Глубокая автоматизация — необходимое условие в процессе организации огромного производства электронных схем. Данное условие относится не только к изготовлению печатных плат (ПП), установке элементов, но и их пайки. Но при этом даже максимально эффективный процесс может спустить обороты на заключительном этапе, где осуществляется контроль качества.
Учитывая это, в последнее время всё чаще современные линии дополняются передовыми ICТ-решениями, суть которых заключается в выполнении проверки характеристик схемы и её в целом, посредством автоматизированной серии измерений. Многие скажут, что данный вид проверки применяется уже несколько десятилетий, но нюанс в том, что стремительно развивающаяся миниатюризация электроники предъявляет строгие и точные требования касательно зондирования ПП и кабельных жгутов.
Во времена систем связи, которые функционируют на больших частотах, измерения также должны быть максимально точными, при этом широкое применение цифровых систем внесло свои необратимые коррективы в методику ICТ. На сегодняшний день не редко встречается такая аббревиатура: FCT (functional testing). Под ней понимается тщательная проверка процесса функционирования схемы на заключительном этапе изготовления. Осуществляется это при помощи подающегося на схему питания и разработки процесса в готовом приборе.
Конструкция тестеров ЭС представляет собой массив соединённых между собой элементов, среди которых можно выделить датчики, контроллеры, держатели и измерительные системы. Данные приборы можно настроить и запрограммировать. Кроме того, их неотъемлемой частью является очень значимый эксплуатационный элемент, а именно тестовые иглы.
Изделия представляют собой точные подпружиненные зонды. Их основная функциональная задача заключается в создании отличного, но не длительного контакта с компонентами схемы. В первую очередь это касается выводов пассивных элементов и интегральных схем, а также полей на ПП.
Кроме применения их с целью проведения замеров и проверки непрерывности дорожек, они годятся и для иных целей, а именно:
- они отлично входят в разъёмы и тем самым гарантируют тестирование соединения контактов, снимать штекер или корпуса гнезда не нужно;
- применяются в цифровой электронике, где служат для ISP — программирования микроконтроллеров и тестирования посредством обмена информацией с находящимися в цепи системами;
- принимают непосредственное участие в процессе создания аккумуляторов (если игла специализированная).
Сервисные центры электрооборудования — основное и очень значимое направление, в которых такие иглы принимают незаменимое участие. Причина в том, что при помощи автоматизированного тестирования схемы, можно значительно ускорить момент обнаружения неисправности, а значит и ликвидировать её.
Особенности тестовых игл
Первое, что бросается в глаза, глядя на разные тестовые иглы, так это присущая им разная форма наконечника (головки), ведь каждая отдельная головка имеет своё непосредственное предназначение. Но начинать знакомство с данными иглами стоит с присущим им механических и электрических свойств. Им стоит уделить особое внимание особенно в контексте проводимых тестирований.
В процессе регулярной эксплуатации иглы происходит их прижимание к частям ПП, из-за чего они очень быстро изнашиваются и загрязняются. Покрытие игл имеет очень важное значение. Бессвинцовые припои на сегодняшний день набирают всё большую и большую популярность в отрасли электронной промышленности, ведь они являются более твёрдыми, требуют химически более агрессивных флюсов. А это означает, что такая тестовая игла более твёрдая. Учитывая это, на практике очень часто встречаются зонды из стали, а также сделанные из бериллиевой меди. В виде покрытия используют золото или никель, которые защищают наконечники от негативного влияния коррозии, ведь даже при регулярном контакте с флюсами и их растворителями, изначальная прочность иглы не уменьшается.
Стандартный тест «нуль-единица» на целостность цепи допустимо сделать посредством зондов, для которых характерно относительно высокое сопротивление. При этом тщательная проверка схемы будет основываться на точных измерениях, требующих соединений с min допустимым сопротивлением. Поэтому данный показатель обозначается в описании ко всем тестовым иглам. Только руководствуясь специально разработанными рекомендациями изготовителя можно рассчитывать на получение соединения с конкретным значением сопротивления. Это значимо для рабочего прогиба пружины, который появляется в результате приложения силы, что определяется отдельным параметром.
Очень важно соблюдать два правила:
- нажим на пружину должен быть меньше max шага;
- в обязательном порядке зонд должен быть подобран правильно, ведь в ином случае он может повредить составляющие, дорожки и иное, из-за того, что сила давления передаётся на комплектующие тестируемой схемы.
Также очень важным параметром является допустимая температура функционирования. Причина в возможном проведении автоматизированных тестов между производственными этапами схем или практически сразу по окончанию выполнения пайки оплавлением.
Если говорит простым языком, то речь идёт о ситуациях, при которых происходит соприкосновение иглы и элементов высокой температуры. Этот относится и к условиям стресс-тестов, экологических тестов во время которых анализируется поведение схем при max допустимых нагрузках или в условиях, характеризующихся, как термически-экстремальные.
В процессе подбора зондов для тестирования схем, оснащённые высокоплотными компонентами, важен такой показатель, как минимальный растр. По нему можно определить, способна ли конкретная игла с ним работать.
Основное предназначение тестовых игл
Процесс зондирования ЭС происходит:
- в подготовленных для этого местах. Такие специальные поля в основном имеют напыление из позолоты;
- на месте стыков ПП и выводов сквозных элементов;
- на гильзах, выступающих в роли соединителей слоёв ПП;
- на контактах штыревых разъёмов и аналогичных коннекторов.
Очень важно правильно подобрать иглу, а точнее форму её головки, которая будет непосредственно зависеть от проверяемой точки, а также наличия или отсутствия необходимости в прохождении через налёты. Для каждого решения предусмотрены соответствующие функции.
Наконечник иглы цилиндрической или полусферической формы
В каталогах компании ТМ Электроникс доступны к приобретению и иглы имеющие цилиндрический наконечник и коническую проточку. С их помощью значительно упрощается выполнение тестов на разъёмах штыревого типа или местах, где выполнен ТНТ тип монтажа. Благодаря наличию широкого отверстия можно «словить» выводы, даже находясь в согнутом состоянии или их расположение неточное.
По мнению специалистов, выемка конической формы быстро загрязняется, при условии эксплуатации иглы неидеальных условиях или проведения тестирования сервисными центрами потрёпанного и грязного оборудования. Несмотря на всё это, данное решение очень популярное для выполнения проверки схем с ТНТ типом монтажа. Схожие параметры присущи и радиально фрезерным головкам, которые тоже могут функционировать с плоскими и выпуклыми тестовыми наконечниками.
Универсальные иглы – имеющие несколько вершин
Все наконечники, что были указаны, объединяет один недостаток, который для производственного процесса, где применяется бессвинцовый припой может стать критическим. Присущая им конструкция усложняет вхождение через налёты и остатки флюса.
Альтернативное решение в данной ситуации есть, и это цилиндрические иглы, оснащённые обработанным фрезой концом, что позволяет в результате получить пирамидальную матрицу. Допустимо применять данные зонды как для подсоединения к большинству точек измерения, так и для пробивания верхнего слоя припоя. В результате это позволяет значительно снизить вероятность получения неправдивых результатов тестирования.
Наконечники конического типа
По праву старыми наконечниками называют изделия конического типа, но они по-прежнему очень востребованные. Это разнородная группа устройств, которым присущи некоторые ограничения.
Головки конусообразного типа применяются для выполнения почти всех существующих разновидностей проверок, несмотря на то, что нуждаются в точном позиционировании. Незначительные колебания размера ПП могут стать причиной к ряду некорректных изменений.
Для тестирования гнездовых разъёмов и VIA точек, в основном, применяют срезанные под углом концы (60 и 90 градусов). Они идеально подходят для краткосрочных соединений с отдельной дорожкой схемы (до момента напыления паяльного изоляционного лака). Не стоит забывать при этом, что вариант с фрезерованием/проточкой будет лучше для применения с гильзами и разъёмами имеющие загрязнённую поверхность (Рис.15), ведь их края значительно упрощают вход сквозь имеющийся налёт.
Идеально проникнуть через отложения смогут конические иглы со срезом под углом в 30 или даже 15 градусов. Данный тип зондов лучше не применять для проверки VIA точек с припоем, так как существует вероятность повреждения соединений между слоями ПП.
Уникальной разновидностью тестовых игл с наконечниками данного типа являются иглы с усеченной вершиной. Благодаря присущей им форме возможно выполнение соединений с различными видами тестовых точек. Данный метод тестирования гнёзд максимально надёжен, способен гарантировать значительную площадь контакта, а значит минимальный уровень сопротивления и достойную пропускную токовую способность.
Корончатое фрезерование на иглах
Иглы с корончатой насечкой (чаще всего это 4-е вершины) — это сбор всех возможных преимуществ, которые присущи вышеуказанным вариантам.
Несмотря на то, что их нельзя применять для проведения тестирования VIP-точек и разъёмов гнездового типа, они в свою очередь способны:
- гарантировать идеальный вход через налёты и отложения;
- обеспечить эффект самоочищения, благодаря наличию множества острых краёв, из-за которых прилипание загрязнений затруднено;
- упрощён контакт между иглой и выводами частей ТНТ (даже если присутствует незначительный монтажный дефект). Всё это возможно благодаря размещению вершин около основной точки;
- выполняется центрация зонда на имеющихся на тестовых полях выпуклостях.
Специально разработанные иглы и зонды
В процессе реализации электрических тестов, кроме игл могут принимать участие и специальные зонды, посредством которых можно выполнить точный сбор данных, проверку светодиодов и провести обслуживание аккумуляторных батарей.
Автоматизированное четырехпроводное измерение
Четырёхточечное измерение представляет собой 4 зонда на фрагменте схемы, где внешняя пара отвечает за протекание тока сквозь проверяемый элемент, а внутренняя при этом измеряет разность потенциалов на входе и выходе составляющей.
На основе информации касательно силы тока и снижении напряжения, измеритель максимально точно может определить показатель сопротивления зондируемого объекта. Если сравнивать с двухточечным измерением, то полученная информация не будет изменена от влияния сопротивления измерительных проводов. Данный метод пользуется популярностью при необходимости получения данных касательно низких сопротивлений в процессе тестирования и калибровки прецизионной электроники. На практике такой метод ещё называют системой Кельвина.
Для реализации четырехпроводных измерений разработаны специальные тестовые иглы, где конструкция каждой представлена двумя независимыми контактами. Основное предназначение элементов — это осуществление измерений на разъёмах и специально созданных для этого тестовых точках.
Минимальное сопротивление соединений и повторяемость — основные характеристики, которые обеспечены посредством используемой позолоты и материала в процессе создания элемента. Данные особенности сохраняются даже при большом количестве и частоты циклов вкл./выкл.
Проверка светодиодов
Суть проверки светодиода в условиях огромного производственного процесса заключается в оценки должной яркости и цвета производимого им света. Осуществляется это посредством электрических измерений и подсоединения питания.
Неотъемлемой частью теста на функциональность является проверка индикаторов на корректность подаваемой информации касательно работоспособности изделия. процесс проверки светодиода заключается в прикладывании к нему специальных тестовых игл, которые передают излучение по оптическому волокну. Вся оставшаяся работа по измерениям возлагается на датчик, находящийся в ином конце светодиода. Закреплённый в игле наконечник светодиода чаще всего находится в бороздке, ограничивающей поток света из вне, что исключает необходимость в проведении тестов в темноте.
Ассортимент предлагаемой продукции ТМ Электроникс широк и разнообразен. По самым приемлемым ценам и на самых выгодных условиях покупателям предлагается приобрести тестовые иглы для светодиодов то ТМ TEKON, диаметр их может находиться в диапазоне от 1,1 мм до 5 мм. В указанный диапазон входят популярные размеры от SMD до ТНТ элементов.
Зонды для батарей
В категорию тестовых игл специфического вида можно отнести элементы, участвующие в процессе создания временных соединений, оснащённые выводами источников питания. Такие зонды широко применяются для тестирования стандартных потребительских батарей и аккумуляторов. Наличие оптимального уровня заряда, необходимого для их хранения, посредством игл происходит подключение к выводам батареи. Их применяют также для предварительной зарядки аккумулятора, что в итоге гарантирует их безопасное хранение и доставку.
Значительная площадь поверхности и сила прогиба – гарантия отличного соединения с выводами. В основном, форма наконечников зондов для батарей — цилиндрическая или полусферическая. Учитывая необходимость соответствия размеров источников питания установленным международным стандартам, иглы для батарей характеризуются незначительным прогибом пружин.
TK37N10230M300A Контактный щуп; Рабочий изгиб пружины: 4,5мм; Шаг мин: 4,5мм; 3А
TK32SCR10150C150A Контактный щуп; Рабочий изгиб пружины: 4мм; Шаг мин: 2,54мм; 5А
TK36L08250S170A Контактный щуп; Рабочий изгиб пружины: 5мм; Шаг мин: 4мм; 3А
