7 种常用 PCB测试技术总结，优缺点+图片案例，帮你规避PCB 制造风险
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EMA介绍
今天是关于 PCB 测试技术、PCB 测试方法。
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。
当然这对于长期在 PCB 厂里工作的工程师来说，这些就是家常。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（来源于AiPCBA）
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（来源于AiPCBA）
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 制造测试设计技术有哪些？
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（来源于AiPCBA）
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（来源于AiPCBA）
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（来源于AiPCBA）
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（来源于AiPCBA）
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（来源于AiPCBA）
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（来源于AiPCBA）
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。
电路板设计的 X-ray检查（来源于AiPCBA）
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。
人工目视检测（来源于AiPCBA）
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。
以上就是关于PCB 测试技术及 PCB 测试方法简单的介绍，希望大家多多支持我们EMA。
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