Тест с летящи проби за платки и сглобени PCB

Въведение

Днес PCB сглобяванията са сърцето и душата на всякакви видове модерна електроника. Но тъй като плаките за вериги стават по-сложни и пълни с компоненти, производителите се сблъскват с нови предизвикателства, когато става въпрос за проверка на качеството и производителността на продукта. Това е наистина напреднала, гъвкава система за тестване, която напълно променя начина, по който тестване на ПЛС - Да, приключи. Най-готината част? Това ви дава наистина високо покритие на тестовете без да се нуждаете от персонализирани тестови принадлежности.

Когато се използват летателни сондата в Тестване на ПЛС прототипите, както за малки производствени серии, така и за някои по-големи производствени серии. Много производители разчитат на него, защото е точен, бърз и лесно може да се справи с промените в дизайна.

Както и при всяко високотехнологично оборудване, трябва да следите поддръжката и ремонтите, за да може да работи гладко.

В това ръководство ще разгадаем как летящите сондата за PCB подобряват качеството на продукта, какво представлява системата за летящи сондата, как да се поддържа правилно и как тя се сравнява с други методи за изпитване като изпитване в верига (ICT). Независимо дали търсите нова тестова настройка или се опитвате да оптимизирате това, което вече имате, това ръководство ще ви даде практически съвети, за да направите вашата платка с верига по-надеждна.

Какво е Тест с летящ щуп ?

Какво е тестът с летяща сонда? Представете си го като наистина умен, неинвазивен метод за тестване на електронни асемблажи, особено на печатни платки.

Ето основната идея: вместо да използвате онези големи, громоздки машини за вграден тест, които имат нужда от персонализирана „легло от пирони“ приспособа, летящите проби използват тези супер сонди с роботизирано управление, които се движат самостоятелно. Те бързо се придвижват по платката и докосват определени тестови точки, за да извършат електрически измервания.

По принцип разполагате с няколко от тези изключително прецизни сонди. Всички те се управляват независимо, така че всяка може да достигне различни точки на печатната платка, според файловете с дизайна на PCB и какво трябва да се тества. Този метод на тестване го прави идеален за нови прототипи, малки производствени серии или всяка платка, която често се актуализира. Най-голямото предимство? Не е нужно да изграждате скъпа, специализирана тестова приспособа всеки път.

Ключови функции:

• Летящите проби се движат и докосват определени тестови точки или виаси на PCB, за да установят електрически контакт.
• Те извършват всички видове проверки – търсят прекъсвания и къси съединения, измерват дали компонентите имат правилната стойност, проверяват дали са ориентирани правилно и дори извършват по-сложни функционални тестове.
• Страхотното е, че можете да го използвате на почти всяка етап – върху празна платка, частично заредена или напълно сглобена PCB.
• Всички тестови данни се записват автоматично, което е изключително полезно за контрола на качеството и спазването на отрасловите стандарти.

Защо да използвате летящ пробен тест?

• Бързо настройване за нови проекти. Просто качвате файловете на вашия дизайн и списъка с материали – това е всичко.
• Няма нужда от персонализирани тестови приспособления. Това означава, че избягвате целия процес на изчакване и разходите за специално тестово приспособление.
• Достига до труднодостъпни места. Пробите могат да достигнат почти навсякъде по платката, осигурявайки висока степен на покритие при тестването, дори в зони, които са трудни за традиционните тестери.

Как работят летящите пробни тестери

И така, как всъщност работи тестер с летящи щифтове? Всичко се свежда до прецизно хореографирано движение и измервания. Ето какъв е типичният процес:

• Първо, внася се тестовата програма – това означава зареждане на най-новите CAD файлове, списъци с компоненти и данни за разположението на веригите в системата.
• След това системата автоматично определя най-добрите пътища за тестовите щифтове чрез автоматично насочване към конкретни точки на PCB – говорим за контактни площи, виаси и специални тестови точки.
• Следващата стъпка е всеки щифт да осъществи нежен, но точен контакт с предварително зададената си тестова точка. Ще се проверяват неща като непрекъснатост, съпротивление, капацитет и напрежение за установяване на електрически контакт – всички необходими измервания.
• Но не става дума само за статични измервания. Тези тестери могат да извършват и функционално тестване – могат да подават сигнали, да проверяват как реагира платката и дори да стартират последователности при включване под напрежение, подобно на това, което бихте направили със специализирано оборудване за функционално тестване.
• Накрая, събиране на тестови данни – системата автоматично събира и съхранява всички тестови данни за всяка платка. Това улеснява значително проследяването на проблеми и потвърждаването, че всичко отговаря на изискванията за качество.

Компоненти на система за тест с летящи проби

Типове тест с летящи щипци и методи на тестване

Системите за тест с летящи щипци се използват широко — те могат да извършват всевъзможни проверки в зависимост от нуждите на платката и етапа в производствения процес.

Често срещани видове тестови процедури с летящи щипци включват:

• Тест за прекъснати/къси съединения: Това е основният тест — открива прекъснати вериги или случайни къси съединения.
• Тест в монтажно състояние (ICT): Летящите щипци могат да извършват много от същите проверки като традиционна ICT система, но с много по-голяма гъвкавост, тъй като няма фиксирана приспособа.
• Функционален тест: Той всъщност може да симулира начина, по който устройството работи, като изпраща сигнали към различни части на платката, за да провери дали то работи правилно.
• Тест по гранично сканиране: Работи чрез JTAG, за да извършва по-напреднали тестове, особено върху сложни цифрови платки.
• Тест за високонапрежна изолация: Прилага високо напрежение, за да открие малки, трудноуловими къси съединения или течове на ток.
• Тест за ориентация и стойност на компонентите: Проверява дали елементи като резистори и кондензатори са от правилния тип, стойност и са поставени в правилната ориентация.
• Тест при включване на захранването: Включва захранването на платката, за да се види как се държи тя при реални работни условия.

Въпреки че тестът с летяща игла е изключително гъвкав, изборът на правилния метод за тестване се определя от крайния продукт, обема на производството, конкретните изисквания за тестване и целия производствен процес.

Компоненти на система за тест с летяща игла

Нека разгледаме основните компоненти на оборудването за тест с летяща игла и подробно да обясним техните функции:

• Сонди: Това са свръхпрецизни, издръжливи игли, които всъщност докосват платката. Те имат пружиниращи или гъвкави върхове, за да осигурят последователен контакт и да не оцарапат PCB платката.
• Механизъм за задвижване на пробите: Това е машинната част — прецизните актуатори, които задвижват пробите. Те могат да придвижват всяка проба независимо в тримерно пространство, така че да достигнат до точките за тестване дори при най-заетите или неудобно разположени части на платката.
• Система за управление: Това е комбинация от софтуер и хардуер, която управлява целия процес. Той контролира последователността на теста, указва на пробите къде да се движат, събира всички данни и предоставя екран за взаимодействие.
• Тестова фиксира (когато е необходима): Цялата идея обикновено е да няма нужда от фиксиране. Но при платки с необичайна форма или гъвкави платки, може да използвате прост държач с възможност за регулиране, за да се осигури перфектно подравняване на всичко.
• Подсистема за измерване: Това са всички вътрешни електронни компоненти, които извършват действителното електрическо тестване — като вградени захранвания, мултиизмервателни уреди и осцилоскопи. Всичко това е безпроблемно интегрирано в тестовата програма.

Приложения на тестване с летящи щипци

Къде всъщност се използват системи за тестване с летящи щипци? Навсякъде! Тяхната гъвкавост, отличен обхват и бързо настройване ги правят предпочитан избор в различни области.

• Прототипиране и ново въвеждане на продукти (NPI): Те са идеални за тази цел. Можете почти веднага да тествате нов дизайн и лесно да следите честите промени в началния етап на проектиране.
• Производство с нисък до среден обем: Ако не произвеждате милиони бройки, инвестирането в персонализиран тестов фиксатор често не се окупява. Летящите щипци ви осигуряват отличен тестов обхват без големите първоначални разходи.
• HDI и сложни платки: Те могат да достигнат до миниатюрни тестови площи и компоненти с изключително малък разстояние между изводите, които традиционната панцирна конструкция „легло от пирони“ просто не може да достигне, без да струва огромни пари.
• Поправка/Преработка/Полево анализиране: Независимо дали става въпрос за повредена платка от производствената линия или за устройство, върнато от полето, летящите проби са идеален диагностичен инструмент. Получавате точни тестове незабавно, без нужда от фиксирана конструкция.
• Регулирани сектори: Сектори като медицински, аерокосмически и автомобилни ги предпочитат, защото осигуряват подробни данни и проследимост, които изискванията за качество изискват.

По принцип, докато продуктите стават по-умни, а жизнените цикли — по-бързи, приложението на този вид гъвкаво тестване продължава да нараства. Поради това приложенията на тестване с летящи проби продължават да се разширяват.

Предимства на тестването с летящи проби

Така че предимствата на тестването с летящи проби са значителни, особено за съвременното производство на електроника и осигуряване качеството на PCB:

• Липса на нужда от персонализирани тестови конструкции: Това е голямото предимство. Вие пропускате скъпата, специално изработена пластина "легло от игли". Това означава, че спестявате много пари в началото, можете да започнете тестването много по-бързо и да коригирате дизайна на платката без никакви затруднения.
• Висока покритост при тестване: Системите за тестване с летящи проби широко се използват за невероятно малки, плътни области на платка — например миниатюрни преходи или плътно разположени компоненти, които просто са недостижни за традиционните тестери.
• Приспособимост за прототипи и малки серии: Това е предпочитаното решение за нови продукти и малки серии, при които дизайновете все още се променят и трябва бързо да стигнете до пазара.
• Контакт с конкретни точки за тестване: Пробите могат да се придвижат до всяка точка за тестване на платката, което позволява изключително задълбочена електрическа проверка от единия до другия край.
• Съкратено време за изпълнение: Тъй като няма нужда да изграждате и да чакате фиксирана конструкция, можете да стартирате тестовата си програма почти веднага.
• Ефективно тестване: Софтуерът използва интелигентно откриване на пътя, за да премести сондата по възможно най-бързия начин, ускорявайки целия процес, без да губи точност.
• Точни измервания на изпитването: Да се свържеш директно с борда означава да получиш чисти сигнали и наистина надеждни данни.
• Нежно с сбора: Пробите имат меко докосване, което предотвратява повреда и оставя почти никакви следи, дори и на деликатни компоненти.
• Гъвкави методи на изпитване: Една система често може да изпълнява комбинация от различни тестове - като функционално, в веригата и гранично сканиране - спестявайки ви от необходимостта от няколко специализирани машини.
• Подкрепа за специални типове PCB: Работи брилянтно с напреднали платки като HDI, твърдо-флексивни или всякакви необичайни форми, които биха били кошмар за стандартен уред.

Летящи сондата срещу изпитване в верига (ICT) и специални изпитвателни устройства

Сравняването на летящите сонда тестове с в-кругова тест (ICT) машини и персонализирани тестови фиксирания помага да се изясни защо сонда тестови системи са станали толкова популярни.

Кога да използвате тест с летяща проба

• Ако работите с тестове на прототипи, нови продукти или табла, които се променят много, летящите тестове на сондата са най-добрият вариант. Тя е построена за гъвкавост.
• Но ако работиш с много голям обем на производство, където всички тестови точки са леснодостъпни, ИКТ може да са начинът да се направи всичко по-бързо, когато тестваш дъска след дъска.
• И честно казано, много производители дори не избират, те използват и двете. Така получавате най-доброто от двата свята: гъвкавостта на летащата сонда и на входящата верига.

Най-добри практики за изпитване и поддръжка на летателни сондата

За да извлечете най-доброто от системата си за летащи сондата и да запазите качеството на дъската си високо, ето някои практични съвети, които трябва да следвате:

Най-добри практики за летателни сондата

• Редовно поддръжка и калибриране: Не чакай нещо да се счупи. Редовно почиствайте, калибрирайте и проверявайте сондата и самата система.
• Оптимизирайте пътеките на сондата: Използвайте софтуера, за да оптимизирате маршрутите на сондата. По-кратки пътувания означават по-бързи тестове.
• Проверка на контакт със сондата: Наблюдавайте съпротивлението при контакт. Ако сондата е износвана, няма да има добър контакт и показанията ти ще са зле.
• Промени в тестовия документ: Всеки път, когато актуализирате тестова програма или поправяте машината, документирайте го. Добрите записи ще ти спестят главоболие по-късно.
• Контрол на околната среда: Поддържайте мястото чисто и температурата/влажността стабилни. Това предотвратява машината да стане издирчива и да ви накара да се движите в измерванията си.
• Обучение на операторите: Уверете се, че всеки, който управлява системата, знае как да я използва безопасно, да настрои тестовете правилно и да се справи с основните проблеми, за да сведе до минимум времето за прекъсване.
• Златен табло/референтен табло: Винаги имайте на ръка добре известна дъска, за да проверите дали изпитвателят все още прави точни измервания. Това е бърз начин да се открият проблеми със съблекането на сондата.
• Данни от преглед на изпитването: Не събирай само резултатите от тестовете, анализирай ги. Потърсете модели на неуспех или бавни промени в измерванията, които могат да показват бъдещ проблем.
• Проектиране за изпитване: Когато поставяте PCB, не забравяйте да включите леснодостъпни тестови точки. Това прави работата на всички и всеки метод на изпитване много по-лесна.

Заключение

Така че, в края на деня, летящите сонда тестове наистина са се превърнали в решение за модерните производители на електроника. Те са толкова адаптивни и точни.

Независимо дали изграждате първи прототип или се придвижвате към пълно производство, най-големите им предимства - без персонализирани арматури, лесни актуализации и страхотно покритие на тестовете - ви позволяват да тествате ефективно, дори когато дизайните на таблата ви се променят постоянно.

За да увеличите максимално инвестициите си в тестови системи за летащи сондата, просто не забравяйте основите: поддържайте поддръжката и калибрирането, използвайте данните от тестовете си, за да откриете тенденциите и да подобрите процеса си, и се сдобийте с професионална помощ за ремонти, когато имате нужда от

И в крайна сметка? В сравнение със старите методи, които изискваха скъпи инсталации и дълги времена на монтаж, летящите изпитвания на сондата са ясна печалба, особено за прототипи, малки партиди и днешните сложни платки с висока плътност.

Често задавани въпроси (FAQ)

В: Как летните изпитвания на сондата гарантират пълно покритие на изпитванията за съвременните PCB?

Отговор: Основно, тъй като сондата може да се придвижи до всяко достъпно място, включително малки vias и микро-папки, тя може да достигне почти всяка точка на тестовата дъска. Това е много полезно за плътни проекти на HDI, където традиционните тестови устройства просто не могат да достигнат до всички места, където трябва.

В: Дали летящите зонди са ефективни за производство на големи обеми?

Отговор:Вярно е, че изпитванията на летащи сондата обикновено са по-бавни на борда от тези на ИКТ. Но винаги можете да управлявате няколко системи паралелно, за да увеличите производителността. За наистина големи обеми със стабилни проекти много компании все още предпочитат ИКТ, но те често използват летящи сондата първо за прототипиране и ранно валидиране.

В: Какво редовно поддръжка е от съществено значение за системите за изпитване на сондата?

О: Основните неща: почиствайте и проверявайте системите за измерване редовно, поддържайте калибрираната измервателна система, бъдете наясно с актуализациите на софтуера и не пропускайте планираните механични проверки. За да се поддържа всичко гладко, е важно да се поддържат добри процедури за поддръжка.

В: Какви са най-добрите практики за изпитване на PCB на базата на летателни сондата?

А: Определено. Винаги имайте под ръка "златна дъска", за да проверите точността, фино настройвайте тестовите си програми за ефективност, следете износването на сондата, регистрирайте всеки ремонт и калибриране, обучете добре операторите си и се уверете, че редовно провеждате проверки на системата и околната сре