Літаючий зонд проти ICT: Остаточне порівняння для тестування друкованих плат

Вступ

У сьогоднішній швидко розвиваються галузі збірки та тестування друкованих плат (PCB), забезпечення високої якості продукції та надійності є важливим для виробників друкованих плат і електронних конструкторів. Під час пошуку ефективних, масштабованих і економічно вигідних рішень для тестування виокремлюються два підходи: тестування в монтажному положенні (ICT), яке часто називають тестуванням «ліжко цвяхів», та тестування літаючим щупом (FPT).
Обидва методи вважаються одними з найкращих способів тестування, однак вибір між ICT та FPT залишається предметом тривалої дискусії, яка потребує глибшого розуміння й обговорення. Вибір відповідного методу тестування залежно від масштабів виробництва, конструкції та вимог до тестування має вирішальне значення.
Цей посібник є комплексним інструментом навігації, який допоможе вам зрозуміти ці дві системи тестування. Він містить не лише приклади з реального життя та практичні поради, але й думки експертів. Через цей посібник ви отримаєте повне уявлення про ключові відмінності між ними — тестування літаючим пробником проти ICT, тестування літаючим пробником проти внутрішньоланцюгового тестування — переваги кожної тестової конфігурації та сценарії, у яких кожен метод тестування найкраще підходить для ваших потреб тестування друкованих плат.

Що таке літаючий пробник Тестування ?

Тестування літаючим пробником — це дуже гнучке рішення для тестування без застосування інструментів, яке підходить для створення прототипів друкованих плат, виробництва малої та середньої серійності, а також для тестування нового введення продукту (NPI). Цей метод усуває необхідність у спеціальних пристроях фіксації контактів, замість цього використовуючи рухомі тестові пробники (до восьми або більше), які керуються за допомогою передових робототехнічних систем і тестового програмного забезпечення.
Ключова перевага цього методу тестування полягає в його конструкції, яка поєднує швидкість і адаптивність, дозволяючи фізичний контакт із певними контрольними точками (площадками, переходами, компонентами) на друкованій платі без необхідності використання дорогих і трудомістких спеціалізованих пристосувань. Ця система тестування є ідеальною для застосувань, що вимагають частого коригування конструкції, і забезпечує просте оновлення при випуску нових версій.

Як працює тест з літаючим пробником?

1. Імпорт CAD-даних та списку з'єднань: інженери-тестувальники завантажують повні дані проекту друкованої плати (включаючи список з'єднань PCB) у програмне забезпечення тестування літаючим пробником.
2. Створення тестової програми: програмне забезпечення автоматично планує траєкторію руху пробника для контактування з кількома контрольними точками на друкованій платі.
3. Рухомі пробники у дії: автоматизований літаючий пробник переміщається від однієї контрольної точки до іншої для виконання вимірювань опору, ємності, наявності обривів і коротких замикань.
4. Звітність про покриття тестування: система збирає дані в реальному часі з кожної мережі або контрольної точки та негайно вказує на потенційні несправності або дефекти складання.

Тестування льотними пробниками може включати динамічні перевірки "test LED", перевірку орієнтації SMD-компонентів і (за правильного налаштування) динамічне Програмування ІС.

Що таке внутрішнє тестування (ICT)?

Внутрішнє тестування (ICT), також відоме як тестування методом 'голчастого ложа' або просто ICT-тестування, довгий час було галузевим стандартом для масового виробництва. Цей метод використовує спеціалізоване обладнання, оснащене сотнями або навіть тисячами пружинних штирів, кожен з яких точно вирівнюється з певною контрольною точкою або вузлом на друкованій платі.
ICT-тестери (також відомі як внутрішні тестери) можуть одночасно тестувати всі вузли на друкованій платі за один натиск, що дозволяє швидке автоматизоване перевірку всієї плати для виявлення розімкнутих ланцюгів, коротких замикань, цифрових помилок, містків з припою та інших дефектів складання.

Як працює ICT?

• Конструювання спеціального тестового пристрою: кожна нова друкована плата вимагає окремого пристрою з контактними шпильками для підключення до конкретних контрольних точок на платі.
• Встановлення плати: друкована плата одним рухом прижимається до цих рухомих/гнучких шпильок.
• Тестування одночасно: шляхом подачі сигналів у тестове обладнання системи АСТ можуть виконувати перевірку на обрив, коротке замикання та значення компонентів у всіх мережах схеми за одну операцію, що максимально підвищує ефективність.
• Автоматичне формування звітів: програмне забезпечення тестування генерує повний звіт по виходу придатної продукції, рівню дефектності та охопленню тестування для кожної партії.

ICT проти тестування літаючим щупом: основні відмінності

Швидкість тестування та продуктивність

• ICT: дозволяє одночасно тестувати кожну контрольну точку, що є дуже швидким і ідеальним для масового виробництва: сотні друкованих плат можуть бути протестовані за годину.
• Літаючий зонд: цей тест є послідовним, оскільки рухомий зонд може торкатися лише однієї контрольної точки за раз; отже, цикл тестування відносно довгий, що робить його більш придатним для прототипування або виробництва малих і середніх партій.

Вимоги до пристосувань

• ICT: Кожна друкована конструювання друкованої плати потребує спеціальної, індивідуально розробленої тестової платформи. Ці тестові платформи є дорогими та мають тривалий час очікування, особливо при частих змінах.
• Літаючий зонд: цей метод не потребує спеціального обладнання, лише модифікації програмного забезпечення. Рухомий зонд легко налаштовується, а тестову програму можна швидко оновити, скоротивши цикл налагодження.

Гнучкість та управління змінами

• ICT: Його гнучкість недостатня. Будь-яка зміна у проекті (наприклад, зміна розташування контрольних точок на друкованій платі) означає, що тестове обладнання потрібно виготовляти заново.
• Літаючий зонд: цей підхід забезпечує високу гнучкість і є ідеальним для швидкого прототипування. Будь-які зміни в конструкції вимагають лише одного оновлення тестової програми.

Покриття тестуванням та точність

• Тест ICT: аналіз більшої кількості вузлів одночасно дозволяє повніше охопити тестування. Це особливо корисно для виявлення незначних проблем з паянням і проведення функціональних інтеграційних тестів.
• Літаючий пробник: цей метод ефективний для виявлення обривів/коротких замикань і детектування на рівні компонентів, але може мати певні обмеження порівняно з ICT у разі недоступних вузлів.

Ризики та обслуговування

• Тестери ICT: ризик зносу контактного шпилька пристрою або його неправильного положення, що призводить до хибних відмов або подряпин.
• Тестування літаючим пробником: м’який контакт пробника; мінімальний ризик пошкодження друкованої плати.

Переваги та недоліки літаючого пробника та ICT

Таблиця детального порівняння: ICT проти літаючого щупа (продовження)

Коли використовувати кожну тестову систему: практичний посібник

Коли використовувати прольотне зондування (Flying Probe Testing)

• Ваше завдання щодо тестування друкованих плат — це прототип, ранній NPI або невелика партія.
• Розташування компонентів ще змінюється — потрібна швидка та гнучка адаптація.
• Потрібне швидке та економічне рішення для тестування, яке усуває час очікування та витрати на тестові платформи.
• Аналіз DFT або DFM триває; потрібно багаторазово коригувати контрольні точки.
• Контрольні точки на друкованих платах розташовані в зонах із високою щільністю і важкодоступні.

Коли використовувати ICT/тестування окремих компонентів (In-Circuit Test)

• Конструкція вашого кола завершена, і ви поступово нарощуєте виробництво.
• Висока продуктивність (синхронне тестування) і найкоротший можливий час тестування окремої плати мають вирішальне значення.
• Бюджет дозволяє початкові інвестиції в тестове обладнання, що потім може приносити прибуток від інвестицій для застосувань у більших масштабах.
• Потрібне функціональне тестування, програмування компонентів та подальші перевірки на платі.
• Розташування друкованих плат не повинно суттєво змінюватися в наступному виробничому циклі.

Поєднання пристрою для зондування та тестування на платі

Чому використовувати гібридне тестування? Поєднання послідовного літального зондування та тестування на платі може задовольнити різноманітні потреби у перевірці збірки сучасних виробничих ліній друкованих плат — від перевірки проекту до масового виробництва:

• Літальні зонди допомагають розробити початкову стратегію тестування, виявити проблеми тестування проекту та підтримувати замовлення на зміни в інженерії (ECO).
• Як тільки проект і точки тестування визначені, інвестуйте в обладнання інформаційно-комунікаційних технологій, щоб забезпечити ефективне тестування та швидке виробництво великих обсягів.

Поширені запитання щодо ICT та літального зондування

Питання: Який метод тестування найкращий для перевірки DFM/DFT?

A: Вимірювання літаючим пробником пропонують неперевершені переваги для ітерацій проектування та зусиль, орієнтованих на виробництво. Вони не потребують встановлення апаратного забезпечення і дозволяють швидко реагувати на зміни у конструкції.

Питання: У чому головна різниця — літаючий пробник проти тестування в контурі?

A: Технологія ICT використовує стенд із контактними голівками для одночасного тестування всіх вузлів друкованої плати, що робить її ідеальною для масового виробництва з низькими витратами. Тестування рухомим пробником, навпаки, використовує послідовний (рухомий пробник) метод тестування, який підходить для дрібносерійного виробництва і може гнучко обробляти кілька модифікацій друкованих плат.

Питання: Чи може тестування літаючим пробником виконувати повне функціональне тестування?

A: Хоча це можливо для простих схем, технологію ICT (разом із функціональними пристроями) частіше використовують для повної перевірки роботи схеми.

Питання: Який ризик полягає в тому, щоб покладатися лише на одну систему тестування?

A: Використання лише одного методу перевірки може призвести до пропущених дефектів або вузьких місць під час запуску нових продуктів і масового виробництва. Поєднання двох методів перевірки (або їх доповнення автоматизованою оптичною інспектуванням або рентгенівським контролем) дозволяє задовольнити всі вимоги щодо охоплення перевірок.

Питання: Наскільки швидкісний ICT у порівнянні з літаючим пробником?

Відповідь: Системи ICT зазвичай можуть тестувати сотні друкованих плат за годину. Навпаки, тестування літаючим пробником може дозволити протестувати лише кілька десятків плат за годину, залежно від складності друкованої плати.

Висновок: Найкращий спосіб тестування для ваших потреб щодо друкованих плат

Вибір між тестуванням у схемі та прольотним тестуванням в кінцевому підсумку залежить від вимог до виробництва, складності плати, бюджету та терміну виходу на ринок. Прольотне тестування чудово підходить для ранніх, швидких і інноваційних етапів розробки продукту, забезпечуючи швидку ітерацію проекту та негайне зворотний зв'язок. Тестування у схемі завдяки спеціалізованому обладнанню та можливості одночасного тестування забезпечує повний, швидкий і економічно ефективний охоплення перевірок для зрілих, стабільних та масштабних потужностей збірки.