任务3.4 X-RAY、ICT、FCT检测设备的应用

模块3PCBA电路板检测与整机安全测试工艺模块3PCBA电路板检测与整机安全测试工艺任务3.4X-RAY、ICT、FCT检测设备的应用301任务引领02知识准备03任务实施04练习题目录CONTENTS4任务引领01

1.本任务讲什么？

◎X-RAY成像原理与分类；

◎X-RAY检测设备的应用；

◎X-RAY检测图形缺陷类型判定；

◎ICT的测试原理与测试难点；

◎ICT测试不良分析与对策；

◎FCT功能测试的应用

5任务引领01

2.你将有什么收获？

能够借助于X-RAY测试半导体器件内部问题，BGA焊点问题。能够借助于专用X-RAY清点物料。能编制X-RAY岗位作业指导书。知道ICT治具的制作方法及程序的调试方法。理解FCT的工作原理，能制作FCT治具的测试程序或测试控制电路。6任务引领01

3.你的任务是什么？（1）根据X-RAY图片填写缺陷名称。（2）针对特定的电路，在ICT测试时，显示“R8”开路，试分析原因、制定解决方案。（3）对特定的电路进行功能测试，那么请说明如何实现？7知识准备023.4.1X-RAY成像原理与分类1.什么是X-RAY①定义:X-RAY即X射线，又称伦琴射线，由德国物理学家伦琴于1895年发现。②产生原理:高速运动的电子与物质相互作用产生，X射线管中电子轰击阳极靶，产生X射线。③特性:

◎穿透性

◎电离效应

◎生物损伤

◎荧光和感光效应8知识准备022.X-RAY成像原理①基本原理:利用X射线的穿透能力与物质密度的关系，通过差别吸收形成图像。②成像过程:◎X射线穿过被检测物体（如PCBA）。

◎图像探测器接收X射线影像。

◎影像转化为数字信号，进行处理和分析。③应用:检测线路板内部结构和加工工艺信息。9知识准备023.X-RAY检测设备的分类①2D检测法:

原理:透射X射线检验法。

优点:单面板元件焊点清晰。

缺点:双面板焊点重叠，难以分辨。②3D检测法:

原理:分层技术，光束聚焦到特定层，高速旋转接受面。

优点:双面焊点独立成像，适用于BGA等不可见焊点。

应用:多层图像“切片”检测，通孔焊点检测。10知识准备024.X-RAY检测设备的应用①PCBA检测:

◎焊接质量检测:检测焊点空洞、虚焊、短路等缺陷。

◎元器件内部结构检测:显示BGA、CSP等元器件的内部结构。

◎生产过程监控:实时监控生产线，提高效率和质量。

◎失效分析:对故障产品进行无损检测，分析故障原因。②SMT自动点料:

◎X-RAY点料机:通过X射线和平板成像器，快速清点物料。

◎优势:提高生产效率，降低物料库存成本。11知识准备0212知识准备025.X-RAY检测图形缺陷类型判定常见缺陷类型:①少球（漏印锡）:BGA锡球缺失。②焊点短路桥接:BGA锡球之间短路。13知识准备025.X-RAY检测图形缺陷类型判定常见缺陷类型:③空洞:BGA焊锡球中裹挟气体形成空洞。④锡珠:溅锡，锡球未被裹挟。14知识准备025.X-RAY检测图形缺陷类型判定常见缺陷类型:⑤偏移:贴片机问题导致BGA球与焊盘位移。⑥焊点虚焊:锡球与焊盘未连接。15知识准备023.4.3ICT的定义、组成1.ICT的定义（1）ICT:在线测试仪（In-CircuitTester，ICT）可理解为一种高度自动化、并具备“电路隔离”能力的精密测量平台。（2）功能:能测电路板上的开路/短路、电阻、电感、电容及PN结（含二极管、三极管、整流管、集成电路IC）。（3）与电表的差异:相较于普通万用表，其核心技术隔离测试使其能在复杂的并联电路中对单个元件进行精准测量，解决了万用表的盲区。（4）与ATE的差异:ICT专注于静态测试（不通电），负责验证制造的准确性；ATE则执行动态测试（通电），验证电路板的功能完整性。16知识准备022.ICT测试的两种方式（1）飞针测试:

特点:不需要制作夹具，只进行静态测试。

原理:使用多个由马达驱动的探针与器件引脚接触并进行电气测量。

适用场景:小量产及样品的电性测试。（2）针床测试:

特点:覆盖率高，需要制作专用的针床夹具。

缺点:夹具制作周期长。17知识准备023.4.4ICT的测试原理与测试难点1.测试原理（1）电阻测试

原理：欧姆定律：R=U/I

方法:在电阻两端加电流，测量电压，计算阻值。（2）电容测试

小电容:使用交流信号，公式C=I/2πfU​大电容:使用直流电压，测量充电时间。（3)电感测试

电感的测试方法和电容的测试类似，只用交流信号测试。18知识准备02（4）二极管测试

正向测试:加正向电流，压降约0.7V（硅材料）。

反向测试:加反向电流，压降较大。（5）三极管测试

步骤:测试bc极和be极的正向压降。测试放大作用：在be极加基极电流，测量ce极电压。（6）跳线测试

方法:测试电阻阻值，判断通断。（7）集成电路IC测试

方法:测试引脚对VCC和GND的正反向电压，判断连焊或虚焊。19知识准备022.特殊测试（1）开路与短路的量测原理开路判定:Rx≥100Ω短路判定:Rx≤10Ω（2）隔离点的测试原理电流源测试:加等高电压，防止电流流入旁路元件。电压源测试:加等低电压，防止电流流入被测元件。20知识准备023.ICT测试中的难点21知识准备023.4.5ICT测试不良分析与对策1.开路不良原因:◎PCB板开路。◎零件问题：立碑、漏件、空焊、零件不良。◎测试点问题：探针未接触、氧化、遮挡、防焊区。2.短路不良原因:◎零件短路。◎PCB短路。◎BGA短路。3.零件不良分析步骤:◎空焊、漏件、PCB开路。◎错件、内阻影响。◎零件误差。22知识准备023.4.6FCT功能测试的应用

1.什么是FCT

◎定义:FunctionalCircuitTest，功能测试。

◎内容:电压、电流、功率、频率等参数的测量。2.FCT的分类（1）按控制模式分:

◎手动控制。

◎半自动控制。

◎全自动控制。（2）按控制器类型分:

◎MCU控制。

◎嵌入式CPU控制。

◎PC控制。

◎PLC控制。23知识准备02

3.功能测试系统的构成

◎系统控制中心:PC、MCU、ARM等。

◎控制执行部分:I/O部件。

◎参数测量部分:测量专用板卡、仪表。

◎数据处理和输出部分:数据采集与输出。24任务实施031.请在表中，根据X-RAY图片填写缺陷名称。25任务实施032.如图所示，ICT测试时，显示“R8”开路，试分析原因、制定解决方案。26任务实施033.如果需要对图电路进行功能测试，那么请说明如何实现？（制作FCT测试治具）27练习题04单项选择题1.X-Ray检测设备在PCBA（PrintedCircuitBoardAssembly）中主要用来检查（

）。A.贴装元件的定位B.内部焊接缺陷C.元件的尺寸精度D.印刷电路板的平整度2.X-Ray检测设备的能力要求不包括以下哪一项？（

）。A.分辨率B.放大倍数C.成像速度D.温度稳定性3.在自动点料系统中，X-Ray检测主要用于（

）。A.确认物料的数量B.检查物料的质量C.物料的分拣D.物料的运输4.目前飞针ICT测试适合于（

）。A.大批量生产B.小批量及样品试制C.高效率生产D.高质量生产

5.下列（

）不是ICT的主要组成部分。A.电脑B.测试针床C.测试电路D.信号发生器28练习题046.ICT能够检测出哪些类型的不良？（

）。A.开路B.短路C.错误的元件值D.以上都是7.FCT的功能测试主要关注的是电路板的（

）。A.物理特性B.电气性能C.最终功能D.生产过程控制8.ICT测试难点不包括（

）A.电阻的并联