项目三 SMT组件测试.ppt

项目三SMT组件测试,功能测试,为什么要进行功能测试,尽管各种检测技术层出不穷，如ICT,AXI,AOI等，但功能测试依然是检测河保证产品最终功能质量的主要方法。尤其是对于军事、航空、汽车、交通、医疗等重要领域应用的产品，或者成本及复杂程度非常高的产品，这时功能测试是非常必须的。,功能测试工作原理,功能测试实际上是将一台电子设备或一块电路组件作为黑箱进行处理，以该电路对外连接端口作为激励或测试信号的输入、输出端口，按照该被测电路的正常工作状态接通电源，通过在输入端口加各种规定的输入信号组合，及时检测输出端口的响应信号，从而判断该电路的工作情况。,多路自动功能测试系统,功能测试的实施,功能测试可在产品制造生命周期不同阶段实施。首先是工程开发阶段，在系统生产验证前确认新产品的功能；然后在生产过程中，作为整个流程的一部分，通过系统测试降低缺陷发现成本；最后，在发货付运阶段也是不可缺少的，它可以减少在应用现场维修的费用，保证功能正常，而减少退货。,功能测试的类型,模型测试系统测试台专用测试设备自动测试设备,模型测试系统,这个模型系统可以看作一个“黑匣子”，这个“匣子”实质上就是一台真正能实现电路模块组成的功能的系统样机，一般在进行操作时除了被测电路模块外必须确保系统中其他模块的工作都是有效的，然后看被测模块在加电时是否工作正常。,模型测试系统的不足,这种用模型测试系统进行功能测试的方法具有很直接的感觉，但实际应用中真正能够找到确切故障发生部位的能力有效，通常只能将故障定位于局部功能电路。此外模型测试系统的可扩展行、测试效率都相对传统测试平台要低。,测试台,测试台即常规测试平台，它包括与被测设备之间的激励/响应接口、专门测试规程规定的测试序列与控制。激励与响应源通常由标准电源及实验仪器、专用开关、负载以及终端、自定义电子设备（如数字激励源等）提供。利用测试台的功能测试通常见于产品的研发部门。,测试台工作原理,测试台连接到具体的被测电路模块，测试过程控制通常按照测试规定手动进行，有时靠PC协助加载程序或收集记录数据。,测试台的特点,优点：成本低，设备简单缺点：灵活性差,专用测试设备（STE）,专用测试设备就是专用测试台，或使用测试台操作自动化的系统，系统的心脏通常是一台计算机，通过专用总线(采用IEEE、VXI、PXI或PCI标准)和一些可编程控制仪器进行控制，测试所要求的速度、性能、适用情况、成本及其他因素影响仪器总线和结构的选择。,STE结构,专用测试设备在构造时，通常将所需的各种信号源、测量仪器和通用接口模块等堆叠在一个或多个垂直机箱里，基本型STE也被称为“机架系统”。,STE的特点,优点：自动化处理能力强，设置时间、测试时间以及整体操作都比测试台更加快速而容易，生成测试程序虽然不会太简单，但所需文件将大大减少，可以扩展信号源、仪器仪表模块以满足多种性能需要，通常用于生成或维修中心。,STE的特点,缺点：总体成本高（总体成本包括投资成本、操作成本和程序开发成本）另外专用测试系统的硬件结构必须适应产品标准，由此对系统的灵活性、体积、信号连通与接口配置也有不利的影响。此外，对多测试对象的软件开发及调试工具变更能力较弱。,自动测试设备(ATE),通用自动测试设备（GPATE,或简称ATE）是一种先进的测试设备，在能力上可以满足多种产品与程序测试要求。,ATE与STE的区别,当微型计算机控制的仪器出现后，自动测试设备的结构设计为直接针对测试需要、系统集成、信号连通灵活性、增值软硬件、面向测试的语言，图形用户界面等是ATE与STE的主要区别。,ATE的应用,目前，随着计算机、网络技术的发展，ATE能够构成功能强大、实时、分布式、综合、远程诊断分析的大系统测试与监控系统。该类系统适用于军工、航天、航空电子产品的测控，特别是一些弹载、星载、危险条件的电路模块功能测试，甚至是复杂综合系统的功能验证，见教材P4133图4.64。,ATE的特点,优点：ATE能为信号路由和连接提供更好方案，其专用背板大多数情况下包括一个模拟总线，可让仪器直接连接到任何引脚，而不会使内外引线变得复杂。成本低、易于实现，简化程序员工作。,SMT组件返修,手工焊接返修因为表面贴装元器件特有的小引脚间距和高引脚数，对其进行手工焊接在一般情况下均比通孔元器件的焊接更具难度。手工焊接返修分为接触焊接（使用烙铁）和热风回流焊（使用热风枪）。,手工焊接返修,SMT组件的返修工艺中必须小心操作，其基本原则是不能使PCB、元器件过热，否则PCB的电镀通孔、元件、器件和焊盘都极易损伤。,1.接触焊接,接触焊机的特点是用加热的烙铁头（或环）直接接触焊料，经过一定的时间后在特定的位置形成可接受的焊点。,焊接头与焊接环,焊接头用于加热单个焊点焊接环可以同时加热多个焊点。焊接环主要用于双边、外围引脚封装的多引脚器件的拆焊，如集成电路等器件的拆焊，也可以用于拆卸矩形和圆柱形的元件。,2.加热气体焊接,热风焊机通过喷嘴把加热的空气或惰性气体引向焊接点和引脚来完成焊接加热过程，这个过程根据热风形成及气流氛围程度的不同而有所不同，但通称热风回流焊接，或者是强制热风回流焊接。,热风焊接系统的结构,热风焊接系统的热风喷嘴具有两个部件：一是真空吸嘴，用于拆卸或焊接吸取、放置器件；二是热风导流腔，主要作用是将返修装置产生的热量引向拆卸或焊接的器件，其次还有一个功能是维持局部的热风量。,激光焊接,优点：焊接质量好。缺点：速度慢、价格高,焊接工艺材料,助焊剂是所用电路组件焊接过程中不可少的工艺材料，液体助焊剂可以使用小瓶针头滴涂，也可使用密封的或可重复充满的助焊剂施加，助焊剂表施加能够有效地控制使用助焊剂量。,焊锡丝,表面贴装焊接通常要求较小直径的焊锡丝，常用典型的直径在0.50mm0.75mm范围之间。通孔焊接或较大焊接面积情况下则通常采用较大直径的焊锡丝，通常这类焊锡丝的直径范围在1.20mm1.50mm之间。,焊接的温度与时间,一个牢固的焊接点的形成要求使用一个上锡良好的、热传导性能良好的烙铁头，温度应控制在焊锡液化温度之上大约37.8度。焊接接触时间大约是3秒，可以避免对基板、焊盘和基板接合部位的损伤和过多的金属间增长。,手工焊接过程,焊接准备加热焊盘和引脚送入焊锡丝移开焊锡丝移开烙铁,返修装置,返修装置根据其结构及应用和复杂程度，可以划分三种类型：简易型复杂多功能型红外型,简易返修装置,配有恒温烙铁（能根据器件规格选择使用不同规格的烙铁头）热风枪简易固定PCB的操作平台真空吸笔镊子结构简单，价格低廉,多功能型返修系统,复杂多功能返修装置与简易返修装置相比多了图形对位系统、温度控制系统、可控真空吸放系统和带有底部加热的可调式固定操作台等四个主要部分，可用于拆卸、贴片、涂焊膏、热风回流焊等。,红外返修系统,红外返修系统主要使用是一种中等波长（2uM8uM）的红外辐射加热效应，一般情况下红外热辐射比较均匀，没有热风回流加热时所发生的局部冷区现象。但是物体颜色的深、淡所吸收和反射的热量不均匀，故红外焊接使用得越来越少。,返修过程,就整个SMT组件的返修过程分析，可分为拆焊、器件整形、PCB焊盘清理、贴放、焊接、清洁等几个步骤。,拆焊,拆焊就是将返修器件从已固定好的SMT组件的PCB上取下，其根本原则是不损坏或损伤被拆器件本身、周围元器件和PCB焊盘。,器件整形,要想继续使用已拆下器件，必须对器件进行整形，一般情况下拆下的器件的引脚或焊球都会有不同程度的损伤，如细间距封装器件的引脚变形，BGA的焊球脱落等情况。,PCB焊盘清理,PCB焊盘清理应包含焊盘清洗和整平等工作，利用焊锡清扫工具，扁头烙铁，辅以铜质吸锡带将残留于焊盘上的焊锡去除，再以无水酒精或认可的溶剂擦拭去除细微物质和残余助焊剂等成分。,贴放器件,在实施贴放元器件动作之前的一个关键步骤是将准备好的焊膏印刷至对应的已清理平整的焊盘上，该工作一般是手工进行，所需要的工具是开孔与要贴放元器件引脚或凸点相适合的小型模板及不锈钢的印刷刮板。,返修焊接,返修的焊接过程基板可以归类为手工焊接及回流焊接过程，需要根据元器件及PCB布局特征、使用的焊接材料特性等进行周密考虑。,返修清洗,若使用焊膏、焊剂、焊胶等材料的热风回流返修焊接，除非对清洁度有特殊要求，一般情况下都不会采用清洗工艺，当使用免清洗焊料时更是如此。,返修存在的