PCB-测试介绍

1、PCBPCB测试介绍测试介绍大纲 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PCB Function测试测试p.空板电测p.ICT测试空板电测空板电测(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

2、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”)空板电测空板电测(Bare Board Test)空板电测空板电

3、测(Bare Board Test)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)AINOUTPASS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)A空板电测空板电测(Bare Board Test)A空板电

4、测空板电测(Bare Board Test)A空板电测空板电测(Bare Board Test)A空板电测空板电测(Bare Board Test)ICT(IN-CIRCUIT TEST)测试测试1 1、何谓何谓ICTICT？ICT即在线测试仪（In Circuit Tester）,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 2、ICTICT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 3、ICTICT与电表有何差异与电表有何差

5、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ICT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

6、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，握其主脉，因为奥姆定律贯穿其始终，可称得上万能定律！可称得上万能定律！ICT(IN-CIRCUIT TEST)测试测试1. 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(mod

7、e2): 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-CIRCUIT TEST)测试测试R/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|CosVsIxRxLICT(IN-CIRCUIT TEST)测试测试2.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

8、, 求得：Lx=Vs/2fIxVsIxIxVsCxLxICT(IN-CIRCUIT TEST)测试测试C/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)VsIxCxRIxVsLxRICT(IN-CIRCUIT TEST)测试测试3. 量测量测PNPN结：结：（D、Q、IC） 信号源0-10V/3mA or 30mA可程序电压源, 量PN结导通电压4.4.量测量测Open/ShortOpen/Short： 即以阻

9、抗判定：先对待测板上所有Pin点 进行学习,R25即归为Short Group， 然后Test时进行比较，R55判为Open.ICT(IN-CIRCUIT TEST)测试测试5. 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=RxVx+-IsIxI1ABCICTVaVbVcWhen Vc=Va I1=(Va-Vc)/R1=0RxR1+-U?32674ICT(IN-CIRCUIT TEST)测试测试开路开路&

10、&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

11、群中任两点之阻抗小于5.ICT(IN-CIRCUIT TEST)测试测试ICTICT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

12、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PCB 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

13、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 .

14、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

15、OK,红灯表示NG 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 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

16、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

17、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 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

18、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BONDIN

19、G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) 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：

20、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.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

21、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)

22、,切片检查 6.4 判订标准不允许分层，crack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 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

23、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). 抗溶剂试验抗溶剂试验9

24、.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(

25、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 SMT Pad重工模拟试验重工模拟试验11.1 目

26、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 孔重工模拟试验孔重工

27、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，

28、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

29、沾锡能力测试SO2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30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.