顺盈生产制造流程-电测

time : 2022-12-19 17:08       作者:顺盈娱乐

1 前言
  在PCB的制造过程中,有三个阶段,必须做测试
   1.内层蚀刻后
   2.外层线路蚀刻后
   3.成品
 
  随着线路密度及层次的演进,从简单的测试治具,到今日的泛用治具测试 及导电材料辅助测试,为的就是及早发现线路功能缺陷的板子,除了可 rework,并可分析探讨,做为制程管理改善,而最终就是提高良率降低成本。
 
2 为何要测试
  并非所有制程中的板子都是好的,若未将不良板区分出来,任其流入下 制程,则势必增加许多不必要的成本. 纵观PCB制造史,可以发现良率一 直在提高。制程控制的改善, 报废的降低,以及改善品质的ISSURE持续 进行着,因此才会逐次的提高良率。
 
 A. 在电子产品的过程中,对于因失败而造成成本的损失估计,各阶段都不同。愈早发现挽救的成本愈低。一普遍被接受的预估因PCB在 不同阶段被发现不良时的补救成本,称之为"The Rule of 10'S" 举一简单的例子,空板制作完成,因断路在测试时因故未测出,则板 子出货至客户组装,所有零件都已装上,也过炉钖及IR重熔,却在测试时 发现。一般客户会让空板制造公司赔偿零件损坏费用、重工费、检验费。 但若于空板测试就发现,则做个补线即可,或顶多报废板子。设若更不幸 装配后的测试未发现,而让整部计算机,话机、汽车都组装成品再做测试才 发现,损失更惨重,有可能连客户都会失去。
 
 B. 客户要求 百分之百的电性测试,几乎己是所有客户都会要求的进货规格。但是PCB 制造商与客户必须就测试条件与测试方法达成一致的规格. 下列是几个两 方面须清楚写下的
  1.测试数据来源与格式
  2.测试条件如电压、电流、绝缘及连通性
  3.治具制作方式与选点
  4.测试章
  5.修补规格
 
 C. 制程监控 在PCB的制造过程中,通常会有2~3次的100%测试, 再将不良板做重工, 因此,测试站是一个最佳的分析制程问题点的资料搜集的地方。经由统计 断,短路及其它绝缘问题的百分比,重工后再分析发生的原因, 整理这些 数据,再利用品管手法来找出问题的根源而据以解决。通常由这些数据的 分析,可以归纳下面几个种类,而有不同的解决方式。
 
  1. 可归纳成某特定制程的问题,譬如连底材料都凹陷的断路,可能是压板 环境不洁(含钢板上残胶)造成;局部小面积范围的细线或断路比例高, 则有可能是干膜曝光抬面吸真空局部不良的问题。诸如此类,由品管或 制程工程师做经验上的判断,就可解决某些制程操作上的问题。
  2. 可归成某些特别料号的问题,这些问题往往是因客户的规格和厂内制程 能力上的某些冲突,或者是数据上的某些不合理的地方,因而会特别 突出这个料号制造上的不良。通常这些问题的呈现,须经历一段的时 间及一些数量以上,经由测试显现出它的问题,再针对此独立料号加 以改进,甚至更改不同的制程。
  3. 不特定属于作业疏忽或制程能力造成的不良,这些问题就比较困难去做 归纳分析。而必须从成本和获利间差异来考量因为有可能须添购设备 或另做工治具来改善。
 
 D. 质量管理 测试数据的分析,可做品管系统设计的参数或改变的依据, 以不断的提升 品质, 提高制程能力, 降低成本.
 
3 测试不良种类
 A. 短路
   定义:原设计上,两条不通的导体,发生不应该的通电情形。
 
 B. 断路
   定义:原设计,同一回路的任何二点应该通电的,却发生了断电的情形。
  
 C. 漏电(Leakage) 不同回路的导体,在一高抗的通路测试下,发生某种程度的连通情形,属于短路的一种。其发生原因,可能为离子污染及湿气。
4 电测种类与设备及其选择
  电测方式常见有三种:1.专用型(dedicated) 2.泛用型(universal) 3.飞针型 (moving probe), 下面会逐一介绍。决定何种型式,要考虑下列因素:1.待测数量2.不同料号数量3.版别变更类频繁度4.技术难易度 5.成本考量。数量的多寡,测试种类及成本的关系,则是制程技术须求与测试方式种类的关系。 另外有一些特殊测试方式, 也会简述一二.
 
   A. 专用型(dedicated)测试 专用型的测试方式之所以取为专用型,是因其所使用的治具 (Fixture) 仅适用一种料号,不同料号的板子就不能测试,而且也不能回收使用. (测试针除外)
   a. 适用
    1.测试点数,单面10,240点,双面各8,192点以内都可以测
    2测试密度,0.020" pitch以上都可测,虽然探针的制作愈来愈细, 0.020" pitch以下也可测,但一成本极高,且测试稳定度较差,这些都会影响使用何种测试方式的决定.
   b. 设备 其价位是最便宜的一种,随测试点数的多寡价格有所不同,从台币40到200 万不到。若再须求自动上、下板及分类良品,不良品的功能, 则价格更高。
 
   c. 治具制作 治具制作使用的数据,是由CAD或Gerber的netlist所产生,所以选点、 编号、压克力测试针盘用的钻孔带(含SMT各焊垫自动打带)以及测试程序 等都由计算机来加以处理。
    1 制作程序: 选点→压克力(电木板)钻孔→压针套→绕线→插针→套FR4板。
    2 针的种类及选择 现有针号2,1,0,00,….一直到6个0都有,pitch愈小须愈多0的针. 各类型探针及适用方式.
   d. 测试
    找出标准板→记忆数据→开始测试
   e. 找点、修补
    找点方式有两种
    1是手制点位图,用透明Mylar做出和板大小一样的测试各点位置及编 号,并按顺序以线连接。
    2利用标点机及工作站,在屏幕上,显示问题之线,即可立即对照板而 找正确的位置 标示出正确位置后即进行确认修补,而后再进行重测,确认的过程中, 通常会以三用电表做工具来判断。
   f. 优,缺点 优点:
         1Running cost低
         2.产速快
          缺点:
         1治具贵
         2.set up慢
         3.技术受限
 
   B. 泛用型(Universal on Grid)测试
   a. Universal Grid观念早于1970年代就被介绍,其基本理论是PCB线路Lay-out以Grid(格子)来设计, Grid之间距为0.100", 或者以密度观点来看,是100points/in2,尔后沿用此一观念,线路密度,就以Grid的距离称之. 板子电测方式就是取一G10的基材做Mask,钻满on grid的孔,只有在板子须测试的点才插针,其余不插.因此其治具的制作简易快速,其针且可重复使用
   b. On-grid test 若板子之lay-out,其孔或pad皆on-grid,不管是0.100",或0.050"其测试就叫on-grid测试,问题不大.
   c. Off-grid test 现有高密度板其间距太密,已不是on-grid设计,属Off-grid测试, 其fixture就要特殊设计.
   d. 先进的测试确认与修补都由技术人员在CAM Workstation上执行.由key- board或mouse来移动x,y坐标,多层板各层次之线路以不同颜色重迭显示 在屏幕上,因此找点确认非常简易.
   e. 优,缺点  优点:
         1.治具成本较低
         2.set-up时间短,样品,小量产适合.
         3.可测较高密度板
         缺点:
         1设备成本高
         2.较不适合大量产
 
   C. 飞针测试(Moving probe)
   a. 不须制作昂贵的治具,其理论很简单仅须两根探针做x,y,z的移动来逐一测试各线路的两端点
   b.有ccd配置,可矫正板弯翘的接触不良.
   c.测速约10~40点/秒不等.
   d.优,缺点
   优点:1极高密度板如MCM的测试皆无问题
      2.不须治具,所以最适合样品及小量产.
   缺点:1设备昂贵
      2.产速极慢
 
   D. 其它测试方式
   a. 非接触式E-Bean
   b.导电布,胶
   c.电容式测试
   d.最近发表的刷测(ATG-SCAN MAN)