功用测验正变得越来越重要，可是与在线测验相同，技能的开展和PCB规划会使测验规划遭到约束。虽然在编程的软件环境方面已获得了很大的开展，有助于战胜其间一些困难，但若想依照你的测验战略成功施行功用测验，还有许多问题需求防止并且要做更缜密的预备。本文就介绍成功施行功用测验应考虑的一些要素和应对办法战略。
电子产品功用测验有着其盛衰的前史，60年代后期它是第一种主动化测验办法，跟着70年代后期在线测验技能的呈现，功用测验好像注定要让坐落编程与判别日趋简易快速的在线测验。可是现在，潮流又变了。在线测验现在有一个问题越来越严峻，即勘探办法。据美国NEMI(国家电子制作安排)剖析，到2003年末可勘探到的节点基本上将为零，假如无法进行勘探，那么在线测验简直就没有用武之地。
功用测验正日益更多地用于出产线后工序中，乃至也用于进行工艺中段的测验，可是其体系和施行办法与曾经的测验简直已完全不同。现在的测验体系在大都状况下速度更快，结构也愈加紧凑，功用测验关于验证产品的全体功用性、保护校准信息、向ISO9000程序供给数据以及保证高风险产品，如医疗设备的质量等都是不行短少的。
测验的施行办法受预算、产值以及待测产品(UUT)规划等要素的影响，而正是终究一项对究竟能测出什么影响最大，预算和产值则会约束测验的项目。为了让测验得到尽或许高的毛病覆盖率，在规划阶段就有必要留意元器材的挑选和PCB布局，惋惜的是实践状况并不总是这样，急于进入商场和严重的开发常常会打乱你的如意算盘。
这儿对怎么处理这些约束进行一个开端剖析。针对测验而不得不作的一些退让(特别是在规划前期阶段)或许会影响规划，但却使测验作业更简略，并进步测验毛病覆盖率。请留意下列问题和主张不是每个测验工程师都要面对或需求处理的，这些问题许多会相互影响，因而应对每个问题进行评价，并在需求时灵敏运用。
待测产品测验要求是什么?
在评论规划、测验体系、软件以及测验办法之前，先要了解“目标”——待测产品，这儿不光是指PCB或终究拼装件自身，并且还需求理解即将出产多少、估计的毛病等等，包含：产品品种
结构(单个PCB/预先做好的PCB/终究产品)
测验规范计划测验点预期产值(每条线/每天/每班等)
估计毛病类型
很明显，上面疏忽了“预算”，可是只要对上述各项了解之后才干确认某件产品测验要花多少钱，在弄清楚全面测验UUT需求什么后再开端评论资金问题，也只要在这个时分才干知道怎么进行折衷以使作业完结。初期的陈述完结后，公司或许会给你一个预算并祝你“好运”——盘算着你能作出什么，此刻的确需求“好运”，但还要有其它东西，下面列出了其间一些。
高密度问题外表上看，元件密度好象对功用测验来讲不是问题，究竟这儿首要考虑的是“给一个输入而得到正确的输出”。固然它有些过于单纯，但实践状况便是如此。向UUT输入端施加给定的鼓励信号，必定时刻后UUT将会输出特定的系列数据，与I/O衔接器相连应是仅有的接入问题。
可是元器材密度也有必定影响，看看图1的PCB样品(或你自己的规划)，你先得答复下面的问题;需求接入校准电路吗?
图1 PCB样品
对UUT详细元件或特定区域进行确诊是否重要?
假如对上述问题的答复持必定定见，那么探查是由人来做仍是用某种主动机械设备?
要运用主动化测验设备吗?
选用的I/O衔接器是否简略触摸或衔接?假如不是，那么衔接器是一个能经过针床触摸的通孔装置件吗?
下面咱们来逐一评论这些问题。
校准电路功用测验常常用于模仿电路的校准或验证，包含查看UUT的内部(如射频电路的中频部分)以验证其作业，要这样做就或许需求测验点或测验焊盘。高频规划的一个问题是测验点的相对阻抗(途径长度、测验焊盘巨细等)加上探针的阻抗会影响该电路的功用，在设置测验区时应记住这点，而主动机械勘探和针床夹具(本文后边评论)只需较小的测验区即可，可缓和这一对立，这首要是由于和人工操作比较，主动机械自身的精度可使测验仪勘探到更小的区域。
毛病确诊假如仅仅用功用测验作为经过/不经过的挑选而不需求丈量校准点，能够将本节越过，由于此刻运用或许不需求用到探针。在大都状况下，功用测验都进行经过/不经过检测，这是由于功用测验在确诊毛病方面十分缓慢，特别是在呈现多个毛病的状况下。可是在某些工业里，功用测验正在深化到制作工艺里边，例如蜂窝电话制作，一些制作商要在PCB一级进行某些要害丈量，也即在终究拼装前的装置进程中进行，这是由手机易被挑选的性质所决议的。换言之，手机被规划为以较低本钱进行装置，它们不易拆开，因而在终测前对功用进行验证能够节约返工本钱并削减或许呈现的废品(由于手机拆开时会被损坏)。
所以要探查PCB就需求有足够的测验点，例如查看一个距离20mil的外表装置器材的J形引线就不是很便利，而BGA则更没有或许。依据美国外表装置技能协会(SMTA)的主张，测验点距离最小为0.040英寸，焊盘之间的距离取决于测验区四周的元件高度、探针巨细等等，可是0.200英寸距离应是最小要求，特别是人工探查区域。很明显，测验夹具和主动机械探针愈加准确一些。
测验规划无庸置疑，一个便于测验的规划在出产中要比马马虎虎的规划更简略处理。但工程人员一般期望在最小的体积里以最低本钱装入更多的技能，这种思维添加了在线测验和功用测验中与线路板触摸的约束。
对这类问题商场也做出了反响，现在已有软件东西能对规划作剖析，依据装置和测验设备规矩的规矩进行检查，提出使PCB更易于出产的主张。假如这些东西适用于你的产品，主张对每个规划都作剖析，至少它能很快指出哪里发现了测验触摸的问题，其终究意图是使产品更易于制作。
满意高密度要求的结构装备
高密度能够是PCB尺度小，也能够是UUT上有许多电路，或许二者兼有，上面的标题阐明对体系的机械和电气结构必需求进行考虑以满意测验的要求。在机械方面需考虑的问题有：
怎么支撑UUT测验区多层板测验(测验仪能做并行测验吗?)
I/O衔接器
在电气方面，假如是多层板，那么哪个更经济呢?是选用多仪器办法仍是用开关转换器加少数仪器的办法?依据UUT结构或所需的仪器类型，答案或许并不简略得出。
主动测验仍是人工测验?
跟着每条出产线的产值和速度添加(完结规划经济的一个首要办法是进步每个测验设备的出产率)，应该要考虑能否使测验进程主动化。主动化功用测验实践上省去了装载/卸载的时刻，并不需求再添加其它测验体系，在考虑进步产值的时分一般不会顾及输运设备添加的本钱。
测验主动化的缺陷包含有一个初始硬件出资、与出产线整合的时刻、测验体系能否与出产线速度坚持同步以及假如设备出毛病而会给出产带来的问题等等。离线式测验仪不会直接影响装置线，假如测验仪呈现毛病，能够把产品从出产线上拿出放在一边持续出产，这样出产线不会受影响，不过处理时刻和人工也是个问题。
应记住人工测验一般或许要用若干电缆和衔接器衔接UUT，这些电缆与针床夹具上的探针比较较，其运用寿命一般较低，因而应将它归入保护计划中，这能够下降间发性毛病。
夹具问题
由于出产线产值、车间场所和劳作率等不同，夹具能够从简略带有插销和衔接电缆的胶合板到杂乱的由传送带衔接到装置线的全主动针床测验夹具。明显，这些要素阐明并不存在一个固定的计划。
一个人工装载双面夹具，一个带状电缆衔接到首要的I/O衔接器上，顶端装置的探针能够触摸到UUT上的要害测验点。这是一家中等规划工厂所要求的抱负规划计划，操作者有必要连上带状电缆，关上顶板然后再开端测验。这儿不必人工探查进行校准和确诊，由于顶板能触摸到一切相关区域。带状电缆和顶板探针连线应规划得简略替换，这是由于这些电缆常常会曲折而遭到磨损。
在同夹具供货商打交道时，要记住这些问题，一起还要想到产品将在何处制作，这是一个许多测验工程师会疏忽的当地。例如咱们假定测验工程师身在美国的加利福尼亚，而产品制作地却在泰国。测验工程师会以为产品需求贵重的主动化夹具，由于在加州厂房价格高，要求测验仪尽量少，并且还要用主动化夹具以削减招聘高技能高工资的操作工。但在泰国，这两个问题都不存在，让人工来处理这些问题愈加廉价，由于这儿的劳作力本钱很低，地价也很廉价，大厂房不是一个问题。因而有时分一流设备在有的国家或许不必定受欢迎。
操作员技能水平
在高密度UUT中，假如需求校准或确诊则很或许需求由人工进行探查，这是由于针床触摸遭到约束以及测验更快(用探针测验UUT能够敏捷收集到数据而不是将信息反馈到边沿衔接器上)等原因，所以要求由操作员探查UUT上的测验点。不论在哪里，都应保证测验点已清楚地标出。
探针类型和一般操作工也应该留意，需求考虑的问题包含：
探针大过测验点吗?
探针有使几个测验点短路并损坏UUT的风险吗?
对操作工有触电损害吗?
每个操作工能很快找出测验点并进行查看吗?测验点是否很大易于辨认呢?
操作工将探针按在测验点上要多长时刻才干得出准确的读数?假如时刻太长，在小的测验区会呈现一些费事，如操作工的手会因测验时刻太长而滑动，所以主张扩展测验区以防止这个问题。
考虑上述问题后测验工程师应从头评价测验探针的类型，修正测验文件以更好地识别出测验点方位，或许乃至改动对操作工的要求。
主动探查
在某些状况下会要求运用主动探查，例如在PCB难以用人工探查，或许操作工技能水平所限而使得测验速度大大下降的时分，这时就应考虑用主动化办法。
主动探查能够消除人为差错，下降几个测验点短路的或许性，并使测验操作加速。可是要知道主动探查也或许存在一些约束，依据供货商的规划而各有不同，包含：
UUT的巨细同步探针的数量两个测验点相距有多近?
测验探针的定位精度体系能对UUT进行双面勘探吗?
探针移至下一个测验点有多快?
探针体系要求的实践距离是多少?(一般来讲它比离线式功用测验体系要大)
主动探查一般不必针床夹具触摸其它测验点，并且一般它比出产线速度慢，因而或许需求采纳两种过程：假如勘探仪仅用于确诊，能够考虑在出产线上选用传统的功用测验体系，而把勘探仪作为确诊体系放在出产线边上;假如勘探仪的意图是UUT校准，那么仅有的真实处理办法是选用多个体系，要知道这仍是比人工操作要快得多。
怎么整合到出产线上也是必需求研讨的一个要害问题，出产线上还有空间吗?体系能与传送带衔接吗?幸亏许多新式勘探体系都与SMEMA规范兼容，因而它们能够在在线环境下作业。
鸿沟扫描
这项技能早在产品规划阶段就应该进行评论，由于它需求专门的元器材来履行这项使命。在以数字电路为主的UUT中，能够购买带有IEEE 1194(鸿沟扫描)支撑的器材，这样只做很少或不必勘探就能处理大部分确诊问题。鸿沟扫描会下降UUT的全体功用性，由于它会增大每个兼容器材的面积(每个芯片添加4～5个引脚以及一些线路)，所以挑选这项技能的准则，便是所花费的本钱应该能使确诊成果得到改善。应记住鸿沟扫描可用于对UUT上的闪速存储器和PLD器材进行编程，这也更进一步添加了选用该测验办法的理由。
怎么处理一个有约束的规划?
假如UUT规划现已完结并确认下来，此刻挑选就很有限。当然也能够要求在下次改版或新产品中进行修正，可是工艺改善总是需求必定的时刻，而你依然要对现在的状况进行处理。
这儿的首要指导思维是你能做多少测验。依照预期的毛病类型也许是够的，但假如不行，一般就需求在愈加贵重的测验体系之间获得一个奇妙平衡，将UUT的产品销售本钱(COGS)与边沿赢利进行权衡后挑选更准确的勘探办法。所以，答案便是没有一个简略的答案。
对将来规划的最好参阅定见便是现在功用测验在遭到约束时的完结状况，面对这些约束时，应记下在出产线速度规矩的时刻规划里能完结的测验，以及出产线上具有的测验仪数量。时刻限定是很要害的，由于不行能让产值向你作退让，故而你的作业便是为了时刻而献身测验覆盖率，所以才会要求改善以便将来能免除这些约束!
本文定论
技能的开展使咱们的日子愈加夸姣，但对测验工程师是个破例。更密布的PCB、更高的总线速度以及模仿RF电路等等对测验都提出了史无前例的应战，这种环境下的功用测验需求细心的规划、深思熟虑的测验办法和恰当的东西才干供给可信的测验成果，足够的预备和细心挑选东西将能够到达事半功倍的作用。
