Preizkus z letalnim sondo za tiskana vezja in sestave PCB

Uvod

Danes so sestavi PCB-jev osnova in srce vseh vrst napredne elektronike. A ker postajajo tiskana vezja vedno bolj zapletena in polnjena s komponentami, se proizvajalci soočajo z novimi izzivi pri preverjanju kakovosti izdelka in njegove zmogljivosti. Tu nastopa preizkuševalnik z letalnimi sondami. To je zelo napreden in fleksibilen preizkusni sistem, ki popolnoma spreminja način izvajanja testiranje PCB preizkušanja. Najboljši del? Omogoča zelo visoko pokritost preizkusa brez potrebe po kakršnih koli prilagojenih preizkusnih pritrdilih.

Ko se uporabljajo leteči sondi v Testiranje PCB prototipih, majhnih serijah proizvodnje in celo pri nekaterih večjih obseh izdelave. Veliko proizvajalcev se zanaša nanje, ker so natančni, hitri in lahko enostavno sledijo spremembam na konstrukciji.

Vendar, tako kot pri vsaki visokotehnološki opremi, morate redno vzdrževati in popravljati napravo, da bi zagotovili gladko delovanje.

V tem priročniku bomo razložili, kako testiranje s pomočjo letečih sond izboljšuje kakovost izdelkov, iz česa je sestavljen sistem letečih sond, kako ga pravilno vzdrževati ter kako se primerja z drugimi metodami testiranja, kot je test v vezju (ICT). Ali že razmišljate o novi nastavitvi testiranja ali želite optimizirati obstoječo, bo ta priročnik vam dal praktične nasvete za povečanje zanesljivosti tiskanih vezij.

Kaj je a Letalski sondažni test ?

Kaj torej je test z letečimi sondami? Predstavljajte si to kot zelo pametno, nenamerno metodo testiranja elektronskih sestavnih delov, zlasti tiskanih vezij (PCB).

Tukaj je osnovna ideja: namesto uporabe velikih, grdimih testnih naprav znotraj vezja, ki potrebujejo prilagojeno napravo tipa "posteljica iz nožic", uporabljajo preizkuševalniki s poletom igle robotizirane igle, ki se samodejno premikajo. Hitro prečkajo ploščo in se dotaknejo določenih testnih točk za električna merjenja.

V bistvu imate več teh izjemno natančnih sond. Vse so neodvisno krmiljene, tako da se vsaka lahko premakne na različna mesta na tiskanem vezju glede na datoteke s konstrukcijo plošče in kar je treba testirati. Ta metodologija testiranja jo naredi popolno za nove prototipe, majhne serije proizvodnje ali za vsako ploščo, ki se pogosto posodablja. Največja prednost? Ni treba izdelovati drage, namenske testne naprave ob vsakem ponovnem zagonu.

Ključne značilnosti:

• Poletne sonde dostopajo do testnih točk, se premikajo in se dotaknejo določenih testnih točk ali vijakov na tiskanem vezju, da vzpostavijo električni stik.
• Izvajajo vse vrste preverjanj – iščejo odprte in kratke stike, merijo, ali imajo komponente pravilno vrednost, preverjajo, ali so pravilno usmerjene, ter celo izvajajo naprednejše funkcionalne teste.
• Najboljši del je, da ga lahko uporabite na skoraj kateri koli stopnji – na prazni plošči, delno naloženi ali popolnoma sestavljeni tiskani vezni plošči.
• Vsi testni podatki se samodejno beležijo, kar je zelo uporabno za kontrolo kakovosti in izpolnjevanje industrijskih standardov.

Zakaj uporabiti leteči sondažni test?

• Hitra priprava za nove konstrukcije. Preprosto naložite svoje datoteke z načrtom in seznam materialov – to je vse.
• Ni potrebe po specialnih testnih opremah. To pomeni, da izognete čakanju in stroškom za namensko testno opremo.
• Doseže tudi tesna mesta. Sonde lahko dosegajo skoraj kjerkoli na plošči, kar zagotavlja visoko pokritost testa, celo na območjih, ki so težka za tradicionalne teste.

Kako delujejo leteče sondažne naprave

Kako torej preizkuševalnik z letajočimi sondami izvede preizkus? Gre za natančno usklajen ples premikov in meritev. Tukaj je tipični postopek:

• Najprej uvoz testnega programa – to pomeni nalaganje najnovejših datotek CAD, seznamov komponent in podatkov o razporeditvi vezij v sistem.
• Nato sistem samodejno določi najboljše poti za teste sonde, ki se avtomatsko usmerijo na določena mesta na tiskanem vezju – govorimo o ploscih, prehodnih kontaktih in namenskih testnih točkah.
• Nato vsaka sonda natančno, a nežno stopi v stik s svojo dodeljeno testno točko. Preverijo bodo stvari, kot so zveza, upornost, kapacitivnost in napetost, da vzpostavijo električni stik – kar koli meritve, ki so potrebne.
• Ampak gre pri tem ne le za statične meritve. Ti preizkuševalniki lahko opravijo tudi funkcionalno testiranje – lahko vnašajo signale, preverjajo, kako plošča reagira, in celo izvajajo zaporedja vklopa, podobno kot pri specializirani opremi za funkcionalno testiranje.
• Nazadnje zbiranje testnih podatkov – sistem samodejno zbere in shrani vse testne podatke za vsako ploščo. To omogoča enostavno sledenje morebitnim težavam in preverjanje, ali vse ustreza standardom kakovosti.

Sestavni deli sistema letečih sondaž

Vrste preizkušanj z letečim sondiranjem in metode testiranja

Sistemi za preizkušanje z letečim sondiranjem so pogosto uporabljani – lahko izvedejo različne vrste preverjanj glede na potrebe vaše plošče in stopnjo v proizvodnem procesu.

Pogoste vrste testnih postopkov z letečim sondiranjem vključujejo:

• Test odprtih stikal/kratkih stikov: To je osnovni test – odkrije prekinjene tokokroge ali naključne kratke stike.
• Test v vezju (ICT): Leteče sonde lahko izvedejo veliko istih preverjanj kot tradicionalni ICT sistem, vendar z veliko več fleksibilnostjo, saj ni potrebe po fiksnem pritrdilu.
• Funkcijsko testiranje: Dejansko lahko simulira delovanje naprave, pošilja signale na različne dele plošče, da preveri, ali deluje pravilno.
• Testiranje meje: Deluje z JTAG-om za izvajanje naprednejših testov, zlasti na zapletenih digitalnih ploščah.
• Test visoke napetosti in izolacije: Uporablja visoko napetost za iskanje majhnih, težko zaznavnih kratkih stikov ali uhajanja toka.
• Preverjanje usmerjenosti in vrednosti komponent: Preveri, ali so dele, kot so upori in kondenzatorji, pravilnega tipa, vrednosti in nameščeni v pravilni orientaciji.
• Test ob vklopu napajanja: Vklopi ploščo, da opazuje, kako se obnaša pod dejanskimi obratovalnimi pogoji.

Čeprav je testiranje z letalskim sondiranjem izjemno prilagodljivo, je izbira prave metode testiranja odvisna od ciljnega produkta, količine proizvodnje, specifičnih zahtev testa in celotnega proizvodnega procesa.

Sestavni deli sistema za testiranje z letalskim sondiranjem

Poglejmo si glavne sestavne dele opreme za testiranje z letalskim sondiranjem in podrobneje razložimo njihove vloge:

• Sondnice: To so izjemno natančne, trpežne igle, ki dejansko dotaknejo vašo ploščo. Imajo elastične ali gibke konice, da zagotovijo enakomeren stik in ne poškodujejo tiskane vezave.
• Mehanizem pogona sonde: To je mehanizem – natančni aktuatorji – ki premika sonde. Vsako sondo lahko premikajo neodvisno v 3D prostoru, tako da lahko dosežejo točke testa tudi na najbolj prenatrpanih ali težko dostopnih mestih plošče.
• Kontrolni sistem: To je kombinacija programske opreme in strojne opreme, ki nadzoruje celoten proces. Nadzoruje zaporedje testa, sondo določa, kam se naj premakne, zbere vse podatke in omogoča uporabniški vmesnik.
• Testna pritrditev (če je potrebna): Cilj je ponavadi, da ne potrebujete pritrdilnega elementa. Vendar za plošče nenavadne oblike ali fleksibilne plošče morda uporabite preprost, nastavljiv držalnik, samo da ohranite vse popolnoma poravnano.
• Podsistem merjenja: To so vsi notranji elektronski sestavni deli, ki opravljajo dejansko električno preskušanje – kot so vgrajena napajanja, multimetri in osciloskopi. Vsi so brezšivno povezani s programom za testiranje.

Uporaba letečega sondnega testa

Torej, kje se dejansko uporabljajo sistemi letečega sondnega testa? Povsod! Njihova prilagodljivost, odlična pokritost in hitra namestitev jih naredijo prvo izbiro na številnih področjih.

• Prototipizacija in uvajanje novega izdelka (NPI): Za to so popolni. Nov dizajn lahko takoj preizkusite in enostavno sledite vsem zgodnjim spremembam dizajna.
• Proizvodnja v majhnih do srednjih količinah: Če ne proizvajate milijonov enot, vlaganje v prilagojen testni pritrdilni element pogosto ni donosno. Leteče sonde zagotavljajo odlično pokritost testa brez visokih začetnih stroškov.
• HDI in kompleksne plošče: Lahko dostopajo do majhnih testnih ploščic in komponent z zelo majhnim razmikom, do katerih tradicionalna »postelja iz nožev« preprosto ne more brez ogromnih stroškov.
• Popravilo / predelava / analiza na terenu: Bodisi gre za okvarjeno ploščo s proizvodne linije ali enoto, ki se vrača iz terena, leteči sondniki so idealno diagnostično orodje. Takoj dobite natančno testiranje brez potrebe po pritrdilu.
• Regulirani sektorji: Sektorji, kot so medicina, letalstvo in avtomobilska industrija, jih imajo radi, ker zagotavljajo podrobne podatke in sledljivost, ki jo zahtevajo standardi kakovosti.

V osnovi, ko postajajo izdelki pametnejši in življenjski cikli hitrejši, rabi za to vrsto agilnega testiranja nenehno narašča, zato se uporaba letečih sondažnih testov nadaljuje v širjenju.

Prednosti testiranja z letečimi sondažnimi glavami

Torej, zakaj so prednosti testiranja z letečimi sondažnimi glavami izrazite, zlasti za sodobno proizvodnjo elektronike in zagotavljanje kakovosti tiskanih vezij:

• Ni potrebe po oblačilih za testiranje: To je ta veliki. Preskočite dragi, specialno izdelani pritrdilni sistem »postelja z noži«. To pomeni, da na začetku veliko prihranite, lahko začnete s testiranjem veliko hitreje in lahko spreminjate načrt plošče brez težav.
• Visoka pokritost testiranja: Sistemi za testiranje z letajočimi sondami so pogosto uporabljani za izjemno majhne, goste območja na plošči – mislite na majhne vodnike ali tesno razporejene komponente – do katerih tradicionalni testeri preprosto ne morejo dostopati.
• Prilagodljivost za prototipe in majhne serije: To je najboljša rešitev za nove izdelke in majhne serije, kjer se načrti še vedno spreminjajo in morate hitro priti na trg.
• Stik s specifičnimi točkami testiranja: Sonde se lahko premaknejo na katero koli testno točko na plošči, kar omogoča izjemno temeljit električni pregled od enega konca do drugega.
• Krajši čas izvedbe: Ker ni potrebno izdelovati in čakati na pritrdilni sistem, lahko svoj program testiranja uvedete skoraj takoj.
• Učinkovito testiranje: Programska oprema uporablja pametno iskanje poti, da premakne sonde na najhitrejši možni način, kar pospeši celoten proces brez izgube natančnosti.
• Natančna testna merjenja: Neposreden stik s ploščo omogoča čiste signale in zelo zanesljive podatke.
• Nežna ravnanje s sestavi: Sonde imajo mehak dotik, ki preprečuje poškodbe in pusti zelo malo ali nič sledi, tudi na občutljivih komponentah.
• Prilagodljivi testni postopki: En sam sistem lahko pogosto izvaja mešanico različnih testov – kot so funkcionalni, v-verigi in pregled meja – kar vas reši potrebe po več namenskih napravah.
• Podpora za posebne vrste tiskanih vezij: Odlično deluje z naprednimi ploščami, kot so HDI, trdno-gibke ali katerakoli neobičajne oblike, ki bi bile nočna mora za standardno pritrdilno napravo.

Letuča sonda proti v-verigi testu (ICT) in namenskim testnim pritrdilnim napravam

Primerjava preizkuševalnikov z letalskimi sondami s stroji za vžigalne preizkuse (ICT) in prilagojenimi preskusnimi pritrdili pomaga razjasniti, zakaj so se sistemi za testiranje s sondami toliko uveljavili.

Kdaj uporabiti leteči sondažni test

• Če delate s testiranjem prototipov, uvajanjem novih izdelkov ali ploščami, ki se pogosto spreminjajo, je testiranje z letečim sondiranjem najboljša izbira. Zasnovano je za fleksibilnost.
• Če pa opravljate zelo visokoobsežno proizvodnjo, kjer so vse točke za testiranje enostavno dostopne, bi lahko še vedno bil ICT prava pot – preprosto je hitrejši, ko testirate ploščo za ploščo.
• In res, mnogi proizvajalci sploh ne izbirajo – uporabljajo oboje. Na ta način dobite najboljše iz obeh svetov: fleksibilnost letečega sonde in in-circuit.

Najboljše prakse za testiranje in vzdrževanje letečega sonde

Da iz vašega sistema letečih sondaž izvedete najboljše postopke in ohranite visoko kakovost plošč, sledite naslednjim praktičnim nasvetom:

Najboljši postopki za leteče sondaže

• Redna vzdrževalna dela in umerjanje: Ne čakajte le, da se nekaj pokvari. Redno čistite, umerjajte in preverjajte sonde ter sam sistem.
• Optimizacija poti sond: Za optimizacijo poti, ki jih sondaže opravijo, uporabite programsko opremo. Krajša pot pomeni hitrejše čase testiranja.
• Preverjanje stika sond: Spremljajte prehodni upor. Če je sonda obrabljena, ne bo dobro stikala in vaši podatki bodo napačni.
• Dokumentiranje sprememb pri testiranju: Vsakič, ko posodobite testni program ali popravite napravo, to dokumentirajte. Dobri zapisi vam kasneje olajšajo reševanje težav.
• Kontrola okolja: Ohranite površino čisto in stabilno temperaturo/vlago. To prepreči nevzdržno vedenje stroja ter odmik pri meritvah.
• Usposabljanje operatorjev: Poskrbite, da bo vsak uporabnik sistema vedel, kako ga varno uporabljati, pravilno nastaviti teste in reševati osnovne težave, da se zmanjša izpadajoč čas.
• Zlati oziroma referenčni tiskani vez: Vedno imajte pri roki preizkusni tiskani vez, ki deluje brezhibno, da preverite, ali tester še vedno opravlja natančne meritve. To je hiter način, da zaznate obrabo sond ali težave z poravnavo.
• Preglejte podatke testiranja: Ne zbirajte le rezultatov testov – analizirajte jih. Iščite vzorce napak ali počasne spremembe pri meritvah, ki bi lahko nakazovali prihodnje težave.
• Oblikovanje za testiranje: Pri postavitvi tiskanega vezja poskrbite, da bodo točke za testiranje enostavno dostopne. S tem olajšate delo vsem in poenostavite vsako metodo testiranja.

Zaključek

Torej, na koncu dneva so letalski preizkuševalci postali prvo izbiro za sodobne proizvajalce elektronike. Zelo so prilagodljivi in natančni.

Ali gradite prvi prototip ali prehajate na polno proizvodnjo, njihove največje prednosti – brez prilagojenih pripravkov, enostavne posodobitve in odlična pokritost testiranja – vam omogočajo učinkovito testiranje, tudi kadar se vaši dizajni plošč stalno spreminjajo.

Za maksimalizacijo naložbe v sisteme letečega sonde testiranja si zapomnite osnove: redno vzdrževanje in kalibracijo, uporabo podatkov testiranja za prepoznavanje trendov in izboljšanje procesa ter pridobitev strokovne pomoči pri popravilih, kadar je potrebna.

Kratko in jasno? V primerjavi s starimi metodami, ki so zahtevale dragocene pripravke in dolge čase nastavitve, je testiranje z letečim sondiranjem jasna zmaga – še posebej za prototipe, majhne serije in današnje kompleksne, visoko gostote plošče.

Pogosta vprašanja (FAQ)

V: Kako testiranje z letečim sondiranjem zagotavlja popolno pokritost testov za moderne tiskane vezje?

A: Načeloma, saj lahko sonde dostopajo na katero koli dosegljivo točko – vključno s piknimi vodniki in mikroploščicami – lahko dosežejo skoraj vsako testno točko na plošči. To je zelo uporabno pri gostih HDI konstrukcijah, kjer tradicionalne testne pritrdilne naprave preprosto ne morejo doseči vseh mest, kjer so potrebne.

V: So letalski testni sistemi učinkoviti za proizvodnjo v visokem obsegu?

A: Res je, da je testiranje z letalskimi sondami po navadi počasnejše na ploščo kot ICT. Vendar lahko vedno hkrati poganjate več sistemov, da povečate zmogljivost. Pri res velikih količinah s stabilnimi konstrukcijami mnoge podjetja še vedno raje uporabljajo ICT – vendar pogosto najprej uporabijo letalske sonde za prototipizacijo in začetno overitev.

V: Katero redno vzdrževanje je nujno za sisteme testnih sond?

A: Osnove: redno očistite in preverite sonde, ohranjajte kalibrirano merilno napravo, poskrbite za posodobitve programske opreme in ne izpuščajte predvidenih mehanskih preiskav. Trdno vzdrževalno rutino je ključ do gladkega delovanja vsega.

V: Kakšne so najboljše prakse za preizkušanje tiskanih vezij z letečimi sondami?

O: Zagotovo. Vedno imajte pri roki »zlati ploščo« za preverjanje natančnosti, prilagodite programe testiranja za učinkovitost, pazite na obrabo sonde, beležite vsako popravilo in umeritev, dobro usposobite svoje operaterje in redno izvajajte preglede sistema ter okolja.