Bevor Leiterplattenrohlinge (Printed Circuit Boards, PCBs) und bestückte Leiterplatten (PCBAs) das Fertigungswerk verlassen, müssen sie elektrische Tests bestehen, um sicherzustellen, dass die Platinen in Endprodukten eine hohe Leistung und hohe Zuverlässigkeit erreichen.Elektrische Prüfungenwerden eingesetzt, um elektrische und schaltungstechnische Probleme wie Kurzschlüsse, Unterbrechungen, Widerstand, Kapazität usw. zu erkennen, die alle darauf hinweisen, ob nackte Leiterplatten oder bestückte Leiterplatten korrekt gefertigt wurden.
Der Flying-Probe-Test wurde ursprünglich nur für die Prüfung von nackten Leiterplatten eingesetzt, wird jedoch inzwischen effektiv für die Online-Testsimulation sowohl von nackten als auch von bestückten Leiterplatten verwendet. Das Aufkommen des Flying-Probe-Tests hat die Testmethoden für Produkte mit geringer Stückzahl und kurzer Durchlaufzeit verändert. Wenn Leiterplatten mittels Flying-Probe getestet werden, verkürzt sich der Produktentwicklungszyklus erheblich und die Markteinführungszeit wird entsprechend reduziert.
Was ist der Flying-Probe-Test?
Tatsächlich kann der Flying-Probe-Test als eine Weiterentwicklung des Nadelbett-Fixiertests angesehen werden, da der Flying-Probe-Tester Sonden anstelle des Nadelbetts verwendet. Am Flying-Probe-Tester sind entlang der X-Y-Achse vier Köpfe angebracht, die sich mit hoher Geschwindigkeit bewegen können.
Während ein Flying-Probe-Tester arbeitet, wird das zu prüfende Gerät (UUT) zunächst über ein Förderband oder andere UUTs zum internen Tester transportiert. Anschließend treten die Prüfspitzen mit Testpads und Vias in Kontakt, sodass Defekte der UUTs erkannt werden können. Die Prüfspitzen sind über ein Multiplexsystem mit Treibern (wie Signalgeneratoren, Stromversorgung usw.) und Sensoren (wie Digitalmultimeter, Frequenzzähler usw.) verbunden, über die die zu den UUTs gehörenden Bauteile geprüft werden können. Wenn ein Bauteil getestet wird, werden andere Bauteile auf demselben UUT vom Test abgeschirmt, um zu verhindern, dass die Messwerte gestört werden.
Der Flying-Probe-Tester ist in der Lage, Kurzschlüsse, Unterbrechungen und Bauteilwerte zu prüfen. Zusätzlich ist eine Kamera im Flying-Probe-Tester integriert, die dabei hilft, fehlende Bauteile zu erkennen und die Polarität von Bauteilen zu inspizieren. Da die Positioniergenauigkeit und Wiederholbarkeit der Sonden einen Bereich zwischen 5 μm und 15 μm erreichen, kann der Flying-Probe-Tester die Fertigungssituation des Prüflings (UUT) präzise testen.
Vergleich zwischen Nagelbett-Test und Flying-Probe-Test
Im Vergleich zum Nadelbett-Tester arbeitet der Flying-Probe-Tester bei der PCB-Baugruppenprüfung besser und effizienter. Erstens wird der Testentwicklungszyklus verkürzt, sodass Endprodukte schneller auf den Markt kommen können. Zweitens werden die Kosten durch den Einsatz des Flying-Probe-Testers gesenkt, da keine Prüfvorrichtung mehr erforderlich ist, wie sie beim Nadelbett-Test verwendet werden muss. Drittens ist der Flying-Probe-Test in der Lage, Tests in Kleinserien zu geringen Kosten durchzuführen. Schließlich kann der Flying-Probe-Tester Prototypen von Baugruppen schnell testen.
Wie funktioniert ein Flying-Probe-Tester?
Flying-Probe-Tester führen die Programmierung einfacher und schneller durch als herkömmliche ICT-Systeme (In-Circuit-Test), wie zum Beispiel der Flying-Probe-Test.
Um die Programmierung von Flying-Probe-Tests zu implementieren, sollten die Testmitarbeiter zunächst die von den Ingenieuren bereitgestellten CAD-Daten (Computer Aided Design) in eine anwendbare Datei umwandeln. Anschließend wird die neu erzeugte Datei in einem Testprogramm ausgeführt, wobei neue Dateien in den entsprechenden Formaten generiert werden. Schließlich werden alle Dateien so erstellt, dass sie den Testanforderungen und -vorgaben der UUT entsprechen.
Sobald die Testprogrammierung abgeschlossen ist, steht der eigentliche Flying-Probe-Test unmittelbar bevor. Zunächst sollte ein Prüfelement festgelegt werden, zum Beispiel Kurzschlüsse. Anschließend werden die Referenzpunktdaten, die der UUT entsprechen, aus den CAD-Daten entnommen. Sobald die UUT auf der Plattform fixiert ist, wird die Programmierung durchgeführt, um Fertigungs- oder Montageprobleme zu überprüfen.
Es ist notwendig darauf hinzuweisen, dass das Debugging vor den offiziellen Tests durchgeführt werden sollte. Darüber hinaus kann das Debugging von Flying-Probe-Tests in kürzerer Zeit abgeschlossen werden als herkömmliche ICT-Tests.
Vorteile des Flying-Probe-Tests
Basierend auf der oben genannten Definition und den Funktionsprinzipien weist der Flying-Probe-Test die folgenden Vorteile auf:
• Kurzer Testentwicklungszyklus;
• Relativ niedrige Testkosten;
• Hohe Umwandlungsflexibilität;
• Schnelles Feedback für PCB-Designingenieure in der Prototypenphase.
Daher erfordert der Flying-Probe-Test im Vergleich zur herkömmlichen ICT eine kürzere Gesamtprüfzeit. Wenn es umLeiterplattenbestückungDie Fertigung kann bereits ein paar Stunden nach Eintreffen der CAD-Datei gestartet werden. Somit können Prototypen von Leiterplattenbestückungen bereits wenige Stunden nach der Montage getestet werden, was sich stark von herkömmlichen ICT-Verfahren unterscheidet, bei denen allein die Tests oft mehrere Monate in Anspruch nehmen. Außerdem können aufgrund des geringen Aufwands für Einrichtung, Programmierung und Test gewöhnliche Techniker die Anlage bedienen.
Nachteile des Flying-Probe-Tests
Jede Münze hat zwei Seiten. Neben offensichtlichen Vorteilen weist der Flying-Probe-Test gleichzeitig einige Nachteile auf.
Da Flying-Probe-Tester direkten physischen Kontakt mit Vias und Testpads haben und dadurch leicht kleine Vertiefungen auf der Leiterplattenoberfläche entstehen können, betrachten einige OEMs dies als Fertigungsfehler. Heutzutage jedoch, mit dem stetigen Fortschritt von Wissenschaft und Technik, wird dieses Problem durch die Einführung verbesserter Flying-Probe-Tester überwunden.
Manchmal kann es bei der Arbeit eines Flying-Probe-Testers an Bauteilen ohne Testpad vorkommen, dass die Sonden Kontakt mit den Anschlussbeinchen haben, sodass lose Beinchen oder solche mit schlecht ausgeführter Lötung möglicherweise nicht erkannt werden.
Trotz der genannten Nachteile gilt der Flying-Probe-Test im Hinblick auf die Leiterplattenherstellung und Leiterplattenbestückung weiterhin als eine bedeutende Testmethode und wird stets eine entscheidende Rolle dabei spielen, elektronische Produkte zu hervorragender Leistung und hoher Zuverlässigkeit zu führen.
