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PCBA大講堂:焊珠探針技術(shù)(bead probe)-增加ICT的測(cè)試涵蓋率

發(fā)布時(shí)間 :2016-07-26 17:15 閱讀 : 來(lái)源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCBA部
PCBA大講堂:焊珠探針技術(shù)(bead probe)-增加ICT的測(cè)試涵蓋率
焊珠探針技術(shù)(bead probe)是由Agilent(安捷倫)獨(dú)家申請(qǐng)專利所提出,在不需要額外增加電路板空間的情況下,使用現(xiàn)有布線來(lái)增加ICT(In-Circuit-Test)的測(cè)試點(diǎn)涵蓋率(coverage),也就是增加印刷電路板上的測(cè)試點(diǎn)(Test Point),以達(dá)到組裝電路板可以使用ICT測(cè)試的目的。
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因?yàn)楝F(xiàn)在電路板上面的零件密度越來(lái)越密,但是空間卻越來(lái)越小,尤其是做手機(jī)的板子,所以最先被犧牲的就是不具任何功能作用的測(cè)試點(diǎn),因?yàn)楹芏嗬习宥颊J(rèn)為:「品質(zhì)是制造出來(lái)的,所以只要把電路板組裝的品質(zhì)做好,就不需要有后續(xù)的電氣測(cè)試了?!埂_@句話我完全同意(站在老板的立場(chǎng)XD),只是以目前電子業(yè)快速前進(jìn)的步調(diào),九個(gè)月甚至六個(gè)月就要完成一個(gè)案子,真不知道有那個(gè)工程師可以打包票,說(shuō)他設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品沒有Bug,組裝廠也不敢說(shuō)他們組裝的板子可以零缺點(diǎn)?到現(xiàn)在BGA封裝都已經(jīng)夠讓SMT與制程工程師頭大了,現(xiàn)在又出現(xiàn)了一堆新的IC封裝(如QFN),還有把整個(gè)通訊模組作在一塊小電路板上面,成品廠需要把這整塊模組電路板當(dāng)成SMT零件,焊接在其電路板上的情況。
 
種種設(shè)計(jì)與組裝上的挑戰(zhàn),都在顯示很難舍棄傳統(tǒng)的ICT,而純粹只使其他的方法(如AOI, AXI)來(lái)確保組裝電路板(PCB Assembly)的品質(zhì),于是有越來(lái)越多的公司又開始回來(lái)使用ICT,只是電路板上的空間只會(huì)越來(lái)越小,哪還有空間可以擺放測(cè)試點(diǎn),所以聰明的安捷倫就想出了這種在既有布線(trace)上面印刷錫膏的方式來(lái)取代測(cè)試點(diǎn)的「焊珠探針技術(shù)(bead probe)」方法,安捷倫的目的當(dāng)然是希望整個(gè)電子業(yè)可以繼續(xù)保有ICT作業(yè),然后購(gòu)買更多它的3070系列ICT測(cè)試機(jī)臺(tái)。
傳統(tǒng)的ICT測(cè)試方式,使用尖頭的探針接觸在圓形的測(cè)試點(diǎn)上面以形成回路,這種方式需要的是一個(gè)大面積的測(cè)試點(diǎn),然后探針就像是射箭一樣的必須射到標(biāo)靶范圍內(nèi),所以需要使用較多的電路板空間;而焊珠探針技術(shù)(bead probe)則剛好顛倒,它希望測(cè)試點(diǎn)盡量不要占用電路板的空間,但為了可以與探針接觸形成回路,于是印刷了錫膏,讓測(cè)試點(diǎn)變高,然后使用直徑較大的平頭探針(50, 75,100 mils)來(lái)增加與測(cè)試點(diǎn)接觸的機(jī)會(huì),就像拿著榔頭敲鐵釘一般。
理論上這真的是測(cè)試點(diǎn)重生的一大突破,但在現(xiàn)實(shí)環(huán)境上還有很多的技術(shù)需要克服:
? 布線上面印刷錫膏容易因?yàn)橹竸┑臍埩舳绊懙教结樑c測(cè)試點(diǎn)接觸不良的問題產(chǎn)生。針對(duì)這個(gè)問題,目前已有多家的探針制造商設(shè)計(jì)出設(shè)合焊珠探針技術(shù)(bead probe)使用的探針。 
(下面探針的圖片取自 ingun 公司) 
焊珠探針技術(shù)(bead probe)-增加ICT的測(cè)試涵蓋率
? 錫膏的印刷要非常精淮。尤其是無(wú)鉛的錫膏內(nèi)聚力比錫鉛的錫膏來(lái)得差,需要更精淮的錫膏印刷,因?yàn)殄a高的印刷量會(huì)決定焊錫的高度,測(cè)試點(diǎn)上的焊錫高如果不夠,ICT的誤判率就會(huì)增加。這點(diǎn)牽涉到錫膏的印刷工藝、鋼板的精度,還有電路板拼板時(shí)的公差。 
焊珠探針技術(shù)(bead probe)-增加ICT的測(cè)試涵蓋率
? 布線的寬度如果太小,容易因?yàn)楦街Σ蛔愣惶结樆蚴瞧渌耐饬Σ恍⌒耐茢嗟?。一般建議最小布線寬度要有5mils以上。據(jù)說(shuō)目前有業(yè)者成功的測(cè)試過4mils,但隨著布線的寬度越小,其ICT的誤判率就越高。建議可以把布線的寬度加大,然后周圍用綠漆(mask)蓋起來(lái),這樣會(huì)比較強(qiáng)壯。 
(下面焊珠的圖片也是取自 ingun 公司,這些焊珠已經(jīng)過探針接觸擠壓,左邊為施加2.0N右邊為施加3.0N以后的焊珠形狀) 
焊珠探針技術(shù)(bead probe)-增加ICT的測(cè)試涵蓋率焊珠探針技術(shù)(bead probe)-增加ICT的測(cè)試涵蓋率
? 使用焊珠探針技術(shù)(bead probe)是否會(huì)影響到高頻的品質(zhì)。根據(jù)安捷倫的測(cè)試報(bào)告是不會(huì)影響到高頻的performance。
? 使用焊珠探針技術(shù)(bead probe)是否會(huì)有電容效應(yīng)或是天線效應(yīng)。根據(jù)安捷倫的回復(fù),目前的測(cè)試與客戶的反應(yīng)皆沒有聽說(shuō)有這方面的問題。
? 焊珠探針技術(shù)(bead probe)的可靠度為何?根據(jù)安捷倫的回復(fù),測(cè)試過200個(gè)cycles沒有問題。
另外,安捷倫強(qiáng)烈建議工廠導(dǎo)入這種焊珠探針技術(shù)(bead probe)技術(shù),最好要有六個(gè)月以上的實(shí)驗(yàn)期,因?yàn)樾枰x擇錫膏、微調(diào)鋼板開孔、錫膏量,與還要調(diào)整ICT測(cè)試探針種類與精度。所以在初期實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,最好可以在電路板上同時(shí)存在傳統(tǒng)的圓形測(cè)試點(diǎn)與新的焊珠測(cè)試點(diǎn)。


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