摘??要：本文從工藝設計、電氣設計和免清洗焊接工藝等方面探討了SMB的可測性設計。
關鍵詞：表面貼裝電路板；可測性設計；表面貼裝技術
?????????????? Design for Testability of Surface Mount Board
??????????????????????XIAN Fei
?????????? (Fiberhome Telecommunication Co.,Ltd, Wuhan 430074,China)
Abstract: Design for testability of SMB are discussed from Processes Design、Electric Design and No-clean Soldering Process.
Keywords: SMB; DFT; SMT????????????????????????????
????SMT的高組裝密度使得傳統的測試方法陷入困境，在電路和SMB設計階段就進行可測性設計是當今業界所普遍采用的方法，其目的是提高產品質量，降低測試成本和縮短產品的制造周期。就可測性設計DFT（Design For Testability）的概念而言，是一個包括集成電路的可測性設計（芯片設計）、系統級可測試性設計、板級可測試性設計以及電路結構的可測試性設計等方面的新興的系統工程。它與現代的CAD/CAM技術緊密地聯系在一起，對電子產品的質量控制，提高產品的可制造性，降低產品的測試成本，縮短產品的制造周期起著至關重要的作用。SMT的可測性設計主要是針對目前ICT裝備情況。將后期產品制造的測試問題在電路和表面安裝印制板SMB設計時就考慮進去。
可測性設計的考慮
提高可測性設計要考慮工藝設計和電氣設計兩個方面的要求。
一、工藝設計的要求
定位的精度、基板制造程序、基板的大小、探針的類型都是影響探測可靠性的因素。
1．精確的定位孔。在基板上設定精確的定位孔，定位孔誤差應在±0.05mm以內，至少設置兩個定位孔，且距離愈遠愈好。采用非金屬化的定位孔，以減少焊錫鍍層的增厚而不能達到公差要求。如基板是整片制造后再分開測試，則定位孔就必須設在主板及各單獨的基板上。
2．測試點的直徑不小于0.4mm，相鄰測試點的間距最好在2.54mm以上，不要小于1.27mm。
3．在測試面不能放置高度超過6.4mm的元器件，過高的元器件將引起在線測試夾具探針對測試點的接觸不良。
4．最好將測試點放置在元器件周圍1.0mm以外，避免探針和元器件撞擊損傷。定位孔環狀周圍3.2mm以內，不可有元器件或測試點。
5．測試點不可設置在PCB邊緣4mm的范圍內，這4mm的空間用以保證夾具夾持。通常在輸送帶式的生產設備與SMT設備中也要求有同樣的工藝邊。
6．所有探測點最好鍍錫或選用質地較軟、易貫穿、不易氧化的金屬傳導物，以保證可靠接觸，延長探針的使用壽命。
7．測試點不可被阻焊劑或文字油墨覆蓋，否則將會縮小測試點的接觸面積，降低測試的可靠性。
二、電氣設計的要求
1．要求盡量將元件面的SMC/SMD的測試點通過過孔引到焊接面，過孔直徑應大于1mm。這樣可使在線測試采用單面針床來進行測試，從而降低了在線測試成本。
2． 每個電氣節點都必須有一個測試點，每個IC必須有POWER及GROUND的測試點，且盡可能接近此元器件，最好在距離IC 2.54mm范圍內。
3．在電路的走線上設置測試點時，可將其寬度放大到40mil 寬。
4．將測試點均衡地分布在印制板上。如果探針集中在某一區域時，較高的壓力會使待測板或針床變形，進一步造成部分探針不能接觸到測試點。
5．電路板上的供電線路應分區域設置測試斷點，以便于電源去耦電容或電路板上的其它元器件出現對電源短路時，查找故障點更為快捷準確。設計斷點時，應考慮恢復測試斷點后的功率承載能力。
????下圖所示為測試點設計的一個示例。通過延伸線在元器件引線附近設置測試焊盤或利用過孔焊盤測試節點，測試節點嚴禁選在元器件的焊點上，這種測試可能使虛焊節點在探針壓力作用下擠壓到理想位置，從而使虛焊故障被掩蓋，發生所謂的“故障遮蔽效應”。由于探針因定位誤差引起的偏晃，可能使探針直接作用于元器件的端點或引腳上而造成元器件損壞。

圖1??測試點設計示例
免清洗焊接工藝的考慮
????目前電子組裝業大部分都采用免清洗焊接工藝。實行免清洗工藝，必須保證其與在線測試尤其是針床測試的兼容性，使探針能扎透助焊劑殘留物。由于目前的免清洗焊膏絕大部分并不是針對雙回流焊探針測試技術而開發，通常殘留物在回流焊后會馬上變硬/不粘手，在隨后的在線測試中被探針扎透而變成碎屑，粘附在測試夾具及探針頭上，使探針測試越來越困難，最終導致電氣接觸失效。因此，為與在線測試良好兼容，應選擇面向雙面回流焊技術的低殘留焊膏，具體要求為：固態物質質量分數在3%以下；殘留物應擴散一致，一般應無色透明；殘留物經回流焊后應軟而不粘，即使在某些焊點上有輕微殘留物堆積，也不會影響探針測試；同時在選擇探針上也要有所考慮，如對焊縫下凹的的互連通孔（VIA），因其易積聚殘留物，所以應選擇特殊的探針，一般應選擇三點鑿子型探針，以便探針能扎在鍍通孔的外緣而不必去扎下凹焊縫內堆積的殘留物。目前，已有與探針測試良好兼容的面向雙回流焊技術的免清洗焊膏問世：在不清洗的前提下，一次接觸完好率可達99%。
????在考慮到其它因素后，剩下的就是對探針進行定期清洗，一般3~4周，也可根據實際情況調整，以保證測試的良好接觸。
結束語
????在具體的產品設計中會遇到許多不同情況，可依據前面所規定的設計原則去靈活運用。SMT的可測性設計工作還處探索之中，尚需廣大科技人員和工藝技術人員努力去研究這一新課題。