第一次設(shè)計PCB電路板時，設(shè)計者很容易將全部精力投入到功能實現(xiàn)、布局設(shè)計和元器件選型中。

而可測試性（Testability，PCB設(shè)計核心指標(biāo)，指電路板便于后續(xù)電氣性能測試、故障排查的特性）這一關(guān)鍵設(shè)計要素，卻常常被忽視。

若在設(shè)計階段未對電路板的驗證與確認流程做好規(guī)劃，即便布線設(shè)計再精巧，后續(xù)的調(diào)試、檢測以及量產(chǎn)化升級也會變得舉步維艱。

一、為什么可測試性設(shè)計（DFT）不能忽視？

可測試性會直接影響電路板的三大核心：良率、可靠性和生產(chǎn)成本。

事實上，測試環(huán)節(jié)的成本最高可占PCB總生產(chǎn)成本的30%。

很多初學(xué)者容易陷入一個誤區(qū)：把可測試性設(shè)計（DFT）當(dāng)作布局完成后的“附加工作”。

但真正的DFT，是一種貫穿設(shè)計全程的理念——從原理圖繪制到布局布線，每一步都考慮后續(xù)測試的便捷性，讓電路板在全生命周期內(nèi)都能輕松實現(xiàn)檢測、測量和驗證。

提前融入DFT原則，能最大限度減少產(chǎn)品缺陷、簡化生產(chǎn)流程，避免后期調(diào)試“卡殼”。

二、先搞懂：何為可測試性設(shè)計（DFT）？

簡單來說，可測試性設(shè)計（DFT），是一系列設(shè)計技巧和布局決策的集合。

其核心目的只有一個：確保電路板的關(guān)鍵電路，在生產(chǎn)、使用的各個階段，都能被便捷地接入測試、完成參數(shù)測量和性能評估。

具體來說，DFT包含這些關(guān)鍵設(shè)計：

測試點的合理布置

元器件的貼裝規(guī)劃

電路的功能模塊劃分

自動化測試方法的適配

一句話總結(jié)：好的DFT設(shè)計，能讓電路板“好測”，進而實現(xiàn)“好修、好量產(chǎn)”。

三、常見的PCB測試方法（新手必看）

PCB的生產(chǎn)和驗證環(huán)節(jié)，會用到多種測試方法，每種方法都有明確的測試目的。新手在布局前，一定要先搞懂這些測試方式，才能精準匹配 DFT 設(shè)計。

01

裸板測試（Bare Board Testing）

測試目的：元器件裝配前，驗證銅箔的連通性和絕緣性（避免先天“斷路”“短路”）。

核心細節(jié)：包含網(wǎng)絡(luò)連通性測試和絕緣耐壓測試（hi-pot tests）；可根據(jù)產(chǎn)量選擇兩種方式——

飛針測試：靈活性高，無需專用夾具，適合樣機/小批量，速度較慢；

夾具式測試：速度快，效率高，適合大批量生產(chǎn)，成本較高。

02

在線測試（ICT）

測試目的：元器件裝配后，檢測短路、開路及元器件參數(shù)錯誤（比如電阻焊錯阻值、電容漏液）。

核心細節(jié)：采用針床夾具（bed-of-nails fixture，由多根測試探針組成，實現(xiàn)電路板與測試設(shè)備的電氣連接）測試，是大批量生產(chǎn)的“標(biāo)配”。

關(guān)鍵設(shè)計要求：測試焊盤的尺寸、間距必須統(tǒng)一，且需預(yù)留定位基準點（fiducials，PCB上的專用標(biāo)記，保證測試精度）。

03

飛針測試（Flying Probe Testing）

測試目的：無需專用夾具，對裝配完成的電路板進行電氣性能測試。

核心細節(jié)：適合樣機試制和中小批量生產(chǎn)，成本低、靈活性高；

關(guān)鍵設(shè)計要求：測試點無遮擋、間距合理，探針可輕松接觸電路板頂層和底層。

04

功能測試（Functional Testing）

測試目的：在實際工作環(huán)境下，評估電路板的整體性能（最貼近真實使用場景）。

核心細節(jié)：電路板通電運行，通過激勵、監(jiān)測信號，驗證系統(tǒng)是否符合設(shè)計預(yù)期；

關(guān)鍵設(shè)計要求：需搭載固件程序，預(yù)留輸入/輸出（I/O）接口，方便信號激勵和觀測（比如UART、I2C、SPI等調(diào)試接口）。

05

邊界掃描測試（JTAG）

測試目的：通過掃描鏈，測試數(shù)字電路的內(nèi)部連接情況（適合高密度數(shù)字系統(tǒng)，比如單片機、FPGA電路）。

核心細節(jié)：需符合IEEE 1149.1標(biāo)準，且預(yù)留可便捷接入的JTAG接口（建議布置在電路板邊緣，方便測試）。

06

視覺/自動光學(xué)/X光檢測

測試目的：識別元器件裝配缺陷，比如貼裝偏移、焊點虛焊、元器件缺失等。

核心細節(jié)：人工檢測易出錯，自動光學(xué)檢測（AOI）和X光檢測是量產(chǎn)主流；

X光檢測重點：適合檢測隱蔽焊點（比如BGA封裝器件、過孔焊點）和高密度電路板。

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四、環(huán)境與應(yīng)力測試：保障長期可靠性

除了電氣性能測試，PCB的長期可靠性也需要通過“極限測試”驗證——這類測試能發(fā)現(xiàn)常規(guī)測試中無法檢測的潛在缺陷（比如焊點疲勞、材料老化）。

新手注意：樣機階段可選擇性測試，但量產(chǎn)級設(shè)計（尤其是汽車、工業(yè)、航空航天領(lǐng)域）必須嚴格執(zhí)行。

01

常見的應(yīng)力測試類型

溫度循環(huán)測試：反復(fù)承受極端高低溫，模擬實際溫度波動，檢測焊點疲勞、材料分層；

振動測試：模擬設(shè)備運行中的振動，檢測焊點、連接器是否松動（適合車載、工業(yè)設(shè)備）；

濕度/腐蝕測試：模擬高濕、鹽霧環(huán)境，檢測電路板是否出現(xiàn)電遷移、鍍層降解；

機械彎曲/跌落測試：測試PCB物理耐久性（適合便攜式設(shè)備，比如手機、手環(huán)）。

02

常用行業(yè)標(biāo)準（新手可參考）

這類測試有明確的行業(yè)標(biāo)準，設(shè)計者可根據(jù)產(chǎn)品場景選擇適配標(biāo)準：

IPC-9701：重點關(guān)注表面貼裝組件的焊點可靠性；

IPC-TM-650：涵蓋熱沖擊、絕緣電阻、可焊性等詳細測試方法；

MIL-STD-810：軍用標(biāo)準，適用于極端環(huán)境下的PCB測試；

IEC 60068：國際通用標(biāo)準，涵蓋溫度、濕度、振動等測試。

小貼士：可通過選擇合適的基材、預(yù)留機械間隙、涂覆三防漆（conformal coating，提升耐潮、防腐蝕能力），提升PCB的抗應(yīng)力能力。

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五、提升可測試性的5個實用技巧（新手直接用）

DFT設(shè)計不用復(fù)雜，掌握這5個技巧，就能大幅提升PCB的可測試性，避免后期返工。

01

規(guī)范測試點設(shè)計

在電源軌、時鐘線、復(fù)位信號、數(shù)據(jù)通路等關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)上，必須布置測試點；

標(biāo)準尺寸：測試焊盤直徑建議35密耳（mil，PCB設(shè)計常用單位，1mil=0.0254mm），間距至少100mil；

禁忌：不要將測試點布置在元器件下方或探針無法接觸的區(qū)域。

02

保證元器件可接觸性

元器件擺放間距不宜過小，建議至少100mil，方便測試探針和檢測工具接觸；

小技巧：保持IC芯片貼裝方向一致，減少檢測時的人為誤差。

03

強化“可觀測性”和“可控制性”

這是DFT的核心原則，新手一定要牢記：

可觀測性：能測量電路板內(nèi)部的信號狀態(tài)（比如預(yù)留測試焊盤、調(diào)試接口）；

可控制性：能在測試時激勵、調(diào)控電路信號（比如增加跳線、引出復(fù)位線、使能引腳）。

小技巧：增加狀態(tài)指示燈，直觀判斷電路工作狀態(tài)。

04

電路按功能分區(qū)，獨立可測

將PCB劃分為多個獨立功能模塊（比如電源模塊、模擬模塊、數(shù)字模塊），每個模塊可單獨測試；

實現(xiàn)方法：在模塊之間串聯(lián)零歐姆電阻或設(shè)置可拆卸跳線，避免模塊間相互干擾。

05

高速信號兼顧可測試性與信號完整性

高速信號（比如USB、HDMI）的測試點，可能導(dǎo)致阻抗不連續(xù)，引發(fā)信號反射、串?dāng)_；

解決方案：在敏感節(jié)點串聯(lián)電阻保護，或讓測試點略微偏離主傳輸線，兼顧測試和信號質(zhì)量。

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六、初學(xué)者DFT分步實施流程（一步都別漏）

新手不用慌，按照這個流程一步步來，就能輕松融入DFT設(shè)計，避免遺漏關(guān)鍵步驟。

第一步：原理圖階段（提前規(guī)劃）

No.1

明確需要監(jiān)測、調(diào)控的信號，將測試點、調(diào)試接口、指示燈直接融入原理圖；

制定測試策略：明確驗證內(nèi)容、測試方法、所需設(shè)備。

第二步：布局階段（嚴格執(zhí)行）

No.2

按照測試要求，規(guī)范測試點尺寸、間距、位置；

核對設(shè)計：用ECAD工具的DFT分析功能，或人工審核，檢查關(guān)鍵測試點是否可接觸。

第三步：交付前（協(xié)同確認）

No.3

將測試方案、DFT設(shè)計細節(jié)，同步給PCB制造商和裝配廠；

重點確認：設(shè)計是否適配廠家的測試設(shè)備，避免生產(chǎn)后修改。

七、新手必看：DFT最佳實踐總結(jié)

最后，整理幾個新手最容易踩坑的點，以及對應(yīng)的最佳實踐，幫你少走彎路：

盡早和生產(chǎn)廠家溝通，明確測試設(shè)備的限制（比如測試點尺寸、間距要求）；

適配AOI檢測：預(yù)留定位基準點，增加清晰的絲印標(biāo)識；

高速信號設(shè)計：增加測試耦合板（test coupon，與PCB同時制作的測試樣片，用于檢測阻抗、信號完整性）；

JTAG接口：布置在板邊，方便測試，且在原理圖中做好標(biāo)注；

不要忽視細節(jié)：哪怕是一個測試點的位置、一個絲印的清晰度，都可能影響測試效率。

總結(jié)

對于PCB新手來說，可測試性設(shè)計（DFT）不是“加分項”，而是“必選項”。

它不是復(fù)雜的理論，而是貫穿設(shè)計全程的思維——從原理圖到布局，從測試規(guī)劃到交付確認，每一步多考慮“是否好測試”，就能避免后期調(diào)試的“噩夢”，提升產(chǎn)品可靠性，降低生產(chǎn)成本。

文章來源：Cadence