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为什么要在电路板上设计测试点?

公司新闻|2021-12-02|admin


  对于学习电子学的人来说,在电路板上设置测试点是很自然的。


  有多少人没听说过考点?有多少人知道考点却不知道考点的目的?


  设置测试点的目的基本上是为了测试电路板上的元器件是否符合规格和可焊性。例如,如果你想检查电路板上的电阻是否有问题,最简单的方法是用万用表测量它的两端。


  但是在量产工厂,你没有办法用电表慢慢测量每一块板上的每一个电阻、电容、电感甚至IC电路的正确性,于是就有了所谓ICT(In-Circuit-Test)自动测试机的出现。


  它使用多个探头(俗称“钉床”夹具)同时触摸待测板上的所有电路部件,然后通过程序控制依次测量这些电子部件的特性,以顺序为主,并行为辅。


  通常,测试一个通用板的所有部分只需要大约1~2分钟。根据电路板上零件的数量,零件越多,时间越长。


  但是,如果这些探针直接接触到电路板上的电子零件或者它的焊脚,很可能会压坏一些电子零件,这恰恰相反。


  在电路板上全是传统插件(DIP)的早期,确实是用零件的焊脚作为测试点,因为传统零件的焊脚足够坚固,可以避免粘针,但是经常会出现探针接触不良的误判。


  因为一般的电子零件经过波峰焊或SMT后吃锡,通常会在焊料表面形成一层焊膏助焊剂的残留膜,而这种膜的阻抗很高,往往会导致探针接触不良。


  所以当时常见的是看到生产线的测试操作人员,手里拿着空气喷枪拼命对着板子吹气,或者用酒精擦拭这些待测的地方。


  事实上,波峰焊后测试点的探针也会接触不良。后来SMT普及后,测试中误判的情况大大改善,测试点的应用也被赋予了很大的责任。


  由于SMT零件通常比较脆弱,无法承受测试探针的直接接触压力,因此测试点的使用可以避免探针与零件及其焊脚的直接接触,这不仅保护了零件免受损坏,还间接大大提高了测试的可靠性,因为误判较少。


  但是随着科技的发展,电路板的尺寸越来越小,在一个小电路板上挤这么多电子元器件已经有点困难了,所以测试点占用电路板空间的问题往往会涉及到设计端和制造端的拉锯战。


  测试点的外观通常是圆形的,因为探针也是圆形的,所以更容易生产,也更容易让相邻的探针靠得更近,从而增加针床的针植入密度。当使用针床进行电路测试时,存在一些固有的制度限制。比如探头的最小直径有一定的限制,直径过小的针头容易折断损坏。


  针与针之间的距离是有一定限制的,因为每根针都要从一个孔里出来,每根针的后端都要焊接一根扁平的电缆。


  如果相邻的孔太小,除了引脚之间的接触短路,扁平电缆的干扰也是一个大问题。


  针不能种在一些高的部位旁边。如果探针离高的部分太近,会有与高的部分碰撞的风险,而且由于高的部分,通常会在测试夹具的针床座上打孔来避开,这间接导致无法植针,越来越难以容纳电路板上所有部分的测试点。


  随着板子越来越小,测试点的数量被反复讨论。现在有一些减少测试点的方法,比如Net测试、Test  Jet、边界扫描、JTAG等。


  还有其他的测试方法想取代原来的针床测试,比如AOI和X射线,但目前每一种测试似乎都无法完全取代ICT。


  关于ICT针植入能力,你要问配合的夹具厂家,也就是测试点的最小直径和相邻测试点之间的最小距离。通常会有一个期望的最小值和能力所能达到的最小值。但是大规模的厂家会要求最小测试点和最小测试点之间的距离不能超过几个点,否则夹具很容易损坏。

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