PCB Flying Probe-test: Wat is het? Hoe het werkt?

Vóór printplaten (PCB's) en geassembleerde printplaten verlaten de fabriek, ze ondergaan strenge tests om eventuele problemen met de circuits of elektrische verbindingen op te sporen. Deze tests helpen ervoor te zorgen dat de platen betrouwbaar zijn en goed presteren in de eindproducten. En veel PCB-fabrikanten gebruiken een gangbare testaanpak, de vliegende sondetest. In dit artikel, Ik zal uitleggen wat vliegende sondetesten zijn, hoe het proces werkt, en andere veelgebruikte testmethoden voor PCB's en PCBA. Beginnen, laten we eens kijken wat er precies gebeurt tijdens een vliegende sondetest.

Wat is een PCB Flying Probe-test?

Bij het testen met vliegende sondes worden beweegbare sondes gebruikt die tegelijkertijd contact kunnen maken op meerdere testpunten op het bord. This method utilizes probes that can move around and “fly” to different locations on the circuit board. De sondes maken contact met zowel de boven- als de onderkant van het bord om testpunten te bereiken. Ze kunnen reizen om verschillende geleiders of componenten te testen, en ga dan naar een ander deel van het bord om iets anders te testen. Omdat de sondes niet beperkt zijn in hun toegang tot het bord en talloze verbindingspunten kunnen testen, Flying Probe-testen bieden een kostenefficiënte oplossing voor boards in de vroege ontwikkelingsfasen. Het voert niet-aangedreven controles uit op capaciteit, diode-functie, inductie, opent, weerstand, korte broek, en meer.

Hoe werkt het testen van Flying Probe??

1. De testingenieur neemt de CAD-gegevens van de printplaat die getest moet worden. Deze gegevens worden ingevoerd in het testprogramma, waarmee de testunit de lay-out van de printplaat in kaart kan brengen en PCB componenten. En de gegevens worden gecombineerd met specificaties voor het bestuur om te bepalen welke gebieden moeten worden getest.
2. De eenheid die wordt getest (UUT) wordt via een transportband op de tester geplaatst. De sondes zijn gecodeerd om langs de X-Y-as van het bord te bewegen, reizen van punt naar punt. Hierdoor kunnen de headers elk testpunt afzonderlijk contacteren.
3. Terwijl de sonde contact maakt, er loopt een elektrische stroom door elke verbinding. De stroom vloeit terug via een multiplexsysteem en sensoren, die het signaal meten. Componenten die niet worden getest, zijn afgeschermd om signaalverstoring te voorkomen. De metingen detecteren eventuele kortsluitingen of defecte componenten. Een camera biedt close-upweergave van de UUT om fysieke problemen te identificeren.

Voordelen en Beperkings van Flying Probe-testen

Voordelen van Flying Probe-testen

• Geen aangepaste armaturen

Flying probe-testen elimineren de noodzaak van dure tests, tijdrovende op maat gemaakte armaturen. De sondes kunnen worden geprogrammeerd om elk testpunt op het bord te richten zonder armaturen. Deze flexibiliteit bespaart tijd en kosten in vergelijking met het testen van het spijkerbed, waarbij op maat gemaakte armaturen moeten worden ontworpen en vervaardigd. Voor borden met een laag volume of prototypeborden, een vliegende sonde is een ideale testoplossing zonder armatuur.

• Snelle installatie

Een van de grote voordelen van het testen met vliegende sondes is de mogelijkheid om het testproces in een relatief kort tijdsbestek op te zetten. Het maakt gebruik van programmeerbare vliegende sondes die snel kunnen worden geconfigureerd om contact te maken met testpunten op een printplaat.

• Ruim aanbod aan testmogelijkheden

Vliegende sondes kunnen tijdens één doorgang een volledige reeks testtypen uitvoeren, inclusief continuïteit, weerstand, capaciteit, Spanning, en functionele testen.

• Aanpassingsvermogen

Als het bordontwerp verandert, de vliegende sondes kunnen snel opnieuw worden geprogrammeerd naar de nieuwe lay-out zonder dat er gereedschap hoeft te worden aangepast. Dit vermindert de kosten en vertragingen.

Beperkingen van Flying Probe-tests

• Onvermogen om live circuits te valideren

Bij het testen met een vliegende sonde wordt het circuit niet ingeschakeld tijdens de test. Dit verhindert validatie van het volledig functionerende product. De machteloze aard biedt slechts gedeeltelijke tests.

• Mogelijke fysieke schade

Direct contact van de sondes kan de via- en pad-oppervlakken op het bord deuken of beschadigen. Sommige fabrikanten beschouwen deze kleine deukjes als gebreken, hoewel het verbeteren van de sondetechnologie dit kan oplossen.

• Risico op slechte soldeerverbindingen

Sondes raken soms componentdraden in plaats van op testpads te landen. Dit contact kan mogelijk de soldeerverbindingen losmaken of verzwakken.

• Niet ideaal voor complexe boards met een hoog volume

Het beperkte aantal sondes moet alle testpunten over een groot gebied bestrijken, complex, borden met hoog volume. Deze uitgebreide vereiste dekking wordt problematisch en inefficiënt vergeleken met oplossingen zoals het testen van armatuur.

Flying Probe-testen vs. In-circuit testen (ICT)

Bij het testen van voltooide printplaatassemblages, fabrikanten moeten kiezen tussen twee prominente methodologieën: testen met vliegende sondes (FPT) en testen in circuits (ICT). Beide benaderingen zijn bedoeld om de algehele functionaliteit van het bord te verifiëren en eventuele PCB-assemblageproblemen of componentfouten te identificeren, maar gebruik verschillende technieken en apparatuur om tests uit te voeren.

Wat is in-circuit testen (ICT)?

In-circuit testen, of ICT, is een methode die gebruikmaakt van op maat gemaakte armaturen om geassembleerde printplaten te testen. Deze armaturen bevatten sondes die zorgvuldig zijn gepositioneerd om elektrische verbindingen tot stand te brengen met de testpunten op het bord dat wordt beoordeeld. De armaturen bieden toegang tot kritische delen van het circuit, zodat testsignalen kunnen worden geïnjecteerd en metingen kunnen worden uitgevoerd om de assemblage te valideren. ICT-systemen controleren op veelvoorkomende PCB-assemblagefouten, zoals open circuits of kortsluiting, ontbrekende of verkeerd geplaatste componenten, en onjuiste weerstands-/condensatorwaarden. Door armaturen specifiek op maat te ontwerpen PCB-ontwerp, alle belangrijke componenten en circuitknooppunten kunnen efficiënt in één keer worden getest voor een volledige testdekking.

Verschillen tussen Flying Probe-tests en in-circuittests

Terwijl ICT-testen afhankelijk zijn van grote racks met complexe, speciale armaturen, Bij het testen met vliegende sondes wordt een flexibelere aanpak gehanteerd door gebruik te maken van sondes die over de hele linie kunnen bewegen en contact kunnen maken met interessante punten. In plaats van maatwerktools te ontwikkelen, FPT-systemen zijn afhankelijk van programmering ontwikkeld op basis van CAD-gegevens die de sondes dynamisch naar doellocaties op elk bord leiden. Hoewel beide methoden testen via sondes omvatten, FPT en ICT verschillen aanzienlijk in praktische toepassing:

1. Kosten efficiëntie

FPT vermijdt dure opspankosten door voor elke lay-out te programmeren op basis van beschikbare CAD-gegevens.

Series van prototypes of borden met een laag volume kunnen worden getest zonder investeringen in op maat gemaakte armaturen. Echter, zeer grote productieruns met onveranderlijke ontwerpen kunnen de vaste kosten van ICT rechtvaardigen.

2. Toegankelijkheid

De grote vaste pinnen van een ICT-armatuur moeten voor elk bord op maat worden ontworpen en kunnen te maken krijgen met fysieke toegangsbeperkingen. In tegenstelling tot, Flying Probe-test maakt gebruik van miniatuur beweegbare sondes die vrijwel elke locatie op het bord zonder problemen kunnen bereiken.

3. Flexibiliteit

Bij het schakelen tussen verschillende PCB-ontwerpen, ICT-testingenieurs moeten langdurige omschakelingsprocedures ondergaan om pinmappings opnieuw te configureren. Echter, Flying Probe-testsystemen kunnen het testen snel aanpassen via software voor verschillende boards. Dit maakt FPT beter geschikt voor high-mix, productie in kleine volumes.

4. Testdekking

ICT-tests maken gebruik van een parallel “spijkerbed” om gelijktijdig toegang te krijgen tot veel punten en de aangedreven prestaties volledig te verifiëren. Terwijl vliegende sonde-testsondes wendbaar zijn, Door de opeenvolgende aard van het testen kunnen bepaalde typen defecten over het hoofd worden gezien. Functionele gebreken zijn ook moeilijker te detecteren zonder dat er stroom wordt toegepast tijdens FPT.

Andere veelgebruikte PCB-testmethoden

Naast het testen van vliegende sondes en testen in circuits, Printplaten moeten een aantal andere tests ondergaan om de prestaties en kwaliteit volledig te valideren. Enkele andere veelgebruikte PCB-testtechnieken zijn onder meer:

• Functionele test

Er worden functionele tests uitgevoerd om te verifiëren dat de printplaat en alle circuits goed werken, componenten, en interfaces functioneren zoals ontworpen. Typisch, dit proces omvat het koppelen van de printplaat aan een testopstelling en vervolgens het evalueren van de functionaliteit van de printplaat.

• Visuele inspectie

Het is de meest fundamentele test die door PCB-fabrikanten wordt gebruikt. Het houdt eenvoudigweg in dat u het voltooide bord zorgvuldig bekijkt om te controleren op eventuele merkbare gebreken of defecten. Tijdens visuele inspectie, technici scannen alle delen van het bord op zoek naar problemen zoals slechte soldeerverbindingen, onjuiste plaatsing van componenten, beschadigde sporen, vervuiling van de plaat, en meer.

• X-ray inspectie

Een van de meer geavanceerde testmethoden die voor printplaten worden gebruikt, is Röntgeninspectie.

Hierdoor kunnen fabrikanten in het bord kijken en eventuele verborgen problemen identificeren die niet kunnen worden gedetecteerd via eenvoudig visueel onderzoek.

• EMI-test

Printplaten worden vaak onderworpen aan elektromagnetische interferentie (EMI) testen. Hiermee wordt beoordeeld hoe goed het bord bestand is tegen en normaal kan functioneren in omgevingen met elektromagnetische ruis en interferentie.

• Elektrische test

Een essentiële reeks tests voor printplaten is gericht op het valideren van de belangrijkste elektrische kenmerken van de plaat zelf. Elektrisch testen omvat controles op resistentie, inductie, en capaciteit.