Flying Probe vs. ICT: PCB-testien lopullinen vertailu

Johdanto

Nykyään, kun painetun piirilevyn (PCB) kokoamis- ja testausalan kehitys on nopeaa, tuotelaadun ja luotettavuuden varmistaminen on erittäin tärkeää piirilevyjen valmistajille ja sähkösuunnittelijoille. Kun etsitään tehokkaita, skaalautuvia ja kustannustehokkaita testausratkaisuja, kaksi menetelmää nousevat esiin: piirisilpputesti (ICT), yleisesti tunnettu nimellä "naulojen vuode" -testaus, ja lentäväkoetestaus (FPT).
Molemmat pidetään parhaina testausmenetelminä, mutta ICT:n ja FPT:n välisen valinnan keskustelu jatkuu edelleen, ja sitä tarvitaan syvempää ymmärrystä ja keskustelua. Oikean testausmenetelmän valinta eri tuotantomäärien, suunnittelun ja testausvaatimusten perusteella on ratkaisevan tärkeää.
Tämä opas on kattava navigointityökalu, joka auttaa sinua ymmärtämään näitä kahta testausjärjestelmää. Oppaaseen kuuluu paitsi käytännön esimerkkejä ja hyödyllisiä vinkkejä, myös asiantuntijoiden mielipiteitä. Tämän oppaan avulla saat kattavan käsityksen niiden keskeisistä eroista — flying probe -testaus vs. ICT, flying probe -testaus vs. piirisarjan testaus — kummankin testiasetuksen eduista sekä tilanteista, joissa kumpaakin testausmenetelmää tulisi käyttää parhaiten PCB-testaus tarpeissasi.

Mikä on Flying Probe Testaus ?

Flying probe -testaus on erittäin joustava, työkaluttomien varusteiden vaativa testausratkaisu, joka soveltuu PCB-prototypointiin, pienimuotoiseen ja keskisuureen tuotantoon sekä uuden tuotteen tuomiseen markkinoille (NPI) -testaukseen. Se poistaa tarpeen omistautuneille nastojen asettelutyökaluille, vaan käyttää liikkuvia testimastojen (jopa kahdeksan tai enemmän), joita ohjataan edistyneellä robotiikalla ja testiohjelmistolla.
Tämän testausmenetelmän keskeinen etu on sen suunnittelussa, joka yhdistää nopeuden ja sopeutuvuuden, mahdollistaen fyysisen kontaktin tiettyjen testauspisteiden (pads, vias, components) kanssa PCB:llä ilman kalliiden ja työläiden erityisvarusteiden tarvetta. Tämä testausjärjestelmä sopii erinomaisesti sovelluksiin, joissa vaaditaan usein suunnittelumuutoksia, ja takaa helpon päivittämisen uusien versioiden julkaistessa.

Miten lentävä koekärki toimii?

1. Tuodaan CAD-tiedot ja verkkolista: Testausteknikot lataavat täydelliset PCB-suunnittelutiedot (mukaan lukien PCB-verkkolistan) lentokokeen koekärkeen.
2. Luodaan testiohjelma: Testausohjelmisto suunnittelee automaattisesti koekärjen liikeradat koskettamaan useita testauspisteitä PCB:llä.
3. Liikuteltavat koekärjet toiminnassa: Automaattinen lentävä koekärki siirtyy testipisteestä toiseen suorittaakseen vastus-, kapasitanssi-, avoimen piirin ja oikosulun testit.
4. Testikattavuusraportointi: Järjestelmä kerää reaaliaikaista tietoa jokaisesta verkon tai ohjauksen pisteestä ja ilmoittaa välittömästi mahdollisista vioista tai asennusvirheistä.

Lentoprobitesti voi sisältää dynaamisia "testiled"-tarkistuksia, SMD-komponenttien suuntatarkistuksia ja (jos määritetty oikein) dynaamista IC-ohjelmointia.

Mikä on piirikorttitesti (ICT)?

Piirikorttitesti (ICT), jota kutsutaan myös naulapetitestiksi tai yksinkertaisesti ICT-testiksi, on pitkään ollut teollisuuden standardi massatuotannossa. Tämä menetelmä käyttää erikoislaitteistoa, jossa on satoja tai jopa tuhansia jousitetuilla neuloilla varustettuja pisteitä, joista jokainen on tarkasti kohdistettu tiettyyn testipisteeseen tai solmuun painetulla piirilevylle.
ICT-testerit (joita kutsutaan myös piirikorttittestereiksi) voivat testata kaikki solmut painetulla piirilevyllä samanaikaisesti yhdellä painalluksella, mikä mahdollistaa koko levyn nopean automatisoidun tarkastuksen avoimien piirien, oikosulkujen, digitaalisten virheiden, juotossiltojen ja muiden asennusvirheiden havaitsemiseksi.

Kuinka ICT toimii?

• Mukautetun testityökalun suunnittelu: Jokainen uusi piirilevy vaatii erillisen laitteen, jossa on nastoja, jotka koskettavat tiettyjä testimääreitä piirilevyllä.
• Piirilevyn asettaminen: PCB painetaan näiden liikkuvien/joustavien nastojen päälle yhdellä toimenpiteellä.
• Samanaikainen testaus: Testilaitteeseen syötettävillä signaaleilla ICT-järjestelmät voivat suorittaa avoimen piirin, oikosulun ja komponenttien arvojen testaukset kaikille piiriverkoille yhdessä toimenpiteessä, mikä maksimoi tehokkuuden.
• Automaattinen raportointi: Testiohjelmisto luo kattavat tuottoprosentti-, viallisuusprosentti- ja testikattavuusraportit jokaiselle erälle.

ICP:n ja lentävän neulan testin vertailu: Tärkeimmät erot

Testinopeus ja läpivirtaus

• ICT: Se mahdollistaa jokaisen testimääreen samanaikaisen testauksen, mikä on erittäin nopeaa ja ihanteellista massatuotantoon – satoja piirilevyjä voidaan testata tunnissa.
• Flying Probe: Tämä testi on sarjallinen testi, koska liikkuva koepää voi koskettaa vain yhtä testauskohtaa kerrallaan; siksi testisykli on suhteellisen pitkä, mikä tekee siitä sopivampaa prototyyppeihin tai pieni- ja keskikohtaiseen sarjatuotantoon.

Kiinnityslaitteen vaatimukset

• ICT: Jokainen painettu piirisuunnittelu vaatii erillisen, räätälöidyn testausalustan. Nämä testausalustat ovat kalliita ja niiden toimitusaika on pitkä, erityisesti jos muutoksia tehdään usein.
• Flying Probe: Tämä menetelmä ei vaadi erityisvarusteita, ainoastaan ohjelmistomuutoksia. Liikuteltava koepää on helppo säätää, ja testiohjelmaa voidaan päivittää nopeasti, mikä lyhentää virheenetsintäjaksoa.

Joustavuus ja muutoshallinta

• ICT: Sen joustavuus on riittämätön. Kaikki suunnittelumuutokset (kuten testauspisteiden sijainnin muuttaminen piirilevylle) tarkoittavat, että testilaitteisto on tehtävä uudelleen.
• Flying Probe: Tällä lähestymistavalla on suuri joustavuus ja se on ideaali nopeaan prototyyppityöhön. Kaikki suunnittelumuutokset edellyttävät ainoastaan yhden päivityksen testiohjelmaan.

Testikattavuus ja tarkkuus

• ICT-testi: Samanaikaisen solmupisteiden analysoinnin ansiosta testikattavuus on laajempaa. Tämä on erityisen hyödyllistä pienien juotosvirheiden havaitsemisessa ja toiminnallisten integraatiotestien suorittamisessa.
• Flying Probe -testeri: Tämä menetelmä soveltuu hyvin avoimien/oikosuljettujen piirien ja komponenttitason vianhakuun, mutta sillä saattaa olla rajoituksia verrattuna ICT:hen, jos solmupisteisiin ei päästä käsiksi.

Riskeistä ja huollosta

• ICT-testerit: Kiinnikkeen neulojen kuluminen tai virheellinen asennus voi aiheuttaa väärät vikailmoitukset tai naarmuja.
• Flying Probe -testaus: Keveä kosketus neuloihin; hyvin pieni riski PCB:n vaurioitumiselle.

Flying Probe - ja ICT-menetelmien edut ja haitat

Yksityiskohtainen vertailutaulukko: ICT vs. Flying Probe (jatkuu)

Kunkin testijärjestelmän käyttöhetki: Käytännön opas

Milloin käyttää lentävää koepäätettä

• PCB-testaustyösi on prototyyppi, varhainen NPI tai pieni erä.
• Layout on edelleen muuttuvassa vaiheessa – tarvitset nopeaa ja joustavaa sopeutumista.
• Tarvitset nopean ja kustannustehokkaan testausratkaisun, joka poistaa odotusajat ja testausalustojen kustannukset.
• DFT- tai DFM-analyysi on meneillään; sinun täytyy iteroida testipisteiden kautta.
• Testipisteet painetulla piirilevyllä sijaitsevat tiheästi ja ovat vaikeasti saavutettavilla alueilla.

Milloin käyttää ICT:tä/piirisiltausta

• Piirisuunnittelu on valmis, ja tuotanto kasvaa asteittain.
• Suuri läpivirtaus (samanaikainen testaus) ja mahdollisimman lyhyt yhden kortin testiaika ovat ratkaisevan tärkeitä.
• Budjetti sallii alkuperäisen investoinnin testivarusteisiin, mikä voi tuottaa takaisin investointeja laajamittaisemmissa sovelluksissa.
• Vaaditaan toiminnallinen testaus, komponenttien ohjelmointi ja lisäpiirisiltatestaukset.
• Painetun piirilevyn asettelu ei tulisi muuttua paljon seuraavalla tuotantokierroksella.

Koekärkien testauksen ja piirikorttitestauksen yhdistäminen

Miksi käyttää hybriditestauksia? Peräkkäisten koekärkien testauksen ja piirikorttitestauksen yhdistäminen voi täyttää nykyaikaisten painetun piirilevyn tuotantolinjojen monipuoliset kokoamistestausvaatimukset suunnittelun varmentamisesta massatuotantoon:

• Koekärjet auttavat kehittämään alustavia testaussuunnitelmia, tunnistamaan suunnittelun testausongelmia ja tukemaan teknisten muutosilmoitusten (ECO) toteuttamista.
• Kun suunnittelu ja testauspisteet on määritelty, sijoitetaan ICT-laitteistoon, jotta voidaan mahdollistaa tehokas testaus ja nopea korkean volyymin tuotanto.

UKK: ICT- ja lentävän koekärjen testauksesta

K: Kumpi testausmenetelmä sopii parhaiten DFM/DFT-varmennukseen?

V: Lentävät koekärjet tarjoavat vertaansa vailla olevia etuja suunnittelun iteraatioihin ja valmistuksesta huolehtivaan suunnitteluun. Ne eivät vaadi laitteiston asennusta ja mahdollistavat nopean reagoinnin suunnittelumuutoksiin.

K: Mikä on pääasiallinen ero – lentävä koekärki vai piirilevyn testaus?

V: ICT-tekniikka käyttää neulapatjaa testatakseen kaikki painetun piirilevyn solmut samanaikaisesti, mikä tekee siitä ideaalin suurten sarjojen edulliseen tuotantoon. Liikkuvan koekärjen testaus puolestaan käyttää peräkkäistä (liikkuva koekärki) testausmenetelmää, joka sopii pieniin sarjoihin ja kykenee joustavasti käsittelemään useita piirilevyjen muutoksia.

K: Voiko lentävällä koekärjellä suorittaa täydellisen toiminnallisen testauksen?

V: Vaikka yksinkertaisille piireille se on mahdollista, ICT (yhdessä toiminnallisten laitteiden kanssa) käytetään useammin täydelliseen piirin toiminnon varmistamiseen.

K: Mikä on riski, jos luotataan vain yhteen testijärjestelmään?

V: Yhden tarkastusmenetelmän käyttö saattaa johtaa virheiden jäämiseen huomaamatta tai pullonkauloihin uuden tuotteen käynnistyksessä ja massatuotannossa. Kahden tarkastusmenetelmän yhdistäminen (tai niiden täydentäminen automaattisella optisella tarkastuksella tai röntgentarkastuksella) voi täyttää kaikki tarkastuskattavuuden vaatimukset.

K: Kuinka nopea ICT on verrattuna lentävään koekärkeen?

V: ICT-järjestelmät voivat yleensä testata satoja painettuja piirilevyjä tunnissa. Taas lennossa oleva koekärki (flying probe) saattaa pystyä testaamaan vain muutaman kymmenen levyä tunnissa riippuen piirilevyn monimutkaisuudesta.

Johtopäätös: Paras testaus tarpeidesi mukaan

Valinta piiritestauksen ja lennossa olevan koekärjen testauksen välillä riippuu lopulta tuotantovaatimuksista, levyn monimutkaisuudesta, budjetista ja markkinoille tuloajasta. Lennossa oleva koekärki -testaus soveltuu erinomaisesti tuotteen kehityksen alkuvaiheisiin, nopeisiin ja innovatiivisiin vaiheisiin, mahdollistaen nopeat suunnittelukierrokset ja välittömän palautteen. Piiritestaus, jossa käytetään erityisvarusteita ja samanaikaista testausta, tarjoaa kattavaa, nopeaa ja kustannustehokasta testikattavuutta kypsyneille, vakaammille ja suurille sarjatuotantolinjoille.