About / Advertise
Små pärlor av lödtenn i testpunkterna på kretskortet kan revolutionera det klassiska nålbäddtestet, vanligen benämnt in-circuit.
Trots att det utvecklats diverse modernare testtekniker, bland annat boundary scan, är nålbäddstest fortfarande en mycket vanlig metod för att hitta både felaktiga komponenter och lödfel på kretskorten. Metoden hotas dock av att ledarna blir allt smalare och av att datahastigheterna går upp i gigabitområdet.Precis som namnet antyder fungerar nålbäddstest så att ett antal spetsiga nålar trycks med ordentlig kraft mot testpunkter på kretskortet. Men när ledarbredderna krymper under en halv millimeter gör de mekaniska toleranserna att det blir svårt att skapa en säker anslutning. Ett sätt att kringgå problemet är att lägga ut testöar i ledarmönstret. Dessa öar fungerar dock som kapacitanser och induktanser för signalerna plus att de tar plats och därmed skapar problem på tätt packade kretskort.
Nu vill Agilent vända upp och ner på begreppen genom att lägga de spetsiga nålarna på kretskortet och istället låta testpinnarna i fixturen få ett platt och relativt brett huvud. Fördelen är att man inte behöver modifiera ledarmönstret och att den mekaniska toleransen på testfixturen inte behöver vara lika hög.
Luckor i lacken för lodet
För att skapa "nålarna" på mönsterkortet öppnar man upp luckor i lödmasken på de ställen man vill kunna testa. Sedan skapar man kvadratiska hål av lämplig storlek i lodstencilen för varje testställe. När den pålagda lodpastan smälter bildar den små berg i testpunkterna, i Agilents språkbruk kallas de "beads" eller pärlor. Pärlorna kan knappt skönjas med blotta ögat men sticker upp strax ovanför lödmasken om allt utformats på rätt sätt.
När testfixturens nålar, som har en platt ände, trycks ned mot lodpärlan plattas toppen ut. Hur mycket beror på storleken på pärlan och på vilket tryck som appliceras. När pärlan deformeras blir man samtidigt av med oxid eller andra föroreningar på ytan vilket ger en bra förbindelse.
Enligt mätningar som Agilent gjort är lodpärlornas inverkan på impedansen i ledarna i princip försumbar. Det gäller även för mycket korta ledare där lodpärlan täcker större delen av ledaren. Företaget redovisar tester upp till 10 Gbit/s.
FUnkar för upprepad test
Det går också att upprepa testningen ett antal gånger utan att pärlorna förstörs. Ett problem kan dock vara att det bildas oxid på den tillplattade ytan om tiden mellan testerna blir för lång. En möjlig lösning är att ha roterande nålar i fixturen som får skrapa av ytan för att förbättra kontakten.
Upprepad testning brukar normalt bara ske om det är något fel på kortet och det måste repareras.
Agilent kör nu en mer omfattande utvärdering av metoden hos en större OEM-tillverkare för att se hur metoden fungerar i volymtillverkning.
Utvecklingen har skett med både blyad och blyfri lodpasta. Den blyade väter bättre än den blyfria, det gäller särskilt när mönsterkortet ytbehandlats med organiska material, (OSP, organic solderability preservatives).
- Vi håller på att justera metoden så att den tar hänsyn till detta, sä-ger Ken Parker på Agilents enhet i Loveland, Colorado där metoden utvecklats.
Tekniken är skyddad av en mängd patent och exakt hur licensieringen ska fungera eller vad den kommer att kosta är inte klart än. Planerna är att den ska bli kommersiellt tillgänglig i mitten av nästa år.
Per Henricsson
