Полное руководство по тестированию печатных плат летающим зондом (FPT)

Полное руководство по тестированию печатных плат летающим зондом (FPT)

directory

В мире производства печатных плат обеспечение функциональности и надежности электронных устройств имеет первостепенное значение. Для достижения этой цели необходимы надежные методологии тестирования. Тестирование летающего зонда (FPT) стало передовой технологией, которая решает проблемы, возникающие в связи со сложной конструкцией печатных плат и жесткими графиками производства. В JHDPCB мы специализируемся на тестировании летающими зондами, предлагая нашим клиентам высококачественные печатные платы, которые проходят тщательное и эффективное тестирование.
Тестирование летающего зонда революционизирует традиционные подходы к тестированию, заменяя необходимость в гвоздевых приспособлениях автоматизированными системами зондирования. В этих системах используются подвижные датчики, которые позволяют быстро и точно получить доступ к контрольным точкам на печатной плате, не требуя специальных приспособлений. Этот метод бесконтактного тестирования позволяет проводить комплексное тестирование сложных плат, в том числе многослойных и густонаселенных, при этом минимизируя время и затраты на настройку.

В JHDPCB мы осознаем решающую важность тестирования летающими зондами для обеспечения функциональности и качества наших печатных плат. Благодаря нашему современному оборудованию и передовому испытательному оборудованию наши квалифицированные специалисты тщательно анализируют каждый аспект электрического соединения печатной платы, размещения компонентов и целостности сигнала. Наш процесс тестирования летающими зондами выявляет такие неисправности, как обрывы цепей, короткие замыкания и ошибки размещения компонентов, предоставляя бесценную информацию для оптимизации производственного процесса и доставки надежной продукции нашим клиентам.
В этой статье мы познакомимся с миром тестирования летающими зондами, рассмотрим его преимущества, принципы работы и роль в обеспечении качества печатных плат. Мы продемонстрируем опыт JHDPCB во внедрении тестирования летающими зондами в наш процесс производства печатных плат, подчеркнув нашу приверженность предоставлению надежных и высокопроизводительных решений для печатных плат.
Присоединяйтесь к нам, когда мы отправляемся в познавательное путешествие по тонкостям тестирования летающих зондов, раскрывая огромную ценность, которую оно приносит индустрии производства печатных плат, и то, как возможности JHDPCB выделяют нас в предоставлении первоклассных услуг по тестированию печатных плат.

Что такое тест летающего зонда (FPT)?

Испытание летающим зондом (FPT) — это высокоэффективный и экономичный метод обнаружения дефектов и неисправностей печатных плат (PCB). В отличие от традиционных методов тестирования, требующих специальных приспособлений или инструментов, машина FPT использует подвижные датчики для проверки электрических соединений на печатной плате без какого-либо физического контакта. Это делает его идеальным для тестирования сложных и густонаселенных плат.
Первоначально использовавшиеся только для тестирования непокрытой платы, FPT были усовершенствованы для измерения не только сопротивления, но также емкости и индуктивности. Это сделало их полезными для использования в сборках печатных плат. Они более рентабельны для небольших партий продукции и предлагают улучшенный охват тестирования по сравнению с традиционным тестированием ИКТ. Используя автоматическое тестирование, FPT могут напрямую получать доступ к контактам компонентов, что устраняет необходимость в специально построенных контрольных точках. В результате FPT стали предпочтительным и экономически эффективным подходом для тестирования печатных плат небольших объема и прототипов.

FPT стали предпочтительным и экономически эффективным методом тестирования печатных плат небольшого объема и прототипов. Их легко программировать и использовать даже для очень плотных и сложных плат, они могут сократить цикл проектирования продукта и сократить время выхода на рынок. Кроме того, в технологии FPT происходят значительные улучшения, направленные на повышение процента покрытия тестами, что, в свою очередь, приводит к повышению качества и сокращению времени тестирования.
Благодаря камере для проверки полярности компонентов и продолжающейся тенденции миниатюризации в электронике FPT имеют большой потенциал стать еще более привлекательными для тестирования, особенно для электронных устройств меньшего размера, где площадь платы является ценным товаром. В целом, тест с летающим зондом — это эффективный и универсальный метод тестирования печатных плат, который становится все более популярным в электронной промышленности.

Основные рекомендации по проектированию контрольных точек.

Следуя этим рекомендациям, проектировщики могут обеспечить эффективное использование процесса FPT при тестировании печатных плат. Эти рекомендации по проектированию контрольных точек обеспечивают эффективное использование процесса испытания летающим зондом (FPT):

  1. Доступность к сетям
    Сети, связанные с активными компонентами, должны быть доступны на одной стороне тестовых щупов, чтобы можно было использовать опцию «открытого исправления». Это правило распространяется и на компоненты SMD.
  2. Особенности тест-пойнтов
    Тестовые площадки без паяльного резиста, переходных и сквозных отверстий, металлизированные сквозные отверстия (PTH),и устройство поверхностного монтажа (SMD) Контактные площадки компонентов являются предпочтительными точками контакта для процесса FPT. Кроме того, размер контрольной точки зависит от типа зонда: минимальный размер составляет 6 мил (рекомендуется 20 мил). Для получения оптимальных результатов расстояние между отдельными контрольными точками должно составлять минимум 10 мил, а лучше 20 мил.
  3. Виас
    Диаметр переходных отверстий должен составлять от 8 до 20 мил (рекомендуется 10 мил). Кроме того, они должны быть закрыты и свободны от припоя. При работе с компонентами SMD, особенно с размерами шага менее 25 мил, рекомендуется использовать более длинные площадки припоя, чем контакты компонента, чтобы гарантировать, что тестовый щуп может соприкасаться с контрольной точкой на самой площадке для пайки. Для горизонтальной архитектуры (PILOT L4/H4) компоненты должны располагаться на 4–5 см выше противоположной тестируемой стороны.
  4. Зажим доски
    Доску следует закрепить зажимом или транспортировать горизонтально (Pilot L4) или вертикально (Pilot V8). Для тестеров с горизонтальной архитектурой обеспечивайте поддержку через каждые 150 мм или расстояние в зависимости от требований вашего проекта по обеим осям (кроме тестовых систем Aerial и V8), чтобы плата оставалась плоской.
  5. Размеры платы
    Максимальные размеры платы составляют 600 x 1010 мм для тестеров Pilot L4 и 600 x 540 мм для тестеров Pilot V8. Кроме того, данные САПР должны включать высоту компонента.
  6. Расстояния контрольных точек
    Зазор — это расстояние между центром контрольной точки и боковой частью компонентов. Кроме того, минимальное расстояние между контрольной точкой и компонентом можно оценить по формуле: L = (0,29 x Высота) + 0,7 (в мм).
  7. Фидуциальное признание
    Включите по три репера для каждой доски и расположите их в форме треугольника по обе стороны от доски. Чтобы исключить побочные ошибки, следует использовать различное расположение контрольных точек. Для более крупных плат размером более 400 мм разместите местные ориентиры, касающиеся компонентов с мелким шагом, которые должны быть видны после установки компонента.
  8. Проводное соединение
    Следует избегать столкновения проводов с контрольными точками.

Как работает тестер летающего зонда?

Испытание летающим зондом — это мощный метод тестирования сборки печатных плат (PCBA), который обеспечивает гибкость, точность и экономичность. Процесс создания тестовой программы FPT начинается с использования приложения для создания тестовой программы FPT, для которого требуется спецификация PCBA (BOM) и файл ECAD. Процесс создания тестовой программы FPT начинается с использования приложения для создания тестовой программы FPT, для которого требуется спецификация PCBA (BOM) и файл ECAD. Для выполнения FPT требуется интеллектуальный файл САПР в формате ODB++, формате IPC-2581 или собственном формате файла проекта ECAD (а не просто Gerber) , вместе со спецификацией формата Excel. После создания тестовой программы она загружается в тестер FPT.
PCBA, подлежащая тестированию, затем помещается на конвейерную ленту, которая перемещается в зону тестера, где расположены датчики. Во время программы тестирования щупы вступают в контакт с контактными площадками (как компонентными, так и тестовыми контактными площадками, если таковые имеются) и немаскированными переходными отверстиями в соответствии с уже загруженной тестовой программой. Тестер подает электрические тестовые сигналы и питание на точки датчиков и выполняет измерения, чтобы определить, дает ли участок цепи внутри датчиков ожидаемые результаты в пределах заданных допусков. Таким образом, FPT обнаруживает дефекты в агрегате.

Аппаратура ФПТ оснащена генераторами сигналов, источниками питания постоянного и переменного тока, различными типами датчиков, системой мультиплексирования, цифровыми мультиметрами, частотомерами и т.д., которые используются для подачи сигналов для возбуждения узлов печатной платы и для выполнения измерений на узлах компонентов и межсоединений на сборке печатной платы. Чтобы изолировать сегменты компонентов между тестовыми щупами от остальных соединений с другими компонентами на плате, FPT использует сложную схему сигналов возбуждения.

Такая «виртуальная изоляция» компонентов от остальных соединений схемы позволяет максимально точно измерять значения компонентов, при этом они остаются подключенными в схеме на плате. FPT может проверять наличие коротких замыканий, обрывов и значений компонентов. Он также оснащен камерой, позволяющей автоматически проверять полярность компонентов и выполнять «диодные» тесты импеданса на входах интегрированных устройств, функциональное поведение которых выходит за рамки тестирования FPT.
Кроме того, многие доступные сегодня FPT могут возбуждать сигналы и выполнять некоторые измерения на контактных площадках микросхем, находящихся под их корпусами (например, BGA,QFNs, и другие безвыводные устройства) методом емкостного зондирования. Итак, это были все основы того, как работают тесты с летающими зондами, теперь давайте взглянем на некоторые расширенные возможности тестирования с помощью зондов:

  • Блок измерения разности фаз
    PDM (блок измерения разности фаз) — это расширенная функция, которая позволяет измерять разность фаз между участками опорной и сигнальной линии путем отправки высокочастотного сигнала между одной конечной точкой каждого из них. Это устраняет необходимость в тестировании изоляции внутри сети, что делает его ценным инструментом для тестирования цепей.
  • Стресс-тест высокого напряжения (HVS)
    Стресс-тест высокого напряжения (HVS) — это процедура тестирования, предназначенная для выявления дефектов изоляции с высоким сопротивлением, которые могут быть не обнаружены PDM. HVS достигает этого путем подачи импульсов высокого напряжения между сигнальными линиями, что позволяет обнаруживать дефекты с высоким сопротивлением. Как и PDM, HVS проверяет каждую сеть один раз, что делает его быстрым методом тестирования. HVS также предлагает возможность подачи более высокого напряжения от 500 до 1000 В, что превышает максимальное напряжение, применимое при стандартном измерении сопротивления изоляции (обычно 250 В). Однако HVS использует тест с низким энергопотреблением, чтобы гарантировать, что тест на сверхвысокое сопротивление проводится без чрезмерной нагрузки на тестируемые платы.
  • Обнаружение микрошорт
    Это еще одна расширенная функция, которая позволяет избежать повреждений и проблем, вызванных внезапным применением высокого напряжения во время испытаний изоляции. Эта функция сначала подает низкое напряжение, а затем постепенно увеличивает напряжение для обнаружения микрокоротких замыканий. В некоторых случаях замыкатели с высоким сопротивлением между несколькими слоями платы могут иметь характеристики, аналогичные характеристикам полупроводников и конденсаторов. Кроме того, изменение полярности высокого напряжения также может помочь обнаружить такие дефекты. FPT — это комплексный метод тестирования, целью которого является максимально тщательное тестирование платы с учетом ограничений доступности, налагаемых конкретной конструкцией платы. JHDPCB является надежным поставщиком высококачественных печатных плат и предлагает услуги по тестированию, такие как FPT, для удовлетворения ваших потребностей в производстве печатных плат.

Особенности испытания летающего зонда.

Хотя тест с летающим зондом имеет ряд преимуществ, которые делают его популярным выбором для тестирования электронных компонентов, он также имеет некоторые ограничения, которые необходимо тщательно учитывать, прежде чем выбирать этот метод тестирования. Давайте обсудим некоторые преимущества и недостатки испытаний летающих зондов.

1.Неразрушающий: Ключевым преимуществом теста с летающим зондом является то, что это метод неразрушающего контроля. Это означает, что он может тестировать электронные компоненты, не повреждая их. Это особенно полезно для тестирования дорогостоящих или деликатных компонентов, которые невозможно легко заменить.
2.Высокая точность: точность датчиков, используемых в тесте с летающим зондом, позволяет проводить высокоточные измерения и испытания. Это позволяет ему обнаруживать даже самые незначительные неисправности в электронных компонентах.
3.Универсальность: испытание летающим зондом — это универсальный метод тестирования, который можно использовать для широкого спектра применений. Его можно использовать для тестирования голых плат, собранных плат и сложных схем.
4.Гибкость: тест с летающим зондом — это гибкий метод тестирования, который позволяет проверять обе стороны платы и может быть легко перепрограммирован для различных требований тестирования. Требования к контрольной точке летающего зонда делают его очень подходящим для тестирования сложных многослойных схем.
5.Проверка ориентации и соосности компонентов: FPT может проверять полярность, ориентацию и несоосность электронных компонентов, гарантируя, что все компоненты установлены правильно.
6.Быстрая обратная связь: время настройки теста летающего зонда относительно быстрое по сравнению с другими методами тестирования. Это связано с тем, что для этого не требуются дорогостоящие приспособления или инструменты, что позволяет сэкономить время и деньги.
7.Экономичность: тест с летающим зондом может стать экономичным решением для производственных циклов с малыми и средними объемами. Это связано с тем, что для этого не требуются дорогостоящие приспособления или инструменты, что может помочь снизить затраты.
8.Проверка FPGA: FPT обеспечивает возможность выполнять встроенную проверку программируемых вентильных матриц (FPGA), которые являются важным компонентом многих современных электронных устройств.
9.Автоматизация: тесты с летающими зондами можно легко интегрировать в автоматизированные системы тестирования, что обеспечивает высокую производительность и эффективность тестирования. Таким образом, в целом это может помочь снизить затраты на рабочую силу и повысить эффективность тестирования.
10.Подходит для тестирования очень сложных прототипов печатных плат: FPT отлично подходит для тестирования очень сложных прототипов печатных плат.

1.Ограниченная доступность. Тестирование летающим зондом, как и большинство других тестов, не включает питание схемы, а это означает, что оно не дает полного реального представления о продукте, в отличие от ICT (внутрисхемное тестирование). Кроме того, FPT не может тестировать разъемы и неактивные компоненты, что может ограничить его возможности тестирования.
2.Низкая скорость тестирования: тесты с летающим зондом могут быть медленнее, чем другие методы тестирования, особенно для больших плат или сложных схем. В отличие от ICT, который использует приспособления для одновременной установки щупов в несколько точек на печатной плате для тестирования, FPT может тестировать только одну точку за раз. Это может привести к увеличению времени тестирования и увеличению затрат на тестер летающих зондов.
3.Ограниченное тестовое покрытие: Flying Probe Test может быть не в состоянии обнаружить определенные типы неисправностей, такие как прерывистые неисправности, массивы шариковых решеток или проблемы, которые возникают только при определенных условиях. Это может привести к тому, что некоторые ошибки будут пропущены во время тестирования.
4.Более высокая стоимость при крупносерийном производстве: При крупносерийном производстве стоимость теста с летающим зондом может оказаться выше, чем у других методов тестирования, из-за более длительного времени тестирования.

Какие методы тестирования печатных плат можно сочетать с испытанием летающим зондом?

Услуги по тестированию летающими зондами можно комбинировать с несколькими другими методами тестирования печатных плат для улучшения охвата, эффективности и точности тестирования. Вот шесть методов тестирования печатных плат, которые можно комбинировать с тестированием летающими зондами:

AOI— это метод бесконтактного тестирования, в котором используются камеры высокого разрешения и программное обеспечение для обработки изображений для проверки печатных плат на наличие производственных дефектов, таких как отсутствующие компоненты, несоосность компонентов, паяные перемычки и другие проблемы с пайкой. AOI часто используется в качестве дополнительного теста к тестированию с летающим зондом, поскольку он может обнаружить визуальные дефекты, которые могут быть пропущены при электрических тестах. Сочетание AOI с тестированием летающими зондами обеспечивает комплексную стратегию тестирования, учитывающую как электрические, так и визуальные аспекты качества печатных плат.

Ict-test — это мощный метод тестирования, который позволяет обнаружить широкий спектр неисправностей, включая обрывы цепей, короткие замыкания и значения компонентов, выходящие за пределы допуска. Однако ICT имеют некоторые ограничения.
Чтобы преодолеть эти ограничения, тестирование летающего зонда можно объединить с ICT, чтобы обеспечить более полное тестирование печатной платы. Тестирование летающего зонда печатной платы позволяет получить доступ к тем точкам на печатной плате, к которым недоступны устройства ICT, гарантируя, что все компоненты будут проверены во время процесса.
Это гарантирует, что любые неисправности в труднодоступных местах печатной платы могут быть обнаружены и исправлены. Комбинируя внутрисхемные испытания с испытаниями с летающим зондом, производители могут гарантировать, что их печатные платы тщательно протестированы и соответствуют требуемым стандартам качества. Такой подход может обеспечить более комплексный процесс тестирования, что приведет к повышению качества продукции и уменьшению количества возвратов или сбоев.

Рентгеновский контроль — это еще один метод бесконтактного тестирования, который использует рентгеновское изображение для проверки печатных плат на наличие скрытых дефектов, таких как пустоты в паяных соединениях, несовпадение внутренних слоев и проблемы со скрытыми компонентами. Рентгеновский контроль можно комбинировать с тестированием летающим зондом, чтобы обеспечить более углубленный анализ качества печатных плат, особенно для плат с высокой плотностью межсоединений (HDI) или плат со скрытыми компонентами, такими как массивы шариковых решеток (BGA).

Граничное сканирование — это метод электрических испытаний, в котором для выполнения внутрисхемного тестирования используются встроенные контрольные точки и стандартный порт доступа к тестированию (TAP) на печатной плате. Он особенно полезен для тестирования печатных плат высокой плотности, поскольку позволяет тестировать межсоединения и компоненты без необходимости физического доступа к контрольным точкам. Сочетание сканирования границ с тестированием летающим зондом позволяет расширить охват тестирования, особенно для плат со сложными межсоединениями или ограниченным доступом к контрольным точкам.

Функциональное тестирование — это процесс оценки функциональности печатной платы, чтобы убедиться, что она работает так, как задумано в конечном приложении. Этот метод тестирования обычно выполняется с использованием специально разработанных испытательных приспособлений и программного обеспечения, имитирующего рабочую среду печатной платы. Сочетание функционального тестирования с тестированием летающим зондом помогает обеспечить тщательное тестирование как электрических, так и эксплуатационных аспектов печатной платы.

В ходе этих испытаний печатные платы подвергаются воздействию различных температур и условий окружающей среды, чтобы оценить их производительность и надежность в экстремальных или изменяющихся условиях. Термическое циклирование, испытания на температуру и влажность и ускоренное испытание на срок службы (HALT) — вот некоторые примеры таких испытаний. Сочетание термической и экологической нагрузки с тестированием летающим зондом помогает выявить потенциальные слабые места в конструкции печатной платы и процессе производства электроники, а также гарантирует надежную работу печатной платы в предполагаемом применении.

Применяя тестирование летающими зондами, мы в JHDPCB предлагаем нашим клиентам решение для тестирования, которое сочетает в себе точность, скорость и экономическую эффективность. Наше современное оборудование и передовое испытательное оборудование позволяют нам выполнять комплексный анализ печатных плат, выявляя потенциальные неисправности, такие как обрывы цепей, короткие замыкания и ошибки размещения компонентов. Благодаря тщательному тестированию мы гарантируем, что наши клиенты получат печатные платы, соответствующие самым высоким стандартам качества и производительности.
Наше стремление к совершенству выходит за рамки наших возможностей тестирования. В JHDPCB мы стремимся обеспечить исключительное обслуживание клиентов, своевременную доставку и конкурентоспособные цены. Наши квалифицированные специалисты и опытная команда стремятся оправдать и превзойти ожидания наших клиентов, способствуя долгосрочному партнерству, основанному на доверии и удовлетворении.
Когда дело доходит до производства печатных плат, доверие к процессу тестирования имеет первостепенное значение. Выбрав JHDPCB в качестве своего производственного партнера, вы можете быть уверены в нашей передовой технологии тестирования летающими зондами. Мы гордимся нашей способностью поставлять надежные, высокопроизводительные печатные платы, которые проходят тщательное тестирование, гарантируя функциональность и качество ваших электронных устройств.
Если вам нужны печатные платы для сложных многослойных конструкций или компактные однослойные платы, JHDPCB всегда готов удовлетворить ваши производственные потребности. Доверьтесь нашему опыту, нашей приверженности качеству и нашим расширенным возможностям тестирования. Разместите у нас заказы на производство печатных плат и оцените исключительный сервис, который отличает нас.
Свяжитесь с JHDPCB сегодня, и позвольте нам воплотить в жизнь ваши проекты по производству печатных плат с помощью нашей проверенной и надежной технологии тестирования.

Получите ценовое предложение на печатную плату прямо сейчас

Откройте высококачественные услуги по производству печатных плат в JHDPCB

Leave a Comment