SMT貼片加工中的飛針測(cè)試儀的用途與基本結(jié)構(gòu)介紹

SMT貼片加工中的飛針測(cè)試儀采用兩組或兩組以上的可在一定測(cè)試區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的探針取代不可動(dòng)作的針床，同時(shí)增加了可移動(dòng)的探針驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，采用各類結(jié)構(gòu)的馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行水平方向的定位和垂直方向測(cè)試點(diǎn)接觸。

飛針測(cè)試儀通常有4個(gè)頭共8根測(cè)試探針，最小測(cè)試間隙為0.2mm。工作時(shí)根據(jù)預(yù)先編排的坐標(biāo)位置程序移動(dòng)測(cè)試探針到測(cè)試點(diǎn)處并與之接觸，各測(cè)試探針根據(jù)測(cè)試程序?qū)ρb配的元器件進(jìn)行開(kāi)路短路或元件測(cè)試。這種方法能夠有效且精確的查找在SMT組裝過(guò)程中發(fā)生的各種缺陷和障礙。

（1）飛針測(cè)試儀的基本組成。

①計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通常是在個(gè)人計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)上配置了測(cè)試系統(tǒng)專用的儀表卡、圖像及動(dòng)卡。在功能上有較高要求時(shí)，也可能采用網(wǎng)絡(luò)集線器或工作站系統(tǒng)。歐美系列的飛針調(diào)試系統(tǒng)的操作系統(tǒng)和測(cè)試軟件大多采用目前流行的微軟視窗，而日本系列在線測(cè)試系統(tǒng)基本上采用DOS系統(tǒng)、測(cè)試軟件界面及操作較為簡(jiǎn)單適用。

②儀表與測(cè)量模塊：儀表與測(cè)量模塊大多置于測(cè)試系統(tǒng)底部，基本上包括測(cè)試激局信號(hào)和測(cè)量裝置兩種，種類上涉及可編程直流電壓和電流源、多功能波形（正弦、三角、方波）發(fā)生器、時(shí)鐘發(fā)生器、電壓表、計(jì)數(shù)器、上拉下拉電阻器等，與此相對(duì)應(yīng)，在儀表接口卡集成了開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，用以配合測(cè)試程序接入不同的激勵(lì)信號(hào)或測(cè)量裝置進(jìn)行測(cè)試。

③運(yùn)動(dòng)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：對(duì)于基本的飛針運(yùn)動(dòng)而言，相對(duì)于工作區(qū)域有水平方向和垂直方向兩對(duì)于直角坐標(biāo)系的水平方向運(yùn)動(dòng)又可以劃分為X、Y兩個(gè)類型。其中X、Y驅(qū)動(dòng)的主要目的是通過(guò)數(shù)字照相機(jī)進(jìn)行測(cè)試點(diǎn)的找尋和定位，移動(dòng)時(shí)絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)架臂運(yùn)動(dòng);而垂直運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)目的則較為單一，是將探針與測(cè)試點(diǎn)的垂直方向進(jìn)行接觸。一般飛針測(cè)試系統(tǒng)探針與測(cè)試點(diǎn)的接觸郡會(huì)存在一定的傾斜角度，它與垂直方向的夾角通常為5°左右。探針運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)要求具有快速、高精度定位能力，探針架臂和探針運(yùn)行由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，通常X、Y軸的驅(qū)動(dòng)采用無(wú)刷馬達(dá)配合集成編碼器的精密絲杠，也有部分制造商利用空氣懸浮、線性馬達(dá)等機(jī)構(gòu);探針的Z軸駆動(dòng)裝置一般以線性馬達(dá)或精密步進(jìn)馬達(dá)為主。

④測(cè)試區(qū)：這是飛針式在線測(cè)試系統(tǒng)的具體測(cè)試區(qū)域，一般在其附近會(huì)配以操作面板，在其區(qū)域內(nèi)除了有被測(cè)電路板的機(jī)械定位裝置以外，底部側(cè)面為了擴(kuò)展飛針在線測(cè)試的能力、一般會(huì)增加輔助接入裝置，以接入電源、測(cè)試激勵(lì)信號(hào)、非向量測(cè)試裝置等，一般測(cè)試區(qū)還具有防護(hù)蓋以保護(hù)測(cè)試人員安全。

（2）飛針測(cè)試儀與在線針床測(cè)試儀的區(qū)別

在線針床測(cè)試儀針對(duì)不同產(chǎn)品的測(cè)試需要制作專用固定式針床夾具，它具有同時(shí)順序?qū)λ袦y(cè)試點(diǎn)進(jìn)行快速測(cè)試的特點(diǎn)，在線測(cè)試能力和速度較好，適合于批量性、單一品種生產(chǎn)情況的測(cè)試應(yīng)用。但針床夾具制作周期長(zhǎng)、探針數(shù)量眾多、測(cè)試編程周期長(zhǎng)、價(jià)格昂貴、不能重復(fù)利用，另外針床夾具需要嚴(yán)格按照工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格向距布置，這對(duì)于目前已有的眾多復(fù)雜、高密度電路組件的測(cè)試往往存在測(cè)試“育點(diǎn)”。

飛針測(cè)試儀是在線針床測(cè)試儀的改進(jìn)，飛針測(cè)試儀則采用可移動(dòng)式探針取代固定針床夾具，同時(shí)增加探針驅(qū)動(dòng)裝置，測(cè)試程序可直接由線路板的CAD軟件得到，在測(cè)試精度、最小測(cè)試間隙等方面均有較大幅度提高，應(yīng)用比較方便，最適合于多品種、小批量電路組裝產(chǎn)品的在線測(cè)試及產(chǎn)品原型驗(yàn)證。但飛針式測(cè)試儀在線測(cè)試能力和速度均不如針床式在線測(cè)試設(shè)備。以中等電路模塊的在線測(cè)試為例，針床式可能僅需要305的測(cè)試，飛針式則可能需要花費(fèi)8-10min，不利于與SMT加工廠組成在線式測(cè)試模式。

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