1、PCB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,.空板电测,.ICT测试,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
2、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(Bare Board Test),空板电测(Bare Board
3、 Test),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: 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:,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(Bare Board Test),空板电测测试原理,空板电测(Bare Board Test),空板电测(Bare Board Test),空板电测(Bare Board Test),空板电测(Bare Board Test),空板电测(Bare Boa
4、rd Test),ICT(IN-CIRCUIT TEST)测试,1、何谓ICT？ 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、ICT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？ 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+
5、R2)，ICT却可测出R。,4、ICT与ATE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,ICT测试原理 奥姆定律：R=V/I请各位仔细透彻的理解奥姆定律.R既可认为是电阻，也可认为是其他阻抗，如：Zc容抗、ZL感抗。而V有交流、直流之分。I也 一样，有交流、直流之分。这样才可以在学习ICT测试原理时，把 握其主脉，因为奥姆定律贯穿其始终，可称得上万能定律！,ICT(IN-CIRCUIT TEST)测试,
6、1. 量测R：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,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|Cos,ICT(IN-CIRCUIT TEST)测试,2. 量测C/L： 单个C/L（Mode0,1,2,3）：信号源取恒定交流压源VsV
7、s/Ix=Zc=1/2fCx ,求得：Cx=Ix/2fVsVs/Ix=Zl=2fLx , 求得：Lx=Vs/2fIx,ICT(IN-CIRCUIT TEST)测试,C/R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,3. 量测PN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. 量测Open/Short：即以阻抗判定：先对待测板上所有
8、Pin点进行学习,R55判为Open.,ICT(IN-CIRCUIT TEST)测试,5. Guarding(隔离)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=Rx,ICT(IN-CIRCUIT TEST)测试,开路在开路测试(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(s
9、hort 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,ICT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.
10、,ICT(IN-CIRCUIT TEST)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,PCB 电气特性测试,.耐电压测试,.特性阻抗测试,.介电绝缘电阻测试,.表面绝缘电阻测试,
11、特性阻抗测试,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 Reflectometry,A. 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
12、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 .,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
13、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,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
14、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,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.,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,四.具体试
15、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,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
16、 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.,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flux,3.3.2 吃锡,3
17、.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,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)、
18、起泡(blistering)、分层(delamination),拉力试验,5. 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/inC. 1
19、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,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
20、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，crack,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,
21、白点等异常,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-55125
22、0C, dwell 15 minutes, 100 cycles (IPC TM650-2.6. 7.2 Test Condition D).,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,湿气与绝缘绝缘电阻,10.湿气与绝缘绝缘
23、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 M,b.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505
24、oC, 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,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50m
25、m/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,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.
26、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。,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：,F
27、10.2mN F20.16mN,13.3.3 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,SO2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 S
28、O2药水,镍面 SEM/EDS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.,16. 盐雾测试(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
29、 应用范围: 与connector 连接之FPC16.3 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48Hours16.5 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(Resistance against chemical),PCB 机械特性测试,.挠折性测试,.撞击测试,挠
30、折性测试,(For FPC)翻盖手机(Hinge MP)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),挠折性测试,(For FPC)滑盖手机(Slid MP)之滑动测试及CD-ROM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),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,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.,The end,
