logo
测试是电路板设计制造的重要部分，随着零件的小型化、产品的复杂化、发售时间的缩短，测试问题变得越来越复杂，通过电路板功能的扩大，组装水平的评价和现场维护成为组装过程中的重要问题，本文介绍电路板可测试性设计的3个战略。
电子组装测试包括裸板测试和负载测试两种基本类型。裸板试验在线路板生产完成后进行，主要检查短路、开路、网表的导通性。过程中还有很多其他的检查和验证方法。加载测试是在完成组装过程后进行的，比裸板测试更复杂。
组装阶段的测试包括生产缺陷分析MDA、在线测试ict和功能测试（在应用环境中操作产品）三种组合。近年来，组装测试增加了自动光学检测AOI和自动X射线检测。这些提供电路板静态图像和不同平面上的X射线电路板分层图像，从而确定缺焊和焊接点桥缺陷。
研究测试策略的目的是找到适合某个产品的必要组合测试方案。在开始设计程序之前，定义实施必要测试的简单策略。在产品研发周期的早期考虑产品的可测量问题，而不是后期考虑。这大大降低了从最初设计到最终测量的各个节点的测试成本，从而获得较高的节点测试性。图1：表示具有不同测试条件的多个测试类型的例子。
通常的测试有5种类型。主要功能如下。
1.裸板测试：检查未粘接零组件电路板上的开路和短路缺陷；
2.生产缺陷分析：对附着在零组件上的电路板焊接点的短路和开放缺陷进行检查；
3.在线测试：认证各单一零组件的动作；
4.功能测试：认证电路的功能模块的操作；
5.组合测试：在线测试和功能测试的组合测试。
图1表示具有不同测试条件的多个测试类型的例子。
最佳测试策略确保执行中的每个测试都是可靠的。生产测试过程可以在研究开发周期开始时定义得很好，设计完成后也可以变更。从一数百个高密度设计事例成功的一般测试策略会影响以下各方面。
1.元件通孔的布局需要战略性；
2.提供各布线网络内各节点的测试接触点。
3.两面接触的各个节点。
4.网格基淮元素和贯通孔的布局；
5.正确测试垫的形状和间距。
即使在最高密度的设计中，也只有在设计周期的各阶段坚持测试策略的情况下，才能实现电路板的各方面、各布线网络以及对各节点的100%测试。确定最佳检测和测试策略是什么？检测过程的可行性，测试策略的经济性分析，产品生命周期，取决于进入市场时间的要求。
确定最佳测试策略的另一方法是评估所有检测过程以确定缺陷范围和测试成本。在产品进入市场之前，我们会在设计的一个环节中发现并解决这些问题。
裸板测试
考虑到测试条件和日益复杂的基片互连测试的需要，特别是在测试过程与基片的电性能评价相关的情况下，会发生很多问题。在制造商充分保证基片互连性能的基础上，为了降低生产成本，用户必须100%在网络表格中定义测试数据。
图2:许多故障多起因于相邻元件的管脚短路、元件管脚和电路板的外层导体短路或印刷电路板外层导体之间的短路，探测垫的试验点为了自动探测测试需要在网格上。
数据的适应性也是目前面临的问题之一，期待通过工业标淮的制定在可预知的将来解决这些问题。以前这方面的工作不完美。例如，工业界向电路板制造商提供Gerber机器代码，该格式是驱动光绘制机，生成定义生产电路板的光图光罩的工具，也可以是单面、双面或多面光图。对于现有的软件工具，Gerber可以从图形中提取网络表格信息。该数据中不包含零组件信息，仅定义由机器代码命令存在的导电连接。关于数据格式的初始工业标淮是IPC-D356。
该数据格式从CAD系统提取网络表信息，转换为机器代码成智慧。许多测试器可以使用该代码来确定与电路板的物理状况对应的网络表特性。裸板测试是在配线过程完成后进行的，裸板测试信息以IPC-D-356形式提供，与单一零组件的管脚信息相关。因此，根据IPC-D-356标淮试验的制造商可以提供lsquo等产品。U12元件的16条腿和U19元件的9条腿短路的rsquo；等信息。
当然，裸板测试最需要的电子数据是CAD网状数据。很多企业不想和电路板厂商共享这些信息，但这仍然是决定裸板性能是否满足CAD系统设计要求的最简洁的数据。电路板的三种格式的电子描述优选彼此一致，但在许多情况下并非如此。这种记述有三个不同的原因。
1.迅速变更。
2.机器代码数据与网络表格数据之间的数据转换问题；
3.软件安装上的问题。无论哪种情况，数据的合规都非常重要。
使用治具和针床的开路和短路测试也面临课题，复杂得不能满足电路测试的要求。复杂性在于电路尺寸的减小和元件密度的提高。大部分电路板制造商使用的测试仪器中包含单一密度、双重密度以及四密度试验床。双密度测试床适合400mm以上的间隔。电路板当密度超过400mm间距时，必须考虑采用其他技术。这样的测试主要可以是BGA或列门阵列，也可以是管脚附近的微间距BGA封装阵列封装。
请记住本节的主题是裸板测试。但是，为了保证组装时各部的粘接正确，电路板制造商必须连接各阵列垫上的各配线网络的信号出入口和与其相关联的其他配线网络的信号出入口，来消除短路故障。
四密度测试治具每平方厘米能有62根测试针，但担心探测接触会给电路板带来潜在伤害。此外，双密度及四密度治具的成本及整个测试仪器的成本较高，因此很难在预期的成本范围内调整整个测试盖，该成本预测基于对当前电气性能测试的理解和现有测试概念的线性预测。
图3：测试探头周围的间隙取决于组装过程。探测周围的间隙必须保持在相邻元件高度的80%。
很多电路板制造商采用飞针测试（Fling probe Test）。使用这样的设备，可以通过激发各布线网络并与相邻的布线网络进行比较来建立开路和短路特性。
AOI200显然，1000阵列产品的密度具有各种网格，双密度和四密度夹具可以进行裸板输入输出导通的一般测试。但是，在元件从边缘堆积到边缘的情况下（像用砖墙那样），不能用以往的测试方法进行测试。电路板制造商多年来实现了藉由转换镀金属层与裸板的两面接触，进一步确立了完整的连通性。这个概念，BGA封装每平方厘米有96个垫，四密度测试夹具每平方厘米只有62个测试针，所以不适用于1.0毫米的间隔BGA。
当展开并排列元件时，元件的粘接复杂性部分地减小，但这占用了更多的空间以降低电路性能。另外，若采用当前的测试技术，则通过增大元件的输入输出端口密度，为了实现全覆盖，需要多通道或双钳位测试，因此电路板的测试成本大幅增加也备受关注。
飞针测试）取决于所制造的电路板数量的昂贵治具是针床测试的替代且有效的低成本测试方案。不足的是，测试速度取决于所选设备，速度相对较慢，设备的价格较高。测试高密度电路或其他接线网络时，测试会变得复杂。
大部分飞针测试器件的应用和发展在半导体工业领域得到扩展，随着大尺寸电路板的出现，器件的机械结构面临着很多挑战。相反，根据情况，很难改变小尺寸的飞针特性，因此小尺寸的测试系统很难适应测试的需要。因此，为了满足将来复杂的电路板加工需求，开发对应的测试设备。
随着微通孔技术的发展和通孔尺寸的持续减少，传统的金相显微剖面评价方法将逐渐结束应用，因为小于150微米的孔径微通孔实际上限制了这种方法的应用。
如果想知道更多的通孔的电镀和电导性，则需要采用其他测试方法。在一些公司，为了确定孔的完整性和可靠性，采用电互连应力测试，将这些信息与电路板制造商所需的开路和短路导通性信息相关联。
除此之外，还有阻抗控制测试、高电位测试以及介质强度测试，适应性评价电路板的条件变得相当严格。
