工业电路板检测(单片机)论文.doc

第一章 绪论
在线测试曾作为组装后PCB测试的主导技术而占据市场绝对优势，但随着电子组装技术的发展，PCB的密度越来越高，测试点间距越来越小，测试点数量越来越多，这一切都给传统的测试技术带来挑战，加之各种新兴测试技术的不断出现，在线测试技术何去何从?我们不妨仔细了解一下在线测试技术的特点，以及设备制造商为迎接这一挑战所作的努力。根据测试方式的不同，在线测试仪可分为针床测试和飞针测试两种。

传统的针床在线测试仪测量时使用专门的针床与已焊接好的线路板上的元器件接触，并用数百毫伏电压和10毫安以内电流进行分立隔离测试，从而精确地测出所装电阻、电感、电容、二极管、三极管、可控硅、场效应管、集成块等通用和特殊元器件的漏装、错装、参数值偏差、焊点连焊、线路板开短路等故障，并将故障是哪个元件或开短路位于哪个点准确告诉用户。针床式在线测试仪优点是测试速度快，适合于单一品种民用型家电线路板极大规模生产的测试，而且主机价格较便宜。但是随着线路板组装密度的提高，特别是细间距SMT组装以及新产品开发生产周期越来越短，线路板品种越来越多，针床式在线测试仪存在一些难以克服的问题:测试用针床夹具的制作、调试周期长、价格贵;对于一些高密度SMT线路板由于侧试精度问题无法进行测试。
图1-1 针床在线测试仪的外观


现今电子产品的设计和生产承受着上市时间的巨大压力，产品更新的时间周期越来越短，因此在最短时间内开发新产品和实现批量生产对电子产品制造商是至关重要的。飞针测试技术是目前电气测试一些主要问题的最新解决办法。它用探针来取代针床，使用多个由马达驱动的、能够快速移动的电气探针同器件的引脚进行接触并进行电气测量。这种仪器最初是为裸板而设计的，也需要复杂的软件和程序来支持;现在已经能够有效地进行模拟在线测试了。飞针测试的出现已经改变了小批量与快速转换(quick-turn)装配产品的测试方法。以前需要几周时间开发的测试现在几个小时就可以了，大大缩短产品设计周期和投人市场的时间。和传感器(数字万用表、频率计数器等)来测试UUT上的元件。当一个元件正在测试的时候，UUT上的其它元件通过探针器在电气上屏蔽以防止读数干扰。
图1-2 飞针测试仪的内部结构
飞针测试仪可以检查短路、开路和元件值。在飞针测试上也使用了一个相机来帮助查找丢失元件。用相机来检查方向明确的元件形状，如极性电容。随着探针定位精度和可重复性达到5-15 um的范围，飞针测试仪可精密地探测UUT。飞针测试解决了在PCB装配中见到的大量现有问题:如可能长达4-6周的侧试开发周期;大约$10,000-$50,000的夹具开发成本;不能经济地测试小批量生产;以及不能快速地测试原型样机(prototype)装配。

飞针测试仪的编程比传统的针床在线测试系统更容易、更快捷。以Teradyne公司的Javelin NT平台和直观的用户界面，以及专用编程和测试系统，使编程时间缩短，用户可在一、两天内将PCB的CAD数据通过FAB 。程序自动生产，调试程序可借助元器件测试表单，使编程和调试速度加快。测试程序的安装同样很简单，表明飞针系统具有极佳灵活性和快速适应能力。相反，传统针床在线测试系统的编程与夹具开发可能需要160小时和调试140小时。

由于具有编程容易，能够在数小时内测试原型样机装配，以及测试低产量的产品而没有典型的夹具开发费用，飞针测试可解决生产环境中的许多问题。但是还不是所有的生产测试问题都可通过使用飞针测试来解决。和任何事情一样，飞针测试也有其缺点。因为测试探针与通路孔和测试焊盘上的焊锡发生物理接触，可能会在焊锡上留下小凹坑。而对于某些OEM客户来说，这些小凹坑可能被认为是外观缺陷，造成拒绝接收。因为有时在没有测试焊盘的地方探针会接触到元件引脚，所以可能会错过松脱或焊接不良的元件引脚。飞针测试时间过长是另一个不足。传统的针床测试仪探针数目有500至3000只，针床与PCB一次接触即可完成在线测试的全部要求，测试时间只要几十秒，而飞针探针只有4支，针床一次接触所完成的检测，飞针需要许多次运动才能完成，时间显然要长得多。另外针床测试仪可使用顶面夹具同时测试双面PCB的顶面与底面元件，，由此看出飞针测试并不能很好适应大批量生产的要求。

尽管有上述这些缺点，飞针测试仪仍不失为一个有价值的工具。
其优点包括：
(1)较短的测试开发周期。系统在接收到CAD文件后几小时