电路板的测试方法
2023-01-08本文主要是 电路板的测试方法 相关的知识问答，如果你也了解，请帮忙补充。
1、针床法
这种方法由带有弹簧的探针连接到电路板上的每一个检测点。弹簧使每个探针具有100 - 200g 的压力，以保证每个检测点接触良好，这样的探针排列在一起被称为"针床"。在检测软件的控制下，可以对检测点和检测信号进行编程，检测者可以获知所有测试点的信息。
实际上只有那些需要测试的测试点的探针是安装了的。尽管使用针床测试法可能同时在电路板的两面进行检测，当设计电路板时，还是应该使所有的检测点在电路板的焊接面。针床测试仪设备昂贵，且很难维修。针头依据其具体应用选不同排列的探针。
一种基本的通用栅格处理器由一个钻孔的板子构成，其上插针的中心间距为100 、75 或50mil。插针起探针的作用，并利用电路板上的电连接器或节点进行直接的机械连接。如果电路板上的焊盘与测试栅格相配，那么按照规范打孔的聚醋薄膜就会被放置在栅格和电路板之间，以便于设计特定的探测。
连续性检测是通过访问网格的末端点（已被定义为焊盘的x-y 坐标）实现的。既然电路板上的每一个网络都进行连续性检测。这样，一个独立的检测就完成了。然而，探针的接近程度限制了针床测试法的效能。
2、观测
电路板体积小，结构复杂，因此对电路板的观察也必须用到专业的观测仪器。一般的，我们采用便携式视频显微镜来观察电路板的结构，通过视频显微摄像头，可以清晰从显微镜看到非常直观的电路板的显微结构。通过这种方式，比较容易进行电路板的设计和检测。
3、飞针测试
飞针测试仪不依赖于安装在夹具或支架上的插脚图案。基于这种系统，两个或更多的探针安装在x-y 平面上可自由移动的微小磁头上，测试点由CADI Gerber 数据直接控制。双探针能在彼此相距4mil 的范围内移动。探针能够独立地移动，并且没有真正的限定它们彼此靠近的程度。
带有两个可来回移动的臂状物的测试仪是以电容的测量为基础的。将电路板紧压着放在一块金属板上的绝缘层上，作为电容器的另一个金属板。假如在线路之间有一条短路，电容将比在一个确定的点上大。如果有一条断路，电容将变小。
扩展资料
分类
1、单面板
在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面，所以这种PCB叫作单面板（Single-sided）。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制（因为只有一面，布线间不能交叉而必须绕独自的路径），所以只有早期的电路才使用这类的板子。
2、双面板
这种电路板的两面都有布线，不过要用上两面的导线，必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的“桥梁”叫做导孔（via）。导孔是在PCB上，充满或涂上金属的小洞，它可以与两面的导线相连接。
因为双面板的面积比单面板大了一倍，双面板解决了单面板中因为布线交错的难点（可以通过导孔通到另一面），它更适合用在比单面板更复杂的电路上。
3、多层板
为了增加可以布线的面积，多层板用上了更多单或双面的布线板。用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的印刷线路板，通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的印刷线路板就成为四层、六层印刷电路板了，也称为多层印刷线路板。
板子的层数并不代表有几层独立的布线层，在特殊情况下会加入空层来控制板厚，通常层数都是偶数，并且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是4到8层的结构，不过技术上理论可以做到近100层的PCB板。
大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板，不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算机的集群代替，超多层板已经渐渐不被使用了。因为PCB中的各层都紧密的结合，一般不太容易看出实际数目，不过如果仔细观察主机板，还是可以看出来。
参考资料来源：百度百科-印制电路板
参考资料来源：百度百科-电路板
参考知识1 这种方法由带有弹簧的探针连接到电路板上的每一个检测点。弹簧使每个探针具有100 - 200g 的压力，以保证每个检测点接触良好，这样的探针排列在一起被称为针床。在检测软件的控制下，可以对检测点和检测信号进行编程，图14-3 是一种典型的针床测试仪结构，检测者可以获知所有测试点的信息。实际上只有那些需要测试的测试点的探针是安装了的。尽管使用针床测试法可能同时在电路板的两面进行检测，当设计电路板时，还是应该使所有的检测点在电路板的焊接面。针床测试仪设备昂贵，且很难维修。针头依据其具体应用选不同排列的探针。
一种基本的通用栅格处理器由一个钻孔的板子构成，其上插针的中心间距为100 、75 或50mil。插针起探针的作用，并利用电路板上的电连接器或节点进行直接的机械连接。如果电路板上的焊盘与测试栅格相配，那么按照规范打孔的聚醋薄膜就会被放置在栅格和电路板之间，以便于设计特定的探测。连续性检测是通过访问网格的末端点（已被定义为焊盘的x-y 坐标）实现的。既然电路板上的每一个网络都进行连续性检测。这样，一个独立的检测就完成了。然而，探针的接近程度限制了针床测试法的效能。 飞针测试仪不依赖于安装在夹具或支架上的插脚图案。基于这种系统，两个或更多的探针安装在x-y 平面上可自由移动的微小磁头上，测试点由CADI Gerber 数据直接控制。双探针能在彼此相距4mil 的范围内移动。探针能够独立地移动，并且没有真正的限定它们彼此靠近的程度。带有两个可来回移动的臂状物的测试仪是以电容的测量为基础的。将电路板紧压着放在一块金属板上的绝缘层上，作为电容器的另一个金属板。假如在线路之间有一条短路，电容将比在一个确定的点上大。如果有-条断路，电容将变小。
测试速度是选择测试仪的一个重要标准。针床测试仪能够一次精确地测试数千个测试点，而飞针测试仪一次仅仅能测试两个或四个测试点。另外，针床测试仪进行单面测试时，可能仅仅花费20 - 305 ，这要根据板子的复杂性而定，而飞针测试仪则需要Ih 或更多的时间完成同样的评估。Shipley （1991） 解释说，即使高产量印制电路板的生产商认为移动的飞针测试技术慢，但是这种方法对于较低产量的复杂电路板的生产商来说还是不错的选择。
对于裸板测试来说，有专用的测试仪器（Lea,1990）。一种成本更为优化的方法是使用一个通用的仪器，尽管这类仪器最初比专用的仪器更昂贵，但它最初的高费用将被个别配置成本的减少抵消。对于通用的栅格，带引脚元器件的板子和表面贴装设备的标准栅格是2.5mm。此时测试焊盘应该大于或等于1.3mm。对于Imm 的栅格，测试焊盘设计得要大于0.7mm。假如栅格较小，则测试针小而脆，并且容易损坏。因此，最好选用大于2.5mm 的栅格。Crum （1994b) 阐明，将通用测试仪（标准的栅格测试仪）和飞针测试仪联合使用，可使高密度电路板的检测即精确又经济。他建议的另外一种方法是使用导电橡胶测试仪，这种技术可以用来检测偏离栅格的点。然而，采用热风整平处理的焊盘高度不同，将有碍测试点的连接。
通常进行以下三个层次的检测：
1）裸板检测；
2） 在线检测；
3）功能检测。
采用通用类型的测试仪，可以对一类风格和类型的电路板进行检测，也可以用于特殊应用的检测。
1. 人工目测：
使用放大镜或校准的显微镜，利用操作人员视觉检查来确定电路板合不合格，并确定什么时候需进行校正操作，它是最传统、最主要的检测方法。它的主要优点是低的预先成本和没有测试夹具，而它的主要缺点是人的主观误差、长期成本较高、不连续的缺陷发觉、数据收集困难等。目前由于PCB的产量增加，PCB上导线间距与元件体积的缩小，这个方法变得越来越不可行。
2. 在线测试（ICT,In Ciruit Testing）
ICT通过对电性能的检测找出制造缺陷以及测试模拟、数字和混合信号的元件，以保证它们符合规格，己有针床式测试仪（Bed of Nails Tester）和飞针测试仪(Flying Probe Tester)等几种测试方法。ICT的主要优点是每个板的测试成本低、数字与功能测试能力强、快速和彻底的短路与开路测试、编程固件、缺陷覆盖率高和易于编程等。主要缺点是，需要测试夹具、编程与调试时间、制作夹具的成本较高，使用难度大等问题。
3. 功能测试（Functional Testing）
功能系统测试是在生产线的中间阶段和末端利用专门的测试设备，对电路板的功能模块进行全面的测试，用以确认电路板的好坏。功能测试可以说是最早的自动测试原理，它基于特定板或特定单元，可用各种设备来完成。有最终产品测试（Final Product Test）、最新实体模型（Hot Mock-up）和“堆砌式’’测试（‘Rack and Stack’ Test）等类型。功能测试通常不提供用于过程改进的脚级和元件级诊断等深层数据，而且需要专门设备及专门设计的测试流程，编写功
能测试程序复杂，因此不适用于大多数电路板生产线。
4. 自动光学检测
也称为自动视觉检测，是基于光学原理，综合采用图像分析、计算机和自动控制等多种技术，对生产中遇到的缺陷进行检测和处理，是较新的确认制造缺陷的方法。AOI通常在回流前后、电气测试之前使用，提高电气处理或功能测试阶段的合格率，此时纠正缺陷的成本远远低于最终测试之后进行的成本，常达到十几倍。
5. 自动X光检查（AXI，Automatic X-ray Inspection）
AXI利用不同物质对X光的吸收率的不同，透视需要检测的部位，发现缺陷。主要用于检测超细间距和超高密度电路板以及装配工艺过程中产生的桥接、丢片、对准不良等缺陷，还可利用其层析成像技术检测IC芯片内部缺陷。它是现时测试球栅阵列（BGA，Ball Grid Array）焊接质量和被遮挡的锡球的唯一方法。在最新的用于线路板组装的AXI系统中，如Feinfocus，Phoenix Xray等公司的最新产品，不仅可以进行2D的透视检测，通过样品倾斜，“侧视”的X光甚至可以给出3D的检测信息。它的主要优点是能够检测BGA焊接质量和嵌人式元件、无夹具成本；主要缺点是速度慢、高失效率、检测返工焊点困难、高成本、和长的程序开发时间。
6. 激光检测系统
它是PCB测试技术的最新发展。它利用激光束扫描印制板，收集所有测量数据，并将实际测量值与预置的合格极限值进行比较。这种技术己经在光板上得到证实，正考虑用于装配板测试，速度己足够用于批量生产线。快速输出、不要求夹具和视觉非遮盖访问是其主要优点；初始成本高、维护和使用问题多是其主要缺点。
从上面的6种目前常用的PCB检测手段，可以发现AOI自动光学检测设备和任何基于视觉的检测系统一样，只能检测用视觉可以看出的故障，对于短路和断路之类的瑕疵，只能用电气测试法来加以解决。相对人的肉眼这种原始的视觉检测手段，AOI是自动化的检测手段，其检测的效率高许多，和可靠性也稳定得多。