SMT技术及车间应用的基础论文.docx
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SMT技术及车间应用的基础论文
毕业设计（论文）
GSM手机测试设备与流程分析
专业（系）
班级
学生姓名
指导老师
完成日期
2012届毕业设计任务书
一、任务
以一款GSM手机为例，试设计一条测试生产线（包含ICT和FCT），产能120台每小时，并完成相关文件的制作。
SMT工艺流程
GSM手机功能测试流程
二、指导老师：
三、设计内容与要求
1．基本要求
（1）ICT以安捷伦3070为主要设备，进行测试；
（2）FCT要求完成GSM测试、蓝牙测试、最终逻辑测试、最终音频测试、最终光学测试、全面音频测试、全面无线电测试等功能测试。
（3）完成ICT和FCT治具的制作规范。
2、设计内容与要求
绘制测试生产线布置图；
简单介绍安捷伦3070测试机的结构与测试原理；
简单介绍安捷伦3070测试机的程式开发过程；
简单介绍各种治具的制作规范；
简单介绍各测试工位操作流程。
四、设计参考书
伟创力TE教材网上资源
摘要
在信息时代的今天，SMT技术在全球大量推广，我国作为新时代的制造中心，SMT技术也将会迅速得到推广，同时全球移动通信系统也的到推广。
信息时代的发展同样带给通信的迅速发展，截至2010年11月，中国手机用户7亿。
随着时代的发展，研发与生产的分离，世界诞生电子产品制造与服务团队，如富士康，伟创力等。
本设计将会对电子产品整机测试，功能测试，光学检测等需要的设备的维护，使用原理，以及生产车间操作员的操作以及技术人员技能进行阐述。
并且对具体的GSM手机为例以生产车间为构思框架进行总体设计。
本设计主要围绕现代多功能手机的测试进行阐述，望能够跟时代的发展，推动教学与生产的结合发展，提高学生的实践学习能力。
希望通过此次毕业设计能够提高自身的知识搜索能力，思维拓展能力，综合在校期间所学知识，将其熟练应用，提高综合素质。
关键词：
整机测试功能测试全球移动通信系统
Abstract
Duringtheinformationageoftoday.ThetechnologyofSMThasagreatpromotion.Chinaisamachinecenteroftheworld,SothetechnologyofSMThasagreatpromotioninourcountry.
Thedevelopmentofinformationalsobringsthecommunication’sdevelopment.TheNO.ofusingMobilephonewas700millionbytheNovemberof2010,WiththedevelopmentResearchanddevelopmentwasdividedwiththeproduction.TheteamofEMSwasborn.SuchasFLEXTRONICS.FOXCOON.eth.TheGraduationdesignwillbeintroducedthetechnologyofICT.FCT.AOI.theequipments.theprinciple.thewokersandthetechnicians.TheproductionlineofGSMmobilephonewillbeintroducedinthedesign.
Thisdesignmainsfocuseonmultifunctionalmobilephonetestpaper.Ithinkthedesignwillbefollowthedevelopment.andPromotthecommunationteachingcombinedwithproduction.Ihopethatthroughingthisgraduationdesigncanimprovemyknowledgesearchability,thinkingability,Comprehensivingknowledgeandtheskilledapplicationandimprovingmycomprehensivequalityisthedesign’spurpose.
Keyword:
GSMICTFCT
第一章绪论
1.1测试技术简介
测试（measurementandtest）是测量与试验的概括，是人们借助于一定的装置，获取被测对象有相关信息的过程。
测试包含两方面的含义：
一是测量，指的是使用测试装置通过实验来获取被测量的量值；二是试验，指的是在获取测量值的基础上，借助于人、计算机或一些数据分析与处理系统，从被测量中提取被测量对象的有关信息。
测试分为动态测试和静态测试。
如果被测量不随时间变化，称这样的量为静态量，相应的测试成为静态测试；反之为动态。
1.2测试的发展现状及测试技术
1.2.1测试的发展现状
近年来，以信息技术为代表的新技术促进了电子行业的飞速增长，也极大地推动了测试测量仪器和设备的快速发展。
鉴于中国在全球制造链和设计链的重要地位，使得这里成为全球各大测量仪器厂商的大战场，同时，也带动了中国本土测试测量技术研发与测试技术应用的迅速发展。
:
LXI、ATE、自动测试系统、智能化、虚拟技术、总线接口技术VXI。
面向21世纪的我国电子测量技术的发展趋势和方向是：
测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化；测量数据管理的科学化、标准化、规格化；测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。
GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中，并发挥其主导作用。
1.2.2测试技术
1.总线接口技术
总线是所有测试系统和故障诊断系统的基础和关键技术，是系统标准化、模块化、组合化的根本条件，国内外都是依据总线系统来组建各类测试系统，以确保硬件、软件、系统级的兼容性、互换性和重构功能，研究和开发总线系统是设计、研制开放式体系结构的核心任务，也是测试系统技术研究的关键技术。
采用总线结构设计的系统，具有简化系统设计、可靠性高、维护性好、产品易于升级换代，便于组织生产工艺和成本低，真正能变串行生产为并行生产等重要优点。
VXI总线技术是二十世纪末出现的一个新的母线技术。
2.软件平台技术
软件是组建系统核心技术之一，对于测试软件、TPS可兼容、可移植和重用一直是测试系统的关键技术。
拟建立测试软件通用平台，重点研究CORBA、DCOM、COM等中间件语言。
这些软件充分利用了现今软件技术发展的最新成果，在基于网络的分布式应用环境下实现应用软件的集成，使得面向对象的软件在分布、异构环境下实现可重用、可移植和互操作。
主要原理是引入中间件（Middleware）作为事务代理，完成客户机（Client）向服务对象（Server）提出的业务请求，实现客户与服务对象的完全分开，客户不需要了解服务对象的实现过程以及具体位置。
3.专家系统技术
由于专家系统具有很好实用性，已被广泛应用于科学、工程制造，尤其是宇航领域得到了广泛应用,专家系统（ExpertSystem）是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。
由于专家系统具有很多突出优点，如：
适应强。
4.虚拟测试技术
通过虚拟测试系统，可以使产品历经虚拟设计、虚拟加工、虚拟装配、产品性能虚拟测试和虚拟使用全过程。
虚拟测试的结果信息可用于优化、改进虚拟制造技术中有关的设计和过程参数。
由于虚拟测试在虚拟制造技术中应用的普遍性，能促进整个虚拟制造技术体系更为完备和工程实用化。
因此，开展虚拟制造环境的虚拟测试技术研究和应用具有重要而深远的意义，而计算机技术、虚拟技术和测试技术的发展，以及大量工程实用数据的积累，也使得建立虚拟测试系统具备了现实的可能性测试的研究和应用主要集中在两方面：
一是基于虚拟仪器技术的虚拟测试，基于虚拟仪器技术的虚拟测试的核心思想是“软件就是仪器”。
另外，就是基于虚拟现实技术的虚拟测试。
基于虚拟现实技术的虚拟测量，则是在虚拟现实环境下，借助多种传感器和必要的硬件装备，根据具体需求，完成有关的测量任务。
第二章整机测试
2.1ICT简介
2.1.1ICT技术的概念
使用专门的针床与已焊接好的线路板上的元器件接触，并用测试机系统的线路隔离技术进行单一元件的分离测试，从而精确地测出所装电阻、电感、电容、二极管、三极管、可控硅、场效应管、集成块等通用和特殊元器件的漏装、错装、参数值偏差、焊点连焊、线路板开短路及部分模组功能等故障，并将故障是哪个元件或开短路位于哪个点准确告诉用户。
2.1.2ICT常见概念解释
1.针床：
针床也叫ICT测试夹具，就是在线检测、测试治具。
是利用电性能对在线元器件进行测试来检查生产制造缺陷及元器件不良的一种非标准测试辅助夹具。
它主要用于检查在线的单个元器件以及各电路网络的开、短路、焊接等情况，具有操作简单、快捷迅速、故障定位准确等特点，ICT测试治具可进行模拟器件功能和数字器件逻辑功能测试，故障覆盖率高，对每种单板需制作专用的针床，这个针床在工业生产上就叫它ICT测试治具。
2.隔离技术：
要求信号在被传输通过隔离层时不能存在任何的直接电气接触。
2.1.3常见的ICT在线测试工具
1.分类
（1）高端测试机Agilent（安捷伦AGILENT3x7x）TERADYNE（泰瑞达SPECTRUM）,GENRAD（GR228x,TS128L测试机,TR8001。
（2）低端测试机：
JET（捷智），TRI518（德律）etc测试机。
2.区别
高端测试机与低端测试的主要区别在于：
高端测试机不但可以进行非加电测试，还可以进行加电测试，边界扫描，混合测试，在线烧录，低端测试机只能提供非加电测试及简单的加电测试。
2.2安捷伦3070简介
2.2.1安捷伦的核心技术
1.非矢量测试扩展性能:
AgilentVTEP非矢量测试方法使用一个激励信号（该信号由在线测试探头驱动），通过传感器板来测量器件引脚之间或BGA球与印刷电路板（PCB）焊盘之间的电容值。
VTEP方法需要通过物理测试接入（例如测试探针）来提供激励信号。
而覆盖扩展技术则是依靠边界扫描器件来提供激励信号。
图2-1安捷伦3070架构介绍
2.边界扫描：
边界扫描是全球标准化测试方法（IEEE1149.x标准）。
它具有受限接入能力，例如只使用测试接入端口上的四个引脚便能够控制各个引脚的I/O功能。
3.安捷伦覆盖扩展技术:
1.VTEP传感器位于被测元件（例如连接器）上，它能够根据激励信号捕获电容性。
4.边界扫描器件不需要每个引脚上放置测试探针。
5.根据IEEE1149.x标准（只使用测试接入端口），用户可以向连接器提供必要的激励信号。
6.边界扫描器件和VTEP传感器之间的路径缺陷（例如虚焊）将影响传送到传感器的激励信号。
7.ICT系统对结果进行捕获和诊断，因此会检测到缺陷。
覆盖扩展技术结合了VTEP和边界扫描测试方法，使用最少的探针对PCBA进行测试,并且不会影响测试覆盖范围。
2.2.2安捷伦3070功能
用于测试短路，开路，错件，坏件，PVB开路，缺件，大范围的短路开路，错立侧立，可以兼顾部分AOI,AXI的检查功能。
2.2.3安捷伦3070优点
Aglient快速报告:
可以提高技术人员的开发能力。
AglientPA-RISC主控电脑可以快速生成测试程序
8300种模拟数字混合信号库使测试更快更多。
AglientCAD格式XLATOR通道合成解决方案可以链接各种CAD文件，可以迅速测试PCB。
多片测试软件：
可以测试不同规格的PCBA板。
编程引导器可以知道设计与测试人员进行可测试性的设计。
2.3安捷伦3070组成和原理
2.3.1安捷伦3070组成
1.整体组成System、Interfance、Supplybay、Monitor&keyboard、PC、Testhead。
2.单位模组的组成
1Modulecard（核心）用于控制模组及数位测试，控制当时所测的PCBA的选择以及每块电路板的线路测试。
1ASRUcard用于公益模拟测试信号源。
1-9pincard链接测试电路（Hybrid测试数字模拟测试Anology模拟信号）可同时测试电路板的多条回路加快测试速度。
3.Testhead整体架构
可以容纳1-4个moudle,每个moudle可以测试1-9pin可以同时测试多通路也可以进行多模块组合测试，提高整体性的兼容性防止不同模块的不兼容。
4.软件：
随测试项目的不同改变，但软体有以下特征
（1）标准特征：
全自动多路模拟测试；非向量和向量测试标准的边界扫描与非门的测试为链接BoundaryScan。
（2）自主选择特征：
InterconnectPlusBoundaryScanandSiliconNails，FlashISP&PLDISP增强对BGA以及BGAconnectors的测试的精确度。
（3）极性检查：
可以检查电容极性的故障，包括反向或轴向反向，底部顶部反向，测试并联电容等等。
（4）魔术测试：
自动鉴别原件群（任意组合的无源原件）。
2.3.2测试原理
1.测试方法
（1）直流电压源测试：
电阻，场效应管，保险丝，跳线，电位器，开关。
（2）交流电压源测试：
电容，电感。
（3）直流电流源测试：
二极管，晶体管。
（4）提供频率：
128MHZ,1024MHZ,8192MHZ。
2.ICT测试参数如图2-1
表2-1ICT测试参数对照表
参数
测试目地
短路开路测试
测试零件和被测板的短路和开路
电容测试
测试电容值是否正确，极性是否正确，是否缺焊
电阻测试
测试阻值是否正却，焊接是否良好
电感测试
使用电频率测试电感
场效应管测试
测试场效应管的功能
集成电路钳位二极管测试
通过测试I/O引脚的二极管特性测试该芯片的焊接
Testjet测试
测试良好和少焊以及测试集成电路的方向
边界扫描测试
在使用较少的探针测试芯片的方向和焊接是否良好
数字测试
测试IC原件的逻辑行为
3.具体测试
图2-2短路测试原理图
（1）短路开路路测试
1 短路开路测试原理图如图2-2
2 开路测试原理：
测试已经知道的短路线路,测试针由二端的测点其中一端送上0.1v电压;由另一端接收电压,如果有形成一个电压回路;则表示线路正常,没有开路或低电阻组件缺件。
3 短路测试原理：
测试未知的的短路,由其中一端的测点送1v电压,任由其它测试针试着接收电压;理论上二线路不短路,就不因该有任何一个探针接受到电压;如果有接受到电压可视为二线路短路.没有接收到则可视为PASS;依循测试其它的测试点是否短路.shorts上1v的电压是怕导通线上也许有存在的二极管,造成假像的短路;而二种测试有一定的测试顺序,先由开路测试开始测试,确认没有任何线路断线再由短路测试。
（2）电容测试
4.固定电流源（constantCurrent）模式表（mode0）,对于不同的电阻值,ICT本身
会自动限制一个适当的固定电流源做为测试的讯号源使用,如此才不会因使用都的选择不当,因而产生过高的电压而烧坏被测元件,帮其测试方式为:
提供一个适当的固定电流源I,流经被测电阻R,再于被测电阻R两端,测量出Vr,由于Vr及I已知,利用Vr=IR公式,即可得知被测电阻R值.如表2-1
图2-3电容测试原理图
1 电容测试原理图及说明如图2-3
Source激励源—Aninternalfrequencygeneratorsetto1024Hz.1Vrms.
Detector检测器—AninternalACvoltmeter.
ReferenceResistor（Rref）参考电阻
2 电容测试公式
Xc=1/2PIfCXc=Vc/IcIc=Vo/RrefC=Vo/2PIfVcRref
（3）SMD钽质电容极性测试
因SMD钽质电容内部Fine之正负极长短存在差异，故极性反方向时C1的数值
也随之改变，即可判断如下图2-4
（4）IC引脚测试
1 IC测试原理图如图2-5
测试原理分析：
用SMTIC之应用与被测之SMTIC大致相当尺寸之感应片水平盖在元件之上探针1为TestJet感应片之接地Pin，探针2为感应片之电源及信号Pin，探针3为待测IC之接地Pin，探针4为IC待测脚之信号输入Pin。
若待测脚焊接良好时，探针2与4之间的等效感应电容值为C1，也就是自动学习到的标准值；若待测脚焊接开路、空焊时，则待测脚与PCB焊盘之间存在等效感习电容C2，这时探针2与4之间的电容值为C1串连C2，与标准值C1差异较大，可识别该待测脚焊接不良。
图2-2钽质电容极性测试原理图图2-5IC引脚测试原理图
（5）ICclampingDiodetest
1 芯片保护二极管如图2-6
图2-6ICclampingDiodetest原理图
2 测试原理图如2-7
3 保护二极管：
大部分IC在输入/输出Pin中会加入保护Diode,主要目的为作电压钳制。
Gate为一金属SiO2,若gate电压太高,如静电,将会产生大电场击穿此金属,故加入Diode对gate端限压,但电压过高,会产生大电流烧毁此Diode,所以在gate端串接一电阻限流来保护Diode.
4 测试原理：
IC芯片制造商将会为芯片安装保护二极管为了使在测试过程中可以达到0.3-0.7V，如果引脚短路则无法获的规定电压。
图2-7IC引脚测试
（6）模拟隔离技术
图2-8模拟隔离技术
ICT运用其Guarding技术，在R1&R2间的节点上外加一个额外探针接地以消除流过R1的电流I1，以隔离此并联电路。
如图2-8，隔离后待测元件Rx不受其它并联电阻影响。
（7）测试点接触测试
图2-9测试点接触原理图
1 测试点接触测试：
是在测试探针扎在板上的测点，它的接触是否良好;直接关系下面的测结果的准确与否是在产线测试前的一个自动测试，是测试的主要内容。
2 测试原理：
当治具吸下而测试探针扎在测点上;由测试机台送（+2.5v,-2.5v）的电压至待测点,电压由待测点分压至板上的线上，由其它在板上相通线路的探针接收电压,如果有接收到则会形成一个电压回路,我们可以视为此探针有接触正常;然后依序测试其它的探针。
如果有接触不良发生，则会将出不良讯息打印或传送到DATABASE给测试人员,然后中断测试待维修人员处理完不良问题，后由测试人员重测。
而上（+2.5v,-2.5v）的电压,是要导通线上也许存在的二极管,必免发生不正确的接触不良。
2.4治具制作
2.4.1材质定义
1.探针的型号与厂商由我公司规定。
2.上下载板必须使用ESD防静电木板材质。
3.蜂巢板，P-PIN，Testjetmuxcard,Testjetsense,Testjetplate用Agilent原厂。
4.模具上模必须全部封装。
2.4.2治具构架定义
1.治具上必须加Counter计数器，计数探针测试次数。
并且安装在上面板前上角10cm，计数器的型号必须是规定。
2.在治具的右上角贴标签，标注型号，类型，生产日期等。
3.治具的上面为全封闭的，且采用气动装置。
4.蜂巢板无颜色出是P-pin出口处。
2.4.3制作铣让位标准
1.常规的RCL原件，长宽以标准加1mm，高加2mm.如表2-2
2.针对Connect原件处载板需要铣空，长宽在本体出加铣2mm.
3.针对高出载厚度（8mm）的零件需要在针板上铣出：
零件高度
4.BGA长宽均以丝印为基准向外扩展0.8mm,四角的点胶内部全部铣空，并依角处加铣0.8mm.
5.针对DIP零件铣让位以丝印为标准外加3mm,载板需铣空，针对高出载板的零件大于7mm,在针板上铣出零件高度减去载板厚度（8mm）+2mm.的让位。
6.其他原件让位，长宽均已丝印为准加铣2mm，深度在本体高度加铣2.5mm.
7.IC的让位均以零件的丝印宽外加1mm.
表2-2模具加工参考
长
宽
铣
1206
单边扩1.0
单边扩1.0
5
1005
单边扩1.0
单边扩1.0
4
0805
单边扩1.0
单边扩1.0
4
0603
单边扩1.0
单边扩1.0
2
0402
单边扩1.0
单边扩1.0
2
8.PCB板上的测试点均需要在载板上铣出让位，让位为1：
1.5.
表2-3治具开发电源线路参考
名称
颜色
电源
红
地
黑
额外增加线
白
Other
蓝
烧录，频率，Test-jet,
黑线与棕线绕合在一起
2.4.4治具Tool-pin定义
1.所有的Tooling-hole均留孔。
2.Tool-pin的高度均是PCB板厚度加3mm.
3.Tool-pin大小选取原则：
比PCB中Tool-hole直径小0.1mm
2.4.5治具烧丝定义
治具使用连接线使用规则如图2-3
2.4.6Testjetsenior
1.Testjet感应板应小于零件本体表面面积，但不能小于2/3
2.senior总高度不能超过载板。
（1）后焊式seniorPCB零件高小于1.5mm针板不下铣。
如表2-4
（2）正例式seniorPCB零件高小于1.5mm针板2mm.如表2-4
表2-4正例式后焊式元件铣孔位置
正例式
后焊式
零件高度mm
针板下铣高度mm
零件高度mm
针板下铣高度mm
<1.5
2
<1.5
0
1.5-2.5
3
1.5-2.5
1
2.5-3,5
4
2.5-3,5
2
3.5-4.5
5
3.5-4.5
3
4.5-5.5
6
4.5-5.5
4
5.5-6.5
7
5.5-6.5
5
（3）后焊式的放大器焊线后必须加套管，放大器到针管的距离小于15mm,
（4）固定在载板上的放大器要连接BRC接头，确保接触良好。
2.4.7治具行程
1.上下载板厚度为8mm+-0.1mm。
2.上下针板要求安装1mm的垫片。
3.针套露出针床的高度为5mm，探针进套管多8.5mm。
2.4.8针床定义
1．下针床上必须标明BRC的行标和列标。
2．对针板上针点比较多的特别是CPU需要加3mm加强板，
3．针床上的弹簧必须均匀分布，使载板上受力平衡。
4．在下载板处挖取板槽时，需要在板的中央以便受理均匀
2.5安捷伦3070程式开发
程式的开发好坏优劣直接决定测试的速度及产品测试的质量，同时的结合设备以及治具的好坏进行开打。
程式开发如图2-5
编译CAD
写入PCB图
确定坐标
元件编辑
升级会员 