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PCB电性测试技术

 

电性能测试主要是测试基板线路的导通性(Continuity)及绝缘性(Isolation),导通性测试是指通过测量同一网络内结点间的电阻值是否小于导通阀值从而判断该线路是否有断开现象,即通常所说的开路;绝缘测试是指通过测量不同网络的结点间的电阻值是否大于结缘阀值从而判断绝缘网络是否有短路现象。随着线路紧密的增加,电性能测试的难度也随之增加,相继产生了新的测试技术以应对PCB行业的阀值,导致测试难度增加的主要因素有:基板表面的PAD大小、PAD跨距(Pitch)、导线间距缩小使导通孔径缩小,PAD表面镀层的压痕限制、测量阻值精度要求的提高、测试速度要求的提高等因素。下面将从测试原理上对当今PCB测试的解决方案加以阐述。

    PCB电性能测试从原理上可分为两类:电阻法测试你和电容法测试;电阻法测试又可分成二端式测试、四端式测试;按照测试探头是否与PCB完全接触划分又可分为接触式测试和非接触式测试。

1.       两端式测试

在接触式测试中两端式测试是目前普遍应用的一种方案,测试的精度虽然不高(1Ω),但是用来判断线路的开短路已经能满足绝大部分的线路板的需要,因四端式测试还不能满足高密度的线路板测试,只有在密度不高电阻电容类的线路板上应用。

2.       PCB测试点连接的方法

主要有三种方式,一是有夹具测试,探针按照线路板的测试点位置排布在测试夹具上与PCB相应的测试点相连;二是无夹具的移动探针式测试(又称飞针测试),该种方式只有几根探针,探针在线路板上快速移动与测试点接触;三是JP导电胶测试,利用电胶的各项异性实现连接。

3.       专用测试

使用绕线或电缆连接的方式制作的夹具,通常称为专用夹具。利用专用夹具测试称为专用测试。

优点:结构简单,技术难度小,设备成本低。

缺点:密度高,点数多时,成本蕞高,所以在高密度测试时,一般不推荐使用。

在日本,由于测试针的尺寸可以做到非常小( <0.1mm=所以在小面积的高密度测试时,也较常使用此类测试,但一般配置CCD系统或移动夹具测试。

4.       飞针测试

分针测试是测试探头在线路板上快速逐点移动来完成测试,一般是先利用电容法测试,当测得电容不在合格范围内时再用电阻法进行准确确认。每个测试探头由精密的传动系统控制运动位置,位置精度可达到0.01mm,故可以测试密度较高PAD较小的线路板,飞针测试也需测试夹具,又节省了夹具制作成本,但是分针测试的速度与夹具测试相比,就非常地慢,且探头的寿命也不如人意,只能适合批量较小的生产。飞针测试机按照装板方式分立式和卧式,按照探针头数量分有2头、4头、8头、16头甚至32头。

5.       JP夹具(垂直导电橡胶)

JP治具时由一种特殊的导电材料PCR(Perssure sensitive Conductive Rubber)PTBPitch Translation Board)制作而成,该材料的导电性能具有各项异性的特点,PCR材料只有在Z轴向下受压的方向形成电流导通,横向绝缘。测试不需要夹具,只需传送板作为介质,因质地较软且与线路板以面相接触,故不会对PAD表面造成损伤性压痕。其垂直导电的单元非常小,可达到0.07mm²所以也可以对密度非常高的线路板进行测试。

优点:夹具安装时间短,开短路测试通过率高。

缺点:导电胶寿命短,要定期更新。否则的话,它会把线路盘严重地污染掉。


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