مقایسه فلایینگ پروب و ICT: مقایسه نهایی برای تست برد مدار چاپی (PCB)

مقدمه

در عرصه سریع التغییر امروزی مونتاژ و تست برد مدار چاپی (PCB)، تضمین کیفیت بالا و قابلیت اطمینان محصول برای تولیدکنندگان برد مدار چاپی و طراحان الکترونیکی امری حیاتی است. هنگام جستجوی راه‌حل‌های آزمون کارآمد، مقیاس‌پذیر و اقتصادی، دو رویکرد برجسته مطرح می‌شوند: تست مدار-در-جا (ICT) که به طور رایج به عنوان تست "تخته میخ" شناخته می‌شود، و تست پروازی (FPT).
هر دو روش از جمله بهترین روش‌های آزمون محسوب می‌شوند، اما انتخاب بین ICT و FPT همچنان موضوعی بحث‌برانگیز است که نیازمند درک عمیق‌تر و بحث گسترده‌تر است. انتخاب روش مناسب آزمون بر اساس مقیاس‌های تولید، طراحی و نیازهای آزمون مختلف، امری ضروری است.
این راهنما ابزاری جامع برای راهنمایی شما در مورد این دو سیستم آزمون است. این راهنما علاوه بر مثال‌های واقعی و نکات عملی، شامل نظرات متخصصان نیز می‌شود. از طریق این راهنما، درک جامعی از تفاوت‌های کلیدی بین این دو روش — تست پروب پروازی در مقابل ICT، تست پروب پروازی در مقابل تست مدار-در-مدار — مزایای هر نوع تنظیم آزمون و شرایطی که هر روش آزمون در آن بهترین عملکرد را برای نیازهای آزمون برد مدار چاپی (PCB) شما دارد، به دست خواهید آورد.

تست پروب پروازی چیست آزمایش ?

تست پروب پروازی یک راه‌حل آزمون بسیار انعطاف‌پذیر و بدون نیاز به ابزار است که برای نمونه‌سازی برد مدار چاپی، تولید با حجم کوچک تا متوسط و همچنین آزمون معرفی محصول جدید (NPI) مناسب می‌باشد. این روش نیاز به صفحات ثابت موقعیت‌یابی پین را حذف می‌کند و به جای آن از پروبهای آزمون متحرک (تا هشت عدد یا بیشتر) استفاده می‌کند که توسط رباتیک پیشرفته و نرم‌افزار آزمون کنترل می‌شوند.
مزیت اصلی این روش آزمون در طراحی آن نهفته است که سرعت و انطباق‌پذیری را ترکیب می‌کند و امکان تماس فیزیکی با نقاط آزمون خاص (صفحات، وایاها، قطعات) روی برد مدار چاپی (PCB) را بدون نیاز به صفحات اختصاصی گران‌قیمت و پرکار دستی فراهم می‌کند. این سیستم آزمون برای کاربردهایی که نیازمند تنظیمات مکرر طراحی هستند ایده‌آل است و به‌روزرسانی آسانی را هنگام انتشار نسخه‌های جدید تضمین می‌کند.

آزمون فلایینگ پروب چگونه کار می‌کند؟

1. وارد کردن داده‌های CAD و لیست شبکه: مهندسان آزمون، داده‌های کامل طراحی برد (شامل لیست شبکه برد مدار چاپی) را به داخل پروب آزمون پروازی بارگذاری می‌کنند.
2. تولید برنامه آزمون: نرم‌افزار آزمون به‌صورت خودکار مسیر حرکت پروب را برای تماس با نقاط آزمون متعدد روی برد برنامه‌ریزی می‌کند.
3. پروبهای متحرک در حال کار: پروب خودکار شده از یک نقطه آزمون به نقطه دیگر حرکت می‌کند تا آزمون‌های مقاومت، ظرفیت، مدار باز و اتصال کوتاه را انجام دهد.
4. گزارش‌دهی پوشش آزمون: سیستم داده‌های زمان واقعی را از هر شبکه یا نقطه کنترل جمع‌آوری کرده و بلافاصله خطاهای احتمالی یا نقص‌های مونتاژ را علامت‌گذاری می‌کند.

آزمون پروپ فلایت می‌تواند شامل بررسی‌های پویای "چراغ LED"، بررسی جهت‌گیری قطعات SMD و (در صورت پیکربندی صحیح) بررسی پویای برنامه‌ریزی IC.

آزمون در مدار (ICT) چیست؟

آزمون در مدار (ICT)، که به عنوان آزمون تخته میخ یا به اختصار آزمون ICT نیز شناخته می‌شود، مدت‌هاست که استاندارد صنعت برای تولید انبوه بوده است. این روش از تجهیزات آزمون تخصصی مجهز به صدها یا حتی هزاران پین فنری استفاده می‌کند که هر کدام دقیقاً با یک نقطه آزمون یا گره خاص روی برد مدار چاپی تراز شده‌اند.
دستگاه‌های آزمون ICT (که به عنوان تسترهای در مدار نیز شناخته می‌شوند) قادرند تمام گره‌های موجود روی یک برد مدار چاپی را با یک فشار واحد به‌طور همزمان آزمون کنند و این امر امکان بازرسی خودکار با سرعت بالا از کل برد را فراهم می‌کند تا مواردی مانند مدارهای باز، اتصال کوتاه، خطاهای دیجیتال، پل‌های لحیم‌کاری و سایر نقص‌های مونتاژ شناسایی شوند.

آزمون ICT چگونه کار می‌کند؟

• طراحی فیکسچر تست سفارشی: هر برد مدار چاپی جدید نیاز به یک دستگاه اختصاصی با پین‌هایی برای تماس با نقاط تست خاص روی برد دارد.
• قرارگیری برد: برد در یک عملیات تکی روی این پین‌های متحرک/انعطاف‌پذیر فشرده می‌شود.
• تست همزمان: با تزریق سیگنال‌ها به تجهیزات تست، سیستم‌های ICT قادرند آزمون‌های مدار باز، اتصال کوتاه و مقادیر قطعات را روی تمام شبکه‌های مداری در یک عملیات انجام دهند و بدین ترتیب حداکثر کارایی را فراهم کنند.
• گزارش‌دهی خودکار: نرم‌افزار تست گزارش‌های جامعی از بازده، نرخ عیوب و پوشش تست برای هر دسته تولید ایجاد خواهد کرد.

مقایسه ICP و تست فلایینگ پروب: تفاوت‌های کلیدی

سرعت تست و ظرفیت پردازش

• ICT: این روش امکان تست همزمان تمام نقاط تست را فراهم می‌کند که بسیار سریع است و برای تولید انبوه ایده‌آل می‌باشد: صدها برد مدار چاپی در هر ساعت قابل تست هستند.
• پرواز پروب: این آزمون یک آزمون متوالی است، زیرا پروب متحرک فقط می‌تواند یک نقطه آزمون را در هر لحظه لمس کند؛ بنابراین، چرخه آزمون نسبتاً طولانی است و این روش را بیشتر برای تولید نمونه اولیه یا تولید انبوه کوچک تا متوسط مناسب می‌سازد.

نیازمندی‌های فیکسچر

• ICT: هر مدار چاپی طراحی برد مدار چاپی نیاز به یک پلتفرم آزمون اختصاصی و سفارشی دارد. این پلتفرم‌های آزمون هزینه‌بر بوده و زمان تحویل طولانی دارند، به‌ویژه در صورت انجام اصلاحات مکرر.
• پرواز پروب: این روش به تجهیزات خاصی نیاز ندارد و تنها نیازمند تغییرات نرم‌افزاری است. پروب قابل حرکت به راحتی قابل تنظیم است و برنامه آزمون به سرعت قابل به‌روزرسانی است که این امر چرخه راه‌اندازی را کوتاه می‌کند.

انعطاف‌پذیری و مدیریت تغییر

• ICT: انعطاف‌پذیری آن ناکافی است. هر تغییر در طراحی (مانند تغییر محل نقاط آزمون روی برد مدار چاپی) بدین معناست که تجهیزات آزمون باید دوباره ساخته شوند.
• پرواز پروب: این روش انعطاف‌پذیری بالایی دارد و برای نمونه‌سازی سریع ایده‌آل است. هر تغییر در طراحی تنها مستلزم یک بروزرسانی در برنامه آزمون است.

پوشش آزمون و دقت

• آزمون ICT: تحلیل همزمان گره‌های بیشتر امکان پوشش جامع‌تری از آزمون را فراهم می‌کند. این امر به ویژه برای تشخیص مشکلات جزئی لحیم‌کاری و انجام آزمون‌های یکپارچه عملکردی مفید است.
• دستگاه تست Flying Probe: این روش برای تشخیص مدار باز/اتصال کوتاه و تشخیص در سطح قطعات مؤثر است، اما ممکن است در مقایسه با ICT برای گره‌های غیرقابل دسترسی محدودیت‌هایی داشته باشد.

ریسک و نگهداری

• دستگاه‌های آزمون ICT: خطر سایش یا عدم ترازی پین‌های فیکسچر که ممکن است باعث خرابی‌های کاذب یا خراشیدگی شود.
• آزمون Flying Probe: تماس ملایم پروب؛ خطر بسیار کم آسیب به برد مدار چاپی (PCB).

مزایا و معایب آزمون Flying Probe و ICT

جدول مقایسه جامع: تست ICT در مقابل تست فلایینگ پروب (ادامه)

زمان استفاده از هر سیستم آزمون: راهنمای عملی

زمان استفاده از تست فلایینگ پروب

• کار آزمون برد مدار چاپی شما یک نمونه اولیه، تولید انبوه اولیه یا دسته کوچک است.
• چیدمان هنوز در حال تغییر است — نیاز به تطبیق سریع و انعطاف‌پذیر دارید.
• شما به راه‌حلی آزمونی سریع و اقتصادی نیاز دارید که زمان انتظار و هزینه پلتفرم‌های آزمون را حذف کند.
• تحلیل DFT یا DFM در حال انجام است؛ نیاز دارید تا از طریق نقاط آزمون تکرار کنید.
• نقاط آزمون روی برد مدار چاپی در مناطق با تراکم بالا پراکنده شده‌اند و دسترسی به آن‌ها دشوار است.

زمان استفاده از تست ICT/آزمون در مدار

• طراحی مدار شما کامل شده است و به تدریج در حال افزایش تولید هستید.
• نرخ تولید بالا (آزمون همزمان) و کوتاه‌ترین زمان ممکن برای آزمون هر کارت از اهمیت بالایی برخوردار است.
• بودجه اجازه سرمایه‌گذاری اولیه در تجهیزات آزمون را می‌دهد که سپس می‌تواند بازده سرمایه را در کاربردهای بزرگ‌مقیاس فراهم کند.
• آزمون عملکردی، برنامه‌ریزی قطعات و سایر بررسی‌های درون مدار مورد نیاز است.
• چیدمان برد مدار چاپی در چرخه تولید بعدی تغییر چندانی نخواهد داشت.

ترکیب آزمون پروب و آزمون درون مدار

چرا از آزمون ترکیبی استفاده شود؟ ترکیب آزمون پروازی متوالی و آزمون درون مدار می‌تواند نیازهای متنوع آزمون مونتاژ خطوط تولید برد مدار چاپی مدرن را از تأیید طراحی تا تولید انبوه برآورده کند:

• پروبهای پروازی به توسعه استراتژی‌های آزمون اولیه، شناسایی مشکلات آزمون در طراحی و پشتیبانی از دستورات تغییر مهندسی (ECOs) کمک می‌کنند.
• پس از تعیین نقاط طراحی و آزمون، در تجهیزات فناوری اطلاعات و ارتباطات سرمایه‌گذاری کنید تا آزمون کارآمد و تولید سریع با حجم بالا ممکن شود.

سوالات متداول دربارهٔ فناوری اطلاعات و ارتباطات و آزمون فلایینگ پروب

سوال: کدام روش آزمون برای اعتبارسنجی DFM/DFT بهتر است؟

پاسخ: اندازه‌گیری‌های فلایینگ پروب مزایای بی‌همتا‌ای برای تکرار طراحی و تلاش‌های طراحی محوریت‌شده بر تولید دارند. این روش نیازی به نصب سخت‌افزاری ندارد و امکان پاسخ سریع به تغییرات طراحی را فراهم می‌کند.

سوال: تفاوت اصلی بین فلایینگ پروب و آزمون در مدار چیست؟

پاسخ: فناوری ICT از یک تخته میخ (bed of nails) برای آزمون همزمان تمام گره‌های یک برد مدار چاپی استفاده می‌کند و برای کاربردهای با حجم بالا و هزینه پایین ایده‌آل است. در مقابل، آزمون پروب متحرک از یک روش آزمون متوالی (پروب متحرک) استفاده می‌کند که برای تولید انبوه کوچک مناسب است و قادر است به‌صورت انعطاف‌پذیری تغییرات متعدد برد مدار چاپی را مدیریت کند.

سوال: آیا آزمون فلایینگ پروب می‌تواند آزمون عملکردی کامل انجام دهد؟

پاسخ: اگرچه برای مدارهای ساده امکان‌پذیر است، اما از ICT (همراه با دستگاه‌های عملکردی) اغلب بیشتر برای تأیید کامل عملکرد یک مدار استفاده می‌شود.

سوال: خطر تکیه فقط بر یک سیستم آزمون چیست؟

پاسخ: تکیه بر یک روش بازرسی واحد ممکن است منجر به افتادن نقص‌ها یا ایجاد گلوگاه در طول راه‌اندازی محصولات جدید و تولید انبوه شود. ترکیب دو روش بازرسی (یا تکمیل آن‌ها با بازرسی نوری خودکار یا بازرسی پرتو ایکس) می‌تواند تمامی الزامات پوشش بازرسی را برآورده کند.

سوال: سرعت ICT در مقایسه با فلایینگ پروب چقدر است؟

پاسخ: سیستم‌های ICT معمولاً می‌توانند صدها برد مدار چاپی را در هر ساعت تست کنند. در مقابل، تست فلایینگ پروب ممکن است بسته به پیچیدگی برد مدار چاپی، تنها قادر به تست چند دوجین در هر ساعت باشد.

نتیجه‌گیری: بهترین روش آزمون برای نیازهای برد مدار چاپی شما

انتخاب بین تست مداری و تست فلایینگ پروب در نهایت به نیازهای تولید، پیچیدگی برد، بودجه و زمان عرضه محصول به بازار بستگی دارد. تست فلایینگ پروب در مراحل اولیه، سریع و نوآورانه توسعه محصول عملکرد بهتری دارد و امکان تکرار سریع طراحی و بازخورد فوری را فراهم می‌کند. تست مداری با تجهیزات اختصاصی و قابلیت‌های آزمون همزمان، پوشش آزمون جامع، سریع و مقرون‌به‌صرفه‌ای را برای خطوط مونتاژ بالغ، پایدار و با مقیاس بزرگ فراهم می‌کند.