飞针测试
由于在机械精度、速度和可靠性方面的进步,飞针测试在过去几年中受到了普遍的欢迎。 测试系统的当前要求包括快速转换,小批量制造,以及原型制造所需的无夹具功能,使飞针测试成为最佳选择。

4.功能测试
这是特定PCB或单元的测试方法,由特殊设备完成。 功能测试主要包括最终产品测试和最新的实体模型(热模型)。

5.制造缺陷分析仪(MDA)
这种测试方法的主要优点是初始成本低,产量高,易于后续诊断,以及快速完整的短路和开路测试。 缺点是测试无法检测功能问题。 通常没有测试复盖指示,必须使用夹具,测试成本高。


PCB设计和ICT测试
随着电子产品越来越轻、越来越薄,PCB设计将变得更加复杂和困难。 除了需要平衡功能和安全性之外,它还需要可生产和可测试。 在设计PCB时,需要考虑设置ICT测试点。 以下是PCB设计中ICT测试的注意事项:

虽然有双面ICT夹具,但最好将测量点放在同一侧。
被测点的优先级:A.测试焊盘,元件引线,C.通孔(Via)。
两个被测点或被测点与预钻孔的中心距离不应小于0.050"(1.27mm)。 最好大于0.100"(2.54mm),其次是0.075"(1.905mm)。
测量点应至少远离附近部件(在同一侧)0.100"。 对于高于3m/m的部件,距离应至少为0.120"。
被测点应均匀分布在PCB表面,避免局部高密度。
测量点的直径应不小于0.035"(0.9mm)。 如果在上针板上,则应不小于0.040"(1.00mm)。 形状优选为方形,可测量面积与圆形相比增加21%。 小于0.030"的测量点需要额外的处理来校正目标。
被测点的焊盘和过孔不应带有阻焊膜。
测量点应至少距离板或折叠边缘0.100"。
PCB的厚度必须至少为0.062"(1.35mm)。 厚度小于该值的pcb可以容易地弯曲并且需要特殊处理。
工装孔的直径优选为0.125"(3.175mm)。 公差应为"+0.002"/-0.001",位置应位于PCB的角落。
被测点与定位孔之间的位置公差应为+/-0.002"。
避免将测量点放置在SMT部件上。 不仅可测量面积太小且不可靠,而且零件很容易损坏。
测量点不应大于0.170英寸(4.3毫米),孔径应小于1.5毫米,否则需要特殊处理。
资讯及通讯科技夹具生产所需资料:

布局CAD文件:例如:PCADR->*。pdf PADSR->*。asc
一块空白PCB板
物料清单(BOM清单)
PCB图
ICT夹具和PCB布局的注意事项:

无论其形状如何,每个铜箔都需要至少一个可测试点。
考点位置的考虑顺序:
ACI DIPparts脚优先作为测试点。
铜箔(测试焊盘)的露出部分。
垂直部分浸脚。
通孔,但必须没有面罩。
测试点的直径:
1m/m以上,一般针头控制即可达到检测效果。
1m/m以下,必须使用更精密的探针,但会增加制造成本。
垫必须有良好的接触。
测试点的形状可以是圆形或方形。
点之间的距离必须大于2m/m(中心点到中心点)。
对2层PCB的要求-专注于单面测试的能力:
SMD表面迹线必须具有至少一个通孔以穿透到dip表面,以便作为从dip表面进行测试的测试点。
如果通孔需要掩模,请考虑在通孔旁边铺设测试垫。
如果不能做成单面,则采用双面夹具制作。
如果空脚在允许范围内,应考虑可测试性。 如果没有测试点,则必须设置一个。
最好有一个备用电池的跳线,这样可以在ICT测试期间有效地隔离PCB。
定位孔要求:
每块PCB必须有两个定位孔,孔内不允许有锡。
选择对角线和最远的两个孔作为定位孔。


PCBA测试设备


PCBA测试设备包括:在线测试仪、功能测试仪和老化测试仪。

这些测试设备在PCBA工艺中是常见的。 处理环节的PCBA测试,可以保证PCBA板满足客户的设计要求,大幅降低返修率。

1.在线测试仪
ICT是一种自动在线测试仪,应用范围广,操作简单。 ICT自动在线检测器主要用于生产过程控制,可以测量电阻、电容、电感和集成电路。 它对检测开路、短路和元件损坏等特别有效.,具有故障定位准确,维护方便。

电气测试中最基本的仪器是在线测试仪(ICT). 传统的在线测试仪使用特殊的针床接触焊接电路板上的元件,并使用数百毫伏和10mA。 它使用内部电流进行离散隔离测试,以准确测量一般和特殊元件的缺失、错误和参数值偏差。 

它测量元件,如电阻,电感,电容,二极管,三极管,晶闸管,场效应管,集成块,焊接接头,开路板,短路故障。 它准确地告诉用户哪个组件有故障或开路和短路的位置。

针床在线测试仪的优点是测试速度快。 适用于批量生产中测试单一品种的民用家电电路板,主机价格相对较低。 然而,随着电路板组装密度的增加,针床在线测试仪也存在一些难以克服的问题。 

这是因为精细间距SMT组装,新产品开发,生产周期越来越短,电路板的种类越来越多。 还有,针床夹具生产,调试周期长,价格昂贵;对于一些高密度SMT电路板,测试精度问题无法测试等。

近年来信息和通信技术的改进克服了现代技术的局限性。 例如,当集成电路变得太大而无法提供可比电路复盖范围的检测目标时,ASIC工程师开发了边界扫描技术。 

边界扫描提供了一个行业标准的方法来确认不允许探针的组件连接. 额外的电路设计用于IC内部,允许组件与周围组件通信,并以易于检查的格式显示测试结果。

另一种无矢量技术通过针床将交流电(AC)信号应用于测试组件。 传感器板压在被测元件的表面上,并与元件引线框架形成一个电容器,将信号耦合到传感器板上。 没有耦合信号意味着焊点是开放的.

大型复杂板卡的测试程序的手动生成是耗时的,但是自动测试程序生成(ATPG)软件的出现解决了这个问题。 该软件基于pcba,CAD数据和组装在电路板上的元件规范库。

 它自动设计所需的夹具和测试程序。 虽然这些技术有助于缩短简单程序的生成时间,但高节点测试程序的演示仍然耗时且技术上具有挑战性。

飞针测试仪是针床在线测试仪的改进. 它用探针代替针床。 XY机构配有4个头,可高速移动8个测试探头,最小测试间隙为0.2mm。 

测试探针根据预先布置的坐标位置程序移动到测试点。 根据测试程序,每个测试探针对组装的组件执行开路/短路或组件测试。 

与针床在线测试仪相比,测试精度和最小测试间隙大大提高,不需要特殊的针床夹具。 测试程序可直接由电路板的CAD软件获得。 然而,一个缺点是测试速度慢。

2.功能测试仪
FCT功能测试给PCBA板提供激励、负载等仿真运行环境,可以获取板卡的各种状态参数,检测板卡的功能参数是否满足设计要求。 

FCT功能测试项目主要包括电压、电流、功率、功率因数、频率、占空比、亮度和颜色、字符识别、语音识别、温度测量、压力测量、运动控制、闪光和EEPROM烧录等。

ICT可以有效地发现PCB组装过程中的各种缺陷和故障,但无法以时钟速度评估整个电路板组成的系统性能。 功能测试可以测试整个系统是否能达到设计目标。 它以电路板上的被测单元为功能体,向其提供输入信号,并根据功能体的设计要求检测输出信号。 本次测试是为了保证电路板能够按照设计要求正常运行。 

因此,用于功能测试的最简单方法是将组装的电子设备上的专用电路板连接到设备的适当电路,然后施加电压。 如果设备通过测试,则电路板合格。 这种方法简单,投资少,但不能自动诊断故障。

PCBA测试设备


3.AOI(自动光学检测)
随着电路板组装密度的增加,电接触测试的难度也随之增加。 将AOI技术引入SMT生产线的测试领域也是大势所趋。 AOl不仅检查焊接质量,还检查灯板质量,锡膏印刷和贴片质量。 AOI在每一道工序的出现几乎完全取代了人工操作,在提高产品质量和生产效率方面有很大关系。

 当采用自动检测(A01)时,AOI通过摄像头自动扫描PCB,采集图像,并将被测焊点与数据库中的合格参数进行比较。 图像处理后,它检查出PCB缺陷,并使用显示或自动标记来识别缺陷。 总之,它将其标记出来以供维修人员维修。

目前的AOI系统采用先进的视觉系统,包括新的给光方法,增加的放大倍数和复杂的算法,以在高测试速度下获得高缺陷捕获率。 AOI系统可以检测到以下错误:元件缺失、钽电容器极性错误、焊料引脚定位错误或偏斜、引脚弯曲或折叠、焊料过多或不足、焊点桥接或误焊等。 

AOI除了可以检测到目测无法检测到的缺陷外,还可以收集并反馈每个工序的工作质量和生产过程中的缺陷类型,供过程控制人员分析和管理。 然而,AOI系统也存在缺点,例如检测电路错误和看不见的焊点。

4.AXI(自动X射线检测)
AXI是近年来才兴起的一种新型测试技术。 当组装好的电路板(PCBA)沿着导轨进入机器内部时,电路板上方有一个X射线发射管。 发出的X射线穿过电路板并被下面的探测器(通常是相机)接收。 因为焊点含有大量可以吸收X射线的铅, 

与其他材料如玻璃纤维,铜,硅等相比。,照射在焊点上的X射线被吸收并显示为黑点。 因此,焊点的分析非常直观,因为图像分析算法可以自动可靠地检查焊点缺陷。 AXI技术已经从2D发展到现在的3D检测方法。 前者是透射X射线检查方法,可在单个面板上产生元件焊点的清晰图像。 但是,对于目前广泛使用的双面贴装电路板来说,效果会很差,造成双方焊点的视觉形象。 它们重叠,极难区分。 

3D检测方法采用分层技术。 光束聚焦在任何层上,并将相应的图像投射到高速旋转,以使焦点处的图像非常清晰。 相反,其他层上的图像被消除。 结果,消除了图像的3d检查方法。 3D检测方法可以独立地对电路板两侧的焊点进行成像。

除了检查双面安装电路板外,3D X射线技术还可以在bga(Ball Grid Array,焊球显示器)等隐形焊点上进行多层图像"切片"检查。 对BGA焊点的顶部、中部和底部进行彻底检查。 与此同时,该方法还可用于测量通孔(PTH)焊点,以检查通孔中的焊料是否充足,从而显着提高焊点连接的质量。


未来SMT测试技术展望
预测哪种测试技术将在未来二十年内成功或逐步淘汰并不是一项简单的任务。 它需要对过去的总结和对未来应用的清晰理解。 从近年来的发展趋势来看,多种测试技术的使用,特别是AXI和ICT测试的结合,将很快成为该领域的首要选择。

随着目前的电路板越来越复杂,传统的电路接触测试受到了很大的限制。 通过ICT测试和功能测试很难诊断缺陷。 随着大多数复杂电路板的密度越来越大,传统的测试方法只能增加在线测试仪的测试触点数量。 然而,随着触点数量的增加,测试编程和针床夹具的成本也呈指数级上升。

 开发测试程序和夹具通常需要数周时间,对于更复杂的电路板,甚至可能需要一个多月的时间。 此外,增加ICT联系人的数量将增加ICT测试错误和重新测试的数量。 AXI技术不受上述因素的影响,其对工艺缺陷的复盖率非常高,通常可达97%。 工艺缺陷一般占总缺陷的80%-90%,也可检测隐形焊点。 尽管如此,AXI技术无法测试电路电气性能的缺陷和故障。

将AXI测试技术与传统ICT在线测试方法相结合,可以相辅相成。 结合SMT PCBA测试技术几乎是完美的,因为每种技术都弥补了另一种技术的缺点。 

X射线主要关注焊点的质量。 它也可以确认组件是否存在,但不能确认组件、方向和值是否正确。 另一方面,ICT可以确定元件的方向和值,但不能确定焊点是否可接受,特别是封装底部有焊点的元件,如BGA、CSP等。 图2是AXI和ICT测试方法的检查范围的补充图。 

需要指出的是,随着AXI技术的发展,目前的AXI系统和ICT系统可以在平台之间进行通信。 这种称为"感知测试"的技术可以消除两者之间的重复测试。 通过减少ICT/AXI的冗余测试复盖范围,可以大大减少ICT联系人的数量。 这种简化的ICT测试只需要原来测试触点数量的30%即可保持目前的高测试复盖率,同时减少ICT测试触点数量可以缩短ICT测试时间,加快ICT编程,降低ICT

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