PCB测试介绍.ppt

PCBPCB测试介绍测试介绍2021/9/171大纲PCB Function测试PCB 电气特性测试PCB 信赖性测试PCB 机械(挠折)性测试2021/9/172PCB Function测试测试p.空板电测p.ICT测试2021/9/173空板电测空板电测(Bare Board Test)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.2021/9/174(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”)空板电测空板电测(Bare Board Test)2021/9/175空板电测空板电测(Bare Board Test)2021/9/176测试步骤测试步骤:测试机以定电压测试,先测导通性,再测绝缘性.测试规格测试规格:导通性测试：测试电压10V、电流20mA 测试条件：10 100K 绝缘性测试：测试电压50V 250V、电流20mA 测试条件：100K20M测试规格与测试质量之关系测试规格与测试质量之关系:导通性测试规格越趋近0，测试质量越严格绝缘性测试规格越趋近，测试质量越严格空板电测空板电测(Bare Board Test)2021/9/177测试点开关（IO）基本组成A治具探针电表IOIOIOIOINOUT治具探针ONONOFFOFFPASS空板电测测试原理空板电测测试原理空板电测空板电测(Bare Board Test)2021/9/178导通性测试流程图（continuity）AONONONON1 12 23 34 4OPEN空板电测空板电测(Bare Board Test)2021/9/179导通性测试流程图（continuity）AONONONON1 12 23 34 4PASS空板电测空板电测(Bare Board Test)2021/9/1710绝缘性测试流程图（insulation）AONONONON1 12 23 34 4PASSONONONON空板电测空板电测(Bare Board Test)2021/9/1711绝缘性测试流程图（insulation）AONONONON1 12 23 34 4SHORTONONONON空板电测空板电测(Bare Board Test)2021/9/1712ICT(IN-CIRCUIT TEST)测试测试1、何谓何谓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？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。2021/9/17134、ICT与与ATE有何差异？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-CIRCUIT TEST)测试测试2021/9/1714ICT测试原理测试原理奥姆定律：奥姆定律：R=V/I 请各位仔细透彻的理解奥姆定律请各位仔细透彻的理解奥姆定律.R既可认为是电阻，也可既可认为是电阻，也可认为是其他阻抗，如：认为是其他阻抗，如：Zc容抗、容抗、ZL感抗。而感抗。而V有交流、直流有交流、直流之分。之分。I也也 一样，有交流、直流之分。这样才可以在学习一样，有交流、直流之分。这样才可以在学习ICT测试原理时，把测试原理时，把 握其主脉，因为奥姆定律贯穿其始终，可称握其主脉，因为奥姆定律贯穿其始终，可称得上万能定律！得上万能定律！ICT(IN-CIRCUIT TEST)测试测试2021/9/17151.量测量测R：单个单个R(mode0,1):利用Vx=IsRx（欧姆定律），则 Rx=Vx/Is.信号源Is取恒流 （0.1uA5mA）,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.ICT(IN-CIRCUIT TEST)测试测试2021/9/1716R/L(mode3,4,5):信号源取交流电压源Vs，籍 相位法辅助.|Y|Cos=YRx=1/Rx,并|Y|=Ix/Vs 故：Rx=1/|Y|CosICT(IN-CIRCUIT TEST)测试测试2021/9/17172.量测量测C/L：单个单个C/L（Mode0,1,2,3）：信号源取恒定 交流压源Vs Vs/Ix=Zc=1/2fCx,求得：Cx=Ix/2fVs Vs/Ix=Zl=2fLx,求得：Lx=Vs/2fIxICT(IN-CIRCUIT TEST)测试测试2021/9/1718C/R或或L/R：籍相位法辅助|Y|Sin=|Ycx|,即 CxSin=Cx 求得：Cx=CxSin (Cx=Ix/2fVs)|Y|Sin=|Ycx|,即Sin/Cx =1/Cx 求得：Lx=Lx/Sin (Lx=Vs/2fIx)ICT(IN-CIRCUIT TEST)测试测试2021/9/17193.量测量测PN结：结：（D、Q、IC）信号源0-10V/3mAor30mA可程序电压源,量PN结导通电压4.量测量测Open/Short：即以阻抗判定：先对待测板上所有Pin点进行学习,R25即归为ShortGroup，然后Test时进行比较，R55判为Open.ICT(IN-CIRCUIT TEST)测试测试2021/9/17205.Guarding(隔离隔离)的实现的实现：当Rx有旁路（R1）时，Ix=Is-I1Is,故：Vx/IsRx 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=RxICT(IN-CIRCUIT TEST)测试测试2021/9/1721开路开路&短路测试原理短路测试原理 在开路&短路自我学习(open&short learning)时,系统会自动将量测点之间阻抗小于25的点聚集成不同的短路群(shortgroups);在开路测试(open test)时,在任一短路群(short groups)中任何两点之阻抗不得大于55,反之即是开路测试不良(open fail).短路测试(short test)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(short test).在短路群(short groups)中任何一点与非短路群中任一点之阻 抗一点阻抗小于5.不同短路群中任两点之阻抗小于5.非短路群中任两点之阻抗小于5.ICT(IN-CIRCUIT TEST)测试测试2021/9/1722ICT测试的局限性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-CIRCUIT TEST)测试测试2021/9/17236.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.CONNECTOR,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-CIRCUIT TEST)测试测试2021/9/1724PCB 电气特性测试电气特性测试p.耐电压测试p.特性阻抗测试p.介电绝缘电阻测试p.表面绝缘电阻测试2021/9/1725特性阻抗测试特性阻抗测试耐电压测试耐电压测试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：TDR 1.3 主要步骤：1.4 判定标准：TDR-Time Domain ReflectometryA.Single End Impedance:5010%B.Differential Impedance(差动特性阻抗):10010%b.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4960oC,min 2hr 1.3.3 进行特性阻抗试验 a.将烘烤后的板子放置室温.2021/9/1726耐电压测试耐电压测试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/-0 VDC,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4960oC,min 3hr 2.3.4 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 2021/9/1727介层绝缘电阻介层绝缘电阻 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(505oC,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test coupon绝缘阻值(量测电压500VDC)3.4.判定标准：500M(IPC 6012A-3.9.4 Class 2)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 2021/9/1728信赖性测试信赖性测试一.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.2021/9/1729信赖性测试信赖性测试三.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.SMT Pad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2021/9/1730离子污染度试验离子污染度试验四.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SOP 1QQ43-117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 6.4 ug/in2 2021/9/1731剥离试验剥离试验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.2021/9/1732焊锡性实验焊锡性实验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 2021/9/1733热油实验热油实验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1355 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+63，时间为20+10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)2021/9/1734拉力试验拉力试验5.5.拉力试验拉力试验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905o)，以2in/min速度拉起至少 1”长度 5.4 判定标准：基板:A.1/3oz 5 lb/in B.0.5oz 6 lb/in C.1 oz 8 lb/in D.2 oz 10 lb/in 成品板规格 6 lb/in或依客户规格做判定.2021/9/1735热应力试验热应力试验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baking 121。C149。C,min 6hr.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28850C,10+1-0sec,(IPC TM650-2.6.8 Testcondition A).(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，crack2021/9/1736高湿气测试高湿气测试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 2021/9/1737冷热冲击试验冷热冲击试验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-551250C,dwell 15 minutes,100 cycles(IPC TM650-2.6.7.2 Test Condition D).2021/9/1738抗溶剂试验抗溶剂试验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2021/9/1739湿气与绝缘绝缘电阻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(505oC,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,试验后100 Mb.使 用 高 阻 计 量 测 test coupon绝 缘 阻 值(量 测 电 压500VDC)c.记录量测数值 d.将test coupon放入恒温恒湿箱 e.在test coupon加上一电压10010VDC f.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505oC,8593%RH,7天)g.试验完毕将test coupon放置室温于1-2小时内量其绝缘阻值.记录量测数值 2021/9/1740SMT Pad重工模拟试验重工模拟试验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232260,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905o)，以50mm/min速度拉起至少 1”长度 11.SMT Pad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 2021/9/1741孔重工模拟试验孔重工模拟试验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10mil28mil零件孔涂上FLUX,用260 cC6的烙铁焊锡铅铜线焊于零件孔内，时间约25秒完成.然后涂上FLUX后将锡移除，时间约25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121149 cC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。2021/9/1742沾锡天平沾锡天平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：F10.2mN F20.16mN13.3.3 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PAD 13.沾锡天平 依照”沾锡天平操作说明书”进行沾锡能力测试2021/9/1743SO2疏孔性试验疏孔性试验 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 0.4 10.12 0.4 150.05 0.12合计腐蚀孔的个数302021/9/1744镍面镍面 SEM/EDS测试测试 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811%.b.用清水清洗测试板,再用高压气枪将板 面吹干.2021/9/174516.16.盐雾测试盐雾测试(Salt Spray Test):(Salt Spray Test):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FPC 16.3 测试设备:盐雾测试机 16.4 测试条件:35+/-3,5%盐水,PH=6.27.2,维持48Hours 16.5 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耐腐蚀测试耐腐蚀测试(Resistance against chemical)2021/9/1746PCB 机械特性测试机械特性测试p.挠折性测试p.撞击测试2021/9/1747挠折性测试挠折性测试(For FPC)翻盖手机翻盖手机(Hinge MP)之开合测试之开合测试: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710万次以上)2021/9/1748挠折性测试挠折性测试(For FPC)滑盖手机滑盖手机(Slid MP)之滑动测试及之滑动测试及CD-ROM的进出测试的进出测试: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)2021/9/1749撞击测试撞击测试目的：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.2021/9/1750The end2021/9/1751