焊珠探針技術(bead probe)-增加ICT的測試涵蓋率

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焊珠探針技術(bead probe)是由Agilent(安捷倫,現已改為是德科技(Keysight Technologies))獨家申請專利所提出,在不需要額外增加電路板空間的情況下,使用現有佈線來增加ICT(In-Circuit-Test)的測試點涵蓋率(coverage),也就是增加印刷電路板上的測試點(Test Point),以達到組裝電路板可以使用ICT測試的目的。

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因為現在電路板上面的零件密度越來越密,但是空間卻越來越小,尤其是做手機的板子,所以最先被犧牲的就是不具任何功能作用的測試點,因為很多老闆都認為:「品質是製造出來的,所以只要把電路板組裝的品質做好,就不需要有後續的電氣測試了。」。這句話我完全同意(站在老闆的立場XD),只是以目前電子業快速前進的步調,九個月甚至六個月就要完成一個案子,真不知道有那個工程師可以打包票,說他設計出來的產品沒有Bug,組裝廠也不敢說他們組裝零的板子可以零缺點?到現在BGA封裝都已經夠讓SMT與製程工程師頭大了,現在又出現了一堆新的IC封裝(如QFN),還有把整個通訊模組作在一塊小電路板上面,成品廠需要把這整塊模組電路板當成SMT零件,焊接在其電路板上的情況。







種種設計與組裝上的挑戰,都在在現顯示很難捨棄傳統的ICT,而純粹只使其他的方法(如AOI, AXI)來確保組裝電路板(PCB Assembly)的品質,於是有越來越多的公司又開始回來使用ICT,只是電路板上的空間只會越來越小,哪還有空間可以擺放測試點,所以聰明的安捷倫就想出了這種在既有佈線(trace)上面印刷錫膏的方式來取代測試點的「焊珠探針技術(bead probe)」方法,安捷倫的目的當然是希望整個電子業可以繼續保有ICT作業,然後購買更多它的3070系列ICT測試機台。

傳統的ICT測試方式,使用尖頭的探針接觸在圓形的測試點上面以形成迴路,這種方式需要的是一個大面積的測試點,然後探針就像是射箭一樣的必須射到標靶範圍內,所以需要使用較多的電路板空間;而焊珠探針技術(bead probe)則剛好顛倒,它希望測試點盡量不要佔用電路板的空間,但為了可以與探針接觸形成迴路,於是印刷了錫膏,讓測試點變高,然後使用直徑較大的平頭探針(50, 75,100 mils)來增加與測試點接觸的機會,就像拿著榔頭敲鐵釘一般。

理論上這真的是測試點重生的一大突破,但在現實環境上還有很多的技術需要克服:

另外,安捷倫強烈建議工廠導入這種焊珠探針技術(bead probe)技術,最好要有六個月以上的實驗期,因為需要選擇錫膏、微調鋼板開孔、錫膏量,與還要調整ICT測試探針種類與精度。所以在初期實驗的時候,最好可以在電路板上同時存在傳統的圓形測試點與新的焊珠測試點。


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訪客留言內容(Comments)

這個方式的確是增加ICT測試涵蓋率的一個好方法
我在某公司服務的時候,該公司就有導入此方式增加ICT的涵蓋率
測點上錫是可以保護測點不被測針扎穿或保護測點不會氧化的一個方法
但是也會造成以下問題的產生
1.因上錫後的測點因flux殘留過多或是flux過硬導致測針無法扎穿flux所造成的誤測
2.錫點是圓弧面,因PCB or 測具測針位置的公差問題導致測針順著圓弧面滑脫造成誤測
這兩個問題點是ICT工程師要克服的問題

Flux及探針的準確度的確是ICT的問題,所以有公司專門設計多爪的大頭探針。如 ingun 就有特別出給 bread probe 的探針。

一直很感謝樓主分享自己的經驗,就這次的標題,個人也有些觀點。
1。此方法相比傳統ICT要好的多,而且并不影響高速信號的完整性,反而比傳統信號眼圖要好看的多
2。現在BGA零件越來越多,尤其是像DDR這些高速trace傳統一般不加測點,這個方法在不影響信號的情況下,反而會增加Boundary Scan Testing等等測試項目,以確保產品尤其是BGA那種IC的焊接or可靠性質量
3。針對誤測或複測率問題,建議是同一個trace放>=2的測點,而ICT也同時要有2個同路徑的頂針,就我司改善的效果複測率明顯降低(總有一個會被頂到)
4。此方法也是爲了避免傳統圓盤式(一般比trace寬的多)測點容易產生寄生電容or電感,影響高速信號的品質,而現行方法只是在trace上打開mask層,錫珠的測點和trace等寬
5。這個設備投資真的是很巨大的,尤其是使用安捷倫的設備,如果一個公司用這些設備得話,說明其(or客戶)對產品質量真的非常看重,相應其出貨的產品可靠度非常高

戈兰德;
使用兩個以上的 bead probe 在同一線路的確是個不錯的建議,也應該可以大大降低誤判率。謝謝你提供的經驗。


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