让天下没有难做的PCB

19166218745

首页/ 技术支持/ PCB技术指导/ 7种常用PCB测试技术总结

7种常用PCB测试技术总结

2024-01-02 14:43:24
735

在 PCB 生产制造过程中,其中必不可少的一部分就是根据功能和可制造性对组装完成后的 PCB 进行检测。

这里有个非常专业的叫法:测试设计(DFT),其实就是 PCB 经过回流焊或者波峰焊或者回流焊+波峰焊后进行的一系列的检查,比如:X-ray、AOI、ICT、FCT检查等。

与 DFM 稍微不同的是,DFM 是在生产制造之前规避风险,发现问题,解决问题;而 DFT 是在生产制造过程中检查问题,解决问题。

虽然不同,但两个同样重要。专业一点来说:PCB 测试设计(DFT) 是一种对电路板和布局优化进行操作和功能测试的方法。PCB 测试设计(DFT)可识别任何短路、开路、元件放置错误或有故障的元件。


测试设计(DFT)主要是为了验证以下 3 个问题:

1、电路板设计是否精确?

2、电路板生产制造是否完美?是否有缺陷?

3、是否 PCB板上的所有的组件、芯片和连接都良好运行?


还有一些需要解决的问题:

1、组件应适当间隔,降低测试缺陷的风险

2、如果提供焊盘之间的阻焊层不正确,那么PCB 的电气性能可能会退化。

3、优化钻头尺寸

4、解决表面贴装焊盘尺寸不当的问题

5、酸阱检测


PCB 制造的测试设计(DFT)中包含的参数

1、测试点

测试点插入是 DFT 中提高测试效率的必要技术,测试点的位置取决于它可以覆盖多少个组件,可以通过安排准确的电源和接地测试点来缓解信号完整性问题。


2、测试走线

你可以在模拟敏感走线的走线上放置测试点,这些测试点可以连接到示波器或者信号发生器,用来了解信号的行为。


3、LED

可以加入 LED,确定电源是打开还是关闭的,调试 LED 对 FPGA 或微控制器来说,还是很适合的,用于大批量生产。


4、接头

连接到过孔的测试点,用于测量过孔上的电压。


7种PCB测试技术


1、飞针测试

PCB 裸板和组装板都可以分别结合无源和有源模式的飞针测试。

探针包括用于检查的针,测试点可以包括无源元件,如电阻、电容、电感、无孔过孔或元件的端接端。它可以检测未通电元件的值、开路或短路、测量电压以及检查二极管和晶体管的位置。


飞针测试

飞针测试优点:

更便宜

更大的测试覆盖率

不需要固定装置

快速实施


飞针测试缺点:

由于探头在测量点之间移动,因此非常耗时

如果电路板不包括任何测试点、测试通孔或掩蔽通孔,则很难设置

一次性电容只能对并联的电容器进行测试


2、ICT 测试

ICT 测试,包括一些预先安装的、通过预设接入点在电路板下方对齐的电子探针。这样就可以在探针和 PCB 之间建立准确、稳定的电气连接。测试探针可以使电流在预先确定的设计测试点上流动。

ICT 可以检查短路或开路、阻焊层缺陷、元件错位或缺失等。该方法包括测试夹具以正确固定带有探针的电路板,以及测试夹具以同时检查电路板上的多个元件。这种测试方法可以节省时间。


ICT 测试优点:

用于大批量生产

提供高达 90% 的覆盖率

准确

免于人为错误


ICT 测试缺点:

不适合小批量生产

无法检测到空隙或阻焊层不足

昂贵的

测试夹具等技术会增加成本


3、FCT 测试

FCT 测试用于质量控制并确保设备的预期操作,测试参数由客户/设计师根据设计提供。

该技术通常包含简单的开关测试,有时它需要复杂的软件和精确的协议。功能测试直接检查电路板在真实环境条件下的功能。


FCT 测试优点:

低成本

用途广泛,可根据设计进行定制

与其他对其施加过大压力的测试不同,不会影响电路板的使用寿命


FCT 测试缺点:

需要经验丰富的技术人员


4、AOI 测试

AOI 包含 2D 或 3D 相机,可点击高分辨率图像并验证原理图。它还与数据库中可用的完美和不完美设计进行比较,AOI 可以非常准确地找出所有可见的错误。

AOI 与另一种测试方法一起使用以确保正确的结果,例如使用飞针的 AOI,以及使用在线测试的 AOI。

AOI 可以直接包含在生产线上,以防止任何过早的电路板故障。




使用自动光学检测 (AOI) 方法进行 PCB 测试

AOI 测试优点:

可以准确检测致命缺陷

一致的方法


AOI 测试缺点:

只能检测到表面缺陷

耗时的过程

设置会根据设计进行更改

基于数据库的检测并不总是 100% 准确


5、老化测试

老化测试是对电路板的早期检查,以防止制造完成后出现危险故障。此方法涉及超过指定的操作限制以触发故障。这是检测电路板最大工作额定值的有效方法。

各种工作条件涉及电压、电流、温度、工作频率、功率以及与设计相关的其他因素。


老化测试优点:

提高产品可靠性

验证电路板在环境条件下的功能


老化测试缺点:

超出额定值的施加压力会缩短电路板的使用寿命

这个过程需要更多的时间和更多的努力


6、X-ray 测试

X-ray 检测借助 X-ray 成像检测隐藏组件、焊接连接、BGA 封装、内部走线和枪管中的错误。


X-ray 检测优点:

不需要检查PCB的每一层

X 光机可以从电路顶部轻松检查内部层


X-ray 检测缺点:

这需要有经验和熟练的技术人员

该过程需要更多的劳动力和成本


7、人工目视检测

在这里,技术人员用肉眼或使用放大镜进行检查,人工目检测试可以确定未公开的组件的对齐、缺少组件和其他缺陷。



人工目视检测

人工目视优点:

简单而基本的方法


人工目视缺点:

受到人为错误的影响

无法检测到微小和不可见的缺陷