對(duì)學(xué)電子的人來(lái)說(shuō),在電路板上設(shè)置測(cè)試點(diǎn)(test point)是在自然不過(guò)的事了,可是對(duì)學(xué)機(jī)械的人來(lái)說(shuō),測(cè)試點(diǎn)是什么?
可
能多還有點(diǎn)一頭霧水了。
我記得我第一次進(jìn)PCBA加工廠工作當(dāng)制程工程師的時(shí)分,還曾經(jīng)為了這個(gè)測(cè)試點(diǎn)問(wèn)過(guò)好多人才理解它。根本上設(shè)置測(cè)試點(diǎn)的目的是為了測(cè)試電路板上的零組件有
沒(méi)有契合規(guī)格以及焊性,比方說(shuō)想檢查一顆電路板上的電阻有沒(méi)有問(wèn)題,最簡(jiǎn)單的辦法就是拿萬(wàn)用電表量測(cè)其兩頭就能夠曉得了。
可是在大量消費(fèi)
的工廠里沒(méi)有方法讓你用電表漸漸去量測(cè)每一片板子上的每一顆電阻、電容、電感、以至是IC的電路能否正確,所以就有了所謂的ICT(In-
Circuit-Test)自動(dòng)化測(cè)試機(jī)臺(tái)的呈現(xiàn),它運(yùn)用多根探針(普通稱(chēng)之為「針床(Bed-Of-Nails)」治具)同時(shí)接觸板子上一切需求被量測(cè)
的零件線路,然后經(jīng)由程控以序列為主,
并列為輔的方式循序量測(cè)這些電子零件的特性,通常這樣測(cè)試普通板子的一切零件只需求1~2分鐘左右的時(shí)間能夠完成,視電路板上的零件多寡而定,零件越多時(shí)
間越長(zhǎng)。
但是假如讓這些探針直接接觸到板子上面的電子零件或是其焊腳,很有可能會(huì)壓毀一些電子零件,反而適得其反,所以聰明的工程師就發(fā)
明了「測(cè)試點(diǎn)」,在零件的兩端額外引出一對(duì)圓形的小點(diǎn),上面沒(méi)有防焊(mask),能夠讓測(cè)試用的探針接觸到這些小點(diǎn),而不用直接接觸到那些被量測(cè)的電子
零件。
早期在電路板上面還都是傳統(tǒng)插件(DIP)的年代,確實(shí)會(huì)拿零件的焊腳來(lái)當(dāng)作測(cè)試點(diǎn)來(lái)用,由于傳統(tǒng)零件的焊腳夠強(qiáng)壯,不怕針扎,可
是經(jīng)常會(huì)有探針接觸不良的誤判情形發(fā)作,由于普通的電子零件經(jīng)過(guò)波峰焊(wave
soldering)或是SMT吃錫之后,在其焊錫的外表通常都會(huì)構(gòu)成一層錫膏助焊劑的殘留薄膜,這層薄膜的阻抗十分高,
常常會(huì)形成探針的接觸不良,所以當(dāng)時(shí)經(jīng)?梢(jiàn)產(chǎn)線的測(cè)試作業(yè)員,經(jīng)常拿著空氣噴槍拼命的吹,或是拿酒精擦拭這些需求測(cè)試的中央。
其實(shí)經(jīng)過(guò)
波峰焊的測(cè)試點(diǎn)也會(huì)有探針接觸不良的問(wèn)題。
后來(lái)SMT盛行之后,測(cè)試誤判的情形就得到了很大的改善,測(cè)試點(diǎn)的應(yīng)用也被大大地賦予重?fù)?dān),由于SMT的零件通常很脆弱,無(wú)法接受測(cè)試探針的直接接觸壓
力,運(yùn)用測(cè)試點(diǎn)就能夠不用讓探針直接接觸到零件及其焊腳,不但維護(hù)零件不受傷害,也間接大大地提升測(cè)試的牢靠度,由于誤判的情形變少了。
不
過(guò)隨著科技的演進(jìn),電路板的尺寸也越來(lái)越小,小小地電路板上面光要擠下這么多的電子零件都曾經(jīng)有些費(fèi)勁了,所以測(cè)試點(diǎn)占用電路板空間的問(wèn)題,經(jīng)常在設(shè)計(jì)端
與制造端之間拔河,不過(guò)這個(gè)議題等以后有時(shí)機(jī)再來(lái)談。測(cè)試點(diǎn)的外觀通常是圓形,由于探針也是圓形,比擬好消費(fèi),也比擬容易讓相鄰探針靠得近一點(diǎn),這樣才可
以增加針床的植針密度。
運(yùn)用針床來(lái)做電路測(cè)試會(huì)有一些機(jī)構(gòu)上的先天上限制,比方說(shuō):探針的最小直徑有一定極限,太小直徑的針容易折斷毀損。
針間間隔也有一定限制,由于每一根針都要從一個(gè)孔出來(lái),而且每根針的后端都還要再焊接一條扁平電纜,假如相鄰的孔太小,除了針與針之間會(huì)有接觸短路的問(wèn)題,扁平電纜的干預(yù)也是一大問(wèn)題。
某些高零件的旁邊無(wú)法植針。 假如探針間隔高零件太近就會(huì)有碰撞高零件形成損傷的風(fēng)險(xiǎn),另外由于零件較高,通常還要在測(cè)試治具針床座上開(kāi)孔避開(kāi),也間接形成無(wú)法植針。電路板上越來(lái)越難包容的下一切零件的測(cè)試點(diǎn)。
由
于板子越來(lái)越小,測(cè)試點(diǎn)多寡的存廢屢屢被拿出來(lái)討論,如今曾經(jīng)有了一些減少測(cè)試點(diǎn)的辦法呈現(xiàn),如 Net test、Test Jet、Boundary
Scan、JTAG等;也有其它的測(cè)試辦法想要取代本來(lái)的針床測(cè)試,如AOI、X-Ray,但目前每個(gè)測(cè)試似乎都還無(wú)法100%取代ICT。
關(guān)于ICT的植針才能應(yīng)該要訊問(wèn)配合的治具廠商,也就是測(cè)試點(diǎn)的最小直徑及相鄰測(cè)試點(diǎn)的最小間隔,通常多會(huì)有一個(gè)希望的最小值與才能能夠達(dá)成的最小值,但有范圍的廠商會(huì)請(qǐng)求最小測(cè)試點(diǎn)與最小測(cè)試點(diǎn)間間隔不能夠超越幾點(diǎn),否則治具還容易毀損。