Qualitätskontrolle
Der Herstellungsprozess einer Leiterplatte umfasst eine umfangreiche Testphase. Jede Leiterplatte sollte getestet werden, damit der Hersteller elektrische oder Schaltkreisprobleme erkennen kann, bevor er die Leiterplatte versendet. Wenn es um alle Arten von Testtechniken geht, gilt der Flying Probe Test (FPT) als eine der effizientesten. Bei UnityPCB nutzen wir diese Technologie, um sicherzustellen, dass alle unsere Leiterplatten von bester Qualität sind, wenn wir sie auf den Markt bringen.
Der Begriff „Flying Probe Testing“ bezieht sich auf eine PCB-Testtechnik, bei der Sonden über die Leiterplatte „fliegen“, um gleichzeitig mehrere Testpunkte zu kontaktieren. Ein Flying Probe Tester verwendet eine oder mehrere Testsonden, die die Testpunkte oben und unten auf der Leiterplatte kontaktieren. Sie bewegen sich dann von einer Position zur anderen auf der Leiterplatte, um eine Reihe von Leitern oder Komponenten zu testen. Sie arbeiten nach den Anweisungen des Programms, das die zu testende Leiterplatte umreißt. Diese Maschinen sind mit hochpräzisen Nadeln ausgestattet, um festzustellen, ob die Leiterplatte ordnungsgemäß und in Ordnung funktioniert. Diese Systeme erfordern keine Testvorrichtungen oder Spezialwerkzeuge. Dies macht das Flying Probe Testing zu einer kostengünstigen Option für Leiterplatten in der Anfangsphase der Entwicklung. Darüber hinaus eignet sich FPT auch für Produktionsläufe mit geringem bis mittlerem Volumen.
Zu den häufigsten Problemen, die durch Flying-Probe-Tests identifiziert werden können, gehören:
Unterbrechungen im Stromkreis: Der Test kann feststellen, ob eine Unterbrechung im leitenden Pfad vorliegt und so sicherstellen, dass alle Verbindungen intakt sind.
Kurzschlüsse: Sie weisen auf ungewollte Verbindungen verschiedener Leitungsbahnen hin, die zu Funktionsstörungen führen können.
Fehler bei der Komponentenplatzierung: Der Test überprüft, ob alle Komponenten richtig platziert sind und ob ihre Ausrichtung richtig ist.
Falsche Komponentenwerte: Es bestätigt, dass alle Komponenten wie Widerstände, Kondensatoren und andere mit den richtigen Werten versehen wurden, die für das Design erforderlich sind.
Lötfehler: Der Test kann schlechte Lötstellen erkennen, wie etwa kalte Lötstellen, die im schlimmsten Fall zu unterbrochenen Verbindungen oder Ausfällen führen.
Der Flying-Probe-Test ist ein recht einfaches Verfahren, das in drei Hauptphasen unterteilt werden kann:
Schritt 1: Testprogrammerstellung
Der erste Schritt besteht darin, ein Testprogramm für Flying-Probe-Tests zu erstellen. Dies geschieht im Allgemeinen auf einem Offline-PC mit entsprechender Software. Um ein effektives Testprogramm zu erstellen, müssen Sie die folgenden Daten eingeben:
Gerber-Dateien
Eine detaillierte Stückliste (BOM), vorzugsweise im Excel-Format
Elektrische computergestützte Konstruktionsdateien (ECAD) im CAD-Format
Phase 2: Platinenvorbereitung und Beladung
Wenn das Testprogramm fertig ist, wird die Platine auf das Förderband des Testers gelegt. Das Band transportiert die Platine zum Testbereich, wo die Sonden als Tester fungieren. Je nach den festgelegten Programmeinstellungen kann dabei eine Platine nach der anderen oder mehrere Platinen gleichzeitig getestet werden.
Phase 3: Testen und Analysieren
In dieser letzten Phase scannen die Sonden die Platine anhand des festgelegten Testprogramms. Auf der Platine wenden sie Testsignale an, um an verschiedenen Stellen der Platine elektrische und funktionelle Prüfungen durchzuführen. Die erhaltenen Messungen werden dann analysiert oder verarbeitet, um festzustellen, ob jeder der Schaltungsabschnitte die erforderlichen Spezifikationen erfüllt.
Wenn ein beliebiger Teil der Platine nicht das erwartete Ergebnis liefert oder von den programmierten Werten abweicht, zeigen die Sonden einen Defekt an und weisen damit darauf hin, dass das Gerät den Test nicht bestanden hat.
• Flexibilität: Ein großer Vorteil des Flying-Probe-Tests besteht darin, dass er für nahezu jedes beliebige PCB-Design verwendet werden kann, da keine Testvorrichtungen erstellt werden müssen.
• Geringe Vorlaufkosten: Im Vergleich zu anderen Teststrategien ist der anfängliche Kostenaufwand für diese Testmethode relativ gering. Im Wesentlichen sind keine benutzerdefinierten Testvorrichtungen erforderlich. Daher ist es eine kostengünstige Option für Prototypen und die Produktion kleiner bis mittlerer Stückzahlen.
• Hohe Präzision: Der Flying Probe-Test ist eine präzise und zuverlässige Methode zum Testen von Leiterplatten. Die Sonden können Bauteile mit kleinem Pin-Pitch und dicht bestückte Leiterplatten erreichen.
• Umfassende Tests: Einer der Hauptvorteile des Flying-Probe-Tests besteht darin, dass er fast alle Arten von elektrischen Tests durchführen kann und somit ein umfassendes Werkzeug zur Bestätigung der Funktionalität der Leiterplatten darstellt.
Obwohl der Flying-Probe-Test sehr vielseitig ist, gibt es auch einige Einschränkungen:
• Langsamer bei Massenproduktion: Der Flying-Probe-Test ist nicht für die Massenproduktion geeignet, da er langsamer ist als der In-Circuit-Test (ICT). Dies liegt daran, dass ein ICT-System eine feste Nagelbettvorrichtung verwendet, mit der mehrere Punkte gleichzeitig getestet werden können.
• Begrenzte komplexe Analogtests: Obwohl FPT für die meisten digitalen und grundlegenden Analogtests geeignet ist, kann es bei der Validierung komplexer Analogschaltkreise zu Problemen kommen.
• Mögliche Probleme mit schlechter Lötung: Unter bestimmten Umständen kann der Kontakt der Sonde mit den Komponentenleitungen zu einer losen Verbindung oder schlechter Lötung führen.
Nicht ganz. Obwohl der Flying-Prob-Test für verschiedene Leiterplatten geeignet ist, insbesondere für Prototypen, kleine Mengen und häufig modifizierte Leiterplatten, ist er für die Produktion großer Stückzahlen oder extrem komplexer Leiterplatten nicht geeignet.
In puncto Flexibilität und Kosteneffizienz ist der Flying-Probe-Test dem In-Circuit-Test vorzuziehen. Aufgrund der höheren Testgeschwindigkeit eignet sich ICT jedoch besser für die Großproduktion.
Trotz der Vielseitigkeit des Flying-Probe-Tests und seiner Fähigkeit, viele elektrische Fehler zu erkennen, ist zu beachten, dass nicht alle Arten von Problemen erkannt werden können, insbesondere nicht mechanische Defekte. Normalerweise wird der Test mit anderen Testverfahren kombiniert, um eine umfassende Abdeckung zu gewährleisten.
Ja, die Flying Probe-Testtechnik kann auch auf doppelseitigen Leiterplatten effektiv eingesetzt werden. Die Sonden können auf beiden Seiten der Platine eingesetzt werden, um Tests durchzuführen.
Von dieser Testmethode profitieren vor allem Produkte, die sich noch im Prototyp-Stadium befinden, in kleinen Stückzahlen hergestellt werden oder bei denen häufige Designänderungen vorgenommen werden.
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