SMT测试技术

摘要:主要介绍了当前用于检测组装后PCB的缺陷和故障的一些常风测试技术,并对未来的发展趋势进行了初步探讨.
关键词: 缺陷和故障;检测;表面贴装技术;线路板;线路板组件.要在当今竞争激烈的市场中立足,电子产品的生产厂家就必需确保产品质量.为了保证产品质量,在生产过程中就需要采用各类测试技术进行检测,及时发现缺陷和故障并修复.根据测试方式的不同,测试技术可分为非接触式测试和接触式测试.非接触式测试已从人工目测发展到自动光学检查(AutomaticOpticslnspector,简称AOI)、自动射线检测(AutomaticX-raylnspector,简称AXI),而接触式测试则可分为在线测试和功能测试两大类.本文将对各类测试技术及未来发展趋势作一初步探讨.
1几种测试技术介绍
1.1在线测试仪ICT(1n-CircuitTester)
电气测试使用的最基本仪器是在线测试仪(ICT),传统的在线测试仪测量时使用专门的针床与已焊接好的线路板上的元器件接触,并用数百毫伏电压和10毫安以内电流进行分立隔离测试,从而精确地测出所装电阻、电感、电容、二极管、三极管、可控硅、场效应管、集成块等通用和特殊元器件的漏装、错装、参数值偏差、焊点连焊、线路板开短路等故障,并将故障是哪个组件或开短路位于哪个点准确告诉用户.针床式在线测试仪优点是测试速度快,适合于单一品种民用型家电线路板及大规模生产的测试,而且主机价格较便宜.但是随着线路板组装密度的提高,特别是细间距SMT组装以及新产品开发生产周期越来越短,线路板品种越来越多,针床式在线测试仪存在一些难以克服的问题:测试用针床夹具的制作、调试周期长、价格贵;对于一些高密度SMT线路板由于测试精度问题无法进行测试.基本的ICT近年来随着克服先进技术技术局限的技术而改善.例如,当集成电路变得太大以至于 不可能为相当的电路覆盖率提供探测目标时,ASIC工程师开发了边界扫描技术.边界扫描(boundary scan)提供一个工业标准方法来确认在不允许探针的地方的组件连接.额外的电路设计到IC内面,允许组件以简单的方式与周围的组件通信,以一个容易检查的格式显示测试结果.另一个无矢量技术(Vectorlesstechnique)将交流(AC)信号通过针床施加到测试中的组件.一个传感器板*住测试中的组件表面压住,与组件引脚框形成一个电容,将信号偶合到传感器板.没有偶合信号表示焊点开路.
用于大型复杂板的测试程序人工生成很费时费力,但自动测试程序产生(ATPG,automated testprogramgeneration)软件的出现解决了这一问题,该软件基于PCBA和CAD数据和装配于板上的组件规格库,自动地设计所要求的夹具和测试程序.虽然这些技术有助于缩短简单程序的生成时间,但高节点数测试程序的论证还是费时和具有技术挑战性.
飞针式测试仪是对针床在线测试仪的一种改进,它用探针来代替针床,在X-Y机构上装有可分别高速移动的4个头共8根测试探针,最小测试间隙为0．2mm.工作时根据预先编排的坐标位置程序移动测试探针到测试点处,与之接触,各测试探针根据测试程序对装配的元器件进行开路/短路或组件测试.与针床式在线测试仪相比,在测试精度、最小测试间隙等方面均有较大幅度提高,并且无需制作专门的针床夹具,测试程序可直接由线路板的CAD软件得到,但测试速度相对较慢是其最大不足.
1．2功能测试(FunctionalTester)
ICT能够有效地查找在SMT组装过程中发生的各种缺陷和故障,但是它不能够评估整个线路板所组成的系统在时钟速度时的性能.而功能测试就可以测试整个系统是否能够实现设计目标,它将线路板上的被测单元作为一个功能体,对其提供输人信号,按照功能体的设计要求检测输出信号.这种测试是为了确保线路板能否按照设计要求正常工作.所以功能测试最简单的方法,是将组装好的某电子设备上的专用线路板连接到该设备的适当电路上,然后加电压,如果设备正常工作,就表明线路板合格.这种方法简单、投资少,但不能自动诊断故障.