随着从设计到制造最终产品的时间缩短,公司的制造工艺和经济状况都将改变,更加证明有必要使用自动化来达到更高水平的效率和生产力。既然测试是制造工艺的一部分,和其他工艺步骤一样,它必须提供测试覆盖和诊断,以自动化方式实时反馈给制造和/ 或设计。本文讨论把自动化生产全面延伸到测试领域的可能性。
自动化带来的价值是提高生产力,有效地降低测试成本。但是,目前PCB 制造的特点是,大量使用不同型号的元件、进行小批量到中等批量的生产,要经济有效地进行生产运作,不论用什么自动化方案,都必须具有高度的灵活性,而且设置时间要短。自动化方案应包括机器的灵活性,用户可以充分利用机器进行小批量、高混合(LVHM)生产, 并有直观的简化软件工具,对准备程序和设置系统所需要的时间进行优化。
对于设计一个工艺来把一条自动化生产线纳入其中,我们的目标是提高制造效率、保持高质量、降低成本。这三个方面的改进,将使制造商能够在全球市场中竞争。这个选择还必须和压缩新产品引进周期(NPI)一致。它需要建立一个功能全面的制造工艺,能够在特别短的时间里投入运行。总的来说,电子制造中的最后一个步骤是测试。我们将分析怎样把自动化生产方法延伸到电路板测试领域。
飞针测试
用传统的针床测试系统进行自动化测试已经有很长时间了。越来越多的公司正在优化飞针测试系统。优化这个系统的好处是,不必为每种产品制造和保养夹具,这意味着可以节约相当多的钱和时间,尤其是不必解决常见的测试夹具问题(接触不良、针脚肮脏、存储空间等等)。另一个好处是飞针探测实际上没有系统设置时间,要改变到另一种不同的产品,操作人员只需要简单地从现有的程序目录中选择新产品需要的程序,或者针对新产品生成一个新程序。
适合PCB常见故障的测试方法
短路和开路。在制造商生产线上产生的PCB 缺陷一般有两种类型:走线(一般是相邻的走线)之间的电路短路(通常称作短路)和走线断开(通常称作开路)。因此在测试PCB时,必须针对这些短路和开路进行检查和诊断。
最彻底的测试方法包括检查一条走线和其他所有走线之间的电阻,从而检查出短路,并且连续测量所有电路回路,从而检查出开路。这是使用针床系统进行测试的常用方法,但是,由于目前PCB 密度日益增大和小型化,能够进入每个测试点的夹具越来越难制造。能够精确地进行探测的飞针能够解决接入问题,但是在回路数量很多的电路板上测试,测试时间可能是一个问题。
另一种测试方法是专门为飞针测试设计的。电容的测量是在一条单独的PCB 走线和参考点之间进行(参考点可以是一条走线或一个接地面)。这些电容值存入一个数据库中,在随后进行的PCB 测试中作为控制值使用。如果这些自动取得的数值经过自动确认程序,只有被确认的数值进入数据库。这个数据库可能被用来和下一块测试的电路板比较,确定电路板是好的,还是坏的。
和前面描述的传统电阻测量和连续测量方法相比,这种测试方法减少在电路板上进行的测试总量,在保持缺陷覆盖的同时,用的测量时间较少。从测量工艺的角度看,这种方法有几个优点。它可以在生产出第一块电路板时立即开始PCB 批量测试,没有设置步骤,大量减少测量时间,生产效率很高。这种方法不需要已知合格电路板,因为在同一个批量中测试不同的电路板时,已经通过认证方法建立了自己的基准数值。测试时,PCB的焊盘或者测试点只和探针实际接触一次。