设计可靠性测试和降低风险策略的实施

当我们考虑PCB设计领域时，必须遵循准则和标准才能实现最佳和准确的设计。即使这样，也必须进行测试和设计测试（模拟），以确保产品按预期运行并在指定的时间内可靠。这些测试对于评估PCB性能，设计的可靠性和准确性至关重要。PCB设计人员所不希望的一件事就是在最后一分钟发现他们的产品出现故障或出现故障。

正如前面提到的，即使是经过适当设计和严格设计的pcb，也容易出现故障和故障。这是大多数电子设备从原型阶段遗留下来的问题，需要PCB设计人员进一步故障排除。然而，最令人不安的是那些在产品正式投入使用之前没有被注意到的问题。这些保证了对PCB可靠性测试的需求成倍增加，因为它们在几乎所有电子设备中都需要用到。

经过测试可确保PCB可靠性

工程师之间的常识是，PCB测试是PCB开发和设计过程中至关重要的部分。从设计开始到生产过程中进行这些测试，有助于降低成本，并在问题遗留到正式产品之前解决它。此外，针对PCB有各种各样的PCB测试方法。其中许多可以在小型程序集或原型阶段实现。

可靠性测试从原理图和硬件设计本身开始。它是根据组件属性及其在电路设计中的放置方式进行的。这些测试旨在更仔细地研究潜在的焊点问题，短路和功能问题。所有这些项目均提高了PCB的可靠性，并改善了整体设计和功能，从而确保每个经过测试的PCB都能按预期运行。这些类型的测试还在PCB设计过程中提供了其他好处，例如：

节省时间：可靠性类型测试可以节省时间，因为它指出了需要更快改进的地方。反过来，这使设计人员更容易快速有效地解决问题。总体而言，它提高了生产率，降低了风险，提高了可靠性并降低了成本。

发现错误：所有PCB设计的目标都是在最终产品的整个生命周期中实现高水平的功能，性能和能力。这就是为什么尽快发现错误和错误，获得更高级别的可靠性并降低将来发生可靠性问题的风险的原因。

降低成本：由于尽早发现错误，故障和可能的可靠性问题，因此可以节省公司资金，并减少将来发生可靠性问题的风险。

尽管并非所有类型的PCB都需要进行相同数量的严格测试，但它们通常具有相同的测试项目或面积。这些项目或区域如下：

覆膜：特别是由于覆膜质量对于PCB的使用寿命至关重要。此外，剥离层压板会导致PCB最终功能出现问题。

镀铜：这是铜质量测试，即拉伸强度和伸长率。

可焊性：确保组件可以牢固地连接到PCB。该测试还着重于润湿性或表面接受液态焊料的能力。

孔壁质量：测试以确保孔壁不会开裂或分层。该测试的重点是使PCB承受环境压力，以确保可靠性。

电气：测试PCB传导电信号且低泄漏的能力。

环境：测试PCB在潮湿环境中抵抗水吸收的可靠性。

清洁度：测试PCB抵抗环境因素（如湿度，腐蚀和其他环境条件）的能力。

 

PCB测试方法类型

可以使用多种PCB测试方法，但是没有一项测试能够检测出每个问题或符合设计人员的所有要求。因此，您应该仔细考虑这些测试方法，以确定其中哪些满足您的特定需求。此外，在决定哪种方法最适合您的需求之前，应该考虑一些因素。它们包括测试方法的可靠性，要测试的问题以及要测试的产品类型。

测试方法概述和总结

在线测试（ICT）

它使制造商可以测试各个组件并测量其性能，而不必考虑与它们相连的其他零件。此外，它能够检测98％的故障，并且最适合模拟电路，因为它擅长测量电容，电阻和其他模拟测量。 

无固定装置在线测试（FICT）/飞针测试

FICT是一种ICT，无需定制夹具即可运行，从而降低了测试的总成本。取而代之的是，它使用简单的夹具来固定电路板，同时使测试针脚移动，并使用软件控制的程序测试其上的相关点，因此得名“飞针测试”。尽管这是一种有效且具有成本效益的测试方法，但它往往比标准ICT慢。

功能电路测试

顾名思义，功能电路测试（FCT）是一种测试电路功能的测试。FCT模拟由可能与被测设备（DUT）通信的任何潜在设备组成的操作环境，并模拟该设备可能使用的最终电气环境。这些类型的测试可能会有所不同，但是它们都模拟了相关PCB的操作环境。

边界扫描测试

边界扫描测试检查PCB的走线。当不可能到达电路的所有节点时，它提供了一种测试集成电路的方法。通常在现场服务中使用它来查找功能系统内的问题。

制造设计（DFM）测试

制造设计（DFM）是组装PCB拓扑的过程，重点是制造方法。这是一种设计思路，着重于缓解通常在制造和组装过程中出现的问题。通常，您应该在项目时间表的早期进行DFM测试，以减少总体开发时间和成本。

组装设计（DFA）测试

对于PCB，组装与设计本身同样重要。因此，测试组装设计（DFA）同样重要。无论使用什么组件，您都需要能够安全有效地组装它们，以实现最终产品。此外，您应该在设计过程的早期就实施DFA测试，以最大程度地降低生产成本并减少开发时间。

测试设计（DFT）

顾名思义，测试设计（DFT）是指易于测试的PCB设计。所有PCB都需要进行一定程度的测试。因此，请谨慎设计您的设计，以有效地适应这一需求。在如此强调测试的情况下，可以肯定的是，为了确保做到这一点而进行的测试具有高度的重要性。

注意：尽管DFT在实施过程中需要进行额外的设计和工程设计，但它可以减少故障和降低制造成本，从而带来收益。

供应链设计（DSC）

DSC专注于产品的生命周期。通常，它指向设计中使用的组件，这些组件更容易获得且也具有成本效益。如果需要，这使得最终产品更易于制造和维修。因此，测试DSC也是要考虑的重要方面，它直接影响可靠性。例如，如果您购买了新的OLED 4K电视，但在使用6个月（保修12个月）后，需要维修，但上述维修所需的组件所花的费用比最初购买的要多。

如果这种情况发生在保修期之外，那么这种情况对于从事保修工作的公司和消费者来说都是一场噩梦。

IPC和PCB分类的分类标准集

IPC是制定PCB相关标准的组织。该协会以前称为印刷电路协会，但现在称为连接电子工业协会。IPC标准是电子行业采用的用于设计，PCB制造和电子装配的标准。

在IPC的标准内，是对PCB进行分类的划分类别。它们如下：

第1类电子产品：由通用电子产品组成，例如玩具，手电筒和智能手机。总体而言，这些是生命周期短，质量或可靠性最低的电子产品。

2类电子产品：包括专用服务电子产品，例如笔记本电脑，微波炉和电视。总体而言，这些设备的寿命周期较长或较长，因此需要或期望持续的性能。换句话说，促进不间断服务的设备并不重要。

3类电子产品：3类电子产品包括高可靠性电子产品，例如航空航天，军事和医疗应用。这些设备的使用寿命非常长，具有最高标准水平。它们提高了故障安全性能和功能以及不间断的服务。此类设备提供的功能至关重要，并且必须遵守最严格的准则。

 

提升可靠性的设计是每个PCB设计人员的最终目标。IPC制定的标准为可靠性的重要程度提供了一个蓝图。尽管我们可能从未亲身体验过它的重要性，但是，一次访问医院的重症监护室将可能就会明白。可靠性的重要程度超越了利润率和回报率，因为在某种情况下这将涉及到生死攸关的问题。