姚 峰 張 斌 代 偉 鄧羅成 呂寶珍
(勝宏科技(惠州)股份有限公司,廣東 惠州 516211)
線圈板作為PCB生產(chǎn)中比較新型前端的產(chǎn)品,其生產(chǎn)工藝及電性檢測一直是各PCB生產(chǎn)商開發(fā)探索的。本文介紹一款線圈板耐電壓測試夾具,與大家一起分享如何高效測試線圈板耐電壓。
為保證線圈板耐電壓的電性要求,線圈板需檢測的耐電壓項目包括:層間短路、油墨絕緣性、內(nèi)槽耐電壓。因為三項耐電壓的檢測方式差異大,原有的作業(yè)方式是通過開發(fā)專用工具分開檢測三個項目,這導致線圈板在耐電壓測試工序效率低。
層間短路監(jiān)測高壓情況下各層間線圈線路間是否存在放電現(xiàn)象,其測試原理為使用高壓測試機,兩不同層次線圈接通不同級電流,施加電壓后測試其是否存在層間短路。其測試夾具制作工藝成熟,再此不作詳細說明。
油墨絕緣性檢測,其目的為測試油墨層是否很好的防護外層線圈,外層線圈與外接元器件間是否存在放電現(xiàn)象。為實現(xiàn)此項目的檢測,有一種最初開發(fā)出的專用工具來進行油墨絕緣測試(如圖1)。
如圖1所示,為實現(xiàn)線圈板油墨絕緣性,使用耐電壓測試儀,負極與開發(fā)出的銅塊接通,耐電壓測試儀設定1800 V電壓、1 mA電流,正極測試針通過手動逐一與各PCS連片板外層線圈接通,即可檢測出銅塊是否與外層線圈存在放電,實現(xiàn)油墨絕緣性的檢測。
內(nèi)槽耐電壓檢測的目的為檢測各層次線圈網(wǎng)絡內(nèi)外層制作及CNC銑內(nèi)槽時是否存在偏移較大,致使內(nèi)槽漏銅問題。上圖測試油墨絕緣性的工具,將銅塊設計銅凸起,可鑲嵌到線圈板內(nèi)槽中,正極測試針通過手動逐一與各PCB連片板內(nèi)/外層線圈接通,可較快速檢測出內(nèi)槽耐電壓。圖2為一種可檢測內(nèi)槽耐電壓的方式。
圖1 測試裝置與治具結構
圖2 內(nèi)槽耐電壓檢測
負極測試探頭焊接兩接觸頭,測試時分別逐一與各PCS連片板內(nèi)/外層線圈兩起始點接通,正極探頭對應著逐一與內(nèi)槽壁接觸并繞行一周,耐電壓測試儀設定1800 V電壓、1 mA電流。以此單一PCS分別測試兩次,即可實現(xiàn)內(nèi)/外層線圈與內(nèi)槽是否存在放電問題(如圖2)。
最初的線圈板層間短路、油墨絕緣性、內(nèi)槽耐電壓測試分別進行,可看出線圈板耐電壓測試的復雜性及低效性。為改變此局面,通過不斷的開發(fā)優(yōu)化,最終我們研究出了一款組合型夾具,其最終實現(xiàn)了線圈板層間短路、油墨絕緣性、內(nèi)槽耐電壓三項一次性檢測,測試效率高效的特點。
組合型磨具的外形構造見圖3所示。
圖3 組合型夾具外形構造
從圖3外形看,此夾具與常規(guī)的高壓測試治具一樣,也是由上/下模、1#銅繞線、2#轉接塊(連通高壓測試機)組成。下面詳細介紹治具主要構造及走線方式(如圖4)。
圖4 組合型夾具結構
圖4各部件說明:3#:轉接針(上下模四周對應有設針,起上模電流連通作用);4#:內(nèi)凹銅塊(直接與PCS板油墨面接觸,與PCS板外形相近);5#:外凸銅塊(直接與PCS板油墨面接觸,與4#可鑲嵌);6#/7#:隔離片(彼此可鑲嵌,防止PCS與PCS間距離過近形成干擾);8#:內(nèi)層線圈網(wǎng)絡起始點測試針;9#:外層線圈網(wǎng)絡起始點測試針(如圖5、如圖6)。
圖5 表面耐壓與層間短路上夾具走線方式
圖6 表面耐壓與層間短路下夾具走線方式
如上圖3/4孔(內(nèi)層線圈)與上下銅塊接低壓端,1/2孔(外層線圈)接高壓端。如此可實現(xiàn)同時測試1/2孔與3/4孔(依客戶要求電壓設定,測試層間短路),以及1/2孔與銅塊(依客戶要求電壓設定,測試油墨絕緣性)。
圖7 內(nèi)槽耐壓上夾具走線方式
圖8 內(nèi)槽耐壓下夾具走線方式
如圖7、圖8,1/2/3/4孔(內(nèi)/外層線圈)接高壓端,上下銅塊接低壓端。如此可測試線圈板內(nèi)槽耐電壓(外凸銅塊設計在下夾具上)。同時亦可測試油墨絕緣性。以上4種走線方式集合于同一治具,分項目測試即可實現(xiàn)高效的檢測線圈板層間短路、油墨絕緣性、內(nèi)槽耐電壓。
(1)各PCS連片治具走線時獨立設針連接,彼此不串聯(lián),以便鎖定測試出的不良PCS;(2)實驗驗證得出線圈板套在銅凸起處時,彼此間距需<0.5 mm,>0.5 mm時無法有效測試出內(nèi)槽耐壓不良;(3)若涉及層數(shù)較多,多個線圈需彼此測試耐電壓,則可參考以上走線方式,再增模分段測試即可。
本文通過將線圈板層間短路、油墨絕緣性、內(nèi)槽耐電壓三種獨立的測試工具,組合在一套治具上進行高壓測試,實現(xiàn)了線圈板耐電壓測試生產(chǎn)高效性。線圈板生產(chǎn)工藝作為行業(yè)中較新型前沿的工藝,還需要我們不斷去改進。