在产品开发流程中,设计阶段决定了产品80%以上的成本与质量。一个常见的悲剧是,设计工程师倾注心血完成的PCB布局,在功能上完美无缺,却在进入量产前的测试阶段遭遇滑铁卢——关键节点无法被有效探测、测试覆盖率不足、测试时间过长或测试治具成本高昂。这些“隐性可测试性问题”往往源于设计阶段对制造测试环节的考虑不足。而专注PCBA领域的企业,凭借其贯穿设计、制造与测试的全流程视角和丰富的量产测试经验,确实有能力在早期介入,精准识别并预防这些问题。
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一、何谓“隐性可测试性问题”?
这些问题在电路功能仿真中不会暴露,却在物理实现后成为测试的障碍:
- 物理访问性障碍:高密度布线导致测试点(Test Point)缺失或被元件、连接器遮挡;测试点尺寸过小或间距不符合探针规格;BGA、QFN等器件下方的网络完全无法被探针触及。
- 电气隔离性缺陷:电源与地网络缺乏可隔离的测试点或保险丝,使得短路故障难以定位;模拟与数字部分、不同电源域之间缺少必要的隔离点,导致测试信号相互干扰。
- 可测性设计逻辑缺失:未采用或不规范使用边界扫描(JTAG架构,使得对复杂数字芯片互联(Interconnect)测试和在线编程(ISP)变得困难或不可能。
- 测试激励与观测困难:关键控制信号(如使能、复位)被直接连接到芯片,外部无法注入测试激励或捕获响应;时钟电路未设计测试模式。
二、专业PCBA厂商的早期识别方法与工具
专业厂商的工程团队在进行可制造性设计评审时,会同步启动可测试性设计评审,其核心方法包括:
- 基于规则与经验的知识库检查:运用积累的DFT规则库,系统性地检查设计文件:是否所有网络都具备可达的测试点?测试点布局是否符合既定贴片与测试治具的工艺能力?电源网络是否设计了适当的测试隔离手段?
- 虚拟仿真与预分析
测试覆盖率预测:在拿到设计文件后,利用专业软件进行虚拟针床仿真,提前评估在理想条件下能够通过ICT(在线测试)接触到的网络百分比,并出具覆盖率报告,明确指出无法接触的网络列表。
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边界扫描链完整性分析:检查JTAG链的拓扑结构是否正确,TAP控制器是否可访问,链上所有器件是否支持相应指令。
- 与制造及测试工艺的协同考量:他们会结合自身产线的测试设备能力(如飞针测试机的最小间距、针床治具的最小孔径)来评估设计的可实现性。例如,指出某个区域的测试点密度过高,将导致治具探针无法安装或成本激增。
三、早期识别的巨大价值:成本、周期与质量的三赢
在图纸阶段发现问题并推动修改,其成本几乎可以忽略不计。一旦板卡投产,再为解决测试问题而进行设计变更(ECO),代价将呈指数级增长。专业PCBA厂商的早期介入,能为客户带来以下核心价值:
- 显著降低测试成本:通过优化测试点布局,可能将昂贵的针床治具改为经济的飞针测试,或减少治具的层数。良好的可测试性设计还能大幅缩短测试编程和调试时间。
- 保证量产质量与效率:高测试覆盖率是筛选制造缺陷、确保出厂质量的关键。早期识别并解决问题,能确保量产时具备高效、可靠的测试手段,避免因测试漏洞让不良品流向市场。
- 加速产品上市进程:可测试性问题的晚期暴露是项目延期的主要原因之一。早期解决,能确保测试治具与生产板卡同步到位,实现从工程样品到量产的无缝衔接。
因此,答案是肯定的。专注PCBA领域的专业伙伴,绝不仅是设计的被动执行者,更是以前瞻的测试思维赋能设计、从源头保障产品可制造性与可测试性的协同创新者。这种在早期识别隐性问题的能力,是帮助客户提升产品竞争力、控制项目风险的核心专业服务之一。
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