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2010年12月16日星期四

電路板組裝功能測試(FVT)

http://findliving.blogspot.com/2010/12/fvt-fct.html

在電子組裝廠,電路板組裝功能測試是重要項目製程之一,這裡我們將稍微介紹一下何謂 FVT/FCT:Function Verification Tester (FVT)或Function Test (FCT)功能測試?

FVT/FCT 基本上是模擬電路板實際裝成整機時的全功能測試,其目的是在組裝成整機以前把所可能有瑕疵的電路組裝板抓出來,免得組裝成整機後發現板子不良,還要全部拆掉重組。這種測試的機台及方法可能依產品別而有非常的多的變化及樣貌。在實際的應用上可視時間的急迫性、需求、與造價而分成下列幾種方式進行:

電路板整機實插:

通常一台整機產品裡面都由一片以上的電路板組合而成,所謂實插就是將組裝一台整機所要用到的所有電路板、零件…等都實際組裝起來,但不需要裝進機殼裡,因為要測試電路板的功能,所以必需要讓電路板方便拆。至於實插到什麼程度就要視測試到什麼程度而定了,理想的狀況當然是要可以測試全部的功能,如果不行的話也要可以測試大部分的功能,重點應該是要可以抓到重大問題,比如說插電源能不能啟動、按鍵功能是否都正常、螢幕有沒有正常顯示等,要不然測試就沒有意義了,乾脆全部裝成整機再測試就可以了。

另外,在開始測試以前還得先準備一套功能都正常的電路板來當作標準樣板(GOLDEN SAMPLE),假設一套板子有A、B、C三塊板子,當要測試A板子時,就把B、C標準樣板拿出來當治具,只更換A板做測試,以此輪流完成三片板子的測試。

這種測試方法的最大問題是容易損壞標準樣板(GOLDEN SAMPLE),因為有些電路板與電路板間的聯接器或是排線無法耐得住太多次的插拔,所以一般會使用延長延接線,好處是延長線可以方便組裝,不至於讓所有的板子統統擠在一起,另外延長線也較便宜且容易更換,用壞了再換一條,比重新做一片電路板划算。可是有些對訊號需求特別敏感的元件就無法使用延長線,如條碼掃描機、觸摸螢幕…等。

花時間(labor)也是這種測試方法的缺點,所以通常只使用在像 EVT(Engineer Verification Test)階段數量較少的情況下。

針床測試機:

這個方法是利用電路板上預先留好(layout)的測試點(Test Point),然後用針點(needle)把訊號引接出來做完整的測試。

測試的時候只要把板子放進測試機台,然後經過機械動作把針點頂出來接觸到待測板子的測點,這樣就可以把待測板模擬連結成整機的樣子,最後在機台上操作測試所有的功能就可以了。

如果整機是有螢幕及按鍵的產品,就會把他們都引出來,否則就要額外透過傳輸介面連接到電腦來操作並查看測試的結果。

製作這種機台的時後,一般需要有一台已經確定測試功能完整的整機,治具廠商會把產品分拆安裝進去測試治具之中,然後用一頭連接頂針另一頭焊線的方式連接各板子,頂針基本上取代原本整機時連接各電路板之間的聯接器及排線,這樣才能達到快速上下(loading/unloading)待測板的目的,而且使用治具也較不易傷害到標準樣板。

▼下面的照片是ICT測試機台,基本上FCT/FVT與之類似,但會外接螢幕及按鍵,有機會再找些真正的FVT的照片放上來。
ICT_fixture013 

▼此圖是治具的局部放大圖,可以看到一些測試的頂針從小孔穿出來,當板子放到治具的時候下壓就會接觸到頂針。
ICT_fixture023

▼這是測試治具內部密密麻麻的排線,有多少個頂針,就會有多少條排線,每一條排線都要編號。

無線針床測試機:

這種測試機台是改良原本的針床測試機,它把原本連接在測試頂針的線材取消,用一塊客製化的電路板來取代,也就是說原本頂針只有一頭與待測試的板子接觸,現在變成頂針的一頭一樣接觸在待測板,但另一頭則接觸在客製化的電路板上,這塊電路板上可以跑線路然後連接至整機的其他電路,這有助解決一些對訊號干擾特別敏感元件的操作問題,因為線路跑在電路板上,所以可以作一些大面積的接地層來隔絕線路間的干擾;另外維修起來也比較容易,因為沒有太多複雜的排線。

缺點是費用偏高,因為需要製作客製化的板子,所以一般這種無線測試治具的費用可能會高出一般的針床治具約50%~65%,而且僅適合大量產穩定的產品,因為只要待測板上有任何的修改並移動到測試點,就必須重新製做客製化的電路板。


延伸閱讀:
「測試工程師」(Testing Engineering)在公司的角色
「製程工程師」及「產品工程師」在公司的角色
產品燒機的優缺點探討 (Burn/In)

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