汪鹏
南京协辰电子科技有限公司 江苏南京 210000
摘要：在PCB板生产制造的过程中，要想确保整体质量达到要求，需要针对电参数的性能进行测试，及时发现开路短路阻值偏大等异常问题。有效提高PCB生产的成品率，减少不必要的损失。如果治具压合速度过高、飞针探针运动速度过快，压力过大等都会在PCB板上留有测试的针痕。积极采取措施，有效控制认真运动，减少电参数性能测试过程中产生针痕的问题，提高PCB板质量。
关键词：PCB板；测试；针痕；解决措施
一、PCB行业针痕测试要求
目前PCB板最常见的表面处理方式包括喷锡和镀金，不同的处理方法受到不同材质镀层的影响，对电参数性能测试的承受能力也不相同。PCB电性能检测包括针床治具式接触测试以及飞针测试探针接触测试。在测试过程中，造成线路板使用性能受到影响。针痕处理直接与其它测试点表面处理具有密切关联，喷锡板要确保针痕最大宽度在70μm以下，在镀金版50倍放大镜下无针痕。影响针痕问题的因素，包括探针结构、材质以及控制方式等。
二、探针测试常规控制方法
在电参数性能测试中，需要对抬针高度、步进电机、细分参数、起始速度等相关参数进行自动控制。测试对探针机构的微压力感应器触发减速动作，而受到压力感应器的影响，在探针测试期间过程不可控，使得各种严重针痕缺陷产生，无法满足行业测试要求。这种常规的测试探针运动控制方式，也无法得到良好的控制。目前先进一点的控制方式可以在测试探针上安装激光传感器，确保对针痕进行合理控制。在每一个探针结构上均安装激光传感器，会导致探针测试成本上升，无法满足批量测试的要求。
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图1:PCB板检测
三、飞针测试针痕板的问题复现和实验探究
为了能够有效发现，在飞针探测过程中产生的针痕问题，需要对该现象进行复现，最终确定划伤产生的工序，同时还能够对飞针的探针速度、移动速度、焊盘炉筒深度进行控制。划伤受到飞针不断针问题影响，集中在插头部位，导致排插孔的测点密度比较高。板厚和抬针高度、探针移动速度是产生针痕的根本原因。需要充分考虑板后抬升高度以及移动速度的综合影响因素，有效解决PC版测试中出现折痕的问题。
四、针痕解决方案
目前飞针测试包括刀形针、针型针、低阻针，各种类型的针在相同条件下产生的针痕则不同，软件里分类进行扎针控制。针痕设定分等级1~9级，根据不同的测试料号的表面处理工艺、焊盘大小等情况设定，扎痕设定(Soft Landing On SMD Pad) 范围为1-9：设定为[1]表示扎痕最轻,其次[2，3]次轻,。若客户有扎痕要求，一般设定为[4]测试，客户可接受。若无扎痕要求，则不需设定此项。
对上述实验的结论进行分析，明确飞针技术参数的设定情况，对飞针设备操作手册，内部飞针工艺文件以及其他电路板工艺的设定，主要包括测试速度。低速中速高速三个档位的速度测定来判断飞针技术测试的整体效果。在针痕设定时，根据不同的数值来表示针痕的轻重，为了避免PCB板上出现针痕，则需要对针痕设定为一，开启surp2000软件，调入被测板资料文件进行测试，所有电路板在无特殊状况下均采用电阻测试，同时要开启paRAM对参数设定，查看是否正确。在测试版中需要针对2.5mm的提升高度进行测试。提升高度为8mm左右，可以在错误指令设置第一数值为10，将导通电阻设为1Ω，选用通孔网络或者孤孔网络，明确基本的网络选项。为了控制针痕与测试效率的平衡，测试系统默认扎痕设定等级默认为5级，通过读入被测板信息、测试效率要求、测点大小智能计算测试针类型、扎针速度、加速度、减速度后实际测试微调参数快速实现无针痕测试。绝缘电阻值测试时需要保持在20Ω模式可以设置为快速模式，对划伤现象进行改正，能够明确在PCB板测试过程中，受到板后测试速度提升高度等不同技术参数的影响，是产生针痕的主要原因。快速调整PLC程序，当测试探针压力调整为50g左右，驱动器的细分度维持细分，利用3mm的抬升高度以8mm脉冲为例，在中间倒板卡上方3mm处，在慢速条件下针尖碰触本卡传感器仅为1mm，取1mm计算，即探针台真高度为3mm情况下，扎针的过程总共走了4mm，换算成脉冲数则为8mm/500脉冲，对参数进行灵活调整。还能够在实际测试过程中对整个波形进行监控，适当调整针痕的状态，确保被测的氧化情况得到有效增强。既要积极针对分工序的具体参数进行详细设置，重新修订飞针工艺文件里的相关参数，在飞针测试之前设置孔中心部位，改为设置在焊盘上。划伤报废率从之前的30%下降到之后的1%以内，改善效果非常明显。
结束语：
本方案能够满足所有PCB板测试的不同场合，还能够针对不同的板材表面进行全方位处理。利用PLC可编程逻辑控制器，对传统的探针运动模式进行控制，由控制输入转变为变速控制，包括脉冲数分段、速度微调等，甚至还能够增加变速级数，达到最佳的飞针探出效果。经过改良后，PCB板测试的整体效果显著提高，增强整体的测试效率。
参考文献：
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