依舊自我介紹，張工，NPI 工程師，如果還不知道我具體是幹什麼的，歡迎看我的第一篇文章（主頁點進去即可）。

萬變不離其宗，作為 NPI 工程師，DFM 可制造性分析涉及的范圍非常廣，今天是關於 PCB 測試技術、PCB 測試方法。

一、什麼是 PCB 制造的測試設計（DFT）？

在 PCB 生產制造過程中，其中必不可少的一部分就是根據功能和可制造性對組裝完成後的 PCB 進行檢測。

這裡有個非常專業的叫法：測試設計（DFT），其實就是 PCB 經過回流焊或者波峰焊或者回流焊+波峰焊後進行的一系列的檢查，比如：X-ray、AOI、ICT、FCT檢查等。

當然這對於長期在 PCB 廠裡工作的工程師來說，這些就是傢常。

與 DFM 稍微不同的是，DFM 是在生產制造之前規避風險，發現問題，解決問題；而 DFT 是在生產制造過程中檢查問題，解決問題。

雖然不同，但兩個同樣重要。AiPCBA

專業一點來說：PCB 測試設計（DFT） 是一種對電路板和佈局優化進行操作和功能測試的方法。PCB 測試設計（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（來源於AiPCBA）

測試設計（DFT）主要是為瞭驗證以下 3 個問題：

• 1、電路板設計是否精確？
• 2、電路板生產制造是否完美？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、組件應適當間隔，降低測試缺陷的風險
• 2、如果提供焊盤之間的阻焊層不正確，那麼PCB 的電氣性能可能會退化。
• 3、優化鉆頭尺寸
• 4、解決表面貼裝焊盤尺寸不當的問題
• 5、酸阱檢測

回流焊圖（來源於AiPCBA）

二、 PCB 制造的測試設計（DFT）中包含的參數

1、測試點

測試點插入是 DFT 中提高測試效率的必要技術，測試點的位置取決於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生器，用來瞭解信號的行為。

3、LED

可以加入 LED，確定電源是打開還是關閉的，調試 LED 對 FPGA 或微控制器來說，還是很適合的，用於大批量生產。

4、接頭

連接到過孔的測試點，用於測量過孔上的電壓。

三、PCB 制造的測試設計（DFT）的技術是什麼？

1、PCB 裸板測試

在組裝組件之前執行裸板測試以檢查 PCB 的連接性。以下是執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。
• 連續性測試檢查板內是否存在開路。

PCB 裸板測試（來源於AiPCBA）

2、PCB 組裝板測試

組裝元件後執行組裝板測試，這個過程可確保電路板的完整性和組件功能實現。

PCB 組裝板測試（來源於AiPCBA）

四、7種 PCB 測試技術

1、飛針測試

PCB 裸板和組裝板都可以分別結合無源和有源模式的飛針測試。

探針包括用於檢查的針，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（來源於AiPCBA）

飛針測試優點：

• 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：

• 由於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，則很難設置
• 一次性電容隻能對並聯的電容器進行測試

2、ICT 測試

ICT 測試，包括一些預先安裝的、通過預設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、穩定的電氣連接。測試探針可以使電流在預先確定的設計測試點上流動。

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省時間。

ICT 測試（來源於AiPCBA）

ICT 測試優點：

• 用於大批量生產
• 提供高達 90% 的覆蓋率
• 準確
• 免於人為錯誤

ICT 測試缺點：

• 不適合小批量生產
• 無法檢測到空隙或阻焊層不足
• 昂貴的
• 測試夾具等技術會增加成本

3、FCT 測試

FCT 測試用於質量控制並確保設備的預期操作，測試參數由客戶/設計師根據設計提供。

該技術通常包含簡單的開關測試，有時它需要復雜的軟件和精確的協議。功能測試直接檢查電路板在真實環境條件下的功能。

FCT 測試（來源於AiPCBA）

FCT 測試優點：

• 低成本
• 用途廣泛，可根據設計進行定制
• 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：

• 需要經驗豐富的技術人員

4、AOI 測試

AOI 包含 2D 或 3D 相機，可點擊高分辨率圖像並驗證原理圖。它還與數據庫中可用的完美和不完美設計進行比較，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線上，以防止任何過早的電路板故障。

使用自動光學檢測 (AOI) 方法進行 PCB 測試（來源於AiPCBA）

AOI 測試優點：

• 可以準確檢測致命缺陷
• 一致的方法

AOI 測試缺點：

• 隻能檢測到表面缺陷
• 耗時的過程
• 設置會根據設計進行更改
• 基於數據庫的檢測並不總是 100% 準確

5、老化測試

老化測試是對電路板的早期檢查，以防止制造完成後出現危險故障。此方法涉及超過指定的操作限制以觸發故障。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、功率以及與設計相關的其他因素。

老化測試優點：

• 提高產品可靠性
• 驗證電路板在環境條件下的功能

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、內部走線和槍管中的錯誤。

X-ray 檢測優點：

• 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部層

X-ray 檢測缺點：

• 這需要有經驗和熟練的技術人員
• 該過程需要更多的勞動力和成本

7、人工目視檢測

在這裡，技術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。

人工目視檢測（來源於AiPCBA）

人工目視優點：

• 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

這對於在電路板的相對邊緣保持足夠的、未占用的空間至關重要。清晰的邊緣有助於完美地固定測試機。

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）位於面板廢料上，如果廢料已被移除，則位於 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

清潔組件對於確保去除不需要的助焊劑至關重要。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，不需要的通量會導致故障並增加測試時間。

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。這允許固定探針充當臨時夾具，加快短路測試，並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進行測試訪問，至少每個網絡都有一個可能的點。如果你使用的是雙面機器，則將電路板翻轉過來測試雙面的成本會增加。

9、組件高度

PCB 的已探測區域和未探測區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。如果測試後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建一個禁飛區，也可以阻礙測試訪問。

測試設計 (DFT) 從根本上說是一個審查過程，用於發現和修復任何制造錯誤、檢查客戶提供的規格並最大限度地減少多餘的過程。如果沒有這種定期測試，PCB 制造商可能會面臨嚴重的生產錯誤，DFT 確保以最低成本制造出高良率的電路板。

以上就是關於 PCB 測試技術及 PCB 測試方法簡單的介紹，希望能夠對大傢有用，歡迎大傢多多指教。