PCBおよびPCBAのフライングプローブテストについて、どのくらい知っていますか？

製造工場を出荷する前に、ベアPCB（プリント基板）およびPCBアセンブリ（PCBA）は、最終製品において高い性能と高い信頼性を確保するために、電気的試験に合格しなければなりません。電気試験ショートやオープン、抵抗値、静電容量などの電気的・回路上の問題を検出するために実施され、これらすべてによって、ベアボードや実装基板が正しく製造されているかどうかが判断されます。

フライングプローブテストは、当初はベアボード検査にのみ使用されていましたが、現在ではベアボードおよび実装基板の両方に対するオンラインテストシミュレーションに効果的に適用されています。フライングプローブテストの登場により、少量生産および短納期組立製品のテスト手法は変革されました。基板をフライングプローブで検査することで、製品設計サイクルは大幅に短縮され、市場投入までの時間もそれに伴い削減されます。

フライングプローブ検査とは何ですか？

実際には、フライングプローブテストは、ベッド・オブ・ネイル治具テストのアップグレード版と見なすことができます。というのも、フライングプローブテスターはプローブを用いてベッド・オブ・ネイルを置き換えるからです。フライングプローブテスターには、X-Y軸上に4つのヘッダーが装備されており、高速で移動することができます。

フライングプローブテスターが動作している間、被試験ユニット（UUT）はまず、コンベヤーベルトまたは他の搬送手段によってテスター内部へ搬送されます。次に、プローブがテストパッドやビアに接触し、UUT の欠陥を検出できるようにします。プローブは、多重化システムを介してドライバ（信号発生器、電源など）およびセンサ（デジタルマルチメータ、周波数カウンタなど）に接続されており、それによって UUT に属する部品を検査することができます。ある部品が検査されている間、同一 UUT 上の他の部品は、測定値が乱されないようにテストから遮断されます。

フライングプローブテスターは、ショート、オープン、および部品値のテストが可能です。さらに、フライングプローブテスターにはカメラが搭載されており、部品の欠品を検出したり、部品の極性を検査したりするのに役立ちます。プローブの位置決め精度と再現性が 5μm から 15μm の範囲に達しているため、フライングプローブテスターは UUT の製造状況を正確にテストすることができます。

ベッド・オブ・ネイルズ試験とフライングプローブ試験の比較

ベッド・オブ・ネイルズテスターと比較して、フライングプローブテスターはPCBアセンブリ検査において、より優れた、より効果的な性能を発揮します。 第一に、テスト開発サイクルが短縮されるため、最終製品はより速いスピードで市場に投入できるようになります。 第二に、ベッド・オブ・ネイルズテストで使用しなければならない治具が不要になるフライングプローブテスターの導入により、コストが削減されます。 第三に、フライングプローブテストは、低コストで少量生産向けのテストを実施することが可能です。 最後に、フライングプローブテスターはアセンブリ試作機を迅速にテストすることができます。

フライングプローブテスターはどのように動作しますか？

フライングプローブテスターは、従来のICT（インサーキットテスト）システム、例えばフライングプローブテストよりも、より容易かつ迅速にプログラミングを実行します。

フライングプローブテストプログラミングを実施するために、テスト担当者はまず、エンジニアから提供された CAD（コンピュータ支援設計）データを、適用可能なファイルへ変換する必要があります。次に、新たに生成されたファイルをテストプログラムで実行し、それに対応した形式の新しいファイルを生成します。最後に、すべてのファイルは UUT のテスト需要および要件に合わせて作成されます。

テストプログラミングが完了するとすぐに、本格的なフライングプローブテストが間近に迫ります。まず、ショートのようなテスト項目を決定する必要があります。次に、UUT に対応する基準点のデータを CAD データから抽出します。UUT がプラットフォームに固定されるとすぐに、製造または組立上の問題を検査するためのプログラミングが実行されます。

公式テストの前にデバッグを行う必要があることを指摘しておく必要があります。さらに、フライングプローブテストのデバッグは、従来のICTテストと比べてより短時間で完了できます。

フライングプローブテストの利点

上述の定義と動作原理に基づき、フライングプローブテストには次のような利点があります。
・短いテスト開発サイクル
・比較的低い試験コスト
・高い変換の柔軟性があります。
・試作期間中に、PCB設計エンジニアへ迅速なフィードバックを提供。

したがって、従来のICTと比較して、フライングプローブテストでは全体の検査時間がより短くなります。次に、PCB組立そのため、CADファイルが届いてからわずか数時間で製造を開始することができます。したがって、試作段階のPCBアセンブリは、組み立て後わずか数時間でテストすることができ、テストだけで数か月を要することもある従来のICTとは大きく異なります。さらに、セットアップ、プログラミングおよびテストの難易度が低いため、一般的な技術者でも操作が可能です。

フライングプローブテストの欠点

どのコインにも表と裏の二面があります。明白な利点とは別に、フライングプローブテストには同時にいくつかの欠点も存在します。

フライングプローブはビアやテストパッドに直接物理的に接触するため、基板表面に小さな凹みが生じやすく、一部のOEMはこれらを製造不良と見なします。しかし現在では、科学技術の継続的な進歩により、アップグレードされたフライングプローブテスターの登場によって、この問題は克服されつつあります。

場合によっては、フライングプローブテスターがテストパッドのない部品を検査している際、プローブが部品のリードに接触することがあります。そのため、緩んだリードやはんだ付け不良のリードが見逃されてしまう可能性があります。

前述の欠点にもかかわらず、フライングプローブテストは、PCB製造およびPCB実装に関して依然として重要なテスト手法と見なされており、電子製品を優れた性能と高い信頼性へと導くうえで、今後も常に重要な役割を果たし続けます。

役立つリソース:
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