Testovanie lietajúcimi sondami pre plošné spoje a zostavy dosiek plošných spojov

Úvod

V súčasnosti sú zostavy DPS v podstate srdcom a dušou všetkých druhov pokročilej elektroniky. Ale keďže dosky plošných spojov sa stávajú čoraz komplexnejšími a husto osadenými súčiastkami, výrobcovia čelia novým výzvam, pokiaľ ide o kontrolu kvality a výkonu produktu. Tu prichádza na scénu testér s lietajúcimi sondami. Je to veľmi pokročilý a flexibilný testovací systém, ktorý úplne mení spôsob, akým testovanie PCB sa testovanie vykonáva. Najlepšia časť? Poskytuje veľmi vysoké pokrytie testovania bez potreby akýchkoľvek špeciálnych testovacích prípravkov.

Pri používaní lietajúcich sond v Testovanie PCB prototypoch, malých sériách výroby a dokonca aj pri niektorých výrobách na väčšej škále. Mnoho výrobcov na ne závisí, pretože sú presné, rýchle a dokážu ľahko sledovať zmeny v návrhu.

Hovoriac o tom, rovnako ako u každého vysokej technológie vybavenia, musíte byť vpred s údržbou a opravami, aby ste ho udržali v hladkom chode.

V tomto sprievodcovi rozoberieme, ako testovanie lietajúcimi sondami zlepšuje kvalitu výrobkov pre plošné spoje (PCB), čo tvorí systém lietajúcich sond, ako sa o ne správne staráme a ako sa porovnávajú s inými metodikami testovania, ako je napríklad in-circuit test (ICT). Či už uvažujete o novom nastavení testovania alebo sa snažíte optimalizovať to, čo už máte, tento sprievodca vám poskytne praktické tipy, ako urobiť vaše dosky plošných spojov spoľahlivejšími.

Čo je to Letiaci sonda test ?

Takže, čo je test lietajúcimi sondami? Predstavte si to ako veľmi inteligentnú, neinvazívnu metódu testovania elektronických zostáv, najmä pre plošné spoje (PCBs).

Tu je základná myšlienka: namiesto používania tých veľkých, neohrabane vyzerajúcich testovacích strojov s pevnou konfiguráciou, ktoré vyžadujú vlastné prispôsobené „lôžko ihličiek“, testery s pohyblivými sondami využívajú moderné robotické ihly, ktoré sa pohybujú samostatne. Pohybujú sa rýchlo po doske a dotýkajú sa konkrétnych testovacích bodov, aby vykonali elektrické merania.

V podstate máte niekoľko takýchto extrémne presných sond. Všetky sú nezávisle riadené, takže každá sa môže pohnúť na iné miesta na doske podľa návrhu PCB a podľa toho, čo treba otestovať. Táto metodika testovania je ideálna pre nové prototypy, malé sériové výroby alebo akúkoľvek dosku, ktorá sa často aktualizuje. Najväčšia výhoda? Nemusíte stavať drahé špeciálne testovacie prípravky pri každej novej úprave.

Hlavné funkcie:

• Pohyblivé sondy sa pohybujú a dotýkajú sa konkrétnych testovacích bodov alebo prechodov na doske PCB, aby vytvorili elektrický kontakt.
• Vykonávajú všetky druhy kontrol – hľadajú prerušenia a skraty, merajú, či majú komponenty správnu hodnotu, skontrolujú ich správnu orientáciu a dokonca vykonávajú aj pokročilejšie funkčné testy.
• Najlepšie na tom je, že ho môžete použiť takmer v každej fáze – na holom doskovom spoji, čiastočne osadenom alebo úplne zostavenom PCB.
• Všetky testovacie údaje sa automaticky zaznamenávajú, čo je veľmi užitočné pre kontrolu kvality a splnenie priemyselných noriem.

Prečo používať letiaci sondovací test?

• Rýchla príprava pre nové návrhy. Stačí nahrať svoje návrhové súbory a položky materiálového rozpisu – a to je všetko.
• Nie je potreba špeciálneho testovacieho prípravku. Tým sa vyhnete čakaniu a nákladom spojeným s výrobou vyhradeného testovacieho prípravku.
• Dostane sa do tesných miest. Sondy môžu dosiahnuť takmer kamkoľvek na doske, čo zaisťuje vysokú úroveň testovania, aj v oblastiach, ku ktorým je ťažký prístup pre tradičné testery.

Ako pracujú letiace sondy

Takže, ako vlastne testovač lietajúcich sond vykonáva test? Ide o precízne choreografovaný tanec pohybov a meraní. Tu je typický postup:

• Najprv sa importuje testovací program – to znamená načítanie najnovších súborov CAD, zoznamov komponentov a údajov o usporiadaní obvodu do systému.
• Potom systém automaticky určí najvhodnejšie trasy pre testovacie sondy, aby sa dostali ku konkrétnym miestam na doske plošných spojov – hovoríme o plôškach, prechodoch a vyhradených testovacích bodoch.
• Ďalej každá sonda jemne, no presne kontaktuje pridelený testovací bod. Skontrolujú veci ako kontinuita, odpor, kapacita a napätie, aby vytvorili elektrický kontakt – čokoľvek z meraní, ktoré sú potrebné.
• Ale nejde len o statické merania. Tieto testery dokážu vykonávať aj funkčné testovanie – môžu vysielať signály, skontrolovať, ako doska reaguje, a dokonca spúšťať sekvencie zapnutia napájania, podobne ako pri špecializovanom zariadení na funkčné testovanie.
• Nakoniec zbieranie testovacích dát – systém automaticky zbiera a ukladá všetky testovacie údaje pre každú dosku. To značne uľahčuje vyhľadávanie problémov a overenie, či všetko spĺňa kvalitatívne štandardy.

Zložky systému lietajúceho preberania

Typy testovania lietavou sondou a metódy testovania

Systémy testovania lietavou sondou sa bežne používajú – môžu vykonávať rôzne typy kontrol v závislosti od potrieb vašej dosky a štádia výrobného procesu.

Bežné typy testovacích rutín lietavej sondy zahŕňajú:

• Test otvoreného/skratového spojenia: Toto je základný test – zisťuje prerušené obvody alebo neúmyselné skraty.
• In-circuit test (ICT): Lietavé sondy môžu vykonať veľa rovnakých kontrol ako tradičný ICT systém, ale s omnoho väčšou flexibilitou, keďže nevyžadujú pevné prípravky.
• Funkčná skúška: Dokáže simulovať, ako zariadenie funguje, posielať signály do rôznych častí dosky, aby zistila, či funguje správne.
• Skenovanie hranice: Spolupracuje s JTAG na vykonávanie pokročilejších testov, najmä na zložitých digitálnych doskách.
• Skúška izolácie vysokého napätia: Používa vysoké napätie na hľadanie malých, ťažko nájdených šortok alebo prúdových únikov.
• Orientačná skúška a hodnota komponentov: Overuje, či sú časti ako odpor a kondenzátory správneho typu, hodnoty a umiestnené v správnej orientácii.
• Skúška na zapnutie: To umožňuje tabuľke vidieť, ako sa správa v reálnych prevádzkových podmienkach.

Hoci testovanie lietajúcich sond je mimoriadne flexibilné, výber správnej testovacej metódy je určený cieľovým výrobkom, objemom výroby, špecifickými požiadavkami na testovanie a celkovým výrobným procesom.

Komponenty skúšobného systému lietajúcej sondy

Poďme sa prejsť hlavnými komponentmi skúšobných zariadení lietajúcich sond a podrobne vysvetliť ich úlohy:

• Sondy: Toto sú superpresné, odolné ihly, ktoré sa dotýkajú vašej dosky. Majú pružné alebo pružné špičky, aby sa uistili, že kontakt je konzistentný a neškrabe PCB.
• Vhodný prevodový mechanizmus sondy: Toto je stroj - presné hnacie jednotky - ktoré poháňajú sondy. Môžu posúvať každú sondu nezávisle v 3D priestore, takže môžu dosiahnuť testovacie body aj na najľudnatejších alebo najnepríjemnejšie umiestnených častiach dosky.
• Ovládací systém: Toto je kombinácia softvéru a hardvéru, ktoré riadi celú show. Ovláda testovací postup, hovorí sondám, kam sa majú pohybovať, zhromažďuje všetky údaje a dáva vám obrazovku, na ktorej môžete komunikovať.
• Skúšobná prístrojina (ak je potrebná): Celý bod je zvyčajne, že nepotrebujete fixáciu. Ale pre podivné tvary alebo pružné dosky môžete použiť jednoduchý, nastaviteľný držiak, aby všetko bolo perfektne zarovnané.
• Podsystém merania: Toto je celá vnútorná elektronika, ktorá vykonáva skutočné elektrické testovanie, ako sú vstavané napájanie, multimetre a teleskopy. Všetko je bezproblémovo prepojené s testovacím programom.

Aplikácie skúšky lietajúcich sond

Takže, kde vlastne nájdete lietajúce sondy testovacie systémy sú široko používané v celom mieste! Ich flexibilita, skvelé pokrytie a rýchle nastavenie z nich robia dobrých ľudí v mnohých oblastiach.

• Prototypovanie a NPI: Sú pre to perfektné. Nový dizajn môžete otestovať takmer okamžite a ľahko sa držať krokom so všetkými prvými zmenami v dizajne.
• Nízka až stredná produkcia: Ak nevyrobíte milióny kusov, investovanie do testovacej zariadenia často nevypláca. Letecké sondy vám poskytujú skvelé testovacie pokrytie bez obrovských nákladov.
• HDI a komplexné dosky: Môžu sa dostať do malých testovacích podložok a do komponentov s veľmi jemným rozhlasom, ktoré sa tradičné "lože nechtov" jednoducho nedá dotknúť bez toho, aby ich stálo celé bohatstvo.
• Opravy/prepracovanie/analyzacia v teréne: Či už ide o zlyhanú dosku z výrobnej linky alebo jednotku vrátenú z poľa, lietajúce sondy sú ideálnym diagnostickým nástrojom. Dostanete presné testovanie okamžite, bez potreby príslušenstva.
• Regulované odvetvia: Sektory ako lekárstvo, letectvo a automobilový priemysel ich milujú, pretože poskytujú podrobné údaje a sledovateľnosť, ktoré vyžadujú normy kvality.

V podstate, ako sa produkty stávajú inteligentnejšími a životné cykly rýchlejšie, použitie tohto druhu agilného testovania len rastie.

Výhody testovania lietajúcich sond

Prečo sú teda výhody testovania lietajúcich sond výrazné, najmä pre výrobu modernej elektroniky a zabezpečenie kvality PCB:

• Nepotrebujú sa vlastné skúšobné zariadenia: Toto je ten veľký. Vynecháte drahé, na mieru vyrobené "lože s klincami". To znamená, že ušetríte kopu peňazí vopred, môžete začať testovať oveľa rýchlejšie a bez problémov môžete upraviť dizajn dosky.
• Vysoká testovacia kapacita:Všade sa používajú testovacie systémy lietajúcich sond pre ich neuveriteľne malé, husté plochy na doske - myslite na malé viasy alebo tesne zabalené komponenty - ktoré sú jednoducho nemožné pre tradičné testéry dosiahnuť.
• Pripraviteľnosť na prototypy a malé šarže: Je to riešenie pre nové produkty a malé šarže, kde sa dizajn stále mení a musíte rýchlo dostať na trh.
• Kontakt so špecifickými skúšobnými bodmi: Sondu možno presunúť do ľubovoľného testujúceho bodu na doske, čo umožňuje dôkladnú elektrickú kontrolu od jedného konca k druhému.
• Skrátená dodacia lehota: Keďže nie je potrebné čakať na vytvorenie, môžete testovací program nasadiť takmer okamžite.
• Efektívne testovanie: Softvér používa inteligentné hľadanie ciest, aby sondy presunul čo najrýchlejšie, čím urýchlil celý proces bez straty presnosti.
• Presné merania skúšky: Priamy kontakt s radou znamená, že dostanete čisté signály a naozaj dôveryhodné údaje.
• Neobťažuj sa s zhromaždením. Sondu majú jemný dotyk, ktorý zabraňuje poškodeniu a zanecháva takmer žiadne stopy, dokonca aj na jemných častiach.
• Flexibilné skúšobné metódy: Jeden systém môže často spustiť kombináciu rôznych testov, ako je funkčné, v obvodu a hraničné skenovanie, čím vám ušetrí potrebu viacerých špecializovaných strojov.
• Podpora špeciálnych typov PCB: Funguje skvele s pokročilými doskami ako HDI, rigid-flex alebo akékoľvek neobvyklé tvary, ktoré by boli nočnou morou pre štandardnú armatúru.

Letená sonda vs. skúška v obvode (ICT) a špeciálne skúšobné zariadenia

Porovnanie lietajúcich skúšobných sond s strojmi na skúšky v obvode (ICT) a vlastnými skúšobnými zariadeniami pomáha objasniť, prečo sa skúšobné systémy s sondami stali tak populárnymi.

Kedy použiť testovanie lietajúcim hrotom

• Ak pracujete s testovaním prototypov, novými produktmi alebo s doskami, ktoré sa často menia, testovanie lietajúcich sond je najlepšia možnosť. Je vytvorený pre flexibilitu.
• Ale ak pracujete na veľmi veľkom objeme výroby, kde sú všetky testovacie body ľahko dostupné, ICT môžu byť stále spôsobom, ako to urobiť rýchlejšie, keď testujete dosku po doske.
• A úprimne, veľa výrobcov si ani nevyberá, používajú oboje. Takto získate to najlepšie z oboch svetov: flexibilitu lietajúcej sondy a v obehu.

Najlepšie postupy skúšania a údržby lietajúcich sond

Ak chcete získať najlepšie výsledky zo svojho systému lietajúcej sondy a udržiavať vysokú kvalitu dosiek, postupujte podľa nasledujúcich praktických tipov:

Odporúčané postupy pre lietajúcu sondu

• Pravidelná údržba a kalibrácia: Nečakajte len na poruchu. Pravidelne čistite, kalibrujte a skontrolujte sondy aj samotný systém.
• Optimalizujte dráhy sond: Použite softvér na optimalizáciu dráh, ktoré sondy prejdú. Kratšia dráha znamená rýchlejšie testovacie časy.
• Skontrolujte kontakt sondy: Sledujte odpor kontaktu. Ak je sonda opotrebovaná, nebude mať dobrý kontakt a vaše merania budú nepresné.
• Dokumentujte zmeny testov: Kedykoľvek aktualizujete testovací program alebo opravíte stroj, dokumentujte to. Dobré záznamy ušetria problémy neskôr.
• Environmentálne ovládanie: Udržujte priestor čistý a teplotu/vlhkosť stabilnú. Tým zabránite tomu, aby sa stroj stal príliš citlivým a spôsoboval posun vo vašich meraniach.
• Školenie operátora: Uistite sa, že každý, kto pracuje so systémom, vie bezpečne manipulovať s ním, správne nastaviť testy a zvládnuť základné odstraňovanie problémov, aby sa minimalizovala prestoja.
• Zlatá doska/Referenčná doska: Vždy mайте pripravenú známu funkčnú dosku, ktorou overíte, či tester stále vykonáva presné merania. Je to rýchly spôsob, ako zistiť opotrebenie sondy alebo problémy s zarovnaním.
• Preskúmanie testovacích dát: Nezbierajte len výsledky testov – analyzujte ich. Hľadajte vzory porúch alebo postupné zmeny v meraniach, ktoré by mohli naznačovať budúce problémy.
• Navrhujte s ohľadom na testovanie: Pri usporiadaní dosky plošných spojov sa uistite, že zahrnete ľahko prístupné testovacie body. Uľahčí to prácu všetkým a zjednoduší každú metódu testovania.

Záver

Takže na záver, letiaci sondové testery sa skutočne stali preferovaným riešením pre moderných výrobcov elektroniky. Sú jednoducho veľmi prispôsobivé a presné.

Či už vytvárate prvý prototyp alebo prechádzate na plnú výrobu, ich najväčšie výhody – žiadne vlastné prípravky, jednoduché aktualizácie a vynikajúce pokrytie testovania – vám umožňujú efektívne testovať, aj keď sa vaše návrhy dosiek neustále menia.

Ak chcete maximalizovať svoje investície do systémov lietajúcej sondy, stačí pamätať na základy: pravidelne vykonávajte údržbu a kalibráciu, využívajte svoje testovacie údaje na zisťovanie trendov a zlepšovanie procesu a v prípade potreby si zabezpečte profesionálnu pomoc pri opravách.

Záver? V porovnaní so starými spôsobmi, ktoré vyžadovali drahé prípravky a dlhé časy nastavenia, je testovanie lietajúcou sondou jasnou výhrou – najmä pre prototypy, malé série a dnešné komplexné dosky s vysokou hustotou.

Často kladené otázky (FAQ)

Q: Ako zabezpečuje testovanie lietajúcou sondou úplné pokrytie testov pre moderné dosky plošných spojov?

A: V podstate, keďže sondy sa môžu presunúť na akýkoľvek prístupný bod – vrátane malých vývrtov a mikroplôch – môžu dosiahnuť takmer každý testovací bod na doske. To je veľmi užitočné pri hustých HDI návrhoch, kde tradičné testovacie zariadenia jednoducho nemajú prístup všade, kde by ho potrebovali.

Q: Sú testery s pohybujúcimi sa sondami efektívne pre výrobu vo vysokom objeme?

A: Je pravda, že testovanie pohybujúcimi sa sondami je zvyčajne pomalšie na jednu dosku v porovnaní s ICT. Môžete však vždy spustiť viacero systémov paralelne, aby ste zvýšili priepustnosť. Pri naozaj veľkých objemoch s stabilnými návrhmi stále mnohé spoločnosti uprednostňujú ICT – no často najskôr použijú pohybujúce sa sondy pre prototypovanie a skoré overenie.

Q: Aká pravidelná údržba je nevyhnutná pre systémy testovania sondami?

A: Základy: pravidelne čistite a kontrolujte sondy, udržiavajte kalibráciu meracieho systému, sledujte aktualizácie softvéru a nesmiete vynechať plánované mechanické prehliadky. Dôsledný režim údržby je kľúčom k hladkému chodu celého systému.

Otázka: Aké sú najlepšie postupy pri testovaní dosiek plošných spojov pomocou lietajúcich sond?

Odpoveď: Určite. Vždy mайте k dispozícii „vzorovú dosku“ na overenie presnosti, doladiť programy testovania pre efektivitu, sledujte opotrebovanie sond, zaznamenávajte každú opravu a kalibráciu, dôkladne školite svojich operátorov a pravidelne vykonávajte kontrolu systému a prostredia.