SMT課堂 | SMT飛針測試詳細說明

在高度集成的現代電子制造中，表面貼裝技術（SMT）已成為主要的電路板組裝方式。隨著SMT器件尺寸減小、密度增加以及電路板設計的復雜化，對成品板的測試需求愈發重要。盡管傳統的在線測試（ICT）功能強大，但因高昂的夾具成本和耗時的開發周期，在小批量、多品種生產中顯得捉襟見肘。在此背景下，飛針測試（Flying Probe Test）應運而生，憑借其獨特優勢，成為電子制造服務（EMS）行業不可或缺的一部分。

飛針測試的基本原理與工作流程

飛針測試是通過自動化探針（通常2至8根）在電路板的焊盤、過孔、元器件引腳等測試點上進行探測，并測量這些點的電氣參數。不同于ICT使用固定夾具接觸所有測試點，飛針測試的探針是可編程的，能夠以高精度、高速度移動至指定測試點。

其工作流程包括：

數據導入與程序生成： 需將待測板的CAD數據（如Gerber文件、IPC-D-356等）導入測試設備軟件。軟件會自動識別可用測試點并生成測試程序，包含每個測試點的坐標、測試類型及順序。

探針校準與定位： 測試前，設備會自動校準探針，確保其準確接觸目標測試點。高分辨率視覺系統輔助探針進行光學定位，修正板變形或機械誤差。

電氣參數測量： 探針接觸測試點后，測試儀通過內部測量單元，對電阻、電容、電感等參數進行測量，并與預設容差比較，判斷是否有開路、短路等故障。

故障診斷與報告： 檢測到異常時，記錄故障類型、位置及具體數據，生成故障報告。報告包含故障點圖形顯示，便于操作員定位與返修。

飛針測試的優勢

飛針測試在電子制造的廣泛應用，主要得益于以下一些顯著優勢：

低成本與快速開發： 無需ICT昂貴的定制夾具，只需數小時或數天即可生成測試程序，降低了前期投入成本和時間成本，對小批量、多品種及研發階段原型板尤其適合。

高靈活性與適應性： 可編程探針可輕松應付不同類型與尺寸的電路板設計變更，只需更新程序即可，無需重新制作夾具。

無夾具磨損與維護： 無需ICT中的物理夾具，避免了定期維護和更換成本。

高故障覆蓋率： 能全面測試電路板每個網絡的開短路，檢測電阻、電容參數偏差，尤其在BGA等難以測試的SMT器件中，能通過“偽節點”或邊界掃描（Boundary Scan）間接測試。

早期故障檢測： 可在生產早期階段檢測制造缺陷如焊接不良、安裝錯誤，減少返修成本。

飛針測試的局限性

盡管飛針測試優點眾多，但仍存在一定限制：

測試速度相對較慢： 逐點移動和測量速度較ICT慢，故對于大批量生產，ICT更有效。

不適合復雜功能測試： 主要進行電氣連接性和元件參數測試，無法模擬實際工作環境性能也無法驗證復雜數字電路功能。

探針可達性： 對于高密度、相鄰元器件間距小的電路板，部分測試點可能難以接觸。

對小尺寸元件的挑戰： 微型元件的普及對定位精度和接觸穩定性提出了新的要求。

飛針測試的應用場景

綜合優缺點，飛針測試適用于以下情況：

原型板與小批量生產： 低成本、快速開發特性使其成為研發階段、小批量試產及多品種生產的理想選擇。

工程變更頻繁產品： 能快速適應設計變更，避免高昂ICT夾具制作。

ICT夾具制作成本高或周期長： 為投資回報率低或時間緊項目提供經濟高效替代方案。

作為ICT補充： 用于檢測ICT覆蓋不到區域或特定故障定位。

返修驗證： 快速驗證返修效果，確保電路板功能恢復。

飛針測試作為先進的電路板測試技術，因其無夾具、低成本、高靈活性，在電子制造中扮演重要角色，有效彌補了ICT在小批量、多品種生產中的不足，為研發、試產和工程變更提供了高效經濟的測試方案。在迅得電子，我們重視飛針測試的優勢，針對客戶產品需求的多樣化與快速迭代，利用飛針測試的靈活性和成本優勢，提供高品質PCBA測試服務。無論項目規模大小或復雜程度，我們均能定制最佳測試方案，確保產品質量和可靠性。未來，隨著電子技術的發展，飛針測試將持續進步，迅得電子也將緊跟行業前沿，適應更小、更密、更復雜的電路板測試要求。