7種常用PCB測試技術(shù)總結(jié)

一、什么是 PCB 制造的測試設(shè)計（DFT）

在 PCB 生產(chǎn)制造過程中，其中必不可少的一部分就是根據(jù)功能和可制造性對組裝完成后的 PCB 進行檢測。

這里有個非常專業(yè)的叫法：測試設(shè)計（DFT），其實就是 PCB 經(jīng)過回流焊或者波峰焊或者回流焊+波峰焊后進行的一系列的檢查，比如：X-ray、AOI、ICT、FCT檢查等。

與 DFM 稍微不同的是，DFM 是在生產(chǎn)制造之前規(guī)避風(fēng)險，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題；而 DFT 是在生產(chǎn)制造過程中檢查問題，解決問題。

雖然不同，但兩個同樣重要。專業(yè)一點來說：PCB 測試設(shè)計（DFT）是一種對電路板和布局優(yōu)化進行操作和功能測試的方法。PCB 測試設(shè)計（DFT）可識別任何短路、開路、元件放置錯誤或有故障的元件。

波峰焊圖
測試設(shè)計（DFT）主要是為了驗證以下 3 個問題：

1、電路板設(shè)計是否精確？

2、電路板生產(chǎn)制造是否完美？是否有缺陷？

3、是否 PCB板上的所有的組件、芯片和連接都良好運行？

還有一些需要解決的問題：

1、組件應(yīng)適當(dāng)間隔，降低測試缺陷的風(fēng)險

2、如果提供焊盤之間的阻焊層不正確，那么PCB 的電氣性能可能會退化。

3、優(yōu)化鉆頭尺寸

4、解決表面貼裝焊盤尺寸不當(dāng)?shù)膯栴}

5、酸阱檢測

回流焊圖

二、 PCB 制造的測試設(shè)計（DFT）中包含的參數(shù)

1、測試點

測試點插入是 DFT 中提高測試效率的必要技術(shù)，測試點的位置取決于它可以覆蓋多少個組件，可以通過安排準確的電源和接地測試點來緩解信號完整性問題。

2、測試走線

你可以在模擬敏感走線的走線上放置測試點，這些測試點可以連接到示波器或者信號發(fā)生器，用來了解信號的行為。

3、LED

可以加入 LED，確定電源是打開還是關(guān)閉的，調(diào)試 LED 對 FPGA 或微控制器來說，還是很適合的，用于大批量生產(chǎn)。

4、接頭

連接到過孔的測試點，用于測量過孔上的電壓。

三、PCB 制造的測試設(shè)計（DFT）的技術(shù)是什么？

1、PCB 裸板測試

在組裝組件之前執(zhí)行裸板測試以檢查 PCB 的連接性。以下是執(zhí)行此類測試的兩種方法：

隔離測試驗證兩個電氣連接之間的電阻。

連續(xù)性測試檢查板內(nèi)是否存在開路。

PCB 裸板測試

2、PCB 組裝板測試

組裝元件后執(zhí)行組裝板測試，這個過程可確保電路板的完整性和組件功能實現(xiàn)。

PCB 組裝板測試

四、7種 PCB 測試技術(shù)

1、飛針測試

PCB 裸板和組裝板都可以分別結(jié)合無源和有源模式的飛針測試。

探針包括用于檢查的針，測試點可以包括無源元件，如電阻、電容、電感、無孔過孔或元件的端接端。它可以檢測未通電元件的值、開路或短路、測量電壓以及檢查二極管和晶體管的位置。

飛針測試

飛針測試優(yōu)點：

更便宜

更大的測試覆蓋率

不需要固定裝置

快速實施

飛針測試缺點：

由于探頭在測量點之間移動，因此非常耗時

如果電路板不包括任何測試點、測試通孔或掩蔽通孔，則很難設(shè)置

一次性電容只能對并聯(lián)的電容器進行測試

2、ICT 測試

ICT 測試，包括一些預(yù)先安裝的、通過預(yù)設(shè)接入點在電路板下方對齊的電子探針。這樣就可以在探針和 PCB 之間建立準確、穩(wěn)定的電氣連接。測試探針可以使電流在預(yù)先確定的設(shè)計測試點上流動。

ICT 可以檢查短路或開路、阻焊層缺陷、元件錯位或缺失等。該方法包括測試夾具以正確固定帶有探針的電路板，以及測試夾具以同時檢查電路板上的多個元件。這種測試方法可以節(jié)省時間。

ICT 測試

ICT 測試優(yōu)點：

用于大批量生產(chǎn)

提供高達 90% 的覆蓋率

準確

免于人為錯誤

ICT 測試缺點：

不適合小批量生產(chǎn)

無法檢測到空隙或阻焊層不足

昂貴的

測試夾具等技術(shù)會增加成本

3、FCT 測試

FCT 測試用于質(zhì)量控制并確保設(shè)備的預(yù)期操作，測試參數(shù)由客戶/設(shè)計師根據(jù)設(shè)計提供。

該技術(shù)通常包含簡單的開關(guān)測試，有時它需要復(fù)雜的軟件和精確的協(xié)議。功能測試直接檢查電路板在真實環(huán)境條件下的功能。

FCT 測試

FCT 測試優(yōu)點：

低成本

用途廣泛，可根據(jù)設(shè)計進行定制

與其他對其施加過大壓力的測試不同，不會影響電路板的使用壽命

FCT 測試缺點：

需要經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員

4、AOI 測試

AOI 包含 2D 或 3D 相機，可點擊高分辨率圖像并驗證原理圖。它還與數(shù)據(jù)庫中可用的完美和不完美設(shè)計進行比較，AOI 可以非常準確地找出所有可見的錯誤。

AOI 與另一種測試方法一起使用以確保正確的結(jié)果，例如使用飛針的 AOI，以及使用在線測試的 AOI。

AOI 可以直接包含在生產(chǎn)線上，以防止任何過早的電路板故障。

使用自動光學(xué)檢測 (AOI) 方法進行 PCB 測試

AOI 測試優(yōu)點：

可以準確檢測致命缺陷

一致的方法

AOI 測試缺點：

只能檢測到表面缺陷

耗時的過程

設(shè)置會根據(jù)設(shè)計進行更改

基于數(shù)據(jù)庫的檢測并不總是 100% 準確

5、老化測試

老化測試是對電路板的早期檢查，以防止制造完成后出現(xiàn)危險故障。此方法涉及超過指定的操作限制以觸發(fā)故障。這是檢測電路板最大工作額定值的有效方法。

各種工作條件涉及電壓、電流、溫度、工作頻率、功率以及與設(shè)計相關(guān)的其他因素。

老化測試優(yōu)點：

提高產(chǎn)品可靠性

驗證電路板在環(huán)境條件下的功能

老化測試缺點：

超出額定值的施加壓力會縮短電路板的使用壽命

這個過程需要更多的時間和更多的努力

6、X-ray 測試

X-ray 檢測借助 X-ray 成像檢測隱藏組件、焊接連接、BGA 封裝、內(nèi)部走線和槍管中的錯誤。

X-ray 檢測優(yōu)點：

不需要檢查PCB的每一層

X 光機可以從電路頂部輕松檢查內(nèi)部層

X-ray 檢測缺點：

這需要有經(jīng)驗和熟練的技術(shù)人員

該過程需要更多的勞動力和成本

7、人工目視檢測

在這里，技術(shù)人員用肉眼或使用放大鏡進行檢查，人工目檢測試可以確定未公開的組件的對齊、缺少組件和其他缺陷。

人工目視優(yōu)點：

簡單而基本的方法

人工目視缺點：

受到人為錯誤的影響

無法檢測到微小和不可見的缺陷

五、9 種PCB 測試方法

1、邊框邊緣寬度

這對于在電路板的相對邊緣保持足夠的、未占用的空間至關(guān)重要。清晰的邊緣有助于完美地固定測試機。

2、基準點

機器需要一些參考點才能知道探針的確切位置。參考點（稱為基準點）位于面板廢料上，如果廢料已被移除，則位于 PCB 本身上。最合適和推薦的基準是板的左上角和右下角。

3、過孔

電路板設(shè)計中包含的過孔不需要遮蓋，以便將探針放置在它們的邊緣。

藍色的掩蔽通孔和紅色的非掩蔽通孔

4、組件引腳

通常，最好將測試探針放置在元件腿附近以獲得良好的焊點，盡管不需要測試元件引腳。該技術(shù)通過將組件腿推到焊盤上來連接測試點的任何潛在開路。

5、尺寸

如果你設(shè)計的PCB 尺寸比較大，測試接入點盡可能靠近。

6、清潔

清潔組件對于確保去除不需要的助焊劑至關(guān)重要。這是因為有時測試儀必須移動探頭位置以獲得更好的接觸，不需要的通量會導(dǎo)致故障并增加測試時間。

7、探測點

你可以在底部的接地和電源軌中引入可訪問的探測點，可以在 PCB 的未探測側(cè)。這允許固定探針充當(dāng)臨時夾具，加快短路測試，并可以減少整體測試時間和成本。

8、測試訪問

如果可能的話，大限度地在程序集的一側(cè)進行測試訪問，至少每個網(wǎng)絡(luò)都有一個可能的點。如果你使用的是雙面機器，則將電路板翻轉(zhuǎn)過來測試雙面的成本會增加。

9、組件高度

PCB 的已探測區(qū)域和未探測區(qū)域均存在允許的最大組件高度，通常分別約為40 毫米和90 毫米。如果測試后未探測或安裝高組件，則將其放置在底部。他們可以在組件上創(chuàng)建一個禁飛區(qū)，也可以阻礙測試訪問。

測試設(shè)計 (DFT) 從根本上說是一個審查過程，用于發(fā)現(xiàn)和修復(fù)任何制造錯誤、檢查客戶提供的規(guī)格并最大限度地減少多余的過程。如果沒有這種定期測試，PCB 制造商可能會面臨嚴重的生產(chǎn)錯誤，DFT 確保以最低成本制造出高良率的電路板。

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審核編輯 ：李倩