一、針床式在線測(cè)試(In-Circuit Test,簡(jiǎn)稱(chēng) ICT)
定義:通過(guò)定制化的測(cè)試治具(針床夾具),利用探針陣列與PCB上的測(cè)試點(diǎn)接觸,實(shí)現(xiàn)電路連通性、元件參數(shù)等全面測(cè)試。
優(yōu)點(diǎn):
測(cè)試效率高
- 可同時(shí)對(duì)多個(gè)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行并行測(cè)試,適合大批量生產(chǎn),單塊PCB測(cè)試時(shí)間通常在數(shù)秒到一分鐘內(nèi)。
- 適合重復(fù)性高、穩(wěn)定性強(qiáng)的成熟產(chǎn)品,如消費(fèi)電子主板、工業(yè)控制板等。
測(cè)試精度與可靠性高
- 探針與測(cè)試點(diǎn)接觸穩(wěn)定,受機(jī)械運(yùn)動(dòng)誤差影響小,可精確檢測(cè)微小電阻、電容值及焊接缺陷(如虛焊、短路)。
- 支持復(fù)雜電路的功能測(cè)試,如模擬電路、數(shù)字電路的邏輯驗(yàn)證。
自動(dòng)化程度高
- 治具與生產(chǎn)線集成后,可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化測(cè)試,減少人工干預(yù),降低誤判率。
長(zhǎng)期成本低(批量場(chǎng)景)
- 雖然治具初始成本高(通常數(shù)千元到數(shù)萬(wàn)元),但分?jǐn)偟酱罅慨a(chǎn)品后,單塊PCB的測(cè)試成本顯著降低。
缺點(diǎn):
治具成本與周期壓力大
- 治具需根據(jù)PCB設(shè)計(jì)定制,制作周期長(zhǎng)(通常2-4周),且成本隨PCB復(fù)雜度和測(cè)試點(diǎn)數(shù)量增加而上升。
- 產(chǎn)品設(shè)計(jì)變更時(shí)(如測(cè)試點(diǎn)位置調(diào)整),治具需重新制作,靈活性差。
對(duì)PCB設(shè)計(jì)要求嚴(yán)格
- 需要在PCB上預(yù)留足夠的測(cè)試點(diǎn)(通常為焊盤(pán)或過(guò)孔),且測(cè)試點(diǎn)間距需符合探針規(guī)格(一般≥0.5mm),可能影響PCB布局密度。
小批量生產(chǎn)不經(jīng)濟(jì)
- 若產(chǎn)品批量小(如幾百塊),治具成本占比過(guò)高,性?xún)r(jià)比低。
維護(hù)成本較高
- 探針長(zhǎng)期使用后會(huì)磨損(壽命約5-10萬(wàn)次),需定期更換,增加維護(hù)工作量。
二、飛針式在線測(cè)試(Flying Probe In-Circuit Test,簡(jiǎn)稱(chēng)飛針 ICT)
定義:通過(guò)可移動(dòng)的探針(飛針)代替固定治具,利用機(jī)械臂控制飛針逐點(diǎn)接觸測(cè)試點(diǎn),實(shí)現(xiàn)電路測(cè)試。
優(yōu)點(diǎn):
靈活性與適應(yīng)性強(qiáng)
- 無(wú)需定制治具,直接通過(guò)軟件設(shè)定測(cè)試點(diǎn)坐標(biāo),適合小批量生產(chǎn)、樣品研發(fā)或產(chǎn)品迭代頻繁的場(chǎng)景(如新產(chǎn)品試產(chǎn)、PCB設(shè)計(jì)驗(yàn)證)。
- 設(shè)計(jì)變更時(shí)僅需修改測(cè)試程序,無(wú)需物理調(diào)整,響應(yīng)速度快。
初始成本低
- 省去治具制作費(fèi)用,尤其適合中小批量生產(chǎn)或研發(fā)階段,降低前期投入。
對(duì)PCB設(shè)計(jì)限制少
- 無(wú)需預(yù)留大量測(cè)試點(diǎn),可通過(guò)飛針直接接觸元件引腳或焊盤(pán),適合高密度、小型化PCB(如手機(jī)主板、穿戴設(shè)備電路)。
測(cè)試覆蓋范圍廣
- 可檢測(cè)細(xì)間距元件(如01005封裝、BGA焊點(diǎn))的焊接質(zhì)量,甚至支持盲孔、埋孔的測(cè)試。
缺點(diǎn):
測(cè)試速度慢
- 飛針需逐點(diǎn)移動(dòng)測(cè)試(單針移動(dòng)速度約10-20點(diǎn)/秒),相比治具ICT的并行測(cè)試,效率明顯較低,不適合大批量生產(chǎn)。
復(fù)雜電路測(cè)試效率更低
- 對(duì)于測(cè)試點(diǎn)超過(guò)200個(gè)的PCB,測(cè)試時(shí)間可能長(zhǎng)達(dá)數(shù)分鐘,影響生產(chǎn)線節(jié)拍。
機(jī)械精度要求高
- 飛針定位精度需達(dá)到±50μm以下,否則可能因接觸不良導(dǎo)致誤判,設(shè)備維護(hù)成本(如電機(jī)、探針校準(zhǔn))較高。
高端機(jī)型成本仍較高
- 雖然省去治具成本,但高精度飛針設(shè)備(如多針同時(shí)測(cè)試機(jī)型)的采購(gòu)成本可達(dá)數(shù)十萬(wàn)元,中小工廠可能難以負(fù)擔(dān)。
三、優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表格
對(duì)比維度 | 治具 ICT(針床式) | 飛針 ICT |
測(cè)試效率 | 快(并行測(cè)試,適合批量) | 慢(逐點(diǎn)測(cè)試,適合小批量) |
初始成本 | 高(治具定制費(fèi)用) | 低(無(wú)需治具,設(shè)備成本中低) |
靈活性 | 低(設(shè)計(jì)變更需重制作治具) | 高(軟件修改測(cè)試程序即可) |
PCB 設(shè)計(jì)要求 | 需預(yù)留測(cè)試點(diǎn),間距≥0.5mm | 測(cè)試點(diǎn)靈活,可接觸元件引腳 |
適合場(chǎng)景 | 大批量成熟產(chǎn)品(如家電主板、汽車(chē)電子) | 小批量、研發(fā)樣品、高密度 PCB(如手機(jī)板) |
維護(hù)成本 | 探針磨損需定期更換 | 機(jī)械臂、飛針校準(zhǔn)成本較高 |
測(cè)試精度 | 高(接觸穩(wěn)定) | 中高(依賴(lài)機(jī)械精度) |
四、應(yīng)用場(chǎng)景建議
優(yōu)先選擇針床ICT | 產(chǎn)品批量大(≥5000塊)、設(shè)計(jì)穩(wěn)定、測(cè)試點(diǎn)數(shù)量固定,如消費(fèi)電子主板、工業(yè)控制板的規(guī)模化生產(chǎn)。 |
優(yōu)先選擇飛針I(yè)CT | 小批量生產(chǎn)(≤1000塊)、研發(fā)階段樣品測(cè)試、高密度或復(fù)雜PCB(如BGA元件密集),或需要頻繁變更設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。 |
通過(guò)兩者的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比,企業(yè)可根據(jù)產(chǎn)品特性、生產(chǎn)規(guī)模和成本預(yù)算,選擇更適配的測(cè)試方案,或結(jié)合使用(如飛針用于研發(fā)驗(yàn)證,治具用于批量生產(chǎn)),以?xún)?yōu)化測(cè)試效率與成本。