 轉載自：公眾號“戲說Altium” 今天世界杯休戰(zhàn)一天，終于有時間把PCB上的那些“孔”和“點”講完了。測試點，也是爭論最多的一個“點”，就像梅西和C羅誰該拿金球一樣... 無論如何，還是祝愿兩位球王可以在本屆杯賽中走得更遠。 正文開始，我是分割線 如果你供職于外企，有沒有遇到過這種情況：板子已經設計完了，QA/QC卻強勢要求加測試點，達到Testpoint Coverage 100%的要求，否則不給pilot run。 你很委屈，板子走線已經密密麻麻了，哪兒去加測試點啊...一邊拿起電話和QA爭論：這是高速信號，加了測試點相當于加了根天線，對信號有影響，你能負責嗎？（心里很憤怒，QA真是啥都不懂?。?br>如果你供職于國企(國內企業(yè))，有沒有遇到過這種情況：板子已經設計完了，才想起工藝部門“每個網絡至少有一個測試點”的要求，否則不給試產。你很無奈，這么簡單的板子，老子已經測試很多遍了，肯定不會有問題...一邊拿起電話和工藝部門爭論：產品下個月要投產，現(xiàn)在改來不及，耽誤了工期你能負責嗎？（心里在抱怨，做工藝的真是完全不考慮研發(fā)的感受） 究竟問題在哪兒？其實誰都沒有錯，考慮問題的角度(職位)不同而已。 研發(fā)更多地關注產品本身的性能，還要通過thermal、reliability、S&V、EMI/EMC等一系列測試，拿到FCC、CE、BSMI、KCC等一系列安規(guī)證書。而測試點對于這些幾乎沒有幫助，當然最重要的是增加了研發(fā)工作量和設計復雜性。因此對于研發(fā)來說，如果沒有調試、檢測的需求，根本沒必要加這些TP。 而工藝/品質更多地關注生產或量產時的良率，確保ship到客戶手里的產品沒有質量問題(這對企業(yè)來說非常重要)，所以一定需要完整的流程和機制去檢測產品潛在的不良，ICT、FCT、OQA都是其中的一部分。對于工藝/質量管控部門來說，產品設計就應該是DFM(Design for Manufacture)，DFT(Design for Testing)的。 說了那么多，到底是否所有的板子都需要加測試點，怎么加呢？ 要回答這個問題，首先要明確加測試點目的，不能為了加測試點而加測試點。 測試點的用途主要有以下三類： 產品研發(fā)階段，便于調試 產品生產(量產)階段，用于ICT測試 產品返修時，便于檢測 不同目的加測試點的策略是不同的。 研發(fā)階段，需要加哪些測試點？ 可能會有工程師說：我干了研發(fā)那么多年，還從來沒有添加過測試點，調試的時候，直接從器件管腳或者過孔處測信號。先不論這些“點”嚴格意義上來說本來也屬于測試點，每次調試的時候，都要去數(shù)芯片上的管腳號，然后到處去找萬用表可以“下針”的位置，是不是很麻煩？碰到QFP、BGA的器件是不是更麻煩？ 因此合理的添加測試點還是有必要的，當然只需要給“感興趣”的信號添加測試點。以下是推薦的需要添加測試點的網絡： 電源 如果你收到第一塊prototype的PCB，你會測什么信號？如果板子工作不正常，你會先檢查什么？沒錯，絕對是電源，給所有的電源網絡都加上測試點很有必要。  重要的控制信號(Control Signal) 比如說，電源管理芯片的PowerOn（Power Enable/Power OK）的信號。給重要的控制信號加測試點，便于我們觀察信號的時序，幫助我們分析板子不正常工作的原因。  某些需要與外部接線的信號 比方說下圖中的I2C信號，添加了兩個測試點，可以用于與外部編程器相連，給右側的芯片進行編程。  除此之外，其他的工程師認為重要的信號也應該添加測試點。 量產階段的ICT是什么？ 回到本文開頭的那個問題，是不是所有的產品量產時都需要滿足每個網絡至少有一個測試點的要求？這主要還是取決于量產的規(guī)模，如果年產量達到kk級，那毫無疑問需要通過ICT快速地檢查PCBA的品質。如果量產的規(guī)模較小，很多公司會通過FCT階段跑一些Diagnostic tool或測評軟件來判斷產品的好壞。如果選擇了ICT，理論上每個網絡確實至少應該有一個測試點。對于工控板、白電等PCB面積相對富裕的產品，這個要求很合理。但對于手機、電腦主板等走線密度較大的產品，有時100%是不可能實現(xiàn)的，因此才會變通出"Critical Net覆蓋率100%"的說法，至于哪些網絡是critical的，那還不是研發(fā)說了算：P 這里花些時間說說ICT，這個對于理解測試點如何設計很有幫助。 ICT理論知識 ICT是In Circuit Test的簡稱，其功能類似于一塊萬用表，在產線上可以快速、批量地對PCBA進行測試。ICT測試靠探針接觸PCB Layout時的測試點，來檢測PCBA線路的短路、開路以及器件的焊接情況，并將短路、開路的點準確告訴用戶。 和ICT同樣用于PCBA檢測的還有AOI(Automatic Optical Inspection)以及FCT(Function Test)。AOI是光學檢測，通過攝像頭將掃描出的圖像，經過處理，與合格的圖像進行對比，給出潛在的缺陷。AOI與ICT相比，優(yōu)勢是比較靈活、不需要治具，但對不可見的焊點無能為力，對于焊點虛焊等情況也無法檢測。FCT是功能檢測，通過軟件來判斷PCBA功能是否符合要求，這也是大部分企業(yè)采用的方式，相比ICT，它的最大缺點在于無法給出缺陷的具體位置。對于一些產量比較大的產品，測試成本相對可以忽略，通常會將AOI、ICT、FCT做為多個工未依次進行。 下圖是ICT治具的一個參考圖：  其中最貴的就是下圖中的探針，表面鍍金，一整套治具的價格十來萬不在話下。  ICT也有個致命的缺點，即市場反應速度慢,因為為一塊PCBA制作和調試ICT針床夾具,往往需要花費1周甚至幾周時間，并且只能用于這塊PCBA。因此現(xiàn)在市面上也有飛針測試儀，相對ICT更靈活，可以編程實現(xiàn)飛針的快速切換，但缺點是測試速度慢。所以ICT現(xiàn)在仍是產線上的主流檢測方式。 測試點設計規(guī)范 由于ICT的探針的機械限制，測試點的設計也要遵循一定的規(guī)范。 測試點間距 探針的行業(yè)規(guī)范為0.100''/2.54mm(價格最低，可靠性高)，因此對于這類探針，測試點之間的間距至少為0.100'’/2.54mm或者更大。如果滿足不了這個要求，就需要使用更小的標準探針，如0.075'’/1.91mm(這種探針也很常用)或0.050'/1.27mm，當然更小的尺寸意味著更高的價格。 下圖是一種測試點間距的設計方法，直接將格點設為0.080'’/2mm，方便測試點的統(tǒng)一擺放：  測試點尺寸 測試點的尺寸對于治具額可靠性來講非常重要。有可能的話，TP尺寸越大越好，最常見的TP尺寸是?1.2mm，最小的TP建議為?0.8mm，再小的話會使探針的成本極具上升。 一般建議企業(yè)定義幾種規(guī)范的測試點，如?1mm，?1.2mm，?1.6mm等。 測試點位置 除了測試點間的間距要求外，測試點的位置還需遵循以下規(guī)則： 測試點盡可能散開擺放，盡量不要擺放在一個很小的區(qū)域內，因為這樣探針在接觸TP時可能造成PCB彎曲。 測試點盡可能原理板邊，比如至少距離板邊5mm 測試點原理定位孔，建議中心距至少4mm  測試點遠離較高的器件，避免干涉 有可能的話，所有的測試盡量放在一個面上。如果頂層和底層都擺放測試點，意味著需要制作雙面的治具或者兩套治具。 下圖是一個設計比較好的樣例，工程師并沒有把藍色箭頭所指的焊盤錫點做為測試點，而是將測試點引出，提高了測試的靈活性和可靠性。  測試點類型 測試點應該被設計成通孔(through-hole)的還是貼片(SMT)的？ 原則上來說，通孔的TP比貼片的TP更有優(yōu)勢。通孔測試點最大的好處在于通孔本身使得探針的中心定位更準確，其次兩面都可以下針。但通孔測試點最大的問題在于占用；額PCB所有層的走線空間，這也是SMT測試點最大的優(yōu)勢所在。因此在當今PCB尺寸越來越小的趨勢中，SMT測試點被更廣泛的應用。 測試點的材質 測試點最常見的材料有以下兩種： ENIG(Electroless Nickel/Immersion Gold)，俗稱化學鍍金 HASL(Hot Air Solder Level)，俗稱噴錫 建議使用化學鍍金的方式，因為電導率更高，雖然價格略貴。 下圖是鍍金測試點的一個實例：  Altium中測試點的使用 AD對測試點的支持并不怎么好，只需要記住以下幾點即可： 標識測試點 在AD中，雙擊需要做為測試點的焊盤或過孔，在左下的屬性中勾選，以此來定義測試點： 后續(xù)標記過的測試點可以生成報告。 測試點相關規(guī)則 比較重要的有以下兩種規(guī)則： 第一個是樣式規(guī)則，可以在規(guī)則中定義測試點的尺寸、間距、位置等。其中間距規(guī)則允許定義TP到器件、TP到板邊、TP到焊盤或過孔的距離，非常實用(老的AD版本好像沒有)。 第二個是使用規(guī)則，可以定義是否每個網絡都需要一個測試點。運行DRC后，沒有添加測試點的網絡都會警告提示。 測試點管理器(Testpoint Manager) 說實話這個功能非常雞肋，除了能給已經存在的Pad/Via添加一個測試點的屬性外，啥都做不了。而且添加屬性還需要設置格點規(guī)則，不容易成功。這里就一筆帶過了。 洋洋灑灑一大篇，終于接近尾聲了。文中的大部分數(shù)據都是結合了小編自身經歷和一些大企業(yè)的規(guī)范后整理出來的，希望對大家有用。 當然電子行業(yè)發(fā)展太快，很多數(shù)據也有可能過時，希望大家包涵。 今天就到這里了，晚上繼續(xù)世界杯！ |
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