Перед тем, как печатные платы (ПП) и собранные ПП покидают завод, они проходят строгие испытания, чтобы выявить любые проблемы со схемой или электрическими соединениями. Эти испытания помогают гарантировать, что платы будут надежными и будут хорошо работать в конечных продуктах. И многие производители ПП используют распространенный подход к тестированию, называемый испытанием летающим зондом. В этой статье я объясню, что такое испытание летающим зондом, как работает этот процесс и другие часто используемые методы тестирования ПП и PCBAДля начала давайте рассмотрим, что именно происходит во время испытания летающего зонда.
Что такое тест печатных плат с помощью летающего зонда?
Тестирование летающими зондами использует подвижные зонды, которые могут контактировать с несколькими контрольными точками на плате одновременно. Этот метод использует зонды, которые могут перемещаться и «летать» в разные места на печатной плате. Зонды контактируют как с верхней, так и с нижней частью платы, чтобы достичь контрольных точек. Они могут перемещаться для тестирования различных проводников или компонентов, а затем перемещаться в другую область платы, чтобы протестировать что-то еще. Поскольку зонды не ограничены в своем доступе к плате и могут тестировать бесчисленное количество точек соединения, тестирование летающими зондами предлагает экономически эффективное решение для плат на ранних стадиях разработки. Он выполняет проверки без питания на емкость, работу диодов, индуктивность, обрывы, сопротивление, короткие замыкания и многое другое.
Как работают испытания с использованием летающих зондов?
- Инженер-испытатель берет данные САПР для печатной платы, которую необходимо протестировать. Эти данные вводятся в программу тестирования, которая позволяет испытательному блоку составить схему расположения печатной платы и Печатные платы компоненты. Данные объединяются со спецификациями платы, чтобы определить, какие области требуют тестирования.
- Тестируемый блок (UUT) помещается на тестер с помощью конвейерной ленты. Зонды закодированы для перемещения по оси XY платы, перемещаясь от точки к точке. Это позволяет заголовкам контактировать с каждой тестовой точкой по отдельности.
- Когда зонд вступает в контакт, он пропускает электрический ток через каждое соединение. Ток течет обратно через систему мультиплексирования и датчики, которые измеряют сигнал. Компоненты, которые не тестируются, экранированы, чтобы избежать помех сигнала. Показания обнаруживают любые короткие замыкания или неисправные компоненты. Камера обеспечивает крупный план UUT для выявления физических проблем.
Преимущества и Ограничениеs испытаний летающих зондов
Преимущества испытаний с использованием летающего зонда
- Никаких пользовательских приспособлений
Тестирование с летающим зондом устраняет необходимость в дорогих, требующих много времени специальных приспособлениях. Зонды можно запрограммировать на любую контрольную точку на плате без приспособлений. Такая гибкость экономит время и затраты по сравнению с тестированием методом «ложе гвоздей», которое требует проектирования и изготовления специальных приспособлений. Для плат малого объема или прототипов летающий зонд является идеальным решением для тестирования без приспособлений.
- Быстрая настройка
Одним из основных преимуществ тестирования летающими зондами является возможность настроить процесс тестирования в относительно короткие сроки. Он использует программируемые летающие зонды, которые можно быстро настроить для контакта с контрольными точками на печатной плате.
- Широкий спектр вариантов тестирования
Летающие зонды могут выполнять полный спектр типов испытаний за один проход, включая проверку целостности цепи, сопротивления, емкости, напряжения и функциональности.
- Адаптивность
Если конструкция платы изменится, летающие зонды можно быстро перепрограммировать на новую схему без необходимости модификации инструмента. Это снижает затраты и задержки.
Ограничения испытаний летающих зондов
- Невозможность проверки действующих цепей
Тестирование летающего зонда не включает питание схемы во время теста. Это препятствует проверке полностью функционирующего продукта. Непитаемая природа обеспечивает только частичное тестирование.
- Потенциальный физический вред
Прямой контакт с зондами может оставить вмятину или повредить поверхности переходных отверстий и контактных площадок на плате. Некоторые производители считают эти небольшие вмятины дефектами, хотя улучшение технологии зондов может решить эту проблему.
- Риск некачественной пайки
Иногда зонды касаются выводов компонентов, а не приземляются на тестовые площадки. Такой контакт может потенциально ослабить или ослабить паяные соединения.
- Не подходит для сложных плат большого объема.
Ограниченное количество зондов должно охватывать все контрольные точки на больших, сложных, высокообъемных платах. Это обширное требуемое покрытие становится проблематичным и неэффективным по сравнению с такими решениями, как тестирование с помощью приспособлений.
Сравнение испытаний летающих зондов и Внутрисхемное тестирование (ICT)
При тестировании готовых печатных плат производители должны выбирать между двумя известными методиками: тестирование летающими зондами (FPT) и внутрисхемное тестирование (ICT). Оба подхода направлены на проверку общей функциональности платы и выявление любых проблем со сборкой печатной платы или неисправностей компонентов, но используют разные методы и оборудование для проведения тестирования.
Что такое внутрисхемное тестирование (ВСТ)?
Внутрисхемное тестирование, или ICT, — это метод, который опирается на индивидуальные приспособления для тестирования собранных печатных плат. Эти приспособления включают зонды, тщательно расположенные для установления электрических соединений с контрольными точками на плате, проходящей оценку. Приспособления обеспечивают доступ к критически важным частям схемы, чтобы можно было вводить тестовые сигналы и проводить измерения для проверки сборки. Системы ICT проверяют распространенные дефекты сборки печатных плат, такие как обрывы или короткие замыкания, отсутствующие или неправильно вставленные компоненты и неправильные значения резисторов/конденсаторов. Разрабатывая приспособления, специально адаптированные к Дизайн печатной платывсе ключевые компоненты и узлы схемы могут быть эффективно протестированы одновременно для полного охвата тестирования.
Различия между испытанием с помощью летающего зонда и внутрисхемным испытанием
В то время как тестирование ICT опирается на большие стойки сложных специализированных приспособлений, тестирование летающих зондов использует более гибкий подход, используя зонды, которые могут перемещаться по доске и контактировать с интересующими точками. Вместо разработки специального инструментария, системы FPT зависят от программирования, разработанного на основе данных CAD, которое динамически направляет зонды в целевые места на каждой плате. Хотя оба метода предполагают тестирование с помощью зондов, FPT и ICT существенно различаются в практическом применении:
- Эффективность затрат
FPT позволяет избежать дорогостоящих затрат на крепежные элементы, программируя любую компоновку на основе доступных данных САПР.
Прогоны прототипов или плат малого объема могут быть протестированы без инвестиций в специальные приспособления. Однако очень большие объемы производства с неизменными конструкциями могут оправдать расходы на приспособления ИКТ.
- Универсальный доступ
Большие фиксированные штыри приспособления ICT должны быть специально разработаны для каждой платы и могут столкнуться с ограничениями физического доступа. В отличие от этого, тест с летающими зондами использует миниатюрные подвижные зонды, которые могут достичь практически любого места на плате без проблем.
- Гибкость
При переключении между различными конструкциями печатных плат инженеры по тестированию ИКТ должны проходить длительные процедуры перенастройки для перенастройки распиновки. Однако системы тестирования с летающими зондами могут быстро адаптировать тестирование с помощью программного обеспечения для различных плат. Это делает FPT более подходящим для производства с большим ассортиментом и малыми объемами.
- Покрытие тестов
Тесты ICT используют параллельное «ложе гвоздей» для одновременного доступа ко многим точкам и полной проверки производительности питания. Хотя тестовые зонды с летающими зондами являются гибкими, последовательный характер тестирования может пропустить определенные типы дефектов. Функциональные дефекты также сложнее обнаружить без подачи питания во время FPT.
Другие часто используемые методы тестирования печатных плат
Помимо тестирования летающим зондом и внутрисхемного тестирования, печатные платы должны проходить ряд других тестов для полной проверки производительности и качества. Некоторые другие часто используемые методы тестирования печатных плат включают:
- Функциональный тест
Функциональное тестирование проводится для проверки того, что печатная плата работает правильно, а все схемы, компоненты и интерфейсы функционируют так, как задумано. Обычно этот процесс включает в себя подключение печатной платы к испытательному приспособлению и последующую оценку функциональности платы.
- Визуальный осмотр
Это самый фундаментальный тест, используемый производителями печатных плат. Он заключается в том, чтобы внимательно осмотреть готовую плату, чтобы проверить ее на наличие заметных изъянов или дефектов. Во время визуального осмотра специалисты сканируют все области платы, ища такие проблемы, как плохие паяные соединения, неправильное размещение компонентов, поврежденные дорожки, загрязнение платы и многое другое.
- Рентгеновское обследование
Одним из наиболее современных методов тестирования печатных плат является Рентгеновское обследование.
Это позволяет производителям заглянуть внутрь платы и выявить любые скрытые проблемы, которые невозможно обнаружить при простом визуальном осмотре.
- Тест на электромагнитные помехи
Печатные платы часто подвергаются электромагнитные помехи (EMI) Тестирование. Это позволяет оценить, насколько хорошо плата может выдерживать и нормально работать в условиях электромагнитных помех и помех.
- Электрические испытания
Один из основных наборов испытаний печатных плат направлен на проверку основных электрических характеристик самой платы. Электрические испытания включает в себя проверку сопротивления, индуктивности и емкости.
