各种PCBA测试方法的特点和其优缺点比较

PCBA加工

测试是设计制造的重要部分，随着元器件的小型化、产品的日渐复杂和上市时间的缩短，测试问题越来越复杂。而且，焊点的数量、层数和PCBA加工工艺复杂程度的增加都会在线路板上造成大量的缺陷。接下来佩特科技将就各种PCBA测试方法的特点及其优缺点进行比较。

一、裸板测试

考虑到测试条件和日渐复杂的基片互联的测试需要，特别是测试过程涉及基片的电性能评估时，人们会遇到许多问题。为使生产商在充分保证基片互联电性能的前提下降低生产成本，用户将不得不用100％网表定义测试数据。数据的兼容性也是目前遇到的问题之一，人们期望通过制定工业标准在可预知的未来解决这些问题。过去，这方面的工作没有做得尽善尽美，例如：工业界向电路板生产商提供Gerber机器码，这种格式用于驱动光绘机及生成定义生产电路板的光图的光罩工具，它可以是单面、双面或多面光图。

现有的软件工具可从Gerber图形中提取网表信息。这种数据不包括元器件信息，它仅定义了因机器码命令而存在的导电连接。关于数据格式的早期工业标准是IPC-D-356。该数据格式从CAD系统中提取网表信息并将其转换成智能机器码。许多测试仪能用这种码来确定与电路板的物理状况相对应的网表特性。

由于裸板测试是在布线工艺完成之后进行，裸板测试信息是以IPC-D-356格式提供，并与单个元器件的管脚信息相关。因此，根据IPC-D-356标准测试的生产商可以提供诸如“U12元件的16脚与U19元件的9脚短路”之类的信息。当然，裸板测试最需要的电子数据是CAD网表数据。许多公司不愿意与电路板生产商共享这些信息，但这仍然是确定裸板性能是否满足CAD系统设计要求的最简洁的数据。人们期望电路板的三种格式的电子描述能相互一致，但在大多数情况下不是这样。存在这种描述上差异的原因有三点：

1、仓促的更改；

2、机器码数据和网表数据间的数据转换问题；

3、软件实现上的问题。在任何情况下，数据兼容性都相当重要。

二、在线测试（ICT，In-Circuit Test）

通过对在线元器件（制成板上的元器件）的电性能及电气连接进行测试来检查生产制造缺陷及元器件不良的一种标准测试手段。它主要检查在线的单个元器件以及各电路网络的开、短路情况，具有操作简单、快捷迅速、故障定位准确等特点。它通过直接对在线器件电气性能的测试来发现制造工艺的缺陷和元器件的不良。元件类可检查出元件值的超差、失效或损坏，Memory类的程序错误等。对工艺类可发现如焊锡短路、元件插错、插反、漏装、管脚翘起、虚焊、PCBA短路、断线等故障。测试的故障直接定位在具体的元件、器件管脚、网络点上，故障定位准确。对故障的维修不需较多专业知识。采用程序控制的自动化测试，操作简单。

在线测试有针床式和飞针式两种：针床式在线测试仪的代表有美国Teradyne公司的SPECTRUM8800系列和Z1800系列以及Gen Rad公司的GR228X系列。飞针ICT设备有日本TAKAYA生产的APT－8400CJ。飞针ICT基本只进行静态的测试，优点是不需制作夹具，程序开发时间短。针床式ICT可进行模拟器件功能和数字器件逻辑功能测试，故障覆盖率高，但对每种单板需制作专用的针床夹具，夹具制作和程序开发周期长。但是在线测试存在的明显不足之处是其探测方法和故障覆盖率，需要设定每个网络连接点的探测节点、当前条件下这种测试方法只能达到70%-80%的故障覆盖率。

三、自动光学检测（AOI）和自动X射线检测以及边界扫描

它们是近年发展起来的一些新型测试技术，由于其技术不成熟，设备价格昂贵。在市场上还没达到普及。

四、功能测试

给一个功能模块一个输入信号而得到相应的输出信号，通过判断其输出信号是否正确来达到判断该功能模块是否有缺陷。电子产品功能测试有着其盛衰的历史，60年代后期它是第一种自动化测试方法，随着70年代后期在线测试技术的出现，功能测试似乎注定要让位于编程与判断日趋简易快速的在线测试。然而如今，潮流又变了。在线测试目前有一个问题越来越严重，即探测方式。据美国NEMI(国家电子制造组织)分析，到2004年底可探测到的节点基本上将为零，如果无法进行探测，那么在线测试几乎就没有用武之地。

功能测试正日益更多地用于生产线后工序中，甚至也用于进行工艺中段的测试，但是其体系和实施方法与以前的测试几乎已完全不同。如今的测试系统在多数情况下速度更快，结构也更加紧凑，功能测试对于验证产品的总体功能性、维护校准信息、向ISO9000程序提供数据以及保证高风险产品，如医疗设备的质量等都是不可缺少的。

五、自动测试和手动测试

随着每条生产线的产量和速度增加(实现规模经济的一个主要方法是提高每个测试设备的生产率)，应该要考虑能否使测试过程自动化。自动化功能测试实际上省去了装载/卸载的时间，并不需要再增加其它测试系统，在考虑提高产量的时候通常不会顾及输运设备增加的成本。测试自动化的缺点包括有一个初始硬件投资、与生产线整合的时间、测试系统能否与生产线速度保持同步以及如果设备出故障而会给生产带来的问题等等。

离线式测试仪不会直接影响装配线，如果测试仪出现故障，可以把产品从生产线上拿出放在一边继续生产，这样生产线不会受影响，不过处理时间和人工也是个问题。人工测试通常要用若干电缆和连接器连接待测产品（UUT），这些电缆与针床夹具上的探针相比较，其使用寿命一般较低，因此应将它纳入维护计划中，这可以降低间发性故障。

对批量PCBA加工生产和提高产能的重视使得测试也开始变得引人注目。