飞针测试机的局限性

飞针测试是一种在SMT（表面贴装技术）生产过程中广泛应用的测试方法，用于检测电路板上的元件和电路连接是否正常。飞针测试设备采用可移动式探针取代传统的固定针床夹具。在测试过程中，探针在X-Y轴移动，根据预先编排的坐标位置程序，逐点接触电路板上的测试点，进行电气性能和功能测试。

飞针设备可以检测这些元件的值是否在规定范围内，以及是否存在开路或短路的情况，从而发现制造工艺中的缺陷，如焊锡短路、元件插错、漏装等。

飞针测试机不可测试的有哪些呢？

1.BGA封装元件：BGA封装元件的引脚位于底部，飞针测试难以准确接触每个引脚进行测试,建议采用专业的测试设备或技术，如X射线检测等，以确保其焊接质量和电气性能。

2.集成数字IC：集成数字IC通常具有复杂的逻辑功能和大量的引脚，其内部电路结构复杂，信号传输速度快，且对测试设备的精度和稳定性要求极高。
晶闸管：晶闸管是一种具有特殊触发特性的半导体器件，其导通状态不仅取决于阳极和阴极之间的电压，还受到门极触发信号的控制。飞针设备难以准确模拟晶闸管的触发条件和工作状态，因此无法有效测试其电气性能和功能

运算放大器和比较器：这类模拟器件需要特定的工作条件，比如供电电压、输入信号、反馈回路等，才能正常工作。而飞针测试机通常只能进行静态测试，比如检查焊接是否良好、引脚是否短路或开路，无法提供动态的工作电压或信号输入。

固态继电器：通常需要高电压和大电流的负载环境来测试其开关功能，而飞针测试机可能只能提供低电压和小电流的测试信号，无法模拟真实工作条件。因此，无法让固态继电器正常切换或承载负载，导致测试不准确。

大型、形状不规则元件：大型或形状不规则的元件，其测试点难以准确定位，飞针测试可能无法覆盖所有测试点，导致测试不准确。

其他：对于元件引脚功能比较特殊，或者本身功能比较特殊的元件，例如红外元件、压敏/光敏电阻、霍尔元件、传感器类元件、射频元件、声学元件、MEMS器件等，飞针测试机无法模拟特殊元件工作所需的外部激励或环境条件，并且无对应的检测条件，无法对此类器件的功能进行准确的测试。

3.小电容并联大电容(C1//C2),小电容不可测

两电容并联后,容值为C1+C2, 一般而言,如果C2的容值是C1的10倍以上,则C1不可测.

假设: C1=100nF ;C2=1uF.

通常,实际之电容均以标准电容量的±20%的误差表示之. 故在编制程序时,通常设±Tolerance为20. 设标准值为100nF+1uF=1100 nF.则:

下限为1100 nF*(1-20%)=880 nF;

上限为1100 nF*(1+20%)=1320 nF.

当C1缺件时, C1+C2=1000 nF, 仍在880 nF~1320 nF的范围内,故C1不可测.

实际电子线路中,常见大,小电容并联,或者是小电容经电感或小电阻与大电容并联. 所以小电容不可测的情形最常遇到.大电阻并联小电阻R1//R2,大电阻不可测

一般而言, 如果R1的阻值是R2的20倍以上,则R1不可测.

两电阻并联后,其阻值为R1*R2//(R1+R2),比小电阻略小. 这时大电阻缺件不可测. 当然,如果R2错成R1,只要下限小于50,仍然可测.

计算方法同样可参照以下计算方法，假设R1是10欧姆，R2是200欧姆，上下限为±10%，则设定标准值为R1*R2//(R1+R2)=9.5

下限为9.5*(1-10%)=8.55

上限为9.5*(1+10)=10.45

当R2缺件时，R1//R2=10,仍然在8.55~10.45的范围内，故R2缺件不可测。如果R2错件成R1，则R1//R2=5,不在8.55~10.455的范围内，所以错件可以测出。

同理, 与跳线并联的电阻(J//R),不可测.

5.小电阻过小, 无法准确测试.

虑及探针接触电阻,排线公母连接器之间电阻(反复插拔会增大)等影响,(约几百毫欧至几欧),故上限要放宽.

例如: 四颗0.47ohm的电阻并联,假设其中一颗缺件,系统不可测.

另外通过PIN Search 可以探测到探针到开关板之间的阻抗值，应保证在1欧姆以内，测试小电阻就比较准确了，也可以尝试四线制测试小电阻。具体0.1ohm 的电阻﹐误差=+/-20%

6.同一金道上的跳线以及相并联的的跳线不可测, 不同粗细或不同材质的跳线不可测.

7.大电阻//大电容, 大电阻无法准确测试.

这是所说的”大”, 实际调试时才能判定是否可测.从测试原理部分分析：

例如：R1为100k欧姆的电阻同1mf的电容C1并联，

电容的容抗为：Zc=1/(23.145010.001)=3.18

电阻的阻抗为： Zr=100000欧姆

所以可以看出，大电阻无法准确测试，具体电路还要具体分析，套用上述公式计算是否可以准确测试。

8.小电容//小电阻,小电容无法准确测试.

釆用AC法,小电容呈现高阻抗, 与大电阻并联小电阻同理, 小电容无法测.

釆用交流相位分离法,当电容,电阻均较小时,其相拉差渐趋于0.故小电容也无法准确测量.

1. 与小电感并联的较大电阻,常不可测.

釆用定电流法,电感通直流,使电阻两端短接而不可测.

釆用交流相位分离法, 小电感并联大电阻,其相拉差渐趋于π/2. 故常不可测.

而与大电感并联的小电阻,则可试蓍以相位分离法测量出来.

10.电容并联电感,, 两者往往都不可测.

这时所说的电感,包括变压器,继电器等.

小电容并联小电感, 同理于小电容//小电阻,小电容无法准确测试..当电容较大时,其本身一般可以测. 电容较小时,电感感值可以测. 当然,如把电感当成一小电阻(一般须加延时测试), 始终可以测出内部断开或缺件的情形.

1. 二极管//小电阻, 二极管插反或漏件均不可测

对于硅材质的二极管,其正向偏置电压约为0.7V.

当R约为35~45ohm以下时,二极管插反或漏件均不可测.

因ICT系非破坏性测试,所提供电流较小,一般最大约为20mA(MODE 1). 当R约为35ohm以下时,其正反向所量到的电压小于V=I*R=0.7V. 则二极管插反甚至漏件,所量到的结果不变.

1. 与跳线或电感并联的二极管(L//D,J//D)不可测

通常二极管的正向压降为0.7V,反向压降>0.7V.

与第10条同理, 如果D//J或D//L.则,正反向压降约为0. 这时,二极管插反,漏件, ICT测到的结果仍为0,和正确时相同,故不可测.

1. 两个二极管同向并联, 其中一个漏件或空焊不可测

l 但插反应在可测之列

l 而两个二极管异向并联,其漏件或插反均应在可测之列.

(以上两点须釆用正反向双步测试, 方可有效检出.)

另外：TR518EP以上测试设备(TR5001,TR8001)通过测试漏电流的原理，可以测试出漏件，空焊。

此处所说的二极管泛指PN结.包括Diode,Transistor,FET, Photo Coupler,SCR,IC等内的PN结.

1. ZENER的齐纳电压

因ICT系统TR518F,TR518FE,TR518FV最大仅提供10V的电压, 故如果齐纳电压大于10V, 则无法测试.当然,如果错成齐纳电压小于10V的ZENER,仍在可测之列.TR518FR可提供48V,此部分可以测试。

1. 电容极性

ICT利用电解电容正反向漏电流之差异,判定其是否插反. 但在整个网络中,常遇到电感(包括变压器),IC,小电阻等的分流作用,正反向漏电流并无明显差异,则极性无法测试. 故电容极性测试比较有限.

针对电解电容一般使用三端测试，效果很好，并联电解电容掉件，反向可测率接近100%。

1. 电容容值过小时,常不可测

ICT可以侦测1pF的电容, 其方法是扣除杂散电容而得一较稳定的值. 但是,如果测量值受旁路影响而使其极不稳定,变化幅度超过被测电容容值,则电容缺件不可测. 当然,如果其错件为一较大电容,仍然可测.

晶振,突波吸收器作小电容测试,有时漏件不可测.调试时要细心试验.

17.小电感错件为跳线或被短路

例如: Bead错件为跳线或短路. 当然,其缺件或断开仍然可测.

而变压器宜将每绕组作电感来测试，以利于测出短路情形。

1. IC内性能不良

ICT通过测其保护二极管,可判定IC空焊,开短路,插反,错件以及保护二极管不良.但对于IC内部性能不良须仰赖其它测试. 另外,共地的若干个IC脚空焊常不可测.

1. CONNECTOR,打开的SWITCH缺件或插反不可测

因其处于OPEN(每Pin之间)状态. 但若是以HPTestJet 技术在其上加装Sensor Plate来进行测试,仍可测出空焊, 缺件等.

1. 可调电阻(VR),热敏电阻无法准确测试

21.FET常遇空焊不能测

例如,N型沟道增强型绝缘栅场效应管(MOSFET),通常在D-S间存在一PN结,可作Diode来测试,而G极处于绝缘状态. 对于ID的测试,常因受旁路分流而使其在G极空焊时仍量到一没有多大变化的值.故对于FET, 要细心试验,使之可测.

22.零件空焊

零件空焊一般都可以有效的侦出.但下述情形极为偶然.

虽然零件空焊,但探针借助弹力仍与零件脚接触良好时,这颗零件测量值就为正确,从而未有效检出空焊. 且因为探针的压迫,使零件脚碰触金道导通,故Open/Short测试亦未能测出来.(故最好选取Test Pad作探点)