不知道你是否好奇过在PCB上面为何经常会看到有些裸露的圆型小点?它们既没有焊接零件,大多时候甚至没有印刷锡膏?这些小圆点其实是给组装工厂测试PCBA功能是否合格用的测试点。
对于许多学过电子学的朋友来说,在电路板上设置测试点(test point)是再自然不过的事情了,可是对学机械或机构或其他背景的朋友来说,测试点是什么?可能还真有点给它一头雾水。
188金宝搏苹果下载 本身就是学机械出身的,记得自己第一次进到电子组装厂工作当制程工程师的时候,还曾经为了这个测试点问过好多人后才瞭解它到底在做什么用。
设置测试点的基本目的是为了测试电路板上的零组件有否符合规格以及零件焊接是否良好,比如说想检查电路板上的一颗电阻有没有问题,最简单的方法就是拿万用电錶量测其两头的焊点就可以知道,其他的电容、电感等零件也是类似的道理。
可是在大量生产的工厂里没有办法让你用电錶慢慢去量测每一片板子上的每一颗电阻、电容、电感、甚至是IC的电路是否正确,所以就有了所谓的ICT(In-Circuit-Test)或MDA(Manufacturing-Defect-Analyzer)这类自动化测试机台的出现,它使用多支探针(一般称之为「针床(Bed-Of-Nails)」治具)同时接触板子上所有需要被量测的零件线路,然后经由程式控制(以序列为主,并列为辅)的方式循序量测这些零件的电子特性,通常这样的测试要测完一片板子上的所有零件只需要30~120秒左右的时间可以完成,视电路板上的零件多寡而定,零件越多时间越长,当然零件越少测试就越短。
但是如果让这些探针直接接触到板子上面的电子零件或是其焊点,很有可能会不小心压毁一些电子零件,反而适得其反,所以聪明的工程师就发明了「测试点」,在零件的两端额外引出一对圆形的小点,上面没有防焊(solder mask),可以让测试用的探针直接接触到这些小点,而不用直接接触到那些需要被量测的电子零件。
早期在电路板上面还都是传统插件(THDs)的年代,的确会拿零件的焊脚来当作测试点来用,因为传统零件的焊脚够强壮,不怕针扎,可是经常会有探针接触不良的误判情形发生,因为一般的电子零件在经过波焊(wave soldering)或是SMT贴焊吃锡后,在其焊锡的表面通常会形成一层锡膏助焊剂的残留薄膜,这层薄膜的阻抗非常高,经常会造成探针的接触不良,所以当时经常可见产线的测试作业员,拿着空气喷枪拼命的吹板子,或是拿酒精擦拭这些需要探针接触的地方。
既使这些PCB上的测试点只经过波峰焊也会有探针接触不良的问题,因为测试点也会沾上焊锡的助焊剂。后来SMT制程盛行后,这类因为助焊剂残留而测试误判的情形才得到大幅改善,测试点的应用也被大大地赋予重任,因为SMT的零件本体通常很脆弱,无法承受测试探针的直接接触压力,使用测试点就可以不用让探针直接接触到零件本体及其焊脚,不但保护零件不受伤害,也大大地间接提昇测试的可靠度,因为误判的情形也变少了。
不过随着科技的演进,电路板的尺寸越来越小,想要在小小的电路板上面光要挤下这么多的电子零件就已经有些捉襟见肘,这使得测试点佔用电路板额外空间的问题,经常在设计与制造端之间拔河,不过这个议题等以后有机会我们可以再深入讨论。
测试点的外观通常是圆形,因为探针也是圆柱形,比较好生产,也比较容易让相邻探针靠得近一些,这样才可以增加针床的植针密度。
使用针床来做PCBA电路测试会有一些机构上的先天上限制,比如说:
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探针的最小直径有一定极限,直径太小的针在操作过程中很容易折断毁损。
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探针间的距离也有一定限制,因为每一根探针都要从治具上的一个孔洞探出来,而且每根针的根部后端都还要再焊接一条排线,如果相邻的孔太小,除了针与针之间会有接触短路的问题,排线的干涉也是一大问题。如果是大量或较精密的治具,则可以考虑额外制作电路板的方式来取代探针根部的排线。
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某些高度较高零件的旁边无法植针。如果探针距离高零件太近就会有碰撞高零件造成损伤的风险,另外因为零件较高,通常还要在测试治具针床座上开孔避让,也间接造成无法植针。
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电路板上面现在是越来越难容纳得下所有零件的测试点了。由于板子越来越小,测试点多寡与存废问题屡屡被拿出来讨论,现在已经有了一些减少测试点的方法出现,如 Net test、Test Jet、Boundary Scan、JTAG…等;也有其它的测试方法想要取代原本的针床测试,如AOI、X-Ray,但到目前为止每种测试方法似乎都还无法100%取代ICT。(ICT(In-Circuit-Test)电路电性测试拿掉真的比较省吗?)
关于ICT的植针能力应该要询问配合的治具厂商,也就是测试点的最小直径及相邻测试点的最小距离,通常都会有一个正规的最小值与一个最佳能力可以达成的最小值,但有规模的厂商通常会要求最小测试点与最小测试点间距离不可以超过多少点,否则治具很容易毁损。
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欧付宝
感谢版主,对于刚加入手机制造的我真的是在您这里收穫很多
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请问我没有概念像电阻侧不过要找点该怎么找萤幕上全是英文怎么判断那个是点电路图怎么看
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玮,
我也不知道耶!
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请教一下,PCB测试点在 SMD 时是否要上锡?
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Nick,
PCB测试点在 SMD 时是否要上锡?
这个要看你的PCB做什么表面处理?如果是ENIG或HASL就不需要上锡了,因为金几乎不会氧化,锡的表面会形成钝化膜也不容易氧化。
如果是OSP就建议上锡,因为OSP过完锡炉后就会被高温破坏,不上锡会有氧化,无法测试的问题,但是上了锡反而会因为助焊剂的残留而造成测试探针接触不良。
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工厂一般会要求测点覆盖率达95%已上,但HDI board走线都在内层,测点需要在表层,因此HDI board是否都已经没有电测这个功能了呢?
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CT Ting,
你所指的测点应该是指EMS厂做完SMT后的测试,这个一般是测试零件的,与HDI没有太大的关系。
如果是板厂测试,一般只要有焊点就可以测试,只要事先规划好测Net就可以。
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I think it should be Fiducial Mark instead of fidicial mark.
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Ivy,
You are right.
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写的好详细喔,谢谢你
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哈啰,想请问您有PCB footprint相关知识的文章吗,例如为什么要有对准线之类的
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Ace,
PCB的对准线是要给SMT置件用的座标吗?
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