項目背景
焊錫膏也叫錫膏,英文名solder paste,灰色膏體。焊錫膏是伴隨著SMT應運而生的一種新型焊接材料,是由焊錫粉、助焊劑以及其它表面活性劑、觸變劑等加以混合,形成的膏狀混合物。主要用于SMT行業PCB表面電阻、電容、IC等電子元器件的焊接。
焊錫膏在常溫下有一定的粘性,可將電子元器件初粘在既定位置,在焊接溫度下,隨著溶劑和部分添加劑的揮發,將被焊元器件與印制電路焊盤焊接在一起形成永久連接。
在一些手機、通訊、汽車、航空等領域,對于電路板的壽命和使用溫度均有著特殊的要求,因此對于錫膏也有著特殊的要求,例如使用壽命、耐高溫程度等,而在眾多的測試中,可靠性測試是必不可少的一項。
在國內某知名手機生產廠商的手機錫膏可靠性測試項目中,我們需要檢測相鄰兩條錫膏覆蓋的焊盤之間絕緣阻抗的可靠性,保證其在高溫、高濕、鹽霧環境,以及長時間加電的情況下,絕緣阻抗不會發生變化,從而保證設備的正常運行。
在實際的測試中,通過將擁有多個平行條狀焊盤上涂有錫膏的電路板放入環境箱,對其施加不同的環境,同時在錫膏與GND之間施加電壓,通過改變環境和電壓來模擬和加速老化過程。通過檢測錫膏之間的表面絕緣電阻,來判斷錫膏的可靠性。
項目難點
在該項目中,項目難點有三個:
1. 錫膏條之間的絕緣阻抗可達1012Ω,此級別的電阻在一般情況下我們都會直接認為是開路狀態(實際上也就是開路狀態)。所以我們需要可以檢測到此級別電阻的特殊儀器。
2. 被測對象較多,同一時間有256路錫膏條需要進行檢測和加電,如果每一路搭配一臺電源和一個測試儀,那么成本和體積都將會是巨大的,因此我們需要盡可能的降低成本。
3. 因為被測對象很多,每一項測試的時間都比較長,所以我們需要整套系統可以用盡量少的人工去操作,實現自動化的測試。
項目實現
系統設備:
在該測試系統中,我們用到了以下設備:
1. 高阻儀。首先用到了高阻儀,用來測試絕緣電阻的大小,高阻儀可以測試超過1013Ω大小的電阻,因此可以在這套系統中負責最主要的測量環節。
2. 程控電源。利用程控電源,我們可以給錫膏施加電壓,并且可以按照我們的測試需求任意調整電壓的大小。
3. 矩陣開關。系統中的核心設備為一個超大規模的矩陣開關,采用的是英國Pickering定制的雙刀2*256規模的矩陣模塊,支持LXI控制。利用矩陣,我們主要實現兩個功能:1)擴展高阻儀的通道,使其可以分時采集256個被測對象的信號;2)擴展電源通道,使電源可以按照我們的意愿施加到256個被測對象上,同時在需要對某一路進行測試的時候斷開電源,接入高阻儀。
4. 環境箱。用來模擬各種相對惡劣的環境,例如高溫、高濕、鹽霧等。
系統框圖:
系統主要功能:
1. 本系統可以同時接入 256 個被測件,通過上位機進行自動化測試;
2. 本系統包括了給被測件長時間供電,提供特殊的環境,還有接入高阻儀進行自動化測試的功能;
3. 接入被測件的數量增加,只需在后期加入相關的升級部件;
4. 可用于其他的自動化測試,前提是測試要求的電氣性能指標不超過本系統;
核心產品推薦
本系統中的核心產品為一套大規模的矩陣系統,用來實現信號的路由和切換,同時可以使用LAN口進行遠程控制,所以可以搭配測試儀器組成全自動的測試系統。
本系統使用的矩陣型號為60-556系列:
●矩陣規模:雙刀矩陣,最多擴展到4096個節點;
●最大使用電壓:直流 300V;
●最大使用電流:直流 2A;
●初始通路開關內阻<1Ω;
●初始斷路開關電阻>10^11Ω;
●提供常見編程環境的API接口;
60-556/555是適用于大型ATE系統中信號路由的高密度雙刀矩陣。它可以輕松擴展以產生更大的尺寸,例如,可以連接兩個單元以創建1024x8矩陣。60-556與60-555具有相同的體系結構,但具有4路而不是8路Y總線。該矩陣由64x4子卡構成,可以提供增量為64,大小從192到512X的連接。
總而言之這是一款高密度開關矩陣,可以有效解決成本問題,提高檢測速率,并且適合PXI平臺的高密度矩陣的應用。