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抄板工程师必知的ICT测试技术及其优缺点

更新时间:2015-12-03 17:42:09点击次数:1293次

作为一个专业抄板工程师,你必须了解ICT测试技术,这样在PCB抄板过程中就能精确检测被抄电路板的电性及组装问题。你知道什么是【ICT(In-Circuit-Test)】吗?请注意,这里谈的不是【资讯与通信科技(Information and Communication Technology)】的ICT。有人把ICT直接翻译成「在线测试」,认为「在线」反映了ICT是通过对在线路上的元器件或开短路状态的测试来检测电路板的组装问题。但个人觉得还是应该翻译成「电路测试」或「电性测试」才比较符合其精神,不过个人还是以为直接称其【ICT】反而大家都容易明白,所以下文只会称【ICT】。

ICT最主要用于电路组装板(PCBA,Printed Circuit Board Assembly)的电性测试,基本上可以将其想象成一台高级的「万用电表」或是【LCR meter】,它无需将电子零件从电路板上拆下来就可以透过针点来检测电路板上所有零件的电性以及焊接有没有开/短路问题。主要测试电路板的开短路、电阻、电容、电感、二极管、三极管、电晶体、IC等元件!它主要检查在线的单个元器件以及各电路网络的开、短路情况,具有操作简单、快捷迅速、故障定位准确等特点。

ICT的作业原理是使用针床(Bed of Nails)连结电路板上事先布置好的测试点(Test Point)来达到单独零件或是Nets测试的目的。就像拿三用电表两侧电阻时需要将探真放在电阻的两端一样,ICT也必须用针点放置在所有零件的接触脚所延伸出来测试点才能量测,有时候也可以把一串或是局部块的线路想象成一个零件,然后量测其等效电阻值、电容值及电压,这样可以降低测试点的数目,一般我们会叫这样的量测为Nets测试。

一般电路板组装的主要缺陷大多集中在焊接开路、短路、偏移、缺件、错件等方面,约占了90%以上的不良,除了某些缺陷外,其余都可以经由ICT的测试将不良品百分之百挑错出来。「偏移」不一定可以经由ICT电测侦测出来外,因为只要零件脚还是有被焊接到定位,电性测试无异状就无法被侦测出来,其实这样的缺陷算不算不良也有待进一步厘清的空间,不一定是不良。 另外,冷/假焊所造成的接触不稳定(intermitten)现象也不一定可以100%被ICT挑出,这个应该是最头痛的地方,因为ICT是藉由电性测试来侦测电路,如果测试的时候焊点刚好还是接触的就无法被侦测出来。

所以ICT基本上可以执行检测下列的功能或零件:

·开路(open)、短路(short)。

·检测错件、 缺件、立碑、架桥、极性反。

·可以量测电阻(resister)、电容(capacitor)、电感(Inductor)、电晶体、二极体(diode)、稳压二极体、三极管量测(triode) 光偶器、继电器、场效电晶体测试(FET) 、IC、连接器等零件。

·透过TestJet可以不需要针点就可以量测排PIN的连接器或焊脚在外边的IC零件开短路。

·直流/交流电压量测及频率量测。

·电性功能测试。可以执行低阶程式(例如BIOS)做自我检测。

·可以利用【Boundary-scan/JTAG】来测试主动零件的功能。

·可以自动下载软体或是作业系统到电路板的记忆体之中。

使用ICT测试电路板的优点:

·测试速度快、时间短。PCBA不需要上电开机就可以做L/C/R/D的测试,可以有效减少测试开机等待的时间,也可以降低因为短路所造成的电路板烧毁意外。一片组装有300个零件的电路板,测试时间有机会短到3 ~ 5秒钟就可以测试完成。

·优良的重测性。由电脑程序控制,精确量测,大大降低误判、漏测的风险,减少生产线的困扰。(测试点如果有接触不良的问题可能造成误判)

·现场技术依存性低。因为几乎全程使用电脑控制,大大的降低了人为操作的时间以及错误。一般作业人员只要稍加训练,即可轻松操作设备并且可以自行更换测试治具。(测试程式必须由专业技师或工程师维护)。

·产品修理成本大幅降低。一般作业人员即可负责产品维修的工作,有效的降低人事成本。ICT可以透过电脑程式告知那颗零件或是那个Net有问题,大大降低技术人员重新量测不良及除虫的速度。

·提高产品的稼动率(through put)。透过快速测试即时反馈问题给前端的SMT作业,降低生产的不良率,可以减少备料库存及不良品堆积,更将可降低成本,提高竞争力。

·提高产品品质。只要有足够的测试点,ICT可以量测到电路板上所有的线路及零件,连旁路(by pass)线路上的零件都可以量测,可以提昇产品品质,降低客户的的抱怨,甚至提昇业绩。

ICT电路测试的缺点

·ICT的设备及治具费用一般都非常昂贵,尤其是气压式的钢材治具,有时候动则台币四~五十万,比较适合大量生产的产品。

·使用ICT测试时需要在电路板上设计额外的测试点(Test Point)给针床连接使用。降低了电路板布线的使用率。

·测试点有时候会因不同的表面处理方式而产生不同的接触不良问题。例如OSP的板子需要在测试点上加印锡膏以达到导体可以接触的目的,但是锡膏上有助焊剂容易形成保护膜,造成接触不良的现象。

·针床需要定时维护,探针也需要定期更换,以确保其机构与探针的运作正常。

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