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研发/测试工程师不可忽视的探头选择,随附超2000种选型目录

高工
2021-04-17 23:53:26     打赏

计算机 系统中元件和系统的 测试 和诊断带来了许多特殊挑战。有时候难以连接所需的准确 测试点 。高密度、 多层电路板 以及引脚细小的密集元件造成电压表的探测非常困难。当系统运行时,轻轻滑动一下探针就可能造成灾难性的 短路 。而测试测量的目的是发现并修复问题,同时避免引发更严重的损坏。

解决这一难题的方案有很多,我们接下来讨论可用于探测 电路板 上安装的器件和元件的一些方法。

单点探头是最常见也是最显而易见的探测方法。大多数数字 万用表 (DMM)都提供一组测试线,对于各种各样的测试场景非常有用。这种类型的探头非常适合于检查电源电压或检查备用 电池 。但是,这些探头大多数太大,不适合高密度 电路 板。这些探头很容易滑动,损害其他元件或造成短路。此类DMM探头上的探针直径通常为大约0.080“, 触点 不尖锐。再加上日常磨损造成探针被磨圆,就形成了几乎不可能完成的任务。可以将这些探针磨尖,但如果没有了外部镀层,底层的金属很容易快速变色。

连接高密度电路板上小接触点的最佳方法是使用非常尖锐的探针。虽然尖探针很容易损坏,但由于没有镀层,很容易重新磨尖。多家制造商都提供带有容易更换尖探针的探头。不锈钢尖探针从0.080”直径开始,呈锥形形成极尖的针尖。另一种探针从0.040”直径的不锈钢开始,呈锥形逐渐形成长而尖的探针。这种探针也非常适合狭窄的小空间,凭借锋利的尖端,不太容易打滑。

另一种多用途工具是带有可伸缩探针的探头。这些探头采用直径很细(0.040”)的不锈钢丝,通常除探头最末端之外全部包覆有绝缘层,可防止意外接触。凭借诸如此类的探针,可将探头的范围扩展到长达3英寸。除了能够用于难以触及的测试点,纤细的长探针也有利于改善被探测点的可见性。

不锈钢是制造尖锐触点的好材料,但却是糟糕的电导体选择。此外,经过重复磨尖,探针可能会被磨损,变得太短,以至于不能探测狭小的空间。当然,可以更换新的探针,但仍然不能解决不锈钢固有 电阻 的问题。有解决方案可解决这一问题。精密电子探针采用标准自动化测试设备(ATE)探头,因其探针的原因而常被称为“弹簧针”。这种弹簧针具有各种各样的配置,随时可用。实际上,许多用户可能已经发现其生产测试领域使用这种探针。这种探头不仅具有可更换的探针,而且非常小,足以深入到比全尺寸探头更狭小的空间。

在有些情况下,要求连接保持在原位。如果测试点容易连接,最好的方法是使用挂钩或刺针。这些测试夹具的来源很多,有不同的尺寸。早期的一些测试夹旨在用于总线或电子配线;与现在计算机系统中的微型元件相比,这些配线看起来相当大。

现在多家公司提供带有微型线钩和刺针的IC测试夹,非常细,能够适合一些最细小的元件引脚。这些线钩测试夹可连接到QFP封装、3mm焊距的元件。甚至可以多达5、6个测试夹并排连接相邻的0.5mm芯片引脚。只要同时需要连接的引脚不太多,这些测试夹就是满足需求的完美选择。

IC测试夹是探测IC芯片上大量引脚的理想解决方案,也非常适用于在众多引脚中查找某个引脚。当引脚很多时,很容易搞不清楚芯片某一侧的引脚编号。利用IC测试夹,能够可靠连接需要探测的很多芯片引脚,不会损坏芯片。IC测试夹适用于从双列直插封装( DIP )到方形扁平封装(QFP)的大多数芯片封装形式。

IC测试夹也解决了其他许多问题。如果您需要连接某个QFP芯片的所有引脚,怎么办呢?当然,您可以将短引线 焊接 到每个芯片引脚,然后利用上述小线钩连接引线。这完全可以,但将这些细小的导线焊接到芯片需要花费大量时间。此外,您如何解释微处理器上新长的“头发”?那么,您如何连接到芯片?答案就是IC测试夹对于大多数主流IC芯片,都有一款适合的IC测试夹。这些测试夹适合安装在芯片顶部,每个芯片引脚有一个接触点。测试夹也有一组编号的接触引脚,支持大量连接到逻辑分析仪或 示波器 。

大多数人很少注意到测试线,直到为时已晚。那么我们需要了解测试线和探头的哪些信息呢?最重要的因素是安全问题、材料,以及要求的精度水平。比如安全性往往会被忽视。如果您的工作仅限于30V以下的电子电路,那么测试线的设计实际上不会存在安全问题。如果您需要在较高电压或靠近配 电线 路的地方使用测试线,就需要使用具有正确标识和额定等级的测试线。

测试线所用材料会影响读数。如果尝试 测量 极低电压(比如微伏范围)或者极低电阻,制造测试线所用的异金属会引入误差,且难以跟踪。不同金属之间的触点会作为热电偶,自身会产生电压。专门针对低压测量特殊设计的低热电势EMF测试线能够最大程度降低测量通路上微小温差引起的误差。这些测试线价格略贵,但能够提供高精度电压和电阻测量,可达到小数点后6位。

在大多数情况下,您所用测试线的物理状态可能是影响测量的最重要因素。松动的连接或腐蚀的插头或探针会导致间歇性或错误读数。最简单的方法是发现可能存在问题时尽快更换测试线。您永远无法判断何时需要进行关键测量。与数据不准确造成的费用相比,一组测试线的费用不值一提。




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