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PCB测试介绍大纲•PCBFunction测试•PCB电气特性测试•PCB信赖性测试•PCB机械(挠折)性测试PCBFunction测试.空板电测.ICT测试空板电测(BareBoardTest)1.空板电测定义.空板电测是SMT未打件之前的电性测试,它是利用多点
的测试机测试,采用特定的针盘对板子进行电测,主要检验线路的导能性,判定有无开,短路.2.空板测试方法:空板测试可分为专用型,泛用型,飞针,导电胶与E-beam,电容式及刷测,就目前厂内使用的如下三种方法加以介绍:(a)专用型(Dedicated):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,在测试密度方面,由于探针头粗细的关系,较适合用于0.02”pitch的板子.(b)泛用型(Universal):具有极多测点的标准Grid固定大型针盘,可分别按不同料号制作活动式探针盘,量产时只
要改换活动针盘,就可以对不同料号量产测试.(c)飞针型:飞针测试的原理很简单,仅需要两根探针x,y,z,的移动来逐一测试各线路的两个端,因此不需要别外制作昂贵的治具,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(0.010”)空板电测(BareBoardTest)空板电测(BareBoardTest)测试步骤:测试机以定电压测试,先测导通性,再测绝缘性.测试规格:导通性测试:测试电压10V、电流20mA测试条件:10Ω
~100KΩ绝缘性测试:测试电压50V~250V、电流20mA测试条件:100KΩ~20MΩ测试规格与测试质量之关系:•导通性测试规格越趋近0Ω,测试质量越严格•绝缘性测试规格越趋近∞Ω,测试质量越严格空板电测(BareBoardTest)测试点开关(IO)基本组成A治具探针电表IOIO
INOUT治具探针ONOFFPASS空板电测测试原理空板电测(BareBoardTest)导通性测试流程图(continuity)AONON1234OPEN空板电测(BareBoardTest)导通性测试流程图(continuity)AONON1234PASS空板电测(BareBoardTest
)绝缘性测试流程图(insulation)AONON1234PASSONON空板电测(BareBoardTest)绝缘性测试流程图(insulation)AONON1234SHORTONON空板电测(BareBoardTest)ICT(IN
-CIRCUITTEST)测试1、何谓ICT?ICT即在线测试仪(InCircuitTester),是一大堆高级电表的组合。电表能测到,ICT就能测到,电表测不到,ICT可能也测不到。例如:R//Jumper,
则R无法用电表测出,而ICT也测不出。2、ICT能测些什么?Open/Short,R,L,C及PN结(含二极管,三极管,Zener,IC)3、ICT与电表有何差异?ICT可对旁路组件进行隔离(Guarding),而电表不可以。所以电表测不到,ICT可能测得到。例如:R//(R1+
R2),则电表测不出R,只测出R(R1+R2)/(R+R1+R2),ICT却可测出R。4、ICT与ATE有何差异?ICT只做静态测试,而ATE可做动态测试。即ICT对被测机板不通电(不加Vcc/GND),而ATE则通电。例如:板上
有一颗反向器要测,则ATE可测其反向特性,而ICT不能测。ICT(IN-CIRCUITTEST)测试ICT测试原理奥姆定律:R=V/I请各位仔细透彻的理解奥姆定律.R既可认为是电阻,也可认为是其他阻抗,如:Zc容抗、ZL感抗。而V有交流、直流之分。I也一样,有交流、直流之分。这样
才可以在学习ICT测试原理时,把握其主脉,因为奥姆定律贯穿其始终,可称得上万能定律!ICT(IN-CIRCUITTEST)测试1.量测R:单个R(mode0,1):利用Vx=IsRx(欧姆定律),则Rx=Vx/Is.信号源Is取恒流(0.1uA—5mA),量回Vx即
可算出Rx值.R//C(mode2):信号源Vs取恒压(0.2V),量回Ix,则Rx=Vs/Ix=0.2V/Ix,算出Rx值.+-Vx=?IsRx+-Vs=0.2VIxRxCICT(IN-CIRCUITTEST)测试R//L(mode3,4,5):信号源取交流电压源Vs,籍相位法辅助.
|Y’|Cosθ=YRx=1/Rx,并|Y’|=I’x/Vs故:Rx=1/|Y’|CosθVsIxRxLICT(IN-CIRCUITTEST)测试2.量测C/L:单个C/L(Mode0,1,2,3):信号源取恒定交流压源VsVs/Ix=Zc=1/2лfCx,求得:Cx=Ix/2лfVsVs
/Ix=Zl=2лfLx,求得:Lx=Vs/2лfIxVsIxIxVsCxLxICT(IN-CIRCUITTEST)测试C//R或L//R:籍相位法辅助|Y’|Sinθ=|Ycx|,即ωCx’Sinθ=ωCx求得:Cx=Cx’Sinθ(Cx’=Ix’/2лfVs)|Y’|Sinθ=|Yc
x|,即Sinθ/ωCx’=1/ωCx求得:Lx=Lx’/Sinθ(Lx’=Vs/2лfIx’)VsIxCxRIxVsLxRICT(IN-CIRCUITTEST)测试3.量测PN结:(D、Q、IC)信号源0-10V/3mAor30mA可程序电压源,量PN结导通电压4.量测Open/Short
:即以阻抗判定:先对待测板上所有Pin点进行学习,R<25Ω即归为ShortGroup,然后Test时进行比较,R<5Ω判定为Short,R>55Ω判为Open.ICT(IN-CIRCUITTEST)测试5.Guarding(隔离)的实现:当Rx有旁路(
R1)时,Ix=Is-I1≠Is,故:Vx/Is≠Rx此时取A点电位Va,送至C点,令Vc=Va,则:I1=(Va-Vc)/R1=0,Is=Ix从而:Vx/Is=RxVx+-IsIxI1ABCICTVaVbVcWhenVc=VaI1
=(Va-Vc)/R1=0RxR1+-U?32674ICT(IN-CIRCUITTEST)测试开路&短路测试原理在开路&短路自我学习(open&shortlearning)时,系统会自动将量测点之间阻抗小于25Ω的点聚集成不同的短路群(shor
tgroups);在开路测试(opentest)时,在任一短路群(shortgroups)中任何两点之阻抗不得大于55Ω,反之即是开路测试不良(openfail).短路测试(shorttest)时分成三种情况,若有其
中以下的情况发生,则判定短路测试不良(shorttest).•在短路群(shortgroups)中任何一点与非短路群中任一点之阻抗一点阻抗小于5Ω.•不同短路群中任两点之阻抗小于5Ω.•非短路群中任两点之阻抗小于5Ω.ICT(IN-CIRCUITTEST)测试ICT测试的局限
性在实际的电路板上,大量的各式主,被动组件通过串,并联方式连接起来,下述情形,ICT无法测试或无法准确测试.1.探针不可即的零件一般来说,每个零件的两端(或各引脚)所在的铜箔均有探针触及才可测试.2.小电容并
联大电容,小电容不可测.3.大电阻并联小电阻,大电阻不可测.4.大电阻//大电容,大电阻无法准确测试.5.小电容//小电阻,小电容无法准确测试.ICT(IN-CIRCUITTEST)测试6.与小电感并联的较大电阻,不可测.7.电容并联
电感,两者往往都不可测.8.二极体//小电阻,二极体插反或漏件均不可测.9.与跳线或电感并联的二极体(L//D,J//D)不可测.10.两个二极体同向并联,其中一个漏件或空焊不可测.11.电容的极性.12.小电感错件为跳线或被短路.13.IC内性能不良14.CONNEC
TOR,打开的SWITCH缺件或插反不可测.15.可调电阻,热敏电阻无法准确测试.ICT(IN-CIRCUITTEST)测试PCB电气特性测试.耐电压测试.特性阻抗测试.介电绝缘电阻测试.表面绝缘电阻测试特性阻抗测试耐电压测试1.特性阻抗测试1.1目的:测试高频讯号
在PCB传输线中传播所遇到的阻力1.2所用之仪器:TDR1.3主要步骤:1.4判定标准:TDR-TimeDomainReflectometryA.SingleEndImpedance:50±10%ΩB.DifferentialImpedance(差动特性阻抗):100
±10%Ωb.将测试探针扎于测试点上,施加上升时间35ps的差动讯号于每对相邻的LVDS细线路上,扣除前后接头效应,以软件换算等于500ps上升时间讯号所造成的阻抗值.1.3.1清洁板子以酒精擦拭待测试线路端点至少30秒1.3.2烘烤板子将板子放置烤箱烘烤49~
60oC,min2hr1.3.3进行特性阻抗试验a.将烘烤后的板子放置室温.耐电压测试2.耐电压测试2.1目的:针对信赖性实验,测试电路板线路间介质所能承受电压之特性2.2所用之仪器:2.3主要步骤:2.3.1取板子a.戴手套b.取待测板子(以报废板为优先)c.拿取板边,避免板面刮伤2.3.2清
洁板子b.打开耐电压器,依客户或IPC设定测试条件(测试电压500+15/-0VDC,30+3-0sec,漏电流0.5mA.)以酒精擦拭待测试线路端点至少30秒2.3.3烘烤板子将板子放置烤箱烘烤49~60oC,min3hr2.3.4进行耐电压试验a.将烘烤后的板子放置室温.2.4判定标准:经
过30秒的测试后,亮绿灯表示OK,红灯表示NG介层绝缘电阻3.介层(表面)绝缘电阻3.1目的:测试印刷电路板线路与线路间之绝缘性.3.2所用之仪器:3.3主要步骤:3.3.1烘烤取待测成品板放入烤箱中烘(50
±5oC,24hr)3.3.2测试a.从烤箱中用夹子取出试验板,置于架上使其温度降至温为止b.使用高阻计量测testcoupon绝缘阻值(量测电压500VDC)3.4.判定标准:>500MΩ(IPC6012A-3.9.4Class2)注:因介层绝缘
电阻与表面绝缘电阻测试方法一样.c.记录量测数值信赖性测试一.目的:建立产品信赖性(可靠度)试验项目及标准以确保产品之质量.二.适用范围:一般板及HDI板的在制品及成品,包括制程之自主检查.信赖性测试三.试验项目1.离子污染度试验2.剥离
试验3.焊锡性试验4.热油试验5.拉力试验6.热应力试验8.冷热冲击试验9.抗溶剂试验10.湿气及绝缘电阻试验11.SMTPad重工模拟试验12.孔重工模拟试验13.沾锡天平14.SO2疏孔性实验7.高湿气测试15.镍面SEM/EDS测
试16.耐腐蚀测试离子污染度试验四.具体试验方法1.离子污染度试验1.1试验目的测试印刷电路板污染程度1.2所用到仪器1.3主要步骤1.3.1取样至MRB取板子或取待出货的板子1.3.2清洗板子至成型去清洗板子,板子清洗完后要戴手套取出1.3.3测试板子进行离子污染度测试操
作,依离子残余量测试机SOP1QQ43-117来操作(确认异丙醇液位高于板子)1.3.4数据记录与归还将试验结果记录于报告中.实验完的板子要归还至原取得单位1.4判定标准NaCl含量须≦6.4ug/in2剥离试验2.剥离试验2.1试验目的:测试S/M,文字,油墨及镀层附着在
铜面上的强度是否合格.2.2所用之材料:3M胶带(编号600,1/2”宽)2.3主要步骤:2.3.1剪胶带将3M胶带剪下约2”长然后黏在板上,再用手套紧压胶带,将胶带中的气泡全部赶出2.3.2撕胶带迅速将胶带以水平于测试板的方向拉起(压好胶带至拉起胶带不可超过
1分钟)2.3.3.结果记录将试验结果记录于报告中2.4判定标准目视所撕起的胶带,不准有S/M,文字油墨或镀层残留其上.焊锡性实验3.焊锡性实验3.1目的:测试板子吃锡状况,以确保焊锡质量.3.2所用之仪器:3.3主要步骤:3.3.1涂flux取待测板,用夹子夹住板子,在板面
上涂flux3.3.2吃锡3.3.3记录结果将试验结果记录下来3.4判定标准吃锡须达95%以上热油实验4.热油实验4.1目的:以浸入高温油槽之方式,确认压合BONDING及镀铜品质4.2所用之仪器:4.3主要步骤:4.3.1准备工作
取四个测试片,放入135±5℃的烤箱烘烤1小时.4.3.2开始测试在二分钟时间内将试验片由烤箱移至油槽中,时间越短越好,此举为避免周遭水气回溯至试验片(注:热油槽之条件为260℃+6℃-3℃,时间为20+1-0秒)4.3.3
清洗板子移开油槽后静置冷却,以三氯乙稀浸洗数秒,以高压空气吹干4.4判定标准检查所有试验片观察是否有白斑(measling)、起泡(blistering)、分层(delamination)拉力试验5.拉力试验
5.1目的:测试铜皮与PP之间的附着力.5.2所用之仪器:5.3主要步骤:5.3.1量取待拉线路线宽尽量放大量测倍率量测线宽(取离板边1”以上且宽度为0.125”以上之线路5.3.2刮起线路用热风机吹所要测试之线路的前端将线路用刮刀刮起约0.5”长5.3.3拉力测试依照”计算机式剥离强度试验机操
作说明书”进行拉力试验(角度90±5o),以2in/min速度拉起至少1”长度5.4判定标准:基板:A.1/3oz>5lb/inB.0.5oz>6lb/inC.1oz>8lb/inD.2oz>10lb
/in成品板规格>6lb/in或依客户规格做判定.热应力试验6.热应力试验6.1目的:测试成品板经过烘烤及高温冲击后,热应力对压合质量及镀层完整性的影响6.2所用之仪器:6.3主要步骤:6.3.1烤板子依客户规定将板子放入烤箱中烘烤,若客户无规
定则先baking121。C~149。C,min6hr.6.3.2测试a.从烤箱中用夹子取出试验板,置于架上使其温度降至室温为止b.将助焊剂涂满试验板之二面板面后,用夹子将板子夹住,放至锡炉表面漂锡进行热应力试验热应力温
度288±50C,10+1-0sec,(IPCTM650-2.6.8TestconditionA).(或温度依客户规定).6.3.3取板用夹子取出并用水清洗(若客户另有规定清洗用溶剂则依客户要求),切片检
查6.4判订标准不允许分层,crack高湿气测试7.1目的:检测化金后金面经过高湿气对产品质量的影响7.2所用之仪器:7.3主要步骤:7.3.1取样品7.3.2开始测试7.4判定标准:7.3.3记录数据将每一时段取出的测试板,拍照存档每天收集同一lot的三
片测试板.7.高湿气测试打开恒温恒湿箱,选择相应的测试程序,开始测试.(时间为6天.)检查测试板的外观,不允许有腐蚀,异色,白点等异常冷热冲击试验8.冷热冲击试验8.1目的:测试印刷电路板在高低温循环冲击下,
考验其镀层及材料结构的质量8.2所用之仪器:8.3主要步骤:8.3.1准备工作a.取待测成品板b.寻找待测导通线路,使用微阻计量其阻值8.3.2测试将待测板放入冷热冲击机进行测试(条件依客户规8.3.3取板试验后放置室温后待量其导通线路阻值,使用微阻计量测导通电阻8.3.4切片针对孔铜及介电层
进行切片8.4.判定标准:a.试验后导通阻值增加率不可超过10%((试验后-试验前)/试验前*100)b.切片观察不可有分层,龟裂产生.定;若客户无规定则依-55~1250C,dwell15minutes,100cycles(IPCTM65
0-2.6.7.2TestConditionD).抗溶剂试验9.抗溶剂试验9.1目的:检测成品板在经过药液浸泡后,是否有S/M溶解剥离等异常现象.9.2所用之材料:9.3主要步骤:9.3.1准备工作a.取待测成品板9.3.2测试a.将测试板
放入4500ml的大烧杯中.b.倒入75%的异丙醇.9.3.3取板24小时后取出9.4.判定标准:75%的异丙醇4500ml的大烧杯检查测试板的外观,不允许S/M溶解剥落等异常现象湿气与绝缘绝缘电阻10
.湿气与绝缘绝缘电阻10.1目的:测试成品板在高温高湿下环境对其绝缘阻值的影响.10.2所用之仪器:10.3主要步骤:10.3.1烘烤取待测成品板放入烤箱中烘(50±5oC,3hr)10.3.2测试a.从烤箱中用夹子取出试验板,置于架上使其温度降至温为止10.4判定标准:试验前>500M
Ω,试验后>100MΩb.使用高阻计量测testcoupon绝缘阻值(量测电压500VDC)c.记录量测数值d.将testcoupon放入恒温恒湿箱e.在testcoupon加上一电压100±10VDCf.设定温湿度,启动恒温恒湿
机(上述条件请依据客户规定若客户无规定恒温恒湿50±5oC,85~93%RH,7天)g.试验完毕将testcoupon放置室温于1-2小时内量其绝缘阻值.记录量测数值SMTPad重工模拟试验11.1目的:测试镀层与铜皮及PP之间的附着力.11.2所用之仪器:11.3主要步骤:11.3.1量取
待拉线路线宽11.3.2清洁表面以75%之酒精擦拭待测SMD表面11.4判定标准:成品板强度规格>2kg或依客户规格做判定.11.3.3连接PAD及铜线将焊枪加热至232~260℃,并将铜线焊在待测之SMD
PAD上11.3.4拉力测试依照”计算机式剥离强度试验机操作说明书”进行拉力试验(角度90±5o),以50mm/min速度拉起至少1”长度11.SMTPad重工模拟试验尽量放大量测倍率量测线宽(取离板边1”以上且宽度为0.125”以上之线路孔重工模拟试验12
.1目的:在仿真多次插件重工对零件孔壁质量及完整性的影响12.2所用之材料:12.3主要步骤:12.3.1准备样品12.3.2测试首先将欲测试之10mil~28mil零件孔涂上FLUX,用260cC±6℃的烙铁焊锡铅铜线焊于零件孔内,时间约2~5秒完成.然后涂上FLUX后将锡移
除,时间约2~5秒完成,重复以上步骤,共焊锡三次12.4判定标准:12.3.3注意a.烙铁应接触锡铅铜线。不可接触印刷电路板之锡垫.b.每次焊锡及吸锡拔除锡铅铜线时应让锡铅铜线冷却至室温,再进行第二次烙锡12.孔重工模拟试验电烙铁
锡铅铜线样品置于121~149cC烤箱至少6小时后,冷却至室温孔切片以200倍显微镜观察,允收与否如下所示:a.若内层与镀层分离者则不合格。b.外层与镀层分离时合格。c.若内层铜箔龟裂则不合格。.d.若孔壁龟裂则不允许。e.外层锡垫掀起则合格。f若有孔破则一律不允许。g.若外层
铜箔龟裂允收。沾锡天平13.1目的:测试利用焊锡天秤测试Pad及通孔之沾锡能力13.2所用之仪器:13.3主要步骤:13.3.1取样品13.3.2沾锡能力测试13.4判定标准:F1>0.2mNF2>>0.
16mN13.3.3记录数据将测试数据记录下来,清理工作台面.戴手套剪下所测之PAD13.沾锡天平依照”沾锡天平操作说明书”进行沾锡能力测试SO2疏孔性试验14.1目的:检测化金后金面疏孔性,过大时会造成耐腐蚀性不佳,影响产品质量14.2所
用之材料:14.3主要步骤:14.3.1取样品14.3.2开始测试14.4判定标准:14.3.3记录数据将每一时段取出的测试板,拍照存档取同一批测试板,同一区域三片.14.SO2疏孔性试验把测试样品放入干罩皿内,24小时后取出一片,48小时后取
出一片,72小时后取出一片.干罩皿SO2药水出现腐蚀孔的最大直径可接受的颗数>0.410.12~0.4150.05~0.12~合计腐蚀孔的个数30镍面SEM/EDS测试15.1目的:检测化金后磷含量值及镍面结晶状况15.2所
用之仪器:15.3主要步骤:15.3.1取样品15.3.2开始测试15.4判定标准:15.3.3记录数据将每个镍面图片和磷含量数据存盘保留.a.取待测板三pcs,用剥金液剥到金面.15.镍面SEM/EDS测试按照SEM/
EDS操作说明书对测试片进行测试.镍面不允许有空洞,磷含量要在8~11%.b.用清水清洗测试板,再用高压气枪将板面吹干.16.盐雾测试(SaltSprayTest):16.1测试目的:验证FPC之表面处理抵抗恶劣环境污染腐蚀的能力16.2应用范围
:与connector连接之FPC16.3测试设备:盐雾测试机16.4测试条件:35+/-3℃,5%盐水,PH=6.2~7.2,维持48Hours16.5测试程序:16.5.1.配置5%的盐水16.5.2.将FPC表面清洗干净16.5.3.将测试样品放置在盐雾测试机之
测试CHAMBER,将盐水导入盐水容器;16.5.4.设置测试参数,开始测试16.6判定:量测与connector的导通电阻值在设定的规格内参考文献:IPC-TM-650耐腐蚀测试(Resistanceagainstchemical)PCB机械特性测试
.挠折性测试.撞击测试挠折性测试(ForFPC)翻盖手机(HingeMP)之开合测试:测试目的:验证FPC在手机开合的过程中,承受FPC变形影起的应力的能力,测试FPC的使用寿命测试仪器:实际应用对应的手机机壳测试频率:25次/MIN(或客户定义频率)判定:功能测试OK(一
般而言须达到7~10万次以上)挠折性测试(ForFPC)滑盖手机(SlidMP)之滑动测试及CD-ROM的进出测试:测试目的:验证FPC在手机滑动或CD-ROM进出移动的过程中,承受FPC变形引起的应力
的能力,测试FPC的使用寿命测试仪器:实际应用对应的手机机壳或模拟CD-ROM挠折方式.测试频率:30次/MIN(或客户定义频率)判定:功能测试OK(手机至少10万次,CD-ROM一般在100万次以上)撞击测试目的:检测化金板能否承受300克力量的撞击
所用之仪器:如左主要步骤:1.取样品2.开始测试判定标准:3.记录数据:将每个CRACK图片存盘保留.a.取待测板三pcs,用剥金液剥到金面.撞击测试a.按照微小硬度机操作说明书对测试片进行测试.力量为300克.镍面不允许有裂痕b.用清水清洗测试板,再用高压气枪将板面吹干.b.用SEM对镍面
进行观察.Theend