告别原理图缺失难题!飞针测试搞定板级缺陷检测

2025-07-23 10:30:23

在军用和民用电子产品修理时,你是不是常遇到原理图找不到、排查故障耗时久、效率低的头疼事?别担心,今天给你介绍一种超实用的板级缺陷检测方法 —— 基于飞针测试的检测技术。

这种技术利用 3D - xray 进行断层扫描,提取飞针坐标信息,从而实现对 PCBA 板级的缺陷检测。对于那些原理图缺失的板子,它们大多数量少且没有测试点,而飞针测试就很 “灵活”,无需治具和专用测试点,直接扎元件的焊盘就能进行测试。

01、网络连接关系逆向建立

飞针测试准备:手动定义测试点与建立 “临时网络”。

当没有 Gerber 文件时,飞针测试的核心就是手动筛选测试点并逆向建立电路连接关系,具体步骤如下:

a. 筛选测试点

目视识别 PCB 上的 “关键可测节点”。

b. 逆向建立网络拓扑

网络即 “相互连通的测试点集合”(如电源网络、信号网络),无原图时需通过飞针测试的 “导通性扫描” 手动绘制。

02. 飞针测试定位故障:结合功能与经验判断异常

基于手动建立的测试点和临时网络,通过飞针测试可以检测以下故障,再结合经验判断是否为 “真故障”。

a. 短路故障

如果测试发现 “电源网络与地网络连通”,也就是电阻接近 0Ω,或者 “两个独立信号网络意外连通”,那就可以判定为短路。

定位方法:通过飞针测试逐步缩小范围。比如电源网络短路时,可断开疑似故障区域的元件,像取下电源芯片、电容,重新测试电源与地的连通性,直到找到短路点,比如电容击穿、PCB 内部导线粘连等情况。

b. 开路故障

若某功能模块,如 USB 接口无响应,并且已知其引脚应与某芯片引脚连通,这是通过临时网络推测的,但飞针测试显示两者电阻>100Ω,就可判定为开路。

定位方法:沿着推测的连接路径,比如从芯片引脚到接口引脚,观察 PCB 表面导线走向,用飞针测试路径上的过孔、焊盘是否连通,找到断点,比如导线断裂、过孔堵塞等。

c. 元件异常(没有 BOM 时,需要通过飞针测试元件参数加上外观识别来推测是否失效)

i.电阻:测试阻值,如果远大于色环标识或者为无穷大,可能是断路;如果远小于标识,可能是烧毁;

ii.电容:测试容值,部分飞针设备支持这项功能,若容值为 0 或远超标称值,可能失效;测试与地的绝缘电阻,若接近 0Ω,可能短路;

iii.芯片:无法直接测试内部功能,但可测试引脚连通性。若芯片电源引脚与电源网络不通,也就是开路,或者接地引脚与地网络不通,可能是焊接问题;若电源与地直接连通,也就是短路,可能芯片内部击穿。

03、元件识别与替换:逆向推测型号与参数

没有 BOM 时,元件替换的核心是 “外观识别 + 参数测量 + 功能匹配”。

04、板级功能测试

测试项   测试内容与目的
被测板上电安全测试(供电端口绝缘、短路测试)   检测供电端口绝缘电阻是否达标及是否短路,避免设备损坏和安全事故,保障上电初始安全
上电电压、电流、功率测试   监测上电瞬间及稳定工作时的电压、电流、功率,判断供电是否正常,评估功耗合理性,识别过压、过流等异常
电压测试   测量各关键节点、电源网络的电压,验证是否在设计标称范围内,确保电路供电及信号电平正常
频率测试   测试时钟信号、振荡电路等的频率,确认频率精度和稳定性,保障数字电路时序、模拟信号调制解调等功能正常
示波器波形测试   采集关键信号(时钟、数据总线等)的波形,观察参数,分析信号完整性和时序,排查信号畸变、干扰等问题
数字 I/O 测试   对数字输入输出端口施加高低电平,检测输入识别准确性、输出驱动能力及电平正确性,验证功能是否正常
离散 I/O 测试   测试离散输入输出通道的输入状态检测和输出控制信号有效性,确保离散信号交互功能可靠
D/A 测试   输入数字量,测量输出模拟量的幅值、精度等,验证数模转换功能及质量,保障模拟信号输出准确
A/D 测试   输入已知模拟信号,采集转换后的数字量,检测模数转换的分辨率、精度等,确保模拟信号数字化准确
通讯测试   针对不同通讯协议接口进行数据收发测试,验证通讯链路畅通性和数据传输准确性,保障通讯功能正常
负载测试   模拟实际带载情况,测试电压稳定性、电流输出能力等,评估带载能力及稳定性,确保能驱动负载正常工作

05、生成测试报告

通过对 PCBA 的表面缺陷检测和板级功能检测,最终生成一份详细的测试分析报告,为电子产品的修理提供有力依据。