為什么PCB線路板需要檢測點(diǎn)?
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2022-05-07 14:11
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對(duì)于學(xué)習(xí)電子技術(shù)的人來說,在電路板上設(shè)置測試點(diǎn)(testpoint)是理所當(dāng)然的事情,但是對(duì)于學(xué)習(xí)機(jī)械的人來說,測試點(diǎn)是什么?
也許還是有點(diǎn)迷糊。回想起第一次在PCBA加工廠工作時(shí),我還記得,有一次,為了這個(gè)測試點(diǎn),我問了很多人,都知道了。主要是要測試電路板上的零組件是否符合規(guī)范要求以及焊性,比方說,要檢查一塊線路板上的電阻是否有問題,最簡單的辦法是用電表量測它兩頭的時(shí)候就能知道。
但是,在一個(gè)大規(guī)模生產(chǎn)的工廠里,無法讓你用電表慢慢地測量每個(gè)電阻片上的每個(gè)電阻、電容、電感、即使IC電路是否正確,于是出現(xiàn)了一種叫做ICT(In-Circuit-Test)的自動(dòng)測試平臺(tái),該法采用多個(gè)探頭(通常稱為"Bed-Of-Nails"治具),同時(shí)與該儀器上所有需要進(jìn)行測量的部件接線進(jìn)行接觸。再以程控為主、并排為輔的方式,對(duì)這些電子部件進(jìn)行連續(xù)測量,一般來說,這種測試一般的板件僅需1~2分鐘即可完成,這取決于板件數(shù)量的多少,部件的使用時(shí)間越長。
但如果這些探頭直接接觸電子元件或電焊腳,則極有可能導(dǎo)致某些電子部件被擊碎,于是聰明的工程師發(fā)明了一種“測試點(diǎn)”,即在零件的兩端附加一對(duì)小圓點(diǎn),它不需要防焊(mask),它能使測試用的探針接觸到這些小點(diǎn),而不需要直接接觸那些被測量的電子部件。
早些時(shí)候,電路板上面還是傳統(tǒng)的插件式(DIP),確實(shí)會(huì)把部件的焊腳作為測試點(diǎn),由于常規(guī)部件的焊接腳足夠強(qiáng)大,不懼怕針刺,但常常出現(xiàn)探頭接觸不良的誤判情況,由于普通電子部件都經(jīng)過波峰焊(wavesoldering)或SMT吃錫,它的焊錫表面一般都有一層殘留錫膏焊劑的薄膜,這種薄膜的阻抗很高,經(jīng)常導(dǎo)致探頭接觸不良,因此那時(shí)產(chǎn)線頻繁出現(xiàn)測試作業(yè)人員,常常拿著空氣噴槍拼命地吹,或者拿酒精擦拭這些需要檢測的地方。
事實(shí)上,經(jīng)過波峰焊的測試點(diǎn)也會(huì)存在探頭接觸問題。在隨后SMT大量使用后,測試誤判情況有了較大的改善,測試點(diǎn)的應(yīng)用受到了極大的重視。由于SMT的部件通常是脆弱的,不能承受測試探頭直接接觸壓力,利用檢測點(diǎn)即可避免探頭直接與零件和焊腳的接觸,不僅能保護(hù)部件不受損傷,還間接地大大提高了試驗(yàn)的可靠性,因?yàn)檎`判情況變少了。
然而,隨著技術(shù)的進(jìn)步,電路板的尺寸也越來越小,小小的一塊電路板上的光要擠下那么多電子部件就已經(jīng)有些吃力了,因此為了測量電路占用電路板空間的問題,經(jīng)常在設(shè)計(jì)端和制造端之間拔出一塊小小的電路板,這就是一個(gè)難題。檢測點(diǎn)的外觀一般為圓形,由于探頭也是圓的,所以制作較好,也更容易讓相鄰探頭靠近一點(diǎn),從而增加針床的針密度。
利用針床進(jìn)行電路測試有先天的局限性,例如:探頭的最小直徑有一個(gè)限度,過小直徑的針很容易被破壞。
針距也有一定的局限性,因?yàn)槊扛樁家獜囊粋€(gè)孔出,并且每根針的后端要多焊一條扁平電纜,如果鄰接的孔太小,除了針頭會(huì)有接觸短路的問題,扁平電纜的干涉也是個(gè)大問題。
有些高部件旁邊不能植入。若太靠近測試的部件,探頭可能有損壞的風(fēng)險(xiǎn),此外,由于零件較高,通常要在測試治具針床座上開孔,也間接造成無法植針。板子上很難裝下所有部件的測試點(diǎn)。
因?yàn)檫@些板越來越小,測試點(diǎn)多寡的存廢一再被拿出來討論,現(xiàn)在也有一些方法可以減少測驗(yàn)試驗(yàn),比如Nettest、TestJet、BoundaryScan、JTAG等;還有其他一些希望替代原針床試驗(yàn)的方法,比如AOI,X-Ray,但是現(xiàn)在看起來每種試驗(yàn)都不能100%替代ICT。
在ICT的植針能力方面,應(yīng)咨詢配套設(shè)備制造商,即檢測點(diǎn)的最小直徑,以及相鄰檢測點(diǎn)的最短距離,一般都會(huì)有希望與能力達(dá)到的最低限度之間的最小值,而大型工廠商會(huì)則要求最小測試點(diǎn)與最小測點(diǎn)間距不得超過多少點(diǎn),否則治具也易被破壞。
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