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"飛針"測試是測試的一些主要問題的最新解決辦法。名稱的出處是基于設(shè)備的功能性,表示其靈活性。飛針測試的出現(xiàn)已經(jīng)改變了低產(chǎn)量與快速轉(zhuǎn)換(quick-turn)裝配產(chǎn)品的測試方法。以前需要幾周時(shí)間開發(fā)的測試現(xiàn)在幾個(gè)小時(shí)就可以了。對于處在嚴(yán)重的時(shí)間到市場(time-to-market)壓力之下的電子制造服務(wù)(EMS, Electronic Manufacturing Services)提供商,這種后端能力大大地補(bǔ)償了時(shí)間節(jié)省的前端技術(shù)與工藝,諸如連續(xù)流動(dòng)制造和剛好準(zhǔn)時(shí)的(just-in-time)物流。

快速轉(zhuǎn)換生產(chǎn)的不利之事是,電路板可以在各種環(huán)境下快速裝配,取決于互連技術(shù)與板的密度。顧客經(jīng)常愿意對這種表現(xiàn)額外多付出一點(diǎn)�？墒�,當(dāng)電路板上已經(jīng)裝配但不能在可接受的時(shí)間框架內(nèi)測試,他們不愿意付出拖延的價(jià)格。不可接受的測試時(shí)間框架延誤最終發(fā)貨有兩個(gè)理由。一個(gè)理由是缺乏靈活的硬件;第二個(gè)是在給定產(chǎn)品上所花的測試開發(fā)時(shí)間。

許多原設(shè)備制造商(OEM)在做傳統(tǒng)上一樣快并沒有價(jià)格懲罰的電路板時(shí),不愿意承擔(dān)快速轉(zhuǎn)換(fast-turn)裝配的費(fèi)用。具有快速轉(zhuǎn)換服務(wù)的EMS,但是不能在OEM的時(shí)間框架內(nèi)出貨的,一定要尋找一個(gè)解決方案。

飛針測試機(jī)可檢查短路、開路和元件值。在飛針測試上也使用了一個(gè)相機(jī)來幫助查找丟失元件。用相機(jī)來檢查方向明確的元件形狀,如極性電容。隨著探針定位精度和可重復(fù)性達(dá)到5-15微米的范圍,飛針測試機(jī)可精密地探測UUT。

飛針測試解決了在PCB裝配中見到的大量現(xiàn)有問題,如在開發(fā)時(shí)缺少金樣板(golden standard board)。問題還包括可能長達(dá)4-6周的測試開發(fā)周期;大約$10,000-$50,000的夾具開發(fā)成本;不能經(jīng)濟(jì)地測試少批量生產(chǎn);以及不能快速地測試原型樣機(jī)(prototype)裝配。這些情況說明,傳統(tǒng)的針床測試機(jī)缺少測試低產(chǎn)量的低成本系統(tǒng);缺乏對原型樣機(jī)裝配的快速測試覆蓋;以及不能測試到屏蔽了的裝配。

因?yàn)榫哂芯o密接觸屏蔽的UUT的能力和幫助更快到達(dá)市場(time-to-market)的能力,飛針測試是一個(gè)無價(jià)的生產(chǎn)資源。還有,由于不需要有經(jīng)驗(yàn)的測試開發(fā)工程師,該系統(tǒng)可認(rèn)為是節(jié)省人力的具有附加價(jià)值和時(shí)間節(jié)省等好處的設(shè)備。

在軟件開發(fā)和裝載完成以后,開始典型的飛針測試過程的測試調(diào)試。調(diào)試是測試開發(fā)員接下來的工作,需要用來獲得盡可能最佳的UUT測試覆蓋。在調(diào)試過程中,檢查每個(gè)元件的上下測試極限,確認(rèn)探針的接觸位置和零件值。典型的1000個(gè)節(jié)點(diǎn)的UUT調(diào)試可能花 2-小時(shí)。

飛針測試機(jī)的開發(fā)容易和調(diào)試周期短,使得UUT的測試程序開發(fā)對測試工程師的要求相當(dāng)少。在接到CAD數(shù)據(jù)和UUT準(zhǔn)備好測試之間這段短時(shí)間,允許制造過程的最大數(shù)量的靈活性。相反,傳統(tǒng)ICT的編程與夾具開發(fā)可能需要160小時(shí)和調(diào)試 16-40 小時(shí)。

和任何事情一樣,飛針測試有其缺點(diǎn)。因?yàn)闇y試機(jī)物理接觸通路孔和測試焊盤上的焊錫,可能在焊錫上留下小凹坑。對某些OEM客戶,這些小凹坑可能認(rèn)為外觀缺陷,造成拒絕接收裝配。因?yàn)橛袝r(shí)在沒有測試焊盤的地方探針會(huì)接觸到元件引腳,所以可能會(huì)錯(cuò)過松脫或焊接不良的元件引腳。探針測試機(jī)還限制電路板的尺寸:16"x24"。

飛針測試時(shí)間是另一個(gè)主要因素。一臺(tái)典型的針床測試機(jī)可能花30秒測試UUT的地方,飛針測試機(jī)可能花 8-10 分鐘。

優(yōu)點(diǎn)包括:

快速測試開發(fā);較低成本測試方法;快速轉(zhuǎn)換的靈活性;以及在原型階段為設(shè)計(jì)人員提供快速的反饋。

6針或8針床測試機(jī)飛針測試機(jī)可使用雙面測試,和針床測試一樣可雙面測試,節(jié)省翻板時(shí)間。

新的飛針測試機(jī)用于軟著陸功能,以及彈簧探針的彈力能降低到10g(0.1N)。雖然稍微增加了測試時(shí)間, 但是扎痕幾乎看不到。

因此,和傳統(tǒng)的ICT比較,飛針測試所要求的時(shí)間通過減少總的測試時(shí)間足以彌補(bǔ)。

使用飛針測試系統(tǒng)的好處大于缺點(diǎn)。例如,裝配過程中這樣一個(gè)系統(tǒng)提供在接收到CAD文件只有幾小時(shí)就可以開始生產(chǎn)。因此,原型電路板在裝配后數(shù)小時(shí)即可測試,不象ICT,高成本的測試開發(fā)與夾具可能將過程延誤幾天,甚至幾月。飛針測試系統(tǒng)也減少了新產(chǎn)品的"第一篇文章"的視覺檢查時(shí)間,這一點(diǎn)是很重要的,因?yàn)榈谝粔K板經(jīng)常決定剩下的UUT的測試特性。

另外,飛針軟件的自學(xué)功能允許在沒有電路板資料(CAD,BOM,原理圖等)的情況下,測試整個(gè)電路板。

除此之外,由于設(shè)定、編程和測試的簡單與快速,實(shí)際上非技術(shù)裝配人員,而不是工程師,可用來操作測試。也存在靈活性,做到快速測試轉(zhuǎn)換和過程錯(cuò)誤的快速反饋。還有,因?yàn)閵A具開發(fā)成本與飛針測試沒有關(guān)系,所以它是一個(gè)可以放在典型測試過程前面的低成本系統(tǒng)。并且因?yàn)轱w針測試機(jī)改變了低產(chǎn)量和快速轉(zhuǎn)換裝配的測試方法,通常需要幾周開發(fā)的測試現(xiàn)在數(shù)小時(shí)就可以得到。

最大測試面積最好超過 [40×32] mm。特別是經(jīng)常做超大板的工廠和飛針測試代工中心,則更應(yīng)考慮這種擁有大的測試幅面的機(jī)種。

測試機(jī)的精度

機(jī)器精度方面要注意對不同標(biāo)注法的理解。通用標(biāo)注法為:精準(zhǔn)度標(biāo)稱(分辨率,重復(fù)精度)、最小測試PAD尺寸、最小焊盤間距。對于其它方式的標(biāo)注一定要廠商解釋清楚,防止誤解。中高層次的飛針測試機(jī)的精準(zhǔn)度一般為2mil,最小測試PAD尺寸為6~8 mil、最小焊盤間距為8~12 mil。而是小線寬線距是與飛針測試的精度是無關(guān)的,無需考慮。

部件及耗材

測試機(jī)的主要部件包括電機(jī)、導(dǎo)軌、絲杠、皮帶、軸承等。這些部件對機(jī)器精度及穩(wěn)定性起決定因素。對其質(zhì)量品牌要留意,意大利、德國、日本這些基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)達(dá)的國家產(chǎn)品質(zhì)量比較好。飛針測試機(jī)的一大優(yōu)點(diǎn)是耗材少。主要耗材為測試針,需要考慮其壽命和價(jià)格。一般在3至6個(gè)月更換一次測試針,價(jià)格在￥1000元/支以下比較合適。

可靠性與穩(wěn)固性

若飛針測試機(jī)存在漏測或其它至命缺陷那就會(huì)變得毫無意義了。這與機(jī)器的軟件、機(jī)器自檢、實(shí)時(shí)故障偵測能力密切相關(guān)。在選購時(shí)不能盲目追求其速度及操作簡單。另機(jī)器的穩(wěn)固性對精度和測試速度都有很大影響,一般靠牢固的機(jī)架和重的平臺(tái)來保證。

測試機(jī)軟件

測試機(jī)的軟件一定要成熟,否則將會(huì)經(jīng)常性報(bào)錯(cuò)、間歇性中止、死機(jī)、甚至造成漏測。還要從兼容性、網(wǎng)絡(luò)分析能力、操作的簡便性等方面綜合評估。

測試機(jī)的環(huán)境要求

供電要求一般為AC220V50HZ市電,功率在0.5~2KW之間。對溫度要求不高0~30℃均可正常工作。而濕度對機(jī)器的影響要大一些,一般在75%以下。所以要注意機(jī)器放置環(huán)境不能太潮濕,否則需要增加抽濕機(jī)。還有極少數(shù)的飛針測試機(jī)需要供氣,須配備空氣壓縮機(jī)。飛針測試機(jī)的重量一般為100~1800kg,對放置地點(diǎn)就沒有特殊要求了。

排名靠前的測試PCBA飛針測試機(jī)

SPEA(意大利)

Takaya (日本)

Seica (意大利)