Летяща проба срещу ICT: Окончателното сравнение за тестване на PCB

Въведение

В днешната бързо променяща се област на монтажа и тестването на печатни платки (PCB), осигуряването на високо качество и надеждност на продуктите е от решаващо значение за производителите на PCB и електронните проектиранти. При търсенето на ефективни, мащабируеми и икономически изгодни решения за тестване, две подхода се открояват: тестът във верига (ICT), обикновено известен като "легло от пирони", и тестът с летяща проба (FPT).
И двата метода се считат за сред най-добрите методи за тестване, но изборът между ICT и FPT продължава да бъде предмет на дебат, който изисква по-задълбочено разбиране и обсъждане. Изборът на подходящия метод за тестване въз основа на различните мащаби на производството, проектирането и изискванията за тестване е от решаващо значение.
Това ръководство е всеобхватен навигационен инструмент, който ще ви помогне да разберете тези две тестови системи. То включва не само примери от реалния свят и практически съвети, но и мнения на експерти. Чрез това ръководство ще придобиете задълбочено разбиране на ключовите различия между тях — летящ зонд срещу ICT, летящ зонд срещу тестване във верига, предимствата на всяка тестова конфигурация и сценариите, в които всеки метод за тестване е най-подходящ за вашите нужди при тестване на PCB.

Какво е летящ зонд Тестване ?

Тестването с летящ зонд е високогъвкаво, безинструментно решение за тестване, подходящо за прототипиране на PCB, производство в малки до средни обеми и тестване при въвеждане на нов продукт (NPI). То премахва необходимостта от специализирани фиксирани позиционни приспособления, като вместо тях използва подвижни тестови зондове (до осем или повече), контролирани от напреднала роботика и тестов софтуер.
Основното предимство на този метод за тестване се крие в неговия дизайн, който комбинира скорост и адаптивност, позволявайки контакт с конкретни точки за тестване (площадки, виаси, компоненти) върху PCB без нуждата от скъпи и трудоемки специализирани приспособления. Тази тестова система е идеална за приложения, изискващи чести корекции в дизайна, и осигурява лесни актуализации при пускане на нови версии.

Как работи тестът с летящ пробник?

1. Внасяне на CAD данни и мрежов списък: Инженерите по тестване зареждат пълните данни за дизайна на PCB (включително мрежовия списък) в софтуера за тест с летящ пробник.
2. Генериране на тестова програма: Тестовият софтуер автоматично планира траекторията на пробника, за да докосне множество тестови точки върху PCB.
3. Подвижни пробници в действие: Автоматизираният летящ пробник се придвижва от една точка за тестване до друга, за да извърши измервания на съпротивление, капацитет, прекъсвания и къси съединения.
4. Отчитане на обхвата на тестването: Системата събира данни в реално време от всяка мрежа или контролна точка и незабавно сигнализира за възможни повреди или дефекти при монтажа.

Тестването с летящи проби може да включва динамични проверки на "тестови LED", проверки на ориентацията на SMD компоненти и (ако е настроено правилно) динамично IC програмиране.

Какво е тестване вътре в веригата (ICT)?

Тестването вътре в веригата (ICT), известно още като тест с „легло от пирони“ или просто ICT тестване, отдавна е индустриален стандарт за масово производство. Този метод използва специализирано тестово оборудване, оснастено със стотици или дори хиляди пружинени щифтове, всеки точно подравнен към определена тестова точка или възел на печатната платка.
ICT тестерите (известни също като тестери за вътрешно тестване) могат едновременно да тестват всички възли на печатна платка с едно натискане, което позволява бърза автоматизирана проверка на цялата платка за откриване на прекъснати вериги, къси съединения, цифрови грешки, спойкови мостове и други монтажни дефекти.

Как работи ICT?

• Проектиране на персонализирана тестова конструкция: Всяка нова печатна платка изисква специализирано устройство с пинове за контакт с определени тестови точки върху печатната платка.
• Поставяне на платката: ПП се натиска върху тези подвижни/еластични пинове в една операция.
• Едновременно тестване: Чрез вкарване на сигнали в тестовото оборудване, ICT системите могат да извършват тестове за прекъснато съединение, късо съединение и стойности на компоненти във всички вериги едновременно, в една операция, като по този начин максимизират ефективността.
• Автоматизирано отчитане: Тестовият софтуер ще генерира подробни отчети за добив, процент на дефектите и обхват на тестването за всяка партида.

ICP срещу летящ пробник: Основни различия

Скорост на тестване и производителност

• ICT: Позволява едновременно тестване на всяка тестова точка, което е много бързо и идеално за масово производство: стотици печатни платки могат да бъдат тествани на час.
• Летящ зонд: Този тест е последователен, тъй като движещият се зонд може да докосва само една точка за тестване наведнъж; поради това цикълът на тестване е сравнително дълъг, което го прави по-подходящ за прототипи или производство в малки до средни серии.

Изисквания за фиксатор

• ICT: Всеки отпечатан проектиране на платка с печатни вериги изисква специална, персонализирана тестова платформа. Тези тестови платформи са скъпи и имат дълги срокове на доставка, особено при чести модификации.
• Летящ зонд: Този метод не изисква специално оборудване, само софтуерни промени. Движещият се зонд е лесен за настройване, а тестовата програма може бързо да се актуализира, което съкращава цикъла на отстраняване на грешки.

Гъвкавост и управление на промените

• ICT: Неговата гъвкавост е недостатъчна. Всяка промяна в дизайна (например промяна на местоположението на точките за тестване на отпечатаната платка) означава, че тестовото оборудване трябва да бъде изработено наново.
• Летящ зонд: Този подход предлага голяма гъвкавост и е идеален за бързо прототипиране. Всички промени в дизайна изискват само еднократно обновяване на тестовата програма.

Покритие и точност на теста

• ICT тест: Анализът на повече възли едновременно осигурява по-пълно покритие при тестването. Това е особено полезно за откриване на дребни проблеми с леенето и за извършване на функционални интеграционни тестове.
• Летящ пробник: Този метод е ефективен за откриване на преки и къси съединения и на ниво компоненти, но може да има някои ограничения в сравнение с ICT при недостъпни възли.

Рискове и поддръжка

• ICT тестери: Риск от износване или неправилно подравняване на щифтовете на фиксатурата, което води до погрешни откази или драскотини.
• Тестване с летящ пробник: Мек контакт с пробника; минимален риск от повреда на PCB.

Предимства и недостатъци на летящия пробник и ICT

Подробна сравнителна таблица: ICT срещу летящ проб (продължение)

Кога да използвате всяка тестова система: Практическо ръководство

Кога да използвате тест с летяща проба

• Вашата задача за тестване на PCB е прототип, ранен NPI или малка серия.
• Разположението все още се променя – нужда от бързо и гъвкаво адаптиране.
• Имате нужда от бързо и икономично решение за тестване, което елиминира времето за изчакване и разходите за тестови платформи.
• Анализът DFT или DFM е в ход; има нужда от итерации през тестовите точки.
• Тестовите точки на печатните платки са разпределени в области с висока плътност и са трудно достъпни.

Кога да използвате ICT/In-Circuit Test

• Проектирането на веригата е завършено и постепенно увеличавате производството.
• Високата производителност (синхронно тестване) и най-краткото възможно време за тестване на отделна карта са от решаващо значение.
• Бюджетът позволява първоначално инвестиране в тестово оборудване, което след това може да осигури възвръщаемост на инвестициите при по-мащабни приложения.
• Изисква се функционално тестване, програмиране на компоненти и допълнителни проверки в веригата.
• Разположението на печатните платки не би следвало да се променя значително в следващия производствен цикъл.

Съчетаване на проба за тестване и тестване във веригата

Защо да използвате хибридно тестване? Комбинирането на последователно тестване с летяща проба и тестване във веригата може да отговори на разнообразните нужди от тестване на сглобяването в съвременните производствени линии за печатни платки, от валидиране на дизайна до масово производство:

• Летящите проби помагат при разработването на първоначални стратегии за тестване, идентифициране на проблеми с тестването в дизайна и подпомагане на команди за промяна в инженерната документация (ECO).
• След като са определени дизайна и точките за тестване, инвестирайте в оборудване за информационни и комуникационни технологии, за да осигурите ефективно тестване и бързо производство в големи обеми.

Често задавани въпроси за ICT и тестване с летяща проба

В: Кой метод за тестване е най-добър за валидиране на DFM/DFT?

A: Измерванията с летящи щупове предлагат ненадминати предимства за итерации в дизайна и усилия, насочени към производството. Те не изискват инсталиране на хардуер и позволяват бърз отговор при промени в дизайна.

В: Каква е основната разлика – тест с летящи щупове срещу в-схемен тест?

A: Технологията ICT използва тестова глава с множество игли, за да тества едновременно всички възли на печатна платка, което я прави идеална за масово производство с ниска цена. Тестът с движещи се щупове, от друга страна, използва последователен (движещ се щуп) метод на тестване, подходящ за малки серии производство и способен гъвкаво да обработва множество модификации на PCB.

В: Може ли тестът с летящи щупове да извърши пълно функционално тестване?

A: Въпреки че е възможно при прости схеми, ICT (заедно с функционални устройства) често се използва по-често, за да се потвърди напълно работата на дадена схема.

В: Какъв е рискът да се разчита само на една тестова система?

A: Разчитането само на един метод за инспекция може да доведе до пропуснати дефекти или бутони по време на пускане на нови продукти и масово производство. Комбинирането на два метода за инспекция (или допълването им с автоматична оптична инспекция или рентгенова инспекция) може да отговори на всички изисквания за обхват на инспекция.

В: Колко бърза е ICT спрямо летящия пробник?

A: Системите ICT обикновено могат да тестват стотици печатни платки на час. Напротив, тестът с летящ пробник може да тества само няколко десетки на час, в зависимост от сложността на печатната платка.

Заключение: Най-добро тестване за нуждите на вашите PCB

Изборът между тестване в схема и тестване с летящи проби в крайна сметка зависи от изискванията за производство, сложността на платката, бюджета и времето за излизане на пазара. Тестването с летящи проби превъзхожда на етапите на ранно, бързо и иновативно развитие на продукта, като позволява бързо итериране на дизайна и незабавен обратен опит. Тестването в схема, със своето специализирано оборудване и възможности за паралелно тестване, осигурява всеобхватно, бързо и икономически ефективно покритие при зрели, стабилни и големи серийни производствени линии.