板翘、PAD 氧化与探针污染排查指南

飞针测试中，“假开路” 是最让人头疼的误判类型 —— 明明 PCB 线路实际导通，测试却判定 “开路故障”，轻则导致合格产品被误判报废（损失物料成本），重则让工程师误判 PCB 设计或生产问题（浪费大量排查时间）。某 PCB 厂曾因 “假开路” 误判，将 200 片合格的通讯 PCB 标记为不良品，返工复测后发现全为误判，不仅损失 5 万元物料费，还延误了客户交付。其实，“假开路” 多由板翘、PAD 氧化、探针污染三大问题导致，只要掌握针对性排查方法，就能将误判率从 15% 降至 1% 以下。

一、先搞懂：“假开路” 的本质是 “接触不良”

飞针测试判定 “开路” 的核心逻辑是 “信号无法传递”—— 探针接触测试点后，信号发生器注入的电流无法通过 PCB 线路传导到接收探针，软件便判定为 “开路”。但 “假开路” 的问题不在线路本身，而在 “探针与测试点的接触环节”：要么探针没接触到 PAD（如板翘导致局部凸起），要么接触了但电阻太大（如 PAD 氧化层阻碍电流），本质都是 “接触不良” 导致的信号中断，而非线路真的断开。

二、排查 1：板翘 ——“物理变形” 导致探针 “够不着” PAD

PCB 板翘是 “假开路” 的高频诱因，尤其在薄型 PCB（厚度＜0.8mm）或刚生产完的热板中常见，排查需从 “板翘形态” 和 “测试压力” 两方面入手。

1. 板翘的误判原理

PCB 板翘会导致测试点偏离预设坐标，或局部凸起让探针无法充分接触：

• 弓形翘曲：PCB 中间凸起（如加热后冷却不均，中间拱起 0.2mm），探针按平面坐标下降时，中间的测试点仅能接触针尖边缘，接触面积不足正常的 30%，信号传递中断；

• 边缘翘曲：PCB 边缘向上翘起（如切割后应力释放，边缘翘高 0.1mm），边缘测试点与探针存在 “高度差”，探针未接触到 PAD 就已触发 “测试完成” 信号，直接判定开路。

某消费电子 PCB（厚度 0.6mm）因烘烤后未做平整处理，出现 0.15mm 的弓形翘曲，飞针测试时中间 20 个测试点全被判 “开路”，用治具压平后复测，19 个恢复正常，仅 1 个为真开路，误判率达 95%。

2. 排查与解决方法

• 快速检测：将 PCB 放在水平玻璃台上，用塞尺测量翘曲高度（行业标准：翘曲度≤0.75%，即 100mm 长 PCB 翘曲≤0.75mm），若超差则需处理；

• 临时对策：测试时开启 “真空吸附增强模式”（负压从 - 70kPa 增至 - 90kPa），或在翘曲区域垫 0.05-0.1mm 厚的硅胶垫，强制压平 PCB；

• 根本解决：生产端优化烘烤参数（如降低冷却速度），或测试前用平板压机（压力 50N，温度 50℃）压平 PCB，消除翘曲应力。

三、排查 2：PAD 氧化 ——“化学阻隔” 让电流 “断了路”

PAD 表面氧化形成的绝缘层，会像 “保鲜膜” 一样阻断电流，尤其在镀锡、镀镍 PAD 中常见，排查需关注 “氧化程度” 和 “处理方式”。

1. PAD 氧化的误判原理

不同镀层的氧化层特性不同，对测试的影响也有差异：

• 镀锡 PAD：暴露在空气中 24 小时就会形成 SnO₂氧化层（厚度 1-2μm），该氧化层绝缘性强，探针压力不足时无法刺破，接触电阻骤升（从 0.1Ω 升至 5-10Ω），超过飞针测试的 “开路判定阈值”（通常＞1Ω），导致误判；

• 镀镍 PAD：氧化层（NiO）虽薄（0.5μm），但硬度高，普通尖头探针难以刺破，尤其在湿度＞60% 的环境下，氧化速度加快，误判率会增加 20%。

某汽车 PCB 的镀锡 PAD（存放 3 天），飞针测试时 “开路” 误判率达 30%，用酒精擦拭后降至 10%，用细砂纸轻磨后降至 1%，证明氧化是主要诱因。

2. 排查与解决方法

• 外观检查：用 20 倍放大镜观察 PAD 表面，氧化的 PAD 会呈现暗灰色（正常为亮白色），或有不规则斑点；

• 接触电阻测试：用万用表测量探针与 PAD 的接触电阻，若＞0.5Ω，大概率是氧化导致；

• 处理对策：轻度氧化用无水乙醇 + 无尘布擦拭（去除表面浮锈），中度氧化用 0.5μm 的细砂纸轻磨（注意：仅磨 PAD 区域，避免损伤线路），重度氧化则需重新电镀 PAD。

四、排查 3：探针污染 ——“杂质阻隔” 让接触 “打折扣”

飞针测试的探针长期使用后，针尖会积累铜渣、油墨、助焊剂等杂质，这些污染物会阻碍探针与 PAD 的直接接触，导致 “假开路”，排查需聚焦 “探针清洁度” 和 “维护频率”。

1. 探针污染的误判原理

探针污染的影响主要有两点：

• 物理阻隔：针尖的铜渣（如测试时 PCB 铜箔脱落粘在针尖）会形成 “间隔层”，探针看似接触 PAD，实则是杂质在 “搭桥”，接触电阻不稳定，时高时低，导致部分测试点被判开路；

• 绝缘污染：油墨、助焊剂等绝缘杂质粘在针尖，会直接形成绝缘层，哪怕探针与 PAD 紧密接触，电流也无法通过。

某 PCB 代工厂因未按时清洁探针，针尖积累了 0.1mm 厚的油墨杂质，飞针测试时 “开路” 误判率从 2% 飙升至 18%，清洁探针后立即降至 3%，效果立竿见影。

2. 排查与解决方法

• 快速检查：用白光手电筒照射探针针尖，若能看到明显异物（如黑色斑点、金属碎屑），或用棉签擦拭针尖有污渍，需立即清洁；

• 清洁流程：每天测试前用蘸有无水乙醇的脱脂棉轻轻擦拭针尖（避免用力过猛导致针尖变形），每测试 100 片 PCB 后，用 “探针校准板”（表面有耐磨涂层）反复接触 50 次，利用摩擦去除顽固杂质；

• 定期更换：探针针尖磨损超 0.05mm（用显微镜观察）或使用超 5 万次后，及时更换新探针，避免因针尖变形导致的接触不良。

五、实战排查：“三步法” 快速定位 “假开路” 原因

遇到 “假开路” 时，无需盲目返工，按以下三步即可快速找到诱因：

第一步：复测验证是否为 “假开路”

将被判 “开路” 的 PCB 重新放在测试平台上，手动调整探针位置（微调 ±0.05mm），或增大探针压力（增加 10-20g），重新测试：

• 若复测合格，大概率是板翘或探针位置偏差导致；

• 若复测仍不合格，进入第二步。

第二步：检查 PAD 与探针状态

• 用放大镜看 PAD 是否氧化（暗灰色、有斑点），用万用表测接触电阻；

• 检查探针针尖是否有污染或磨损，必要时清洁或更换探针；

• 若 PAD 氧化或探针污染，处理后复测，合格则确定诱因。

第三步：确认板翘影响

• 将 PCB 压平后复测，若合格则为板翘导致；

• 若压平后仍不合格，大概率是真开路（如线路断裂），需用 X 光机检查线路。

某工程师用 “三步法” 排查一批 “开路” PCB，20 分钟内就确定 60% 为 PAD 氧化，30% 为板翘，仅 10% 为真开路，大幅缩短了排查时间。

​对测试工程师来说，“假开路” 不是 “设备故障”，而是 “可预防的细节问题”—— 提前检查 PCB 平整度、定期清洁探针、关注 PAD 存储环境，就能从源头减少误判。毕竟，飞针测试的核心是 “精准判断线路状态”，而精准的前提，是先确保 “探针与 PAD 的有效接触”。