2021年12月31日 | 几种常见的PCB测试方法汇总

对于 PCB 原型应用，一个先决条件是必须的：可靠的测试。这些早期产品的唯一目的是测试设计理念，以确保它们能够合格的销售和使用。尽管如此，PCB生产可能是不可预测的，因为有许多部件和补丁关联。

当电子电路设计简单时，手动目视检查 (MVI) 足以识别潜在问题，例如短路、过载、有缺陷的连接点、零件损坏、组件丢失等。

然而，MVI 也会受到人为错误和疏忽的影响，可能是一项令人筋疲力尽且乏味的任务。由于故障或召回，这导致了电路缺陷和过多、不必要的成本。

PCB 制造行业和 PCB 相关制造商已经建立了多种测试和评估技术，以确保产品安全可靠。如今的测试标准可以更好地查明当前或未来可能发生故障的故障电路组件。

一个测试过程使用自动光学检测 (AOI) 方法使目视检查自动化。 AOI 通常使用自动扫描 PCB 设备的相机来测试质量、缺失部件和潜在故障。它现在广泛用于回流焊之前和之后，并且可以在一些拾取和点焊机上使用。

随着表面贴装器件 (SMD) 和球栅阵列 (BGA) 变得越来越普遍，AOI 测试的局限性变得更加明显。AOI 通常无法识别束bundles下的缺陷。

随着 PCB 的发展，确保可靠性的测试方法也在发展。因此，开发了一种自动 X 光检测 (AXI) 方法，该方法可以揭示隐藏的PCB组装缺陷，即使是在多层PCB中也是如此。

在这个初始评估阶段完成后，PCB 通常会通过一个精确的规格测试，在整个电路上执行。

PCB原型测试过程中分析的主要元件有哪些？

进行测试 PCB 原型时，意味着评估电路板的电路设计以可确保其安全性，并且设计已完全符合项目需求。该电路是电子元件的组合，这些元件将在最终 PCB 设计中通过铜线互连。

这些电子元件可以包括：

电容器 (C)

电阻器 (R)

二极管 (D)

保险丝 (F)

电感（一）

集成电路 (IC)

晶体管 (T)

继电器 (R)

这些组件是导致 PCB 故障的重要因素，当然，在测试前首先要确保它们在理想模型时是否可以满足需求。

例如，重要的是要考虑预期的环境条件（例如温度和湿度）以及可用电流。问问自己：如果发生短路、过载或过热，会发生什么？

让我们回顾一些可用的测试方法。

PCB测试方法

在线测试：PCB 原型评估最理想的测试之一是在线测试 (ICT)。它为 PCB 组件中的所有电子元件提供了一种可靠的、高故障覆盖率验证方法。ICT 通过控制和激励 PCB 的硬件来工作，旨在提供 100% 的包容性。好处是它完全消除了人为错误的可能性。

测试步骤：

铺设固定探头

检查连接

开始测试

遍历印刷电路板的组装点，并通过在其上施加一点张力来确保其牢固。

优势：

BGA 或主要组件——以及在组装完成后。

短路测试：此测试需要检查电路中不同点之间的电阻。可以使用万用表。许多 PCB 因短路电流而损坏。

重点关注细间距部件，例如具有 LQFP 印模的微控制器。这是因为两个相邻引脚之间存在误焊接可能会损坏微控制器或其他芯片。一定要测量每个不同电压轨对地的阻抗。

例如，PCB 中可能有 12、5 和 3V 的力网络，其中任何一个都可能由于紧固不良或零件损坏而短路。通电时，这可能会导致部件发热。

飞针测试：一种实用的技术，可在需要 ICT 电源的情况下从一个点到另一个点测试 PCB 探针（因此得名“飞针”）。由于不需要定制夹具，因此该测试对于原型和中小批量生产而言非常具有成本效益。

它通常用于寻找电路中的奇异问题，例如：

短路

电容

阻抗

电感

开关

二极管

测试步骤：

将针连接到 x-y 网格上的测试（从 AUTOCAD 文件中获得）

探针可以在电路板周围移动以评估交替点或个别部分

反极性测试：当插座反向接线时会发生反极性。如果您颠倒了一两条电路线，可能就会直接冒烟了。在简单的情况下，您可以在不更换整个电路板的情况下移除损坏的部件。

为了保护 PCB 免受反向极性的影响，可以插入一个保护二极管。但是，二极管会消耗功率。

自动光学检测 (AOI) 测试：一种主要的视觉方法，用于使用相机检查装配是否存在任何明显或新出现的问题或疑虑。

测试步骤：

拍摄电路板中的零件图像以进行测试

将图像与示意图进行逐项比较

如果电路板与原理图协调到特定速率，则测试通过

优势：

捕捉电路板组装过程中可能出现的早期问题。建议不要完全依赖 AOI 进行全面测试。添加 ICT 或飞针方法以获得更可靠的结果。

老化测试：涉及通过 PCB 的电子设备运行电源，通常是在升高的温度下，或其最大额定容量下进行。它的用途是建立和测试负载限制。但是应该小心，因为测试可能会危及 PCB 的组件。理想情况下，应尽早进行老化测试，并/或在测试和更换零件的成本较低时进行老化测试。

测试步骤：

通过 PCB 推动高功率，通常达到其极限。

电源可能会通电 48 到 168 小时

如果电路板出现短路，则称为“初期失效率”

优势：

请注意，此测试并非适用于所有条件的 PCB。老化测试会缩短 PCB 的使用寿命。所以，它应该只在必要时使用，而不是毫无意义。

它可能对以下方面有用：

在发布之前尽可能测试项目

在装配过程中及早发现潜在问题

填充元件测试：花费数小时调查微控制器为何忽略启动，结果却发现是因为晶振的电容未安装，这可能令人沮丧。但是当需要考虑多个部分时，很容易遗漏一两个组件。使用 PCB 原型时，您首先要确保组件适合您计划设计的电路板。

在开始交叉检查每个组件之前，请确保您使用的是正确的物料清单。

X 射线检测测试：X 射线可以在组装过程的早期定位缺陷，这些缺陷是人眼无法检测到的，例如芯片束下方的缺陷。有 2-D和 3-D AXI 测试，后者为 PCB 原型提供更快的测试周期。

测试：

焊接连接

鼓包

内部伤痕

优势：

请注意，与老化测试类似，X 射线检查会缩短 PCB 的使用寿命，因此仅在利大于弊时进行测试，例如：

检查没有 X 射线就无法看到的电路板层

需要高级技术人员

功能测试 (FCT)：通常模拟被测产品的操作环境，并作为最终制造前的最后一步完成。这些参数通常由客户提供，并且可能取决于 PCB 的最终用途。通常将计算机连接到测试点以确定 PCB 是否满足其预期容量。

测试的先决条件：

由客户提供

可能包括 UL、MSHA 或其他标准的要求

包括固定装置或外部设备

优势：

发货前的最后一次测试

质量保证，但可能很耗时

额外的 PCB 测试

除了上面提到的那些之外，还有几种类型的测试，这取决于具体情况。

其他测试：

PCB 污染测试：识别板上可能导致污染的导电离子

可焊性测试：用于检查表面板的耐用性并确保可靠的焊点

显微切片分析：检测缺陷、故障、短路或故障

剥离测试：找出从板上剥离层压板所需的强度度量

浮焊测试：确定 PCB 孔可以抵抗的热应力水平

优势：

不需要客户支持

与不同的测试一起使用，例如 ICT 或飞针，以获得额外的保证

识别故障

在为您的项目决定理想的测试之前，请确定 PCB 的用途。权衡可用的不同测试的优缺点，包括它们的成本。有时您可能想要执行多个测试。通常，电子合同制造商会帮助您确定最好的做法。