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        PCB電路板電測技術分析

        來源:   發布時間:2015-09-15 10:38:46   查看次數:
         一、電性測試

        PCB板在生產過程中,難免因外在因素而造成短路、斷路及漏電等電性上的瑕疵,再加上PCB不斷朝高密度、細間距及多層次的演進,若未能及時將不良板篩檢出來,而任其流入制程中,勢必會造成更多的成本浪費,因此除了制程控制的改善外,提高測試的技術也是可以為PCB制造者提供降低報廢率及提升產品良率的解決方案。

        在電子產品的生產過程中,因瑕疵而造成成本的損失,在各個階段都有不同的程度,越早發現則補救的成本越低。

        " The Rule of 10's "就是一個常被用來評估PCB在不同制程階段被發現有瑕疵時的補救成本。舉例而言,空板制作完成后,若板中的斷路能實時檢測出來,通常只需補線即可改善瑕疵,或者至多損失一片空板;但是若未能被檢測出斷路,待板子出貨至下游組裝業者完成零件安裝,也過爐錫及IR重熔,然而卻在此時被檢測發現線路有斷路的情形,一般的下游組裝業者會向讓空板制造公司要求賠償零件費用、重工費、檢驗費等。若更不幸的,瑕疵的板子在組裝業者的測試仍未被發現,而進入整體系統成品,如計算機、手機、汽車零件等,這時再作測試才發現的損失,將是空板及時檢出的百倍、千倍,甚至更高。因此,電性測試對于PCB業者而言,為的就是及早發現線路功能缺陷的板子。

        下游業者通常會要求PCB制造廠商作百分之百的電性測試,因此會與PCB制造廠商就測試條件及測試方法達成一致的規格,因此雙方會先就以下事項清楚的定義出來:

        1、 測試資料來源與格式
        2、 測試條件,如電壓、電流、絕緣及連通性
        3、 設備制作方式與選點
        4、 測試章
        5、 修補規格

        在PCB的制造過程中,有三個階段必須作測試:

        1、 內層蝕刻后
        2、 外層線路蝕刻后
        3、 成品

        每個階段通常會有2~3次的100%測試,篩選出不良板再作重工處理。因此,測試站也是一個分析制程問題點的最佳資料收集來源,經由統計結果,可以獲得斷路、短路及其它絕緣問題的百分比,重工后再行檢測,將數據資料整理之后,利用品管方法找出問題的根源,加以解決。
        二、電測的方法與設備

        電性測試的方法有:專用型(Dedicated)、泛用型(Universal Grid)、飛針型(Flying Probe)、非接觸電子束(E-Beam)、導電布(膠)、電容式(Capacity)及刷測(ATG-SCAN MAN),其中最常使用的設備有三種,分別是專用測試機、泛用測試機及飛針測試機。為了更了解各種設備的功能,以下將分別比較三種主要設備的特性。

        1、專用型(Dedicated)測試
        專用型的測試之所以為專用型,主要是因為其所使用的治具(Fixture, 如電路板進行電性測試的針盤)僅適用于一種料號,不同料號的板子就無法測試,而且無法回收使用。測試點數方面,單面板在10,240點、雙面各8,192點以內均可作測試,在測試密度方面,由于探針頭粗細的關系,較適合運用于 pitch以上的板子。

        2、泛用型(Universal Grid)測試
        泛用型測試的基本原理是PCB線路的版面是依據格子(Grid)來設計,一般所謂線路密度就是指grid的距離,也就是以間距(Pitch)來表示(部份時候也可用孔密度 來表示),而泛用測試就是依據此一原理,依據孔位置以一G10的基材作Mask,只有在孔的位置探針才能穿過Mask進行電測,因此治具的制作簡易而快速,而且探針可重復使用。泛用型測試具有極多測點的標準Grid固定大型針盤,可分別按不同料號而制作活動式探針的針盤,量產時只要改換活動針盤,就可以對不同料號量產測試。另外,為保證完工的PCB板線路系統通暢,需在使用高壓電(如250V)多測點的泛用型電測母機上,采用特定接點的針盤對板子進行Open/Short電性測試,此種泛用型的測試機稱之為「自動化測試機」 (ATE, Automatic Testing Equipment)。

        泛用型測試點數通常在1萬點以上,測試密度在 或是 的測試稱為on-grid測試,若是運用于高密度板,由于間距太密,已脫離on-grid設計,因此屬于off-grid測試,其治具就必須要特殊設計,通常泛用型測試的測試密度可達 QFP。

        3、飛針(Flying Probe)測試
        飛針測試的原理很簡單,僅僅需要兩根探針作x、y、z的移動來逐一測試各線路的兩個端點,因此不需要另外制作昂貴的治具。但是由于是端點測試,因此測速極慢,約為10~40 points/sec,所以較適合樣品及小量產;在測試密度方面,飛針測試可適用于極高密度板( ),如MCM。

         

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