轉(zhuǎn)載自：公眾號(hào)“戲說Altium” 

今天世界杯休戰(zhàn)一天，終于有時(shí)間把PCB上的那些“孔”和“點(diǎn)”講完了。測(cè)試點(diǎn)，也是爭(zhēng)論最多的一個(gè)“點(diǎn)”，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(yuǎn)。
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(jīng)設(shè)計(jì)完了，QA/QC卻強(qiáng)勢(shì)要求加測(cè)試點(diǎn)，達(dá)到Testpoint Coverage 100%的要求，否則不給pilot run。
你很委屈，板子走線已經(jīng)密密麻麻了，哪兒去加測(cè)試點(diǎn)啊...一邊拿起電話和QA爭(zhēng)論：這是高速信號(hào)，加了測(cè)試點(diǎn)相當(dāng)于加了根天線，對(duì)信號(hào)有影響，你能負(fù)責(zé)嗎？（心里很憤怒，QA真是啥都不懂啊）
如果你供職于國(guó)企(國(guó)內(nèi)企業(yè))，有沒有遇到過這種情況：板子已經(jīng)設(shè)計(jì)完了，才想起工藝部門“每個(gè)網(wǎng)絡(luò)至少有一個(gè)測(cè)試點(diǎn)”的要求，否則不給試產(chǎn)。你很無奈，這么簡(jiǎn)單的板子，老子已經(jīng)測(cè)試很多遍了，肯定不會(huì)有問題...一邊拿起電話和工藝部門爭(zhēng)論：產(chǎn)品下個(gè)月要投產(chǎn)，現(xiàn)在改來不及，耽誤了工期你能負(fù)責(zé)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(shí)誰都沒有錯(cuò)，考慮問題的角度(職位)不同而已。
研發(fā)更多地關(guān)注產(chǎn)品本身的性能，還要通過thermal、reliability、S&V、EMI/EMC等一系列測(cè)試，拿到FCC、CE、BSMI、KCC等一系列安規(guī)證書。而測(cè)試點(diǎn)對(duì)于這些幾乎沒有幫助，當(dāng)然最重要的是增加了研發(fā)工作量和設(shè)計(jì)復(fù)雜性。因此對(duì)于研發(fā)來說，如果沒有調(diào)試、檢測(cè)的需求，根本沒必要加這些TP。
而工藝/品質(zhì)更多地關(guān)注生產(chǎn)或量產(chǎn)時(shí)的良率，確保ship到客戶手里的產(chǎn)品沒有質(zhì)量問題(這對(duì)企業(yè)來說非常重要)，所以一定需要完整的流程和機(jī)制去檢測(cè)產(chǎn)品潛在的不良，ICT、FCT、OQA都是其中的一部分。對(duì)于工藝/質(zhì)量管控部門來說，產(chǎn)品設(shè)計(jì)就應(yīng)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(cè)試點(diǎn)，怎么加呢？
要回答這個(gè)問題，首先要明確加測(cè)試點(diǎn)目的，不能為了加測(cè)試點(diǎn)而加測(cè)試點(diǎn)。
測(cè)試點(diǎn)的用途主要有以下三類：
產(chǎn)品研發(fā)階段，便于調(diào)試
產(chǎn)品生產(chǎn)(量產(chǎn))階段，用于ICT測(cè)試
產(chǎn)品返修時(shí)，便于檢測(cè)
不同目的加測(cè)試點(diǎn)的策略是不同的。
研發(fā)階段，需要加哪些測(cè)試點(diǎn)？
可能會(huì)有工程師說：我干了研發(fā)那么多年，還從來沒有添加過測(cè)試點(diǎn)，調(diào)試的時(shí)候，直接從器件管腳或者過孔處測(cè)信號(hào)。先不論這些“點(diǎn)”嚴(yán)格意義上來說本來也屬于測(cè)試點(diǎn)，每次調(diào)試的時(shí)候，都要去數(shù)芯片上的管腳號(hào)，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(cè)試點(diǎn)還是有必要的，當(dāng)然只需要給“感興趣”的信號(hào)添加測(cè)試點(diǎn)。以下是推薦的需要添加測(cè)試點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)：
電源
如果你收到第一塊prototype的PCB，你會(huì)測(cè)什么信號(hào)？如果板子工作不正常，你會(huì)先檢查什么？沒錯(cuò)，絕對(duì)是電源，給所有的電源網(wǎng)絡(luò)都加上測(cè)試點(diǎn)很有必要。
重要的控制信號(hào)(Control Signal)
比如說，電源管理芯片的PowerOn（Power Enable/Power OK）的信號(hào)。給重要的控制信號(hào)加測(cè)試點(diǎn)，便于我們觀察信號(hào)的時(shí)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(hào)
比方說下圖中的I2C信號(hào)，添加了兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)，可以用于與外部編程器相連，給右側(cè)的芯片進(jìn)行編程。
除此之外，其他的工程師認(rèn)為重要的信號(hào)也應(yīng)該添加測(cè)試點(diǎn)。
量產(chǎn)階段的ICT是什么？
回到本文開頭的那個(gè)問題，是不是所有的產(chǎn)品量產(chǎn)時(shí)都需要滿足每個(gè)網(wǎng)絡(luò)至少有一個(gè)測(cè)試點(diǎn)的要求？這主要還是取決于量產(chǎn)的規(guī)模，如果年產(chǎn)量達(dá)到kk級(jí)，那毫無疑問需要通過ICT快速地檢查PCBA的品質(zhì)。如果量產(chǎn)的規(guī)模較小，很多公司會(huì)通過FCT階段跑一些Diagnostic tool或測(cè)評(píng)軟件來判斷產(chǎn)品的好壞。如果選擇了ICT，理論上每個(gè)網(wǎng)絡(luò)確實(shí)至少應(yīng)該有一個(gè)測(cè)試點(diǎn)。對(duì)于工控板、白電等PCB面積相對(duì)富裕的產(chǎn)品，這個(gè)要求很合理。但對(duì)于手機(jī)、電腦主板等走線密度較大的產(chǎn)品，有時(shí)100%是不可能實(shí)現(xiàn)的，因此才會(huì)變通出"Critical Net覆蓋率100%"的說法，至于哪些網(wǎng)絡(luò)是critical的，那還不是研發(fā)說了算：P
這里花些時(shí)間說說ICT，這個(gè)對(duì)于理解測(cè)試點(diǎn)如何設(shè)計(jì)很有幫助。
ICT理論知識(shí)
ICT是In Circuit Test的簡(jiǎn)稱，其功能類似于一塊萬用表，在產(chǎn)線上可以快速、批量地對(duì)PCBA進(jìn)行測(cè)試。ICT測(cè)試靠探針接觸PCB Layout時(shí)的測(cè)試點(diǎn)，來檢測(cè)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(diǎn)準(zhǔn)確告訴用戶。
和ICT同樣用于PCBA檢測(cè)的還有AOI(Automatic Optical Inspection)以及FCT(Function Test)。AOI是光學(xué)檢測(cè)，通過攝像頭將掃描出的圖像，經(jīng)過處理，與合格的圖像進(jìn)行對(duì)比，給出潛在的缺陷。AOI與ICT相比，優(yōu)勢(shì)是比較靈活、不需要治具，但對(duì)不可見的焊點(diǎn)無能為力，對(duì)于焊點(diǎn)虛焊等情況也無法檢測(cè)。FCT是功能檢測(cè)，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(diǎn)在于無法給出缺陷的具體位置。對(duì)于一些產(chǎn)量比較大的產(chǎn)品，測(cè)試成本相對(duì)可以忽略，通常會(huì)將AOI、ICT、FCT做為多個(gè)工未依次進(jìn)行。
下圖是ICT治具的一個(gè)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(jià)格十來萬不在話下。
ICT也有個(gè)致命的缺點(diǎn)，即市場(chǎng)反應(yīng)速度慢,因?yàn)闉橐粔KPCBA制作和調(diào)試ICT針床夾具,往往需要花費(fèi)1周甚至幾周時(shí)間，并且只能用于這塊PCBA。因此現(xiàn)在市面上也有飛針測(cè)試儀，相對(duì)ICT更靈活，可以編程實(shí)現(xiàn)飛針的快速切換，但缺點(diǎn)是測(cè)試速度慢。所以ICT現(xiàn)在仍是產(chǎn)線上的主流檢測(cè)方式。
測(cè)試點(diǎn)設(shè)計(jì)規(guī)范
由于ICT的探針的機(jī)械限制，測(cè)試點(diǎn)的設(shè)計(jì)也要遵循一定的規(guī)范。
測(cè)試點(diǎn)間距
探針的行業(yè)規(guī)范為0.100''/2.54mm(價(jià)格最低，可靠性高)，因此對(duì)于這類探針，測(cè)試點(diǎn)之間的間距至少為0.100'’/2.54mm或者更大。如果滿足不了這個(gè)要求，就需要使用更小的標(biāo)準(zhǔn)探針，如0.075'’/1.91mm(這種探針也很常用)或0.050'/1.27mm，當(dāng)然更小的尺寸意味著更高的價(jià)格。
下圖是一種測(cè)試點(diǎn)間距的設(shè)計(jì)方法，直接將格點(diǎn)設(shè)為0.080'’/2mm，方便測(cè)試點(diǎn)的統(tǒng)一擺放：
測(cè)試點(diǎn)尺寸
測(cè)試點(diǎn)的尺寸對(duì)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(huì)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(cè)試點(diǎn)，如?1mm，?1.2mm，?1.6mm等。
測(cè)試點(diǎn)位置
除了測(cè)試點(diǎn)間的間距要求外，測(cè)試點(diǎn)的位置還需遵循以下規(guī)則：
測(cè)試點(diǎn)盡可能散開擺放，盡量不要擺放在一個(gè)很小的區(qū)域內(nèi)，因?yàn)檫@樣探針在接觸TP時(shí)可能造成PCB彎曲。
測(cè)試點(diǎn)盡可能原理板邊，比如至少距離板邊5mm
測(cè)試點(diǎn)原理定位孔，建議中心距至少4mm
測(cè)試點(diǎn)遠(yuǎn)離較高的器件，避免干涉
有可能的話，所有的測(cè)試盡量放在一個(gè)面上。如果頂層和底層都擺放測(cè)試點(diǎn)，意味著需要制作雙面的治具或者兩套治具。
下圖是一個(gè)設(shè)計(jì)比較好的樣例，工程師并沒有把藍(lán)色箭頭所指的焊盤錫點(diǎn)做為測(cè)試點(diǎn)，而是將測(cè)試點(diǎn)引出，提高了測(cè)試的靈活性和可靠性。
測(cè)試點(diǎn)類型
測(cè)試點(diǎn)應(yīng)該被設(shè)計(jì)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(shì)。通孔測(cè)試點(diǎn)最大的好處在于通孔本身使得探針的中心定位更準(zhǔn)確，其次兩面都可以下針。但通孔測(cè)試點(diǎn)最大的問題在于占用；額PCB所有層的走線空間，這也是SMT測(cè)試點(diǎn)最大的優(yōu)勢(shì)所在。因此在當(dāng)今PCB尺寸越來越小的趨勢(shì)中，SMT測(cè)試點(diǎn)被更廣泛的應(yīng)用。
測(cè)試點(diǎn)的材質(zhì)
測(cè)試點(diǎn)最常見的材料有以下兩種：
ENIG(Electroless Nickel/Immersion Gold)，俗稱化學(xué)鍍金
HASL(Hot Air Solder Level)，俗稱噴錫
建議使用化學(xué)鍍金的方式，因?yàn)殡妼?dǎo)率更高，雖然價(jià)格略貴。
下圖是鍍金測(cè)試點(diǎn)的一個(gè)實(shí)例：
Altium中測(cè)試點(diǎn)的使用
AD對(duì)測(cè)試點(diǎn)的支持并不怎么好，只需要記住以下幾點(diǎn)即可：
標(biāo)識(shí)測(cè)試點(diǎn)
在AD中，雙擊需要做為測(cè)試點(diǎn)的焊盤或過孔，在左下的屬性中勾選，以此來定義測(cè)試點(diǎn)：
后續(xù)標(biāo)記過的測(cè)試點(diǎn)可以生成報(bào)告。
測(cè)試點(diǎn)相關(guān)規(guī)則
比較重要的有以下兩種規(guī)則：
第一個(gè)是樣式規(guī)則，可以在規(guī)則中定義測(cè)試點(diǎn)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(shí)用(老的AD版本好像沒有)。
第二個(gè)是使用規(guī)則，可以定義是否每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都需要一個(gè)測(cè)試點(diǎn)。運(yùn)行DRC后，沒有添加測(cè)試點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)都會(huì)警告提示。
測(cè)試點(diǎn)管理器(Testpoint Manager)
說實(shí)話這個(gè)功能非常雞肋，除了能給已經(jīng)存在的Pad/Via添加一個(gè)測(cè)試點(diǎn)的屬性外，啥都做不了。而且添加屬性還需要設(shè)置格點(diǎn)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?jǐn)?shù)據(jù)都是結(jié)合了小編自身經(jīng)歷和一些大企業(yè)的規(guī)范后整理出來的，希望對(duì)大家有用。
當(dāng)然電子行業(yè)發(fā)展太快，很多數(shù)據(jù)也有可能過時(shí)，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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