PCB設計の自動検出技術を詳しく解説

現在、生産されている回路基板の半分はテストが必要です。現在、複雑な PCB 設計には、ニードルベッドテスト法とダブルプローブまたはフライングプローブテスト法という 2 つの一般的な方法があります。以下は、関連する機能の概要です。必要に応じて理解してください。

表面実装技術の導入により、回路基板の実装密度は急速に向上しています。したがって、回路基板の密度が低く平均的な数であっても、回路基板の自動検出は基本的であるだけでなく、経済的でもあります。複雑な PCB テストでは、ニードルベッドテストとダブルプローブまたはフライングプローブテストの 2 つの一般的な方法が使用されます。

針床試験方法

この方法は、回路基板上の各検出ポイントにバネ付きのプローブで接続されています。スプリングにより、各プローブに 100 ～ 200g の圧力がかかり、各検出ポイントの良好な接触が保証されます。このようなプローブをまとめて「針床」と呼びます。検出ソフトウェアの制御下で、検出ポイントと検出信号をプログラムできます。図 14-3 は針床試験機の代表的な構造です。検出器は、すべてのテストポイントの情報を取得できます。実際には、テストする必要があるテストポイントのプローブのみがインストールされます。針床試験法は回路基板の両面を同時に試験するために使用することができますが、回路基板を設計するときは、すべての試験点を回路基板の溶接面に配置する必要があります。針床試験機は高価で、メンテナンスが困難です。異なる配置のプローブは、特定の用途に応じて選択されます。

基本的なユニバーサルグリッドプロセッサは PCB ドリルボードで構成され、ボード上のピンの中心間隔は 100、75、または 50 ミルです。ピンはプローブとして機能し、回路基板上の電気コネクタまたはノードを使用して直接機械的に接続します。回路基板のパッドがテストグリッドと一致する場合、仕様に従って穿孔されたポリアクリレートフィルムがグリッドと回路基板の間に配置され、特定の検出の設計が容易になります。連続性の検出は、メッシュの終点 (パッドの x-y 座標として定義) にアクセスすることによって実現されます。回路基板上の各ネットワークは連続性がテストされているためです。このようにして、独立した検出が完了する。ただし、プローブが近接しているため、針床試験法の有効性が制限されます。

2 ダブルプローブまたはフライングプローブ試験方法

フライングプローブテスターは、フィクスチャまたはブラケットに取り付けられたピンパターンに依存しません。このシステムに基づいて、x-y 平面上を自由に移動できる小さな磁気ヘッドに 2 つ以上のプローブが取り付けられ、CADI によってテストポイントが決定されます。

ガーバーデータは直接制御されます。ダブルプローブは、互いに 4mil の距離内で移動できます。プローブは、相互の距離を実際に制限することなく、独立して移動できます。 2つの可動アームを備えたテスターは、静電容量測定に基づいています。回路基板をしっかりと押して、コンデンサの別の金属板として金属板の絶縁層の上に置きます。ライン間に短絡がある場合、静電容量は特定のポイントよりも大きくなります。開回路があると、静電容量が減少します。

テスト速度は、テスターを選択するための重要な基準です。ニードルベッドテスターは一度に数千のテストポイントを正確にテストできますが、フライングニードルテスターは一度に 2 つまたは 4 つのテストポイントしかテストできません。さらに、ニードルベッドテスターは、ボードの複雑さに応じて片面テストに 20 ～ 305 時間しか費やさない場合がありますが、フライングニードルテスターは、同じ評価を完了するのに IH またはそれ以上の時間を必要とします。 Shipley (1991) は、歩留まりの高いプリント回路基板の製造業者はモバイルフライングプローブテスト技術が遅いと考えているにもかかわらず、この方法は歩留まりの低い複雑な回路基板の製造業者にとって依然として良い選択であると説明しました。

ベアボードのテストには、特別なテスト機器があります (Lea、1990 年)。よりコストを最適化する方法は、一般的な機器を使用することです。この種の機器は、最初は特殊な機器よりも高価ですが、個々の構成コストの削減によって初期の高いコストが相殺されます。一般的なグリッドの場合、ピンコンポーネントおよび表面実装デバイスを備えたボードの標準グリッドは 2.5 mm です。このとき、テストパッドは 1.3mm 以上である必要があります。 Imm のグリッドの場合、テストパッドは 0.7mm 以上になるように設計する必要があります。グリッドが小さい場合、テストピンは小さく、もろく、損傷しやすいです。したがって、2.5mm より大きいグリッドが推奨されます。 Crum (1994b) は、ユニバーサルテスター (標準グリッドテスター) とフライングプローブテスターを組み合わせることで、高密度回路基板の検出を正確かつ経済的に行えることを明らかにしました。彼が提案した別の方法は、グリッドから逸脱したポイントを検出するために使用できる PCB 技術である導電性ゴムテスターを使用することでした。ただし、熱風でレベリングしたパッドの高さが異なり、テストポイントの接続に支障をきたします。

一般に、次の 3 つのレベルの検出が実行されます。

1) ベアプレート検出;

2) オンライン検出;

3) 機能テスト。

ユニバーサルテスターは、回路基板のスタイルとタイプのクラスをテストするために使用でき、特別なアプリケーションのテストにも使用できます。