毕业论文-PCB电测过程中的常见问题及解决方法论文.doc

1 引言PCB板在生产过程中，难免因外在因素而造成短路、断路及漏电等电性上的瑕疵，再加上PCB不断朝高密度、细间距及多层次的演进，若未能及时将不良板筛检出来，而任其流入制程中，势必造成下游组装业者更多的成本浪费。因此，电性测试（简称电测，下同）是PCB生产过程中不可缺少的重要环节。目前，电测主要以专用机、通用机、飞针测试机及免夹具测试的设备为主。其中通用机以其测试密度高、测试范围广、夹具成本低、测试针及附件可重复利用等优点成为了电测最常用的测试设备。在博敏公司实习中，我在通用测试机测试流程中遇到了很多问题，并了解了这些问题的解决方法。同时，结合实际与自己的想法产生了对提高测试效率的设想。2 电测原理正如过去手工采用万用表测试一样，所有的PCB电测原理一般都是先分别测试导线（可多个端点）的导通情况（连通性测试），然后对相关网络（或导线）之间进行绝缘测试。连通性测试是对某一待测网络的一端施加电流，在该网络的另一端进行测量。根据电流的变化值来判断这一网络（或导线）是否导通、存在电阻大小或断开。绝缘测试是对某一待测网络（或导线）施加电压,而在其他网络上检测是否有电压值，以此来判断网络（导线）之间是否绝缘。如果在其他网络上检测有电压，说明网络（导线）之间有短路存在，即网络之间是不绝缘的。反之，如果在其他网络上检测不到电压值，说明网络之间是相互绝缘的。为保证测试的可靠性，测试机总是先测试导线的连接情况，即判断导线是否有开路。因为除孤立点以外，一个网络最起码有两个端点。两端点三端点五端点图1 不同数量的网络端点图当测试机的测试针与某一端点连接接触时，由于印制电路板在制作过程中会发生连接盘氧化、连接盘上有杂质，连接盘上残留阻焊剂或测试夹具有卡针等，导致测试针与连接盘接触不良，在连通性测试过程中，均被检测存在电阻值或断开，测试机将纪录和输出这些出错信息，在连通性测试完成后，测试机会自动将连通性测试中发现的开路网络分成两个网络，再分别测试此分开网络与其他网络之间的绝缘状况，以避免因网络开路或非真正的连接开路而引起绝缘测试结果的错误，以保证测试的正确性2。PASS看单收板领取测试架、检查测试架选用测试机安装测试架测试数据资料调试与检查测 试修 理下一工序FAIL审单3 电测流程图2 PCB电测流程图3.1 看单收板首先确定板与订单（见图3）的型号是否相符，再将所有板到本工序时约以百分之五的比例进行抽查有无擦花现象。前工序送来的板符合要求的方可点数，实际板数与本单相符才签名。图3 客户订单图3.2 审单看单上的交货数量与投料数量是否相符，前工序打了多少报废，备注栏有无库存，是否还够出货数，如不够交货数要及时向上级反应。按交货的先后顺序进行生产，单上注有“加急”或“全线加急”的优先。3.3 领取测试架取流程卡到测试架仓库向测试架管理员领取测试架。3.4 检查测试架（一）专用：检查测试架的完整性，有无缺针、断针，针套与牛角的连接是否有脱落、断开，铜柱是否松脱；如有应及时维修，直到把问题解决好后才投入生产。（二）客供：同上。（三）测试架的开/短路检查：将测试架安装在测试机后。（四）通用测试架中我们要检查测试架的完整性，首先用手轻拍测试针盘，对测试架正反面进行检查，看有无缺针、断针、弯针、定位导杆是否直、固定螺丝是否拧紧、然后我们对压床上下模定位螺丝进行检查，看有无松脱掉落，如有拧紧即可（见图4）。检验短路：将光标移至检修位置，再选择治具短路，自检按回车键进入，测试结果与网络总点数相符即OK，否则，需检验短路数据，直到把问题解决为止；开路检验：将光标移至检修位置，再选择治具开路，自检按回车键进入，测试结果与测试点数相符即OK，否则，需检验开路数据，直到把问题解决为止。图4 检查测试架3.5 选用测试机根据待测板的点数和有无气缸来决定选择哪一台测试机（目前一厂测试有3台明信5台科汇龙）。3.6 安装测试架单模：把测具放在测试机上，按牛角方向插上排线即可。双模：首先把测试架的下模放在测试机上，用螺丝固定好，插上排线上下模中间用铝片隔开，插上导杆（注：导杆一定要直，不可太紧）压下测试机压床，锁定安全开关，装上螺丝，插好排线。3.7 测试机资料的调试与检查明信：成品板测试绝缘阻值设置为（250V/20M），导通阻值设为（30ohm50ohm），时间（50MS）；科汇龙：成品板测试绝缘阻值为（250V/20M），导通阻值为（50ohm100ohm）；（一）返单：进入测试程序后，可以看到测试菜单界面。选择“文件”“打开文档”（见图5），输入所需要的文件名，按回车键确定。再把光标移到“列印报告”上回车选择“学习报告”（见图6）回车，将列印出的资料总结报告与测试架上原有的资料对比。相符后进行机床“自动设置”或手动设置（见图7）后即可投入生产。图5 “打开文档”图图6 “学习报告”图图7 “机床设置”图（二）新单（科汇龙为例）：进入测试程序后，将光标移到“设置”上按向下方向键，依次设置测试点数、测试电压/绝缘阻值、导通阻值等（见图8），放好用于学习的线路板。再在主菜单下选择“控制”机床缓降（见图9），压下机床。再选择“读板”开始学习（见图10）， 学习好后，所得数据应与线路板对应的网络点和独立点相符，保存文件，进行“机床设置”即可投入测试生产。图8 设置“测试点数”图9 进行“机床缓降”图10 “读板”以学习资料3.8 测试测试版的分类与分区：要求测试班组测试人员严格按照左边放置PASS板，右边放置不良品，测试完后第一时间必须对PASS板放入PASS板区域后再将不良品放入不良品区域。合格板与故障板的判断：在测试过程中，显示器显示出“PASS”即为合格板；如果显示出的数据带“+”则为短路；如果显示出的数据带“- -”则为开路。做首板：取出2SET待测板测试后，测试人员必须仔细检查首板的板面、焊盘、金手指、元件孔、邦定位是否有压伤，并做好首检纪录（见图11），如有异常，必须重做首检。批量生产：做好首检后，就可以进行批量生产了。测试过程中每测30块左右一定要自检一次，不定时自检针盘有无坏针现象，如有，要及时更换坏针并做好抽检纪录。图11 填写“测试首检纪录”3.9 合格板与不良板的处理合格板（PASS板）：当测试是PASS板后，测试人员要在板的短边画上自己的标记，然后看单抄单送入下工序。不良板：测试后的短路板沾好数据后送修理处，修理好的板送测试返测PASS后转下工序；开路板沾好数据后送修理处，修理找出开路的地方送补线处补线，补线好后送测试返测，返测PASS补油后转下工序。修理员将自己修理好的板在板短边右角画上自己的修理线，无法修理的则报废。4 电测过程中常见问题解决方法4.1 测试机电脑屏幕提示“待测板误放到好板区了”可能原因：在取板、放板过程中PASS板或手、头等身体部位遮住了“PASS板区域”的误放开关导致报警。解决方法：移开挡住误放开关的物体，按返回键取消报警即可。4.2 电脑屏幕提示“开关卡不能连通或已损坏，请更换一张新的开关卡”可能原因：此种情况一般是由于开关卡接触不良导致，也可能是开关卡损坏。解决方法：重新插拔开关卡检测问题解决否，若仍未解决，则联系修理人员前来修理或更换损坏部件。4.3 电脑屏幕显示“- -”:开路可能原因：有可能是PCB板、测试架测试针上有污渍导致连接不通，有可能是测试架测试针、连接针和排线的连线、排线这三者之间出现损坏，也有可能是之前的工序不到位（如过度蚀刻、电镀不足、机械性损伤等）导致PCB板线路不通3，这三种情况的判断可用排除法按顺序排除下来。解决方法（见图12）：（一）先轻拍PCB板后测试，仍然开路的，（二）则用刷子清洁板面和测试架后测试，仍然开路的，（三）则换几块板子测试，若连续好几块都是同样的地方出现开路，则用测试程序的“找点”功能（见图14）找出该点的测试针、连接线和排线之间是否通电，根据通电的位置不同更换不同的损坏部件，如果测试针与排线之间是通电的，那么打印出来送修（批量性开路故障）；若其他板子都PASS只有这块开路，则将这块板子的故障打印出来后送修理台修理。测 试轻拍板面清洁板面和测试架换几块板测试找 点PASS板放置区更换受损部件修 理补 线测 试补 油开路开路开路连续开路PASSPASSPASS单 独 一块 开 路不通电通电图12 开路板测试流程图图13 测试板开路故障图图14 “找点”功能图4.4 电脑屏幕显示“+”:短路可能原因：之前的工序出现问题（如曝光、曝光底片污染、对位不良等）。解决方法：将故障打印出来，送修理处修理后再测试。图15 测试板短路故障图4.5 电脑屏幕显示“+”:微短可能原因：测试针或排线头出现污渍，也可能是PCB前工序制造流程出现问题。解决方法：用刷子清洁测试架，清洁或者更换排线头。若仍微短，则建议请示领导，检查前面哪个生产过程出现了问题。、4.6 按启动键失效可能原因：有物体挡住测试机的安全电眼或者启动键接触不良。解决方法：移开挡住安全电眼的物品，放板时或者放手套时要规范放置，严格按照操作台区域划分来放东西。若移开挡住安全电眼的物体后仍不管用则联系维修人员进行修理。4.7 无法进行压床的自动设置可能原因：可能是测试机的计数器固定螺丝松动，导致计数器读取卡尺刻度失败。也可能是计数器损坏。解决方法：打开机箱，用十字起子旋紧松动的螺丝，并用湿布擦洗一下卡尺。如果仍未解决，则联系维修人员前来修理。4.8 按启动键后压床急速下压可能原因：测试机压床出现故障，一段时间不使用后，会造成机器内气压增加。解决方法：在按启动键前应先按紧急停止键，使压床上升，通过这种方法来“放气”，从而恢复正常气压。4.9 屏幕提示“开路过多，测试未完成”可能原因：绝大多数情况都是由于测试时放错了板的方向，也有可能是放板时放歪了。解决方法：先检查有没有放错方向，如果放错了就纠正过来再测，如果没有，仔细放好板后再测试。5 通用测试机与飞针测试机相结合测试HDI PCB的设想随着电子产品的发展，PCB不断向着薄、轻、密方向发展，以至于现在出现的新市场HDI PCB(高密度互连印制板)，所有这些新技术的发展，给传统的测试带来了严峻的考验。专用测试机在检测印制板时，有其弊端，就是长期使用后，一些较小的弹簧针内，弹簧会断掉要经常更换，操作起来非常烦琐，从而会使操作速度减慢，且测试成本太高。一般的通用型测试机，测试底盘的密度不能满足HDI的接点密度。现在高档的设备也不过是四密度的测试设备，接点密度的增大是通用型针床所无法解决的一个难题。飞针式测试机，则没有接点密度的影响，它是靠几支可以移动的探针在印制板上探测来完成印制板的测试，但其测试速度太慢，也就成了它致命的弱点，对于一些样板的测试比较划算，但无法应付批量的订单。于是我有了以下一种测试HDI PCB的设想通用型测试机和飞针式测试机结合法，这种测试方法测试部分的工程是至关重要的，应遵循一种优化原则，让每种设备都能发挥其特长，而避其短处。所以在做工程时我设想如下做法：首先分开整个的测试网络，将较为偏远的网络分给通用测试机，做成测试夹具。其次将剩下的比较密集的点分给飞针式测试机，这样会缩短飞针的行程，从而充分发挥其各自的特长。此设想在规划两个网络的区域时，要尽量减少飞针测试机的区域，同时在飞针测试机实现时需要对软件资料做一些调整。利用这种方法来进行测试，不但可以较有效的解决高密度接点问题，而且从测试速度上会有很大程度的提高。通用型测试机和飞针式测试机结合测试HDI PCB，在新的高性能设备还未成熟运用之前，可以说是一个较为有效的临时测试方法。6 结论通过回顾整个电测的流程和电测中碰到的故障及解决方法，经过分析、归纳总结，可以得出以下六点提高产品质量和生产效率的方法：（一） 定期对设备进行保养。包括：每日对测试机进行清洗，定期检查机械部件，及时更换有问题的弹簧针，保持针床洁净等。（二） 缩短测试架调试时间，提高机器使用效率。加强对测试架的维护，提高测试架的重复使用率。及时更换超过使用寿命的测试钢针，提高接触能力。（三） 严格遵守操作流程和作业规范，避免违规操作。（四） 加强工人对设备使用的熟练程度，掌握常见的故障和解决方法。（五） 制定合理的工作安排，组长和测试架管理员要预估板子的到达时间，提前安排人员换好测试架并学好软件资料，减少在时间等待上的浪费，尽量使工作流畅。（六） 新方法和新设备的引进使用。公司可以鼓励有想法的员工创新，改进生产工艺。致谢在本论文即将完成之际，我要非常感谢在梅州博敏一厂测试车间所有关心帮助我的车间领导和车间师傅们。他们以热情洋溢的待人态度，丰富的工作经验，不厌其烦地回答指导我在实习期间的所碰到的问题，为我的论文写作中打好了良好的基础。在他们身上我看到了客家人独有的热情、淳朴和勤劳。未来，我的工作还有很多向他们学习的地方。与此同时，我也要向王金来老师致以衷心的感谢和崇高的敬意！感谢他百忙之际还费心费力关心指导我，并多次