八、测试

许多制造商都有固定的流程来确保要制造的设计是正确的,在PCBA制造过程中,最重要的两个步骤是自动光学检查AOI和电气测试。AOI将根据所提供的图稿目视检查设计,电气测试将通过对PCB进行物理探测来测试是否有任何错误的开路或短路。

制造商做完SMT后,通常会执行AOI来检查焊点、零件方向和任何其他缺陷。如果存在具有复杂覆盖区的组件,如BGA封装芯片,则执行自动X射线来确认零件下方的焊点是否良好。

(一)测试什么

1.供电

虽然每种设计都有其独特的功能,但是通常有一个共同点,那就是电路板的供电方式。你需要确认自己的设计获得了正确的供电电压,如果电压错误,将导致其他的设计工作异常,甚至会损坏元器件。你可以使用万用表进行一些初步探查,确认设计中的所有电压都可以达到期望的数值,这是确保设计其余部分正常运行的第一步。一般情况下还需要测试一下电流,消费类电子一般对低功耗要求较高。

2.微控制器

在万物互联时代,绝大多数电子设备都需要一个大脑,控制器可以控制系统按照预期的功能运行,需要优先确保其能正常工作。

3.信号与传感器

大多数设计都会包含输入输出信号:

​ 作为微控制器的输出;

​ 或接收来自其他传感器的信号。

4.交互功能

用户不会在乎设计“幕后”发生的事情,他们更多地关心按钮是否可以正常工作、LED是否如用户手册所描述的那样工作。你必须彻底测试所有面向用户的组件,包括按钮、LED、触摸屏等。

(二)测试治具

对于较为简单的设计,可能需要手动测试每块PCBA板,而用于大批量生产的方法是设计和生产自动测试治具。测试治具本身就是产品,它可能不像你所生产的产品那样令人赏心悦目,但它很可能也是一项复杂的设计。

1.制造治具

你可以使用3D打印的部件制成测试治具,甚至可以用胶合板制成的测试治具。笔者就曾用硬纸板做过包装盒压印LOGO的定位治具,虽然很简单但很有效,会大大提高生产效率。无论测试治具是由什么制成的,最重要的方面是它的坚固性和可重复性。当然,对于批量化生产一般需要找专业的治具工厂。

2.自动化

除了与板上测试点接口的插针引脚外,还需要考虑其他方面,以使自动测试能力尽可能强大。如果你的设计具有按钮和LED,有两种方法可以确认它们是否正常工作。

​ 一种方法是让操作员手动按下按钮并在LED上看到提示,按照你的测试计划,他们会知道何时按下它,以及评估测试是否通过;

​ 另一种方法是使该过程完全自动化,在测试治具中,可以使用电控机械组件按下按钮以确保这些按钮可以正常工作,使用颜色传感器来确保LED是正确的颜色。这增加了设计的复杂性,但是从长远来看,由于测试是快速且可重复的,可以大大降低人工成本。

3.测试界面

测试治具一般需要通过计算机操作运行,计算机根据你编写的程序,执行必要的测试,告诉操作员你的电路板是否通过。对于操作员来说,测试治具应该尽可能简单。操作员通过按下按钮,让测试治具执行所有测试,然后在测试结束时获得通过或失败的指示。你可以使用大图标识的绿色、红色或蓝色的组合来指示测试状态。

4.做好治具备份

如果你的产品在批量制造,单个测试治具损坏将会导致整个生产过程停滞,你将不得不生产另一台治具并将其运送到工厂。因此,拥有多台测试治具可以提高速度和效率,最重要的是可以降低风险。