PCB和PCBA是電子產品的基石,為了提升良品率,電路板廠商不遺余力改良提升制板工藝,還會采用各種專業測試儀器來發現產品缺陷。今天SPEA要分享的話題是如何測試PCBA。
可能很多人對于PCB和PCBA差異還不太了解,在講述如何測試PCBA之前,為大家科普下兩者的差異。
PCB是什么?
PCB的英文是PrintedCircuitBoard的簡稱,業內常叫做光板或裸板。是重要的部件,是電子元器件的支撐體,也是電子元器件電氣連接的載體。
什么是PCBA?
PCBA即便PCB+元器件組裝,是指PCB光板經過SMT上件,再經過DIP插件得到的電路板。通俗來說就是安裝電阻、集成電路、電容器等元器件后的線路板。
注:SMT和DIP都是在PCB板上安裝元器件的方式,其主要區別是SMT不需要在PCB上鉆孔,在DIP需要將零件的PIN腳插入已經鉆好的孔中。
SMT(Surface Mounted Technology)表面貼裝技術,主要利用貼裝機是將一些微小型的零件貼裝到PCB板上,其生產流程為:PCB板定位、印刷錫膏、貼裝機貼裝、過回焊爐和制成檢驗。
DIP即“插件”,也就是在PCB版上插入零件,這是一些零件尺寸較大而且不適用于貼裝技術時采用插件的形式集成零件。其主要生產流程為:貼背膠、插件、檢驗、過波峰焊、刷版和制成檢驗。
相信大家已經對PCB和PCBA有了更清晰的認識了,接下來我們回到正題:PCBA電路板要進行哪些測試?
PCBA測試是整個PCBA加工制程中最為關鍵的質量控制環節,決定著產品最終的使用性能。當前PCBA主要的測試項包括ICT測試、FCT測試、老化測試、疲勞測試。
ICT測試:主要包含電路的通斷、電壓和電流數值及波動曲線、振幅、噪音等。
FCT測試:需要進行IC程序燒制,對整個PCBA板的功能進行模擬測試,發現硬件和軟件中存在的問題,并配備必要的貼片加工生產治具和測試架。
老化測試:主要是將PCBA板及電子產品長時間通電,保持其工作并觀察是否出現任何失效故障,經過老化測試后的電子產品才能批量出廠銷售。
疲勞測試:主要是對PCBA板抽樣,并進行功能的高頻、長時間操作,觀察是否出現失效,判斷測試出現故障的概率,以此反饋電子產品內PCBA板的工作性能。
PCBA常見測試方法有哪些?
- 人工目測
人工目測是PCBA測試比較原始的方法,主要借助放大鏡檢查PCBA板的電路和電子元器件的焊接情況,看是否出現立碑、連橋、多錫、焊點是否橋接,是否少焊和出現焊接不完整性。如今PCB上元件數量眾多且小型化趨勢明顯,很多缺陷難以被發現,并且人工檢測效率低下,不使于量產的PCB流水線。
自動光學檢測也稱為自動視覺測試,由專門的檢測儀進行,在回流前后使用,對元器件的極性檢查效果比較好。光學檢測無法對物理方面的性能完成測試,如電路的通斷等。
3、ICT針床測試
在批量生產的工廠里沒有辦法讓你用電表慢慢去量測每一片板子上的每一顆電阻、電容、電感、甚至是IC的電路是否正確,所以ICT(In-Circuit-Test)自動化測試機臺的出現,它使用多根探針(一般稱之為「針床(Bed-Of-Nails)」治具)同時接觸板子上所有需要被量測的零件線路,然后經由程控以序列為主,并列為輔的方式循序量測這些電子零件的特性。
針床來做電路測試會有一些限制,比如說:探針的最小直徑有一定極限,太小直徑的針容易折斷毀損。
針間距離也有一定限制,因為每一根針都要從一個孔出來,而且每根針的后端都還要再焊接一條扁平電纜,如果相鄰的孔太小,除了針與針之間會有接觸短路的問題,扁平電纜的干涉也是一大問題。
此外,某些高零件的旁邊無法植針。如果探針距離高零件太近就會有碰撞高零件造成損傷的風險,另外因為零件較高,通常還要在測試治具針床座上開孔避開,也間接造成無法植針。電路板上越來越難容納的下所有零件的測試點。
4、飛針測試
飛針測試被很多人認為是有望取代針床測試的新型測試技術,飛針測試機在測試精度、速度、可靠性、覆蓋率方面進步迅速,在過去幾年中已經受到了普遍歡迎。此外,現在對于原型(Prototype)制造、中小產量PCB和PCBA所需要的具有快速轉換、無夾具能力的測試系統的要求,使得飛針測試靈活性和經濟型足部凸顯。
飛針測試機的主要優點是,它是能加速產品上市時間(time-to-market)的工具,自動測試生成、無夾具成本、良好的診斷和易于編程。先進的飛針測試機還集成了3D激光測試、燒錄編程、邊界掃描等多項實功能。
5、MDA制造缺陷分析
MDA(manufacturing defect analyzer)是一種用于高產量/低混合環境的工具,這里測試只用于診斷制造缺陷。當沒有使用殘留降低技術時,測試機之間的可重復性是一個問題。還有,MDA沒有數字驅動器,因此不能功能上測試元件或者編程板上的固件(firmware)。測試時間比視覺測試少,因此MDA能夠趕上生產線的節拍速度。
PCBA制造工藝流程復雜,在生產加工過程中,可能會遇到各種產品缺陷問題。PCBA的測試方法和測試設備,應根據PCBA的具體特性來決定。
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