朱燦華 李華團(tuán)
(昆山市華新電子集團(tuán)有限公司,江蘇 昆山 215341)
傳統(tǒng)的印制板開短路測試方法是通過導(dǎo)通電阻來判定開路/短路(O/S),例如通常導(dǎo)通阻值設(shè)定為20 Ω,線路阻值大于20 Ω時機(jī)器判斷為開路,小于20 Ω時機(jī)器判斷為合格,而阻值小于20 Ω的線路則無法精確測試出其實(shí)際電阻值而成為測試盲區(qū)。線圈板中因布線回路較多阻值都一般小于20 Ω,因此常規(guī)的測試方法檢測線圈板開、短路是不可行的。
2013年6月20日,我公司客戶反饋某PCB產(chǎn)品在SMT后檢測出開、短路,不良率高達(dá)3%。嚴(yán)重影響到報廢成本及聲譽(yù),決定成立專案分析,找出根本原因并改善。
該P(yáng)CB成品測試采用明信專用測試機(jī)100%測試;電氣測試通常情況下是不存在漏失,除非是人為漏失所致。但開短路不良率達(dá)3%,人為因素漏失不會有如此高的比例。因此需要排查測試系統(tǒng)是否存在測試盲區(qū)。取客戶端測試有問題板,拿回再做電氣測試,測試結(jié)果為PASS,因此可以判斷我司成品測試存在測試盲區(qū)。
此款PCB產(chǎn)品為電磁感應(yīng)觸摸屏的電磁板PCB。電磁板為了保證產(chǎn)生完整磁通量,因此電磁板PCB必須控制線路網(wǎng)絡(luò)的電阻值。為此電磁天線PCB品質(zhì)要求:電阻值合格+合理布線設(shè)計(jì)=良好電磁場。影響PCB網(wǎng)絡(luò)阻值的因素經(jīng)列出8種不良現(xiàn)像(圖1)均定會造成電阻值變化。
傳統(tǒng)的線路板開短路測試方法是通過導(dǎo)通電阻來判定開路/短路(O/S),對于電磁天線板PCB更無法精確測量具體阻值。為此對電感板PCB測試設(shè)備提出新的要求
(1)確定PCB為電感線圈板。
調(diào)取工程資料圖,通過genesis2000 net查找功能發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)錯綜布線,且同一網(wǎng)絡(luò)布線有多條并排線,因此定義此PCB產(chǎn)品為電感線圈板。電感線圈板常規(guī)的PCB測試機(jī)是無法檢測出O/S(如圖2)。
圖1 PCB影響電阻值的因素
圖2 電感線圈板
根據(jù)以上圖可以看出,線圈板開路、短路、正常三種狀態(tài)用mason常規(guī)測試機(jī)測試結(jié)果均為pass,說明常規(guī)測試機(jī)無法檢測線圈板O/S。當(dāng)線圈開路時導(dǎo)體截面積變小則電阻值變大,當(dāng)線圈短路時導(dǎo)體載面積變大則電阻值變小,因此根據(jù)這特性原理可導(dǎo)入四線四端子電阻法檢測線圈開短路。
(2)四線四端子測試原理。
四線四端子測試如圖3和圖4。四端子測試時電流供給回路與電壓測定回路勻是獨(dú)立進(jìn)行(電流供給回路2個端子與電壓測定回路2個端子,共計(jì)4端子),由于電壓表內(nèi)部阻值非常高(理論上為開路),故電壓測定回路中排線阻值、接觸阻抗皆可忽略,因此可精確測得被測PCB之微小阻值。四線四端子測試精度:0.4 mΩ,測試分辨率:0.01 Ω。四線四端子飛針探針實(shí)物如圖5。
圖3 四線四端子測試示意圖
圖4 四線四端子等效電路圖
圖5 四線四端子飛針探針
(3)確定網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)電阻值。
導(dǎo)入四線四端子測試前必須知道網(wǎng)絡(luò)的排布設(shè)計(jì)和各網(wǎng)絡(luò)阻值,為此要求客戶提供線圈設(shè)計(jì)圖所對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)及對應(yīng)阻值要求,以下是客戶提供的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)及對應(yīng)阻值要求(圖6)。R4和R6可通過字符mark定位,而IC端PIN腳功能則需用protel99查看(圖7)。
圖6 網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)電阻值
圖7 IC端點(diǎn)
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)布線繪制了原理圖示意圖(圖8)。在飛針機(jī)中手動輸入線圈網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)號及阻值,共76個網(wǎng)絡(luò)回路。
圖8 原理圖示意圖
(4)四線四端子飛針測試。
線圈排布、網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)及對應(yīng)阻值標(biāo)準(zhǔn)確定后,則下一步進(jìn)行四線四端子飛針測試.通過精確測量各線圈阻值來判定o/s。例如:線圈R4&TX1當(dāng)開路時,飛針阻值:“over”;當(dāng)線圈短路時,飛針阻值<4.5 Ω。如此可判斷線圈開路、短路問題,并且不存在測試盲區(qū)。
用四線四端子飛測量該產(chǎn)品(線圈板)1000塊,提交客戶上線結(jié)果100%合格。說明四線四端子電阻法檢測線圈板方法可行,可以檢測出線圈板開、短路、阻值問題。解決線圈板O/S檢測困難、測試盲區(qū)問題。