7种常用PCB测试技术总结

一、什么是 PCB 制造的测试设计（DFT）

在 PCB 生产制造过程中，其中必不可少的一部分就是根据功能和可制造性对组装完成后的 PCB 进行检测。

这里有个非常专业的叫法：测试设计（DFT），其实就是 PCB 经过回流焊或者波峰焊或者回流焊+波峰焊后进行的一系列的检查，比如：X-ray、AOI、ICT、FCT检查等。

与 DFM 稍微不同的是，DFM 是在生产制造之前规避风险，发现问题，解决问题；而 DFT 是在生产制造过程中检查问题，解决问题。

虽然不同，但两个同样重要。专业一点来说：PCB 测试设计（DFT） 是一种对电路板和布局优化进行操作和功能测试的方法。PCB 测试设计（DFT）可识别任何短路、开路、元件放置错误或有故障的元件。

波峰焊图
测试设计（DFT）主要是为了验证以下 3 个问题：

1、电路板设计是否精确？

2、电路板生产制造是否完美？是否有缺陷？

3、是否 PCB板上的所有的组件、芯片和连接都良好运行？

还有一些需要解决的问题：

1、组件应适当间隔，降低测试缺陷的风险

2、如果提供焊盘之间的阻焊层不正确，那么PCB 的电气性能可能会退化。

3、优化钻头尺寸

4、解决表面贴装焊盘尺寸不当的问题

5、酸阱检测

回流焊图

二、 PCB 制造的测试设计（DFT）中包含的参数

1、测试点

测试点插入是 DFT 中提高测试效率的必要技术，测试点的位置取决于它可以覆盖多少个组件，可以通过安排准确的电源和接地测试点来缓解信号完整性问题。

2、测试走线

你可以在模拟敏感走线的走线上放置测试点，这些测试点可以连接到示波器或者信号发生器，用来了解信号的行为。

3、LED

可以加入 LED，确定电源是打开还是关闭的，调试 LED 对 FPGA 或微控制器来说，还是很适合的，用于大批量生产。

4、接头

连接到过孔的测试点，用于测量过孔上的电压。

三、PCB 制造的测试设计（DFT）的技术是什么？

1、PCB 裸板测试

在组装组件之前执行裸板测试以检查 PCB 的连接性。以下是执行此类测试的两种方法：

隔离测试验证两个电气连接之间的电阻。

连续性测试检查板内是否存在开路。

PCB 裸板测试

2、PCB 组装板测试

组装元件后执行组装板测试，这个过程可确保电路板的完整性和组件功能实现。

PCB 组装板测试

四、7种 PCB 测试技术

1、飞针测试

PCB 裸板和组装板都可以分别结合无源和有源模式的飞针测试。

探针包括用于检查的针，测试点可以包括无源元件，如电阻、电容、电感、无孔过孔或元件的端接端。它可以检测未通电元件的值、开路或短路、测量电压以及检查二极管和晶体管的位置。

飞针测试

飞针测试优点：

更便宜

更大的测试覆盖率

不需要固定装置

快速实施

飞针测试缺点：

由于探头在测量点之间移动，因此非常耗时

如果电路板不包括任何测试点、测试通孔或掩蔽通孔，则很难设置

一次性电容只能对并联的电容器进行测试

2、ICT 测试

ICT 测试，包括一些预先安装的、通过预设接入点在电路板下方对齐的电子探针。这样就可以在探针和 PCB 之间建立准确、稳定的电气连接。测试探针可以使电流在预先确定的设计测试点上流动。

ICT 可以检查短路或开路、阻焊层缺陷、元件错位或缺失等。该方法包括测试夹具以正确固定带有探针的电路板，以及测试夹具以同时检查电路板上的多个元件。这种测试方法可以节省时间。

ICT 测试

ICT 测试优点：

用于大批量生产

提供高达 90% 的覆盖率

准确

免于人为错误

ICT 测试缺点：

不适合小批量生产

无法检测到空隙或阻焊层不足

昂贵的

测试夹具等技术会增加成本

3、FCT 测试

FCT 测试用于质量控制并确保设备的预期操作，测试参数由客户/设计师根据设计提供。

该技术通常包含简单的开关测试，有时它需要复杂的软件和精确的协议。功能测试直接检查电路板在真实环境条件下的功能。

FCT 测试

FCT 测试优点：

低成本

用途广泛，可根据设计进行定制

与其他对其施加过大压力的测试不同，不会影响电路板的使用寿命

FCT 测试缺点：

需要经验丰富的技术人员

4、AOI 测试

AOI 包含 2D 或 3D 相机，可点击高分辨率图像并验证原理图。它还与数据库中可用的完美和不完美设计进行比较，AOI 可以非常准确地找出所有可见的错误。

AOI 与另一种测试方法一起使用以确保正确的结果，例如使用飞针的 AOI，以及使用在线测试的 AOI。

AOI 可以直接包含在生产线上，以防止任何过早的电路板故障。

使用自动光学检测 (AOI) 方法进行 PCB 测试

AOI 测试优点：

可以准确检测致命缺陷

一致的方法

AOI 测试缺点：

只能检测到表面缺陷

耗时的过程

设置会根据设计进行更改

基于数据库的检测并不总是 100% 准确

5、老化测试

老化测试是对电路板的早期检查，以防止制造完成后出现危险故障。此方法涉及超过指定的操作限制以触发故障。这是检测电路板最大工作额定值的有效方法。

各种工作条件涉及电压、电流、温度、工作频率、功率以及与设计相关的其他因素。

老化测试优点：

提高产品可靠性

验证电路板在环境条件下的功能

老化测试缺点：

超出额定值的施加压力会缩短电路板的使用寿命

这个过程需要更多的时间和更多的努力

6、X-ray 测试

X-ray 检测借助 X-ray 成像检测隐藏组件、焊接连接、BGA 封装、内部走线和枪管中的错误。

X-ray 检测优点：

不需要检查PCB的每一层

X 光机可以从电路顶部轻松检查内部层

X-ray 检测缺点：

这需要有经验和熟练的技术人员

该过程需要更多的劳动力和成本

7、人工目视检测

在这里，技术人员用肉眼或使用放大镜进行检查，人工目检测试可以确定未公开的组件的对齐、缺少组件和其他缺陷。

人工目视优点：

简单而基本的方法

人工目视缺点：

受到人为错误的影响

无法检测到微小和不可见的缺陷

五、9 种PCB 测试方法

1、边框边缘宽度

这对于在电路板的相对边缘保持足够的、未占用的空间至关重要。清晰的边缘有助于完美地固定测试机。

2、基准点

机器需要一些参考点才能知道探针的确切位置。参考点（称为基准点）位于面板废料上，如果废料已被移除，则位于 PCB 本身上。最合适和推荐的基准是板的左上角和右下角。

3、过孔

电路板设计中包含的过孔不需要遮盖，以便将探针放置在它们的边缘。

蓝色的掩蔽通孔和红色的非掩蔽通孔

4、组件引脚

通常，最好将测试探针放置在元件腿附近以获得良好的焊点，尽管不需要测试元件引脚。该技术通过将组件腿推到焊盘上来连接测试点的任何潜在开路。

5、尺寸

如果你设计的PCB 尺寸比较大，测试接入点尽可能靠近。

6、清洁

清洁组件对于确保去除不需要的助焊剂至关重要。这是因为有时测试仪必须移动探头位置以获得更好的接触，不需要的通量会导致故障并增加测试时间。

7、探测点

你可以在底部的接地和电源轨中引入可访问的探测点，可以在 PCB 的未探测侧。这允许固定探针充当临时夹具，加快短路测试，并可以减少整体测试时间和成本。

8、测试访问

如果可能的话，大限度地在程序集的一侧进行测试访问，至少每个网络都有一个可能的点。如果你使用的是双面机器，则将电路板翻转过来测试双面的成本会增加。

9、组件高度

PCB 的已探测区域和未探测区域均存在允许的最大组件高度，通常分别约为40 毫米和90 毫米。如果测试后未探测或安装高组件，则将其放置在底部。他们可以在组件上创建一个禁飞区，也可以阻碍测试访问。

测试设计 (DFT) 从根本上说是一个审查过程，用于发现和修复任何制造错误、检查客户提供的规格并最大限度地减少多余的过程。如果没有这种定期测试，PCB 制造商可能会面临严重的生产错误，DFT 确保以最低成本制造出高良率的电路板。

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审核编辑 ：李倩