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PCB背板已經(jīng)在很大程度上取代了繞線背板及其隨附的鼠標(biāo)線。與繞線背板相比，PCB背板需要更少的空間，并提供更均勻的路徑長(zhǎng)度，更可預(yù)測(cè)的阻抗以及更好的系統(tǒng)到系統(tǒng)一致性。您可以像PCB子卡一樣制造它們，實(shí)現(xiàn)更高的產(chǎn)量和更低的成本，而不是使用繞線版本。然而，這些優(yōu)勢(shì)是有代價(jià)的。使用傳統(tǒng)的背板，您可以使用繞線工具來(lái)修復(fù)斷開(kāi)的連接或修改信號(hào)路由，但PCB背板不能提供這種靈活性。為了避免在產(chǎn)品組裝后更換壞的PCB背板的時(shí)間和費(fèi)用，您必須在連接子板和電纜之前全面準(zhǔn)確地測(cè)試每個(gè)背板。
Backpanels（圖1）為測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員帶來(lái)了獨(dú)特的挑戰(zhàn)。大多數(shù)子板需要幾百到幾千個(gè)測(cè)試點(diǎn)，而平均系統(tǒng)背板包含5000到15,000個(gè)點(diǎn)。一個(gè)中間板（一個(gè)帶有子卡插入兩側(cè)的背板）我們檢查每側(cè)需要超過(guò)35,000個(gè)點(diǎn) - 一共75,000個(gè)測(cè)試點(diǎn)。

圖1。像這樣的Backpanel可以展示超過(guò)10,000個(gè)節(jié)點(diǎn)，使得徹底的測(cè)試變得困難。

背板通常需要雙面接觸才能獲得足夠的故障。因此，某種形式的鉸鏈翻蓋夾具代表了背板測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)。除了子板和電纜連接器外，大約80％的背板還包含電阻器，電容器，電感器和開(kāi)關(guān)等組件。一些背板包括需要測(cè)試的EEPROM或其他復(fù)雜的數(shù)字設(shè)備，這使得夾具更加復(fù)雜。
測(cè)試背板通常涉及在同一塊板上探測(cè)不同的高度。雖然有些節(jié)點(diǎn)與子卡一樣位于電路板表面，但是背板可以包括多種連接器類(lèi)型，其配置高達(dá)1.5英寸，需要不同長(zhǎng)度的固定銷(xiāo)才能進(jìn)入。

建立連接
為確保電路板正常工作，測(cè)試應(yīng)模擬目標(biāo)系統(tǒng)中的聯(lián)系環(huán)境。因此，測(cè)試儀應(yīng)通過(guò)連接器本身訪問(wèn)電路板，而不是從電路板底部的相應(yīng)測(cè)試節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)電路板。此外，測(cè)試必須驗(yàn)證是否與相關(guān)的子卡配合，這意味著要聯(lián)系連接器的頂部。
兩個(gè)不同的連接器，允許相對(duì)容易的探測(cè)，當(dāng)它們駐留時(shí)可能會(huì)造成嚴(yán)重的問(wèn)題同一塊電路板，在一個(gè)測(cè)試夾具上強(qiáng)制使用不同的探頭配置和長(zhǎng)度。隔離連接器也可能存在測(cè)試挑戰(zhàn)：為了確保它實(shí)際存在，您的測(cè)試儀可能需要在同一點(diǎn)探測(cè)電路板的頂部和底部。圖2顯示了具有不同長(zhǎng)度探針的后面板測(cè)試夾具。
＆lt; idd =“id =” -strong“>圖2。典型的背板測(cè)試夾具需要不同長(zhǎng)度的探頭，以適應(yīng)背板連接器的三維特性。
背板的設(shè)計(jì)可能需要一個(gè)能夠在很小的區(qū)域內(nèi)集中許多探頭的夾具。在測(cè)試期間，這些探針在板表面上施加不平衡的壓力。由此產(chǎn)生的力可能會(huì)使電路板變形，從而降低夾具的探測(cè)精度，并在極端情況下導(dǎo)致焊點(diǎn)斷裂和其他機(jī)械故障。因此，固定裝置應(yīng)包括墊片，支撐件和止動(dòng)件，以平衡整個(gè)板上的壓力，最大限度地減少變形及其伴隨的問(wèn)題。
背板固定裝置的成本與它們所連接的系統(tǒng)一樣多。采用剛性而非彈簧銷(xiāo)可以減輕夾具的一些成本。當(dāng)背板允許均勻高度的探頭時(shí)，用于通用電網(wǎng)測(cè)試系統(tǒng)的單側(cè)剛性銷(xiāo)夾具（圖3）很好。您可以快速組裝這種類(lèi)型的低成本夾具，因?yàn)樗恍枰魏尾季€，并且您不必將探針切割成不同的長(zhǎng)度。

圖3。當(dāng)背板允許均勻高度的探針時(shí)，單面，剛性針夾具很好用。

大多數(shù)裸板測(cè)試儀都使用這種夾具結(jié)構(gòu)。但是如果使用這種類(lèi)型的夾具并且不修剪銷(xiāo)釘，則可能會(huì)損壞被測(cè)電路板。另外，探針通常不垂直地接觸板，但通常是略微傾斜。由此產(chǎn)生的連接器側(cè)面負(fù)載會(huì)導(dǎo)致連接器/測(cè)試探針接口接觸不良，并可能損壞背板
處理高配置文件
通用單面，差分探針高度夾具，如圖4，提供了類(lèi)似的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，但您甚至可以訪問(wèn)高端連接器。裝配需要更長(zhǎng)的時(shí)間，因?yàn)槟仨殞N(xiāo)釘修剪為不同的長(zhǎng)度。與通用長(zhǎng)度引腳相比，精確的引腳修整更為重要。

圖4。通用單曲側(cè)面差分探頭高度夾具允許訪問(wèn)高端連接器。引腳必須具有不同且非常特定的長(zhǎng)度。

如果需要探針頭樣式不可用作剛性探針，或者如果你想減少背板損壞的幾率，你可以選擇帶有有線翻蓋的通用單面夾具（圖5）。此處，頂側(cè)檢修板上的彈簧探針可適應(yīng)各種連接器高度。價(jià)格較高的彈簧探針，額外的接線以及將信號(hào)從底部測(cè)試接口傳輸?shù)巾敳繙y(cè)試夾具的傳輸探針的需求使得這種昂貴的替代方案更難以組裝。盡管如此，彈簧探針仍提供比剛性針更可靠的性能。此外，垂直彈簧探針接觸和減少壓力的機(jī)械壓縮緩沖器可最大限度地減少背板損壞的可能性。
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圖5。這款帶有有線翻蓋的通用單面夾具采用彈簧夾，可在被測(cè)背板上提供各種連接器高度。

最可靠的夾具類(lèi)型在頂部和底部夾具板上都具有彈簧探針和繞線技術(shù);這種類(lèi)型的夾具可以方便地連接到連接器，并且最不容易損壞產(chǎn)品。該設(shè)計(jì)可以具有鉸接結(jié)構(gòu)，或者頂板可以與測(cè)試系統(tǒng)的壓力單元一起單獨(dú)移動(dòng)。鉸鏈固定裝置通常更昂貴，但可能與舊測(cè)試儀更兼容
合并實(shí)心針和彈簧針
一種夾具選項(xiàng)可在剛性提供的易于組裝之間實(shí)現(xiàn)折衷彈簧探針固定裝置可提供引腳類(lèi)型和可靠性，探頭選擇以及移動(dòng)自由度。這種技術(shù)將固體針測(cè)試夾具與彈簧探針填充頂板合并，在通用網(wǎng)格測(cè)試系統(tǒng)上運(yùn)行良好，該系統(tǒng)為板的頂部和底部提供網(wǎng)格。頂部和底部固定裝置通過(guò)獨(dú)立的接口分別連接到測(cè)試系統(tǒng)，避免了需要接線的引腳，從而加快了夾具的構(gòu)造并降低了成本。此外，該燈具的實(shí)心引腳部分可以獨(dú)立測(cè)試裸板。
隨著燈具變得越來(lái)越復(fù)雜，您需要更加關(guān)注如何處理，存儲(chǔ)和保持他們。背板固定裝置通常較大（大至3x4英尺，重量為60磅或更多），這使得操作員難以進(jìn)出存儲(chǔ)區(qū)域。
由于碰撞在此過(guò)程中，處于工作狀態(tài)的夾具可能會(huì)出現(xiàn)以供下次使用，表現(xiàn)出許多故障。即使是20,000根電線中的一些故障也很難找到。探針尺寸和樣式的多樣性可能意味著探針的使用壽命差異很大，使探針更換計(jì)劃變得復(fù)雜。因此，您應(yīng)該特別注意處理這些燈具，并且應(yīng)該監(jiān)控報(bào)告的故障模式，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)彎曲或損壞的探頭以及其他夾具問(wèn)題。
對(duì)于大批量的背板生產(chǎn)，基于探針的傳統(tǒng)夾具設(shè)計(jì)是合理的選擇。采用這種設(shè)計(jì)的測(cè)試系統(tǒng)通?？梢栽?0秒到5分鐘內(nèi)測(cè)試PCB背板 - 包括設(shè)置時(shí)間。
對(duì)于小批量應(yīng)用，可能每天使用幾個(gè)面板，將線卡連接或連接到測(cè)試系統(tǒng)并直接插入背板上的連接器提供了許多優(yōu)點(diǎn)。這些卡本身通常比固定裝置便宜。
此外，由于每個(gè)插卡都插入特定的連接器類(lèi)型，因此相同的插卡可以測(cè)試任何包含該連接器的背板，從而減少了構(gòu)建單個(gè)固定裝置所需的成本和時(shí)間。實(shí)際上，一旦您為特定的連接器類(lèi)型集合提供了插卡，為包含這些連接器類(lèi)型的下一個(gè)電路板構(gòu)建固定裝置需要您簡(jiǎn)單地將卡片混合搭配。
仍然有人必須設(shè)計(jì)，制造和測(cè)試槳卡 - 通常是定制的手動(dòng)操作。維護(hù)可能很困難，并且因?yàn)闃娇ㄐ枰葮?biāo)準(zhǔn)夾具更直接的處理（重復(fù)手動(dòng)插入），所以它們更容易破損。每次測(cè)試所需的大量連接使得確保布線完整性或驗(yàn)證斷開(kāi)的連接更加困難。
更重要的是，使用撥片卡設(shè)置背板測(cè)試可能是一個(gè)漫長(zhǎng)而痛苦的過(guò)程。測(cè)試單個(gè)板的設(shè)置時(shí)間為幾個(gè)小時(shí)是常見(jiàn)的。每班的吞吐量通常不能超過(guò)兩個(gè)或三個(gè)后面板。然而，在這種解決方案實(shí)用的情況下，它可以降低固定成本。由于雙板卡可用于多種類(lèi)型的板卡，因此它們需要的存儲(chǔ)空間更少。
要解決特別惡劣的連接器配置，您可以將雙切換卡連接到傳統(tǒng)的固定裝置上。在這種布置中，固定裝置包括與適當(dāng)?shù)呐浜线B接器的電纜連接。在測(cè)試期間，操作員手動(dòng)將這些撥片卡連接到被測(cè)試的后面板上，就像僅使用看板卡的解決方案一樣。
如果您只進(jìn)行看板卡測(cè)試，另一種類(lèi)型的妥協(xié)可能會(huì)有所幫助設(shè)備突然面臨大批量測(cè)試要求。您可以構(gòu)建一個(gè)特殊的夾具，然后使用獨(dú)立的壓力裝置使夾具銷(xiāo)與被測(cè)背板接觸。夾具通過(guò)背面的連接器與測(cè)試系統(tǒng)配合。操作員只需將撥片卡插入固定裝置一次，從而基本上消除了生產(chǎn)測(cè)試期間的每個(gè)電路板設(shè)置時(shí)間。操作員可以通過(guò)氣動(dòng)壓力手動(dòng)或（對(duì)于更高點(diǎn)數(shù)）啟動(dòng)壓力機(jī)單元。
計(jì)劃測(cè)試點(diǎn)擊在背板和測(cè)試設(shè)備之間建立連接只是戰(zhàn)斗的一部分。測(cè)試這些電路板會(huì)帶來(lái)挑戰(zhàn)。您可以通過(guò)四級(jí)或五級(jí)測(cè)試過(guò)程獲得最佳結(jié)果。請(qǐng)注意，這些級(jí)別的定義從后面板制造商到后面板制造商不等，但概念保持不變。
級(jí)別1包括裸露的完全隔離（短路）和連續(xù)性（打開(kāi)）測(cè)試（無(wú)裝配的）背板。您可以從CAD生成的（通常是Gerber格式）網(wǎng)表創(chuàng)建測(cè)試程序。一種替代方案 - 來(lái)自據(jù)稱(chēng)已知良好的電路板的自學(xué)測(cè)試 - 可能會(huì)錯(cuò)過(guò)重復(fù)故障，例如由制造過(guò)程中使用的藝術(shù)品上的劃痕引起的故障。它還可能在測(cè)試系統(tǒng)或夾具內(nèi)的測(cè)試中缺少或有缺陷的連接，使一些區(qū)域未經(jīng)測(cè)試。
盡管在常規(guī)電路板上執(zhí)行此測(cè)試的任何人都熟悉短路測(cè)試，開(kāi)路測(cè)試與在線測(cè)試中的對(duì)應(yīng)物有很大不同。在測(cè)試背板的連續(xù)性時(shí)，燈具必須探測(cè)電路板上每個(gè)走線（網(wǎng)絡(luò)）或走線分支的每一端。
因?yàn)樵诰€測(cè)試儀每個(gè)網(wǎng)絡(luò)只需要一個(gè)測(cè)試點(diǎn)，所以它們不包含足夠的測(cè)試點(diǎn)來(lái)執(zhí)行如此精細(xì)的測(cè)試。在這種情況下的連續(xù)性通常意味著20V或更低的走線電阻。短褲測(cè)試尋找通常設(shè)置為10 MV或更高的閾值。
2級(jí)測(cè)試短路和組裝后面板上的打開(kāi)。這種單閾值測(cè)試通常只涉及低壓刺激。事實(shí)上，裸板測(cè)試儀的高壓能力可能會(huì)損壞一些背板的組件。請(qǐng)注意，Gerber文件可以為級(jí)別1提供完整的網(wǎng)表（測(cè)試程序），但獲取加載的背板的可比信息則更加困難。幸運(yùn)的是，新的夾具設(shè)計(jì)軟件正在出現(xiàn)以補(bǔ)償板載組件。
在某些情況下，Level 2背板夾具包含稱(chēng)為開(kāi)關(guān)探頭的特殊探頭。這些探針針對(duì)電路板上的鍵控位置，以確定某些連接器是否存在或是否正確定向。錯(cuò)誤定位的連接器會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)探針與正確的連接器進(jìn)行不同的壓縮，從而使測(cè)試系統(tǒng)能夠識(shí)別問(wèn)題。
3級(jí)檢查無(wú)源元件（通常是電阻器和電容器）的值和容差，通常在在線測(cè)試儀或制造缺陷分析儀（MDA）上。此級(jí)別通常還會(huì)測(cè)試電路板上的任何繼電器。
一些公司將第2級(jí)和第3級(jí)結(jié)合到傳統(tǒng)的在線測(cè)試中。但是，如果單獨(dú)執(zhí)行2級(jí)測(cè)試，則3級(jí)不需要重復(fù)短路和開(kāi)路測(cè)試，從而大大簡(jiǎn)化了夾具結(jié)構(gòu)并減少了所需的測(cè)試點(diǎn)數(shù)。級(jí)別4是電路板有源元件的在線測(cè)試，如果有的話，因此是一個(gè)開(kāi)機(jī)測(cè)試。級(jí)別5通過(guò)后面板的輸入和輸出執(zhí)行功能測(cè)試，通常還有一些內(nèi)部點(diǎn)。

削減不需要的級(jí)別
并非每個(gè)人都包含測(cè)試策略中的所有級(jí)別。例如，如果電路板僅包含連接器，則在第2級(jí)之后可能會(huì)完成測(cè)試。您可以在某些電路板上將第5級(jí)替換為第4級(jí)?？紤]一家公司，它構(gòu)建一個(gè)包含被動(dòng)和非常少的活動(dòng)組件的背板。電路板不是僅僅為了驗(yàn)證3級(jí)未經(jīng)檢查的元件而進(jìn)行完整的在線測(cè)試，而是直接進(jìn)入低級(jí)功能（5級(jí)）測(cè)試。
您可以重新組織水平以反映測(cè)試設(shè)備的可用性。例如，您可能擁有足夠的2級(jí)測(cè)試系統(tǒng)，但不具有足夠數(shù)量的測(cè)試點(diǎn)的3級(jí)系統(tǒng)。如果電路板包含全無(wú)源或有源的元件 - 嚴(yán)格遵守電平策略，則需要按照2級(jí)短路和開(kāi)路測(cè)試進(jìn)行完整的在線3級(jí)測(cè)試。
一些制造商不喜歡這種方法，因?yàn)樗枰獮榘ㄖ辽贌o(wú)源元件的所有電路板構(gòu)建在線夾具。他們更愿意購(gòu)買(mǎi)一個(gè)設(shè)計(jì)用于使用單個(gè)夾具執(zhí)行2級(jí)和3級(jí)測(cè)試的測(cè)試系統(tǒng)。如果背板還包含有源元件，則可以使用4級(jí)在線測(cè)試，或者您可以修改策略以同時(shí)在線測(cè)試儀執(zhí)行3級(jí)和4級(jí)測(cè)試。
一些背板允許自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)（AOI）。 AOI不需要夾具及其相關(guān)成本。檢查還可能會(huì)查找不正確的絲網(wǎng)圖例以及電子技術(shù)無(wú)法找到的類(lèi)似質(zhì)量控制問(wèn)題。然而，光學(xué)檢查不會(huì)使電流通過(guò)背板上的跡線，組件或連接器，因此在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)可能會(huì)補(bǔ)充而不是取代傳統(tǒng)的背板測(cè)試。 T＆放大器; MW結(jié)果Bill Maillet是位于加利福尼亞州圣何塞的ECT測(cè)試服務(wù)公司的測(cè)試工程師。他之前創(chuàng)立并運(yùn)行了TQC Testlabs。他在加州大學(xué)伯克利分校獲得工程學(xué)學(xué)士學(xué)位。
Kevin Wheel是新罕布什爾州納舒厄ECT測(cè)試服務(wù)部的運(yùn)營(yíng)經(jīng)理。他擁有超過(guò)15年的測(cè)試行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，并擁有佛蒙特州技術(shù)學(xué)院的ASEE學(xué)位。

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