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飞针测试

王朝百科·作者佚名 2011-03-09

飞针测试简介飞针测试是目前电气测试一些主要问题的最新解决办法。它用探针来取代针床，使用多个由马达驱动的、能够快速移动的电气探针同器件的引脚进行接触并进行电气测量。这种仪器最初是为裸板而设计的，也需要复杂的软件和程序来支持；现在已经能够有效地进行模拟在线测试了。飞针测试的出现已经改变了低产量与快速转换(quick-turn)装配产品的测试方法。以前需要几周时间开发的测试现在几个小时就可以了，大大缩短产品设计周期和投入市场的时间。

飞针测试系统的结构特点飞针式测试仪是对传统针床在线测试仪的一种改进，它用探针来代替针床，在X-Y机构上装有可分别高速移动的4个头共8根测试探针，最小测试间隙为0.2mm。工作时在测单元(UUT, unit under test)通过皮带或者其它UUT传送系统输送到测试机内，然后固定测试机的探针接触测试焊盘(test pad)和通路孔(via)，从而测试在测单元(UUT)的单个元件。测试探针通过多路传输(multiplexing)系统连接到驱动器(信号发生器、电源供应等)和传感器(数字万用表、频率计数器等)来测试UUT上的元件。当一个元件正在测试的时候，UUT上的其它元件通过探针器在电气上屏蔽以防止读数干扰。

飞针测试机可检查短路、开路和元件值。在飞针测试上也使用了一个相机来帮助查找丢失元件。用相机来检查方向明确的元件形状，如极性电容。随着探针定位精度和可重复性达到5-15微米的范围，飞针测试机可精密地探测UUT。

飞针测试解决了在PCB装配中见到的大量现有问题：如可能长达4-6周的测试开发周期；大约10,000美元-50,000美元的夹具开发成本；不能经济地测试小批量生产；以及不能快速地测试原型样机(prototype)装配。

因为具有紧密接触屏蔽的UUT的能力和使新产品更快投入市场(time-to-market)的能力，飞针测试是一个无价的生产资源。还有，由于不需要有经验的测试开发工程师，该系统还具有节省人力、节省时间等好处。

测试开发与调试飞针测试机的编程比传统的ICT系统更容易、更快捷。以GenRad公司的GRPILOT系统为例，测试开发员将设计工程师的CAD数据转换成可使用的文件，这个过程需要1-4个小时。然后该新文件通过测试程序运行，产生一个 .IGE 和 .SPC 文件，再放入一个目录。然后软件运行在目录内产生需要测试UUT的所有文件。短路的测试类型是从选项页面内选择。测试机在UUT上使用的参考点从CAD信息中选择。UUT放在平台上固定。在软件开发完成后，该程序被“拧进去”，以保证选择到尽可能最佳的测试位置。这时加入各种元件“保护”(元件测试隔离)。一个典型的1000个节点的UUT的测试开发所花的时间是 4-6 个小时。

在软件开发和装载完成以后，开始典型的飞针测试过程的测试调试。调试是测试开发员接下来的工作，需要用来获得尽可能最佳的UUT测试覆盖。在调试过程中，检查每个元件的上下测试极限，确认探针的接触位置和零件值。典型的1000个节点的UUT调试可能花 6-8小时。

飞针测试机的开发容易和调试周期短，使得UUT的测试程序开发对测试工程师的要求相当少。在接到CAD数据和UUT准备好测试之间这段短时间，允许制造过程的最大数量的灵活性。相反，传统ICT的编程与夹具开发可能需要160小时和调试 16-40 小时。缺点由于具有编程容易，能够在数小时内测试原型样机装配，以及测试低产量的UUT而没有典型的夹具开发费用，飞针测试可解决生产环境中的许多问题。但是还不是所有的生产测试问题都可通过使用飞针测试来解决。

和任何事情一样，飞针测试也有其缺点。因为测试探针与通路孔和测试焊盘上的焊锡发生物理接触，可能会在焊锡上留下小凹坑。而对于某些OEM客户来说，这些小凹坑可能被认为是外观缺陷，造成拒绝接收。因为有时在没有测试焊盘的地方探针会接触到元件引脚，所以可能会错过松脱或焊接不良的元件引脚。此外探针测试机还限制电路板的尺寸：不能超过16" 24"。

飞针测试时间是另一个主要因素。一台典型的针床测试机可能花30秒测试UUT的地方，飞针测试机可能花 8-10 分钟。另外针床测试机可使用顶面夹具同时测试双面PCB的顶面与底面元件，而飞针测试机要求操作员测试完一面，然后翻转再测试另一面，由此看出飞针测试并不能很好适应大批量生产的要求。优点尽管有上述这些缺点，飞针测试仍不失为一个有价值的工具。其优点包括：快速测试开发；较低成本测试方法；快速转换的灵活性；以及在原型阶段为设计人员提供快速的反馈。因此，和传统的ICT比较，飞针测试所要求的时间通过减少总的测试时间足以弥补。使用飞针测试系统的好处大于缺点。例如，装配过程中，这样一个系统提供在接收到CAD文件几小时后就可以开始生产。因此，原型电路板在装配后数小时即可测试，不象ICT，高成本的测试开发与夹具可能将过程延误几天，甚至几月。除此之外，由于设定、编程和测试的简单与快速，实际上一般技术装配人员，而不是工程师，就可以操作测试。飞针测试也存在灵活性，做到快速测试转换和过程错误的快速反馈。还有，因为飞针测试不需要夹具开发成本，所以它是一个可以放在典型测试过程前面的低成本系统。并且因为飞针测试机改变了低产量和快速转换装配的测试方法，通常需要几周开发的测试现在数小时就可以得到。

全自动光学对位飞针机全自动光学对位系统和传统飞针机结合，可以全程全自动光学对位，使飞针测试在图像处理软件和飞针专用对位相机的帮助下更便捷、更准确。

在传统飞针测试机上，加装飞针专用对位相机和相应的图像处理软件；飞针测试全程全自动识别并检测相应位置，使飞针测试快捷安全。

因为考虑到飞针机的快速和精准的要求，固在工业硬件和图像硬件选择上，应首先考虑到轻量化、工业化、光学无畸变、图像处理算法高速度；这样在实际飞针测试过程中不会出现因为工业硬件本身的重量而影响测试的精准、不会出现丢步、不会因为图像处理算法而影响飞针测试速度等

VS-670H超迷你工业放大仪器对位相机

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