趙 強 邱成偉 陳勝利

（惠州中京電子科技有限公司，廣東 惠州 519029）

鋰電池保護板是起到保護電池的作用，保護板焊盤內(nèi)阻對鋰電池保護有非常重要的影響，印制電路板廠傳統(tǒng)的測試焊盤內(nèi)阻的方法為使用低阻測量儀進行檢測，手動的測量方式不僅測試效率低下，且測試時尾數(shù)頻繁跳動導致測試結(jié)果有偏差。因此采用四線測試機測試焊盤之間的內(nèi)值，測試快速準確且可以實現(xiàn)自動測試、自動生產(chǎn)報告等功能。鋰電池保護板內(nèi)阻指的是：兩個相通的焊盤就在同一個網(wǎng)絡(luò)之間電流通過時的一個阻值，根據(jù)歐姆定律計算。

1 四線測試原理

印制板導通阻值R測試，是通過測定網(wǎng)絡(luò)上輸入電流I所引起的下降電壓V，除以電流值來計算（R=V/I）。導通阻值測定的種類有4線2端子測定法和4線4端子測定法兩種見圖1所示。

圖1 4線測試法

1.1 （4線2端子）測定法

進行阻值測定不會受導線或探針的導通抵抗的影響。由于電壓計的輸入抵抗大，從定電流源輸出的電流基本上不通過電壓計，而是全部流入被測線路板。由于不受定電流源和探針之間導通抵抗的影響，因此可以相對高精度地測定抵抗值。但是，由于探針和DUT（待測器件）之間存在接觸阻值，阻值變小時，忽略接觸抵抗部分需要做一些補正。

1.2 （4線2端子）測定法

測試阻值相對較大的DUT時精確度較高，但是DUT抵抗值相對較小時，則無法忽略探針和DUT之間的接觸抵抗，無法充分補正，精確度則會下降；針對這一點，可以使用4線4端子測定法。4線4端子測定法，接觸抵抗的影響消失，可進行誤差極小的阻值測定。4線4端子測定法是把一根探針頭部進行超細微加工，通過分割定電流源的輸入輸出端子（Source or Force）和電壓計的輸入端子（Sense），使用4線4端子探針來實現(xiàn)。

2 案例分析

客戶要求每單元板都需要測焊盤內(nèi)阻=（VG至RA+RB至P-）+（VL2至VL1+VH2至VH1）+（VP至FA+FB至MA+MB至MC+MD至P+）；內(nèi)阻合格的判定標準為17～24 mΩ。

3 解決方案

傳統(tǒng)測試焊盤內(nèi)阻使用的低阻測試儀如圖4所示。現(xiàn)行改進后使用四線測試機進行焊盤低阻測試如圖5所示。

四線測試機器測試內(nèi)阻操作步驟為：調(diào)取資料→放板→選擇對位點→測試→導出結(jié)果

4 四線測試內(nèi)阻資料制作

阻值的設(shè)計原理是基于：R＝ρ×L/S=（2×0.0175×L）/（W1+W）×T

圖2 鋰電池保護板圖

圖3 鋰電池保護內(nèi)阻測試點示意圖

其中ρ——電阻率常數(shù)，L——線路長度，T——線路銅厚，W1——線寬上幅，W——線寬下幅。

焊盤內(nèi)阻測試四線機資料制作解析：我們制作飛針前必須用原稿（備份）與工作稿（單元）進行網(wǎng)絡(luò)比對，檢查計算機輔助生產(chǎn)工具（CAM）制作的工作稿（單元）網(wǎng)絡(luò)是否有差異的地方，有差異的要找制作者確認清楚。根據(jù)客戶提供的資料，導出準備資料格式的資料。

步驟1：打開料號進入備份刪除外框線進行網(wǎng)絡(luò)比對，比對網(wǎng)絡(luò)時把外形與塞孔層屬性設(shè)為混合。

步驟2：備份資料與單元進行網(wǎng)絡(luò)比對，看短路與開路處顯示個數(shù)是否為0；顯示為0證明網(wǎng)絡(luò)關(guān)系是一致性的，顯示有個數(shù)這時就要確認不同點的原因。

步驟3：把單元所有鉆孔層及阻焊層替換到備份層。

步驟4：打開刀具庫把非金屬化孔挑出來移動到新層命名為N。

步驟5：打開工作層參照層，刪除掉與非金屬化孔對應(yīng)的阻焊開窗。

步驟6：輸出備份層鉆孔、防焊、線路層，輸出時按準備資料輸出，格式設(shè)為英制后導零2:6

步驟7：輸出頂層的鉆帶方便制作好測試資料后做參考排版，同時前綴用自動復制現(xiàn)有料號名，方便檢查料號有無做錯現(xiàn)象。

步驟8：雙擊打開資料儲存軟件，導入所有準備資料。

步驟9：各層相應(yīng)的屬性定義，參考資料號是一個HDI（高密度互聯(lián)板）四層一壓一階的HDI板子。

步驟10：盲孔從二層鉆到三層鉆孔屬性定義；通孔一層到四層鉆孔屬性定義；盲孔從一層鉆到二層鉆孔屬性定義；盲孔從四層鉆到三層鉆孔屬性定義。

步驟11：頂層阻焊屬性定義；底層阻焊屬性定義；參照排版屬性定義；外框?qū)傩远x。

步驟12：L1層線路屬性定義；L2層線路屬性定義；L3層線路屬性定義。

步驟13：所有層屬性定義好后更新線性。

步驟14：清除負數(shù)。

步驟15：把鉆孔層及頂層線路和底層線路與防焊對應(yīng)開窗線性轉(zhuǎn)為PAD（焊盤）屬性。點擊1-2-4-5為規(guī)則線性轉(zhuǎn)焊盤。點擊1-3-4-5為不規(guī)則線性轉(zhuǎn)焊盤。

步驟16：轉(zhuǎn)好所有焊盤后更新線性，更新網(wǎng)絡(luò)。

步驟17：跑測點，刪除中間層，刪除垃圾點。

步驟18：把測點層不規(guī)則焊盤轉(zhuǎn)為規(guī)則焊盤。

步驟19：檢查一點網(wǎng)絡(luò)，看端點是否有漏設(shè)測點；把高亮顯示出的網(wǎng)絡(luò)復制到新層，把漏設(shè)測點的端點手動加上；檢查零點網(wǎng)絡(luò)。把漏設(shè)測點的端點手動加上。

步驟20：制作外框，更新線性、更新網(wǎng)絡(luò)、更新測點，排版，點擊保存。

步驟21：打開外框點擊跑拼板，顯示每個單元為淡紅色為正常跑完；輸出測點，有拼板輸出測點用mnf2，無拼板輸出測點用mnf1。

中間步驟有省略。

步驟39：到此簡單測試資料已制作完全。把輸出的測試資料上傳到指定路徑即可。

5 實操過程

5.1 調(diào)取資料

以我公司生產(chǎn)板實操為例：根據(jù)路徑找到相應(yīng)資料，我司測試資料后綴為.mnf2格式。調(diào)取測試資料過程需要注意看清料號，預防調(diào)錯資料。

5.2 放板

放入測試板時需注意：（1）注意資料方向，放板是需與資料方向保證一致；（2）放板時候需保證板子固定，確認上下夾具是否夾穩(wěn)測試板；（3）固定后查看測試板是否存在因壓力過大導致測試板有弓曲現(xiàn)象；（4）板子擺放方向需要與資料保證一致，判斷方法根據(jù)板面焊盤類型來辨別。

5.3 選擇對位點

根據(jù)工程資料中選擇相應(yīng)對位點，常規(guī)會有三個。操作步驟：“工作管理”→“設(shè)定對位點”→點擊第一個測試對位點中“測試點一”→用鼠標右鍵選擇所需的對位點；第二個對位點的選擇點擊第一個測試對位點中“測試點二”→用鼠標右鍵選擇所需的對位點；第三個對位點的選擇點擊第一個測試對位點中“測試點三”→用鼠標右鍵選擇所需的對位點。選擇對位點后注意多往下確認幾個點，看下測試點是否在阻焊開窗焊盤上以判讀選擇對位點是否正確，若有偏移可通過微調(diào)保證測試點準確。

5.4 測試

做完所有前期準備動作后可開始測試，測試時點擊開始測試即可。若無需全部測試可選擇忽略單元僅選擇測試自己想要的單元即可。

5.5 導出測試結(jié)果

內(nèi)阻測試是測試焊盤對焊盤之間的阻值，測試結(jié)束后可以點擊生成報表，導出測試報告及測試阻值結(jié)果。整理后數(shù)據(jù)（單位：mΩ）如表1所示。

表1 整理后測量數(shù)據(jù)（單位：mΩ）

5.6 測試結(jié)果分析

受設(shè)備因素影響，四線機導出數(shù)據(jù)單位為“Ω”（客戶通常要求為“mΩ”）且原始數(shù)據(jù)較混亂，為了便于分析數(shù)據(jù)，我公司整理成統(tǒng)一格式，為了便于分析，我公司轉(zhuǎn)換單位與客戶要求保持一致，同時添加匯總阻值與客戶要求做比對。

通過測試結(jié)果顯示，所生產(chǎn)鋰電池保護板可滿足客戶要求判定標準17～24 mΩ。同時進一步驗證了利用四線測試機用于鋰電池保護板焊盤內(nèi)阻測量的可行性。

6 結(jié)論

（1）新能源汽車行業(yè)蒸蒸日上，鋰電池被普及使用，而作為鋰電池核心輔助部件的鋰電池保護板也越來越受人們的青睞，對于鋰電池保護板的焊盤內(nèi)阻測試也作為印制電路板成為最終可靠性檢測的一項常規(guī)檢測手段，本文通過利用四線測試機的特性，制作針對鋰電池保護板所對應(yīng)的測試點資料，進行自動化快速檢測焊盤內(nèi)阻，同時通過導出結(jié)果的優(yōu)化，通過對要求設(shè)備商對四線機的軟件進行優(yōu)化，可直觀的輸出便于快速判讀的焊盤內(nèi)阻測量數(shù)據(jù)。

（2）通過測試結(jié)果顯示，所生產(chǎn)鋰電池保護板可滿足客戶要求判定標準17～24 m Ω。同時進一步驗證了利用四線測試機用于鋰電池保護板焊盤內(nèi)阻測量的可行性。