摘要：

重點(diǎn)討論了飛針在線(xiàn)測(cè)試技術(shù)在電子模塊測(cè)試中的測(cè)試與實(shí)現(xiàn)。介紹了飛針測(cè)試原理，闡述了電子模塊飛針測(cè)試的流程以及測(cè)試中電子模塊，提出了短路測(cè)試中出現(xiàn)的問(wèn)題的解決辦法，以及NOD文件的快速修改技巧，并且詳細(xì)說(shuō)明了飛針和針床的互補(bǔ)關(guān)系。飛針測(cè)試技術(shù)的使用能準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)，縮短調(diào)試周期，對(duì)批量生產(chǎn)的電子模塊調(diào)試有重要作用。

隨著電子模塊功能的不斷增強(qiáng)，集成度越來(lái)越高，器件體積小，密度高，增加了人工檢驗(yàn)的難度以及調(diào)試的難度，特別是對(duì)于多品種，變批量生產(chǎn)，由于沒(méi)有面向高集成電子模塊的測(cè)試技術(shù)，人工手動(dòng)的檢測(cè)方式已嚴(yán)重制約了電子模塊的快速研發(fā)和生產(chǎn)，因此電子模塊裝焊后檢測(cè)的自動(dòng)化、機(jī)械化代替人工檢測(cè)顯得非常迫切。飛針檢測(cè)是飛針檢測(cè)系統(tǒng)利用步進(jìn)電機(jī)對(duì)飛針進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)飛針運(yùn)動(dòng)測(cè)板，是目前電子模塊一些主要問(wèn)題的最新解決辦法。本文將介紹飛針測(cè)試的檢測(cè)原理以及如何利用飛針測(cè)試儀實(shí)現(xiàn)對(duì)電子模塊的測(cè)試。

1 飛針測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理

飛針測(cè)試是一個(gè)在線(xiàn)檢查電子模塊裝焊質(zhì)量的方法之一，是一個(gè)在制造環(huán)境測(cè)試電子模塊焊點(diǎn)的系統(tǒng)，它用探針代替?zhèn)鹘y(tǒng)的針床，在X-Y機(jī)構(gòu)上裝有可分別高速移動(dòng)的4根探針，工作時(shí)通過(guò)人工把在測(cè)單元放到測(cè)試機(jī)內(nèi)，通過(guò)飛針測(cè)試儀的探針接觸測(cè)試焊盤(pán)和通路孔，測(cè)試在測(cè)單元的元器件的焊接效果。測(cè)試探針通過(guò)多路傳輸系統(tǒng)連接到驅(qū)動(dòng)器(信號(hào)發(fā)生器、電源供應(yīng)等)和傳感器(數(shù)字萬(wàn)用表、頻率計(jì)數(shù)器等)來(lái)測(cè)試在測(cè)單元上的元件，當(dāng)某個(gè)元件正在測(cè)試的時(shí)候，在測(cè)單元上的其他元件通過(guò)探針器在電氣上屏蔽以防止讀數(shù)干擾，飛針結(jié)構(gòu)組成見(jiàn)圖1.

飛針測(cè)試儀可以測(cè)試電子模塊的電阻、電容值、電感值，二極管、三極管、三端穩(wěn)壓器等常用器件，還可以測(cè)試集成電路，短路及開(kāi)路測(cè)試。

2 飛針測(cè)試儀的實(shí)現(xiàn)

為實(shí)現(xiàn)對(duì)裝焊后電子模塊焊接質(zhì)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，掌握每塊電子模塊的焊接質(zhì)量，需要飛針測(cè)試儀對(duì)電子模塊進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)飛針測(cè)試把被測(cè)試件存在的短路、開(kāi)路現(xiàn)象以及損壞的器件剔除出來(lái)，測(cè)試調(diào)試流程通常如圖2所示。

飛針測(cè)試在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的過(guò)程中，EDA設(shè)計(jì)的過(guò)程文件會(huì)產(chǎn)生一份ASCII碼格式的網(wǎng)表文件，轉(zhuǎn)換成為被測(cè)電子模塊的NOD文件，將NOD文件進(jìn)行整理并修改后產(chǎn)生源文件。根據(jù)電子模塊的參數(shù)要求對(duì)源文件進(jìn)行修改，之后對(duì)期望編譯的軟件進(jìn)行處理。利用攝像制定坐標(biāo)轉(zhuǎn)換點(diǎn)，生成MRK和MZF文件，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換點(diǎn)設(shè)置好后，檢查測(cè)試點(diǎn)的設(shè)置是否合適。測(cè)試點(diǎn)的選擇是結(jié)合更改NOD文件，對(duì)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行檢查的過(guò)程也是對(duì)被測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行修改和修正的過(guò)程。最后選擇需要調(diào)試的語(yǔ)句，每類(lèi)元器件對(duì)應(yīng)各自的調(diào)試語(yǔ)句，修改被調(diào)試語(yǔ)句，即設(shè)置被測(cè)器件隔離點(diǎn)，電壓等參數(shù)，修改后運(yùn)行直至滿(mǎn)足測(cè)試要求。其中NOD文件的處理最為繁瑣，下面介紹如何快速修改NOD文件的方法，文件格式如下：

其中，最后一列為被測(cè)試件焊點(diǎn)的通道號(hào)，需要人為進(jìn)行修改，修改方法為：

(1)修改CHANNEL，從上向下，依據(jù)SIGNAL的名稱(chēng)，名字一樣則把CHANNEL改為自然數(shù)1，遇到SIGNAL的名稱(chēng)改變了，則把CHANNEL改為自然數(shù)2，再向下尋找，直到再有其他不同，繼續(xù)累加。

(2)針對(duì)測(cè)試不到或影響探針運(yùn)行的部位，應(yīng)該在*.NOD文件中將“TEST”屬性由“F”改為“N”(不測(cè)試)。如電裝后沒(méi)有填錫的過(guò)孔、編程插針周?chē)?、較高元器件周?chē)Р遄D(zhuǎn)換焊接的芯片等。

常用的處理方式是手動(dòng)逐個(gè)修改，修改完成后逐個(gè)校對(duì)，缺點(diǎn)是效率低且易出錯(cuò)，為改變這種局面，必須找提高效率的辦法。對(duì)修改方法進(jìn)行調(diào)整：

(1)用記事本打開(kāi)*.NOD文件，把全部?jī)?nèi)容復(fù)制到WORD文檔中;

(2)刪去第一行(“* SIGNAL COMPONENTPIN X Y SHEET POS TECN TEST CHANNEL”);

(3)全選(Ctrl+A)數(shù)據(jù);

(4)點(diǎn)擊表格插入表格(把數(shù)據(jù)置于表格中);

(5)表格全部選中，復(fù)制到Excel表格中;

(6)利用Excel表格的便捷操作對(duì)第十列編號(hào)，方法是：從1開(kāi)始，不同信號(hào)名(參照第一列)依次遞增1，完成后保存;

(7)然后修改倒數(shù)第二列，方法是：全部先填充為“Y”，根據(jù)選點(diǎn)規(guī)則和報(bào)錯(cuò)情況，改為“F”(強(qiáng)制)或“N”(不測(cè)試)，完成后保存;

(8)全選(Ctrl+A)，復(fù)制(Ctrl+C);

(9)用記事本打開(kāi)*.NOD文件，只保留第一行其余刪掉，從第二行開(kāi)始粘貼(Ctrl+V)剪貼板中內(nèi)容，保存，更改完成。

修改后的處理方式利用Office軟件的處理的便利性，有效提高了NOD文件處理效率。

3 測(cè)試中電子模塊出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法

飛針程序調(diào)試完成并凍結(jié)后，接下來(lái)需要對(duì)電子模塊進(jìn)行測(cè)試，飛針測(cè)試流程如圖3所示。在測(cè)試過(guò)程中會(huì)遇到一些報(bào)錯(cuò)現(xiàn)象，比如短路測(cè)試不通過(guò)，器件測(cè)試參數(shù)超差等問(wèn)題，其中短路報(bào)錯(cuò)的處理較為復(fù)雜，需要從短路語(yǔ)句生成原理解決被測(cè)試模塊的故障定位問(wèn)題。

飛針測(cè)試的短路測(cè)試生成過(guò)程需要輸入一個(gè)值作為邊際測(cè)試參考。這個(gè)值表明在某個(gè)區(qū)域內(nèi)所有不相同信號(hào)的焊點(diǎn)之間必然生成短路測(cè)試。例如：被測(cè)板上大部分焊點(diǎn)的間距為50 mm，建議邊際參數(shù)值設(shè)置為51 mm，保證相鄰管腿都可進(jìn)行短路測(cè)試。依據(jù)此原理，當(dāng)測(cè)試過(guò)程中，飛針測(cè)試儀報(bào)出了短路測(cè)試錯(cuò)誤時(shí)，首先，根據(jù)測(cè)試界面顯示的測(cè)試語(yǔ)句，確認(rèn)是哪兩個(gè)信號(hào)之間出現(xiàn)短路;其次，外觀(guān)排查：打開(kāi)NOD文件，找出兩個(gè)報(bào)錯(cuò)信號(hào)之間的共性，即兩個(gè)信號(hào)是否在同一個(gè)元器件上，是否為同一元器件相鄰的管腳，找到此種疑點(diǎn)器件后選擇FLYING PROBESAutoleam，輸入此元器件出錯(cuò)的管腳的通道號(hào)，點(diǎn)擊GO攝像頭運(yùn)行到指定位置，用屏幕觀(guān)察十字星標(biāo)中心對(duì)應(yīng)的焊點(diǎn)和相鄰管腳相是否有焊錫造成橋連或相鄰管腿碰觸。若無(wú)橋連則選擇另外一個(gè)滿(mǎn)足此條件的元器件進(jìn)行前面的操作直到外觀(guān)檢查結(jié)束;若有橋連則用標(biāo)簽紙作標(biāo)記進(jìn)行維修。最后，加電排查：外觀(guān)檢查無(wú)法發(fā)現(xiàn)短路原因，可確認(rèn)元器件本身原因造成短路。

將模塊取出，把外觀(guān)檢查的疑點(diǎn)元器件對(duì)應(yīng)報(bào)錯(cuò)管腳翹起或吸空使其與印制板焊盤(pán)暫時(shí)脫開(kāi)，用萬(wàn)用表測(cè)量模塊上出現(xiàn)短路的兩個(gè)信號(hào)若無(wú)短路，定位故障元器件，若有短路，更換另外疑點(diǎn)元器件重復(fù)此步驟操作，直到定位短路元器件。經(jīng)過(guò)上述處理，基本可以解決所有短路問(wèn)題。

4 飛針和針床的互補(bǔ)

相對(duì)針床來(lái)說(shuō)，飛針是一種技術(shù)革新，還在不斷發(fā)展中，隨著無(wú)線(xiàn)通信和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，越來(lái)越多的電子模塊將增加無(wú)線(xiàn)接入能力，目前的針床測(cè)試儀只適用于低頻頻段，在射頻頻段的探針將變成小天線(xiàn)，產(chǎn)生大量的寄生干擾，影響測(cè)試結(jié)果的可靠性。射頻電路的測(cè)試由后續(xù)的功能測(cè)試去執(zhí)行，這樣必然降低電子模塊的缺陷覆蓋率。飛針測(cè)試儀的探針數(shù)很少，較容易采取減少射頻干擾的措施，實(shí)現(xiàn)電子模塊的低頻和射頻的測(cè)試，提高覆蓋率。

5 結(jié)語(yǔ)

飛針是一種技術(shù)革新，還在不斷發(fā)展中。飛針在線(xiàn)測(cè)試技術(shù)由于本身原理及方法限制，雖然面臨嚴(yán)峻的技術(shù)挑戰(zhàn)，但它在某些方面，如飛針測(cè)試的靈活、可做電氣性能測(cè)試等發(fā)面，仍然具有其他技術(shù)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，加之技術(shù)的改進(jìn)和新技術(shù)的配合使用，它還將在測(cè)試領(lǐng)域具有頑強(qiáng)的生命力。改進(jìn)和新技術(shù)的配合使用，它還將在測(cè)試領(lǐng)域具有頑強(qiáng)的生命力。