Fliegende Sonde - Flying probe

Heutzutage werden fliegende Sonden (Probers) sowohl in Bare-Board- als auch in Loaded-Board-Anwendungen häufig verwendet. Diese Technologie hat sich erheblich weiterentwickelt, seit sie Ende der 1980er Jahre an Popularität gewann. Fliegende Sonden sind heute in vielen Fertigungs- und Montagebetrieben zu finden. Obwohl die Grundfunktionalität in Bezug auf die Mechanik gleich ist, ist die Nische für jeden Maschinentyp sehr unterschiedlich.

Bare Board

Flugsondenprüfung von blanken Leiterplatten
Bildquelle - Gardien

Fliegende Sonden in der Bare-Board-Fertigung sind sehr beliebt geworden. Der wichtigste Grund sind ihre Kosten. Obwohl aufgrund von Kunden- und Branchenanforderungen immer noch Vorrichtungsprüfungen (Nagelbett ) erforderlich sind, ist die Verwendung von Flying Probe für elektrische Prüfungen sehr ansprechend. Für fliegende Sonden sind keine Geräte erforderlich, und Programme können schnell erstellt werden, um einzelne Bilder, Arrays und vollständige Bedienfelder zu unterstützen. Sie können sogar Testfamilien- oder mehrteilige Panels unterstützen. Sie können nicht nur den Basistest für Durchgang und Kurzschlüsse bereitstellen, sondern auch Erdtests , HiPot (Dielektrischer Durchschlagstest) und 4-Draht-Kelvin (Präzisionsprüfung mit geringem Widerstand), die für die Integrität der Beschichtung spezifisch sind.

Neben dem Kostenvorteil bei der Investition ergeben sich auch Vorteile bei der Programmierung. Da keine Vorrichtung erforderlich ist, erfordern Änderungen an einer Leiterplatte oder Platte keine Kosten für das Nachbohren von Vorrichtungen und keine Zeit für kostspielige Bohrausrüstung. Programmänderungen können schnell durchgeführt werden und erfordern oft nicht, dass der Job von der Maschine gezogen wird. Für jede getestete Karte können Testberichte sowie bei Bedarf eine Serialisierung bereitgestellt werden. Dies ist bei vielen Kunden- und Branchenspezifikationen zu einer wichtigen Anforderung geworden.

Wie bei Fixture Testern ist auch für Flying Probes eine Automatisierung verfügbar. Bei Operationen mit höherer Lautstärke ermöglicht dies den Betrieb mit „Licht aus“. Bodenintegrationslösungen sind ebenfalls verfügbar. Die Maschinen können mit ERP-Systemen, polizeilichen Wartungs- und Kalibrierungsaufzeichnungen kommunizieren und eine vollständige Rückverfolgbarkeit des verarbeiteten Produkts gewährleisten. Mit der Bedeutung von „Time to Market“ haben Flugsonden die Wettbewerbsvariable verbessert, da Zeitverluste aufgrund von Umrüstungen beseitigt wurden. Das Produkt Prototyp und Quick Turn passt perfekt zu Flying Probes, da sie sich durch Bestellungen in geringen Stückzahlen auszeichnen und im Gegensatz zu den langen Rüstzeiten mit Vorrichtungsprüfgeräten schnell Aufträge wechseln können.

Loaded Board (ICT)

Beim Testen von Leiterplatten kann ein Flugsonden- Test oder ein FICT- System (Fixtureless In-Circuit Test) zum Testen von Serien mit geringem bis mittlerem Volumen, Prototypen und Platinen verwendet werden, die Zugänglichkeitsprobleme aufweisen. Ein herkömmlicher "Nagelbett" -Tester zum Testen einer Leiterplatte erfordert eine kundenspezifische Befestigung zum Halten der PCBA und der Pogo-Stifte , die Kontakt mit der PCBA herstellen. Im Gegensatz dazu verwendet FICT zwei oder mehr Flying Probes , die auf Basis von Software - Befehl bewegt werden können. Die fliegenden Sonden werden elektromechanisch gesteuert, um auf Komponenten auf Leiterplattenbaugruppen (PCAs) zuzugreifen. Die Sonden werden unter Verwendung eines automatisch betriebenen Zweiachsensystems um die zu testende Platine bewegt, und eine oder mehrere Testsonden berühren Komponenten der Platine oder Testpunkte auf der Leiterplatte.

Das Testen von Flugsonden wird üblicherweise zum Testen von analogen Komponenten, zur Analyse analoger Signaturen und für Kurz- / Unterbrechungskreise verwendet. Sie können als In-Circuit-Test (ICT) -Systeme oder als Manufacturing Defects Analyzers (MDAs) klassifiziert werden . Sie bieten eine Alternative zur Nagelbetttechnik zum Kontaktieren der Komponenten auf Leiterplatten . Die Präzisionsbewegung kann Punkte auf integrierten Schaltkreisen prüfen, ohne dass eine teure Befestigung oder Programmierung erforderlich ist.

Der Hauptvorteil des Testens mit fliegenden Sonden besteht darin, dass die erheblichen Kosten für ein Nagelbett, das in der Größenordnung von 20.000 US-Dollar liegt, nicht erforderlich sind. Die fliegenden Sonden ermöglichen auch eine einfache Änderung der Testvorrichtung, wenn sich das PCBA-Design ändert. FICT kann sowohl auf blanken als auch auf zusammengebauten Leiterplatten verwendet werden. Da der Tester jedoch serielle Messungen durchführt, anstatt viele Messungen gleichzeitig durchzuführen, kann der Testzyklus viel länger werden als bei einer Nagelbettvorrichtung. Ein Testzyklus, der auf einem solchen System 30 Sekunden dauern kann, kann mit fliegenden Sonden eine Stunde dauern. Die Testabdeckung ist möglicherweise nicht so umfassend wie bei einem Nagelbett-Tester (unter der Annahme eines ähnlichen Netzzugangs für jeden), da weniger Punkte gleichzeitig getestet werden. Der Netzzugang für herkömmliche Nagelbetttests erweist sich jedoch als schwieriger, da die Plattenkonstruktionen komplexer und kompakter werden. Dies kippt häufig das Gleichgewicht zugunsten von Flying Probe-Tests, da diese Ziele mit einer Größe von nur 80 um oder 3,2 Meilen für den Netzzugriff verwenden können.

Zunehmend werden Flying Probe-Systeme mit mehreren Testtechniken erweitert, um eine sehr umfassende "One-Stop" -Teststrategie für Leiterplatten zu erreichen. Optionen wie der Lasertest (der ursprünglich für die Korrektur der Platinenplanarität verwendet wurde, jetzt jedoch für Tests wie die BGA-Planarität, die Überprüfung nicht passender Komponenten und die Prüfung der Komponentenausrichtung) und die automatisierte optische Inspektion sind heute üblich. Fliegende Sondensysteme können auch mit dem Nagelbettzugriff auf Schlüsselnetze (z. B. Stromversorgungsnetze) kombiniert werden, um Tests mit Stromversorgung wie Boundary Scan, Geräteprogrammierung und sogar Funktionen für vollständige Funktionstests hinzuzufügen.

Verwendet

Vorteile eines fixurlosen In-Circuit-Tests

  • Automatische optische Überprüfung auf Vorhandensein von Komponenten, korrekte Polarität sowie Buchstaben oder Zahlen auf ICs .
  • Wertmessungen an Widerständen , Kondensatoren , Zenerdioden und Induktivitäten .
  • IC Open Circuit Checker findet angehobene Beine und trockene Gelenke an ICs.
  • Kann Leiterplatten mit feiner Teilung bis zu 0,3 mm mit einer wiederholbaren Genauigkeit der Sondenplatzierung von ± 0,05 mm testen.
  • Das Testprogramm wird schnell aus CAD-Daten der Leiterplatte erstellt.
  • Alle wichtigen CAD- Plattformen unterstützen FICT.

Verweise