PCB电测技术分析.pdf

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1、PCB电测技术分析一、电性测试PCB板在生产过程中，难免因外在因素而造成短路、断路及漏电等电性上的瑕疵，再加上PCB不断朝高密度、细间距及多层次的演进，若未能及时将不良板筛检出来，而任其流入制程中，势必会造成更多的成本浪费，因此除了制程控制的改善外，提高测试的技术也是可以为PCB制造者提供降低报废率及提升产品良率的解决方案。在电子产品的生产过程中，因瑕疵而造成成本的损失，在各个阶段都有不同的程度，越早发现则补救的成本越低。"TheRuleof10's"就是一个常被用来评估PCB在不同制程阶段被发现有瑕疵时的补

2、救成本。举例而言，空板制作完成后，若板中的断路能实时检测出来，通常只需补线即可改善瑕疵，或者至多损失一片空板；但是若未能被检测出断路，待板子出货至下游组装业者完成零件安装，也过炉锡及IR重熔，然而却在此时被检测发现线路有断路的情形，一般的下游组装业者会向让空板制造公司要求赔偿零件费用、重工费、检验费等。若更不幸的，瑕疵的板子在组装业者的测试仍未被发现，而进入整体系统成品，如计算机、手机、汽车零件等，这时再作测试才发现的损失，将是空板及时检出的百倍、千倍，甚至更高。因此，电性测试对于PCB业者而言，为的就是及早

3、发现线路功能缺陷的板子。下游业者通常会要求PCB制造厂商作百分之百的电性测试，因此会与PCB制造厂商就测试条件及测试方法达成一致的规格，因此双方1/6会先就以下事项清楚的定义出来：1、测试资料来源与格式2、测试条件，如电压、电流、绝缘及连通性3、设备制作方式与选点4、测试章5、修补规格在PCB的制造过程中，有三个阶段必须作测试：1、内层蚀刻后2、外层线路蚀刻后3、成品每个阶段通常会有2~3次的100%测试，筛选出不良板再作重工处理。因此，测试站也是一个分析制程问题点的最佳资料收集来源，经由统计结果，可以获得断

4、路、短路及其它绝缘问题的百分比，重工后再行检测，将数据资料整理之后，利用品管方法找出问题的根源，加以解决。二、电测的方法与设备电性测试的方法有：专用型(Dedicated)、泛用型(UniversalGrid)、飞针型(FlyingProbe)、非接触电子束(E-Beam)、导电布(胶)、电容式(Capacity)及刷测(ATG-SCANMAN)，其中最常使用的设备有三种，分别是专用测试机、泛用测试机及飞针测试机。为了更了解各种设备的功能，以下将分别比较三种主要设备的特性。2/61、专用型(Dedicated

5、)测试专用型的测试之所以为专用型，主要是因为其所使用的治具(Fixture,如电路板进行电性测试的针盘)仅适用于一种料号，不同料号的板子就无法测试，而且无法回收使用。测试点数方面，单面板在10,240点、双面各8,192点以内均可作测试，在测试密度方面，由于探针头粗细的关系，较适合运用于pitch以上的板子。2、泛用型(UniversalGrid)测试泛用型测试的基本原理是PCB线路的版面是依据格子(Grid)来设计，一般所谓线路密度就是指grid的距离，也就是以间距(Pitch)来表示(部份时候也可用孔密度

6、来表示)，而泛用测试就是依据此一原理，依据孔位置以一G10的基材作Mask，只有在孔的位置探针才能穿过Mask进行电测，因此治具的制作简易而快速，而且探针可重复使用。泛用型测试具有极多测点的标准Grid固定大型针盘，可分别按不同料号而制作活动式探针的针盘，量产时只要改换活动针盘，就可以对不同料号量产测试。另外，为保证完工的PCB板线路系统通畅，需在使用高压电(如250V)多测点的泛用型电测母机上，采用特定接点的针盘对板子进行Open/Short电性测试，此种泛用型的测试机称之为「自动化测试机」(ATE,Aut

7、omaticTestingEquipment)。泛用型测试点数通常在1万点以上，测试密度在或是的测试称为on-grid测试，若是运用于高密度板，由于间距太密，已脱离on-grid设计，因此属于off-grid测试，其治具就必须要特殊设计，通常泛3/6用型测试的测试密度可达QFP。3、飞针(FlyingProbe)测试飞针测试的原理很简单，仅仅需要两根探针作x、y、z的移动来逐一测试各线路的两个端点，因此不需要另外制作昂贵的治具。但是由于是端点测试，因此测速极慢，约为10~40points/sec，所以较适合样

8、品及小量产；在测试密度方面，飞针测试可适用于极高密度板()，如MCM。三、技术比较典型的飞针测试产出大约在1~20之间，若知道孔密度便可转换成每小时测试的总面积()，则其测试面积的范围大约是15(探针20及32板)至0.04(探针1及600板)，差距375倍的原因在于板子的密度及间距。一般性能较好的飞针测试设备的产出大约维持在10~15之间，可适用于密度为30的商用板到600的高密度板，对于多层板而