Краткий ответ (30 секунд)

Выбор между ICT-тестом и FCT-тестом: когда какой использовать зависит в первую очередь от объема производства, бюджета и конкретных дефектов, которые необходимо выявить.

• Используйте ICT (внутрисхемный тест) для крупносерийного производства (>1000 единиц), где критически важно выявление производственных дефектов, таких как короткие замыкания пайки, обрывы цепей и неправильные номиналы компонентов. Он требует оснастки типа "ложе из гвоздей", но обеспечивает очень быстрое время цикла (секунды на плату).
• Используйте FCT (функциональный тест) для мелко- и среднесерийного производства или в качестве финального этапа в крупносерийных линиях. Он подтверждает, что плата выполняет свои предполагаемые логические функции, регулирование напряжения и задачи связи. Он медленнее, но проверяет фактическую функциональность.
• Гибридный подход: Для секторов с высокой надежностью (автомобильная промышленность, медицина) используйте ICT для отсеивания производственных ошибок, а затем FCT для проверки производительности.
• Требование к дизайну: ICT требует наличия специфических тестовых точек, разработанных в топологии печатной платы (DFT), тогда как FCT часто использует разъемы или меньшее количество тестовых точек.
• Динамика затрат: ICT имеет высокие затраты на NRE (неповторяющиеся инженерные расходы) для оснастки, но низкую стоимость единицы. FCT имеет более низкие затраты на оснастку, но более высокие затраты времени на единицу.

Когда применим (и когда нет) Диаметр тестовой точки (ICT)-тест против FCT-теста: когда какой использовать

Понимание операционных границ каждого метода тестирования гарантирует, что вы не потратите бюджет на ненужную оснастку и не поставите под угрозу качество, пропуская важные проверки.

Когда использовать ICT (внутрисхемный тест)

• Высокообъемное производство: Скорость ICT (часто 10–30 секунд на панель) оправдывает высокую начальную стоимость оснастки.
• Зрелые конструкции: Если разводка печатной платы стабильна, инвестиции в оснастку безопасны. Частые изменения разводки делают оснастку ICT устаревшей.
• Диагностика на уровне компонентов: Вам нужно точно знать, какой резистор имеет неправильное значение или какой вывод не припаян, для немедленной доработки.
• Тестирование без питания: Вы хотите проверить наличие коротких замыканий перед подачей питания, чтобы предотвратить катастрофическое повреждение платы.
• Соответствие DFT: Ваша плата имеет доступные тестовые точки (контактные площадки) для не менее 90% цепей.

Когда использовать FCT (функциональный тест)

• Функциональная проверка: Вы должны доказать, что устройство загружается, обменивается данными через UART/USB или управляет двигателем.
• Низкий и средний объем: При производстве менее 500–1000 единиц затраты на настройку сложной оснастки ICT могут быть неамортизируемыми.
• Финальный контроль качества: Это тест "работает ли?" перед отправкой клиенту.
• Проверка прошивки: Вам необходимо убедиться, что микроконтроллер запрограммирован правильно и выполняет код.
• Ограниченный доступ: Печатная плата слишком плотная для оснастки типа "ложе из гвоздей", или вы можете получить доступ только к краевым разъемам.

Правила и спецификации

В следующей таблице представлены технические характеристики и правила принятия решений для выбора правильной стратегии тестирования. Эти параметры помогают инженерам количественно оценить компромиссы в вопросе тест ICT против теста FCT: когда какой использовать.

Правило	Рекомендуемое значение/диапазон	Почему это важно	Как проверить	Если проигнорировано
Порог объема производства	ICT: >1.000 единиц/партия FCT: Любой объем	Амортизирует высокую стоимость оснастки ICT (2k–15k $) на множество единиц.	Проверить количество по спецификации и годовой прогноз.	ROI отрицательный; стоимость единицы значительно возрастает из-за NRE оснастки.
Диаметр тестовой точки (ICT)	Мин 0.8мм (идеал), 0.5мм (предел)	Обеспечивает надежное попадание пружинных контактов в цель без соскальзывания.	Просмотреть файлы Gerber в Gerber Viewer.	Высокий процент ложных отказов; контакты повреждают маску или медь печатной платы.
Расстояние между тестовыми точками (ICT)	От центра до центра: 2.54мм (стандарт), 1.27мм (мин)	Предотвращает короткое замыкание между щупами и позволяет использовать стандартные щупы.	Измерить расстояние в инструментах CAD-разводки.	Требует дорогих специализированных щупов; увеличивает стоимость оснастки.
Цель покрытия дефектов	ICT: 90–95% (Производственные дефекты) FCT: 100% (Функция)	ICT обнаруживает короткие замыкания/обрывы; FCT обнаруживает логические ошибки.	Просмотреть отчет о покрытии тестов от инженера CAM.	Пропущенные дефекты достигают поля; высокие показатели RMA.
Время цикла на единицу	ICT: 10–60 сек FCT: 1–10 мин	Определяет пропускную способность линии и ежедневную производительность.	Моделирование этапов тестирования; хронометраж на прототипе.	Узкие места в производстве; пропущенные сроки поставки.
Уровни напряжения	ICT: Низкое напряжение (<12V) FCT: Рабочее напряжение	ICT в основном пассивен/маломощен; FCT использует реальную мощность.	Проверить шины питания схемы.	Зонды ICT могут искрить, если высокое напряжение подано неправильно.
Время выполнения оснастки	ICT: 2–4 недели FCT: 1–3 недели	Влияет на время выхода на рынок первой производственной партии.	Подтвердить с инженерной командой APTPCB (APTPCB PCB Factory).	Задержки производства в ожидании оснастки.
Детализация диагностики	ICT: На уровне контактов FCT: На уровне блоков	ICT сообщает "R45 разомкнут". FCT говорит "Выход 0В".	Просмотреть требования к формату отчета о неисправностях.	Устранение неисправностей FCT занимает часы вместо минут.
Зависимость от прошивки	ICT: Нет (обычно) FCT: Требуется	FCT требует стабильной прошивки для выполнения тестовой процедуры.	Проверить график выпуска прошивки.	FCT не может продолжить работу, если прошивка содержит ошибки или недоступна.
Деформация платы	Макс. 500 микродеформаций	Оснастка ICT оказывает давление; чрезмерный изгиб разрушает паяные соединения.	Анализ деформации с помощью тензодатчиков при вводе оснастки в эксплуатацию.	Микротрещины в MLCC-конденсаторах; скрытые отказы в эксплуатации.

Шаги реализации

После анализа правил следуйте этому процессу для реализации выбранной стратегии. Этот рабочий процесс гарантирует, что независимо от того, выберете ли вы ICT, FCT или оба, интеграция в производственную линию на APTPCB будет бесшовной.

1. Определение спектра дефектов

   • Действие: Перечислите наиболее вероятные режимы отказа (например, пайка BGA, неправильное значение резистора, повреждение прошивки).
   • Параметр: Целевой показатель дефектов на миллион (DPPM).
   • Проверка: Если дефекты пайки являются основной проблемой, отдайте приоритет ICT или AOI. Если ключевым является логика, отдайте приоритет FCT.

2. Обзор Design for Test (DFT)

   • Действие: Проанализируйте компоновку печатной платы на предмет доступности контрольных точек.
   • Параметр: Плотность контрольных точек > 90% покрытия сети для ICT.
   • Проверка: Используйте Руководство по DFM, чтобы убедиться, что контрольные точки не закрыты паяльной маской.

3. Выбор типа оснастки

   • Действие: Выберите между Clamshell (двусторонней) или Vacuum (односторонней) для ICT; или специальной оснасткой для FCT.
   • Параметр: Механический зазор (высота компонента).
   • Проверка: Убедитесь, что высокие конденсаторы не мешают механизму прижима.

4. Генерация тестовой программы

   • Действие: Для ICT экспортируйте данные CAD (ODB++ или IPC-356). Для FCT напишите тестовый скрипт (Python/LabVIEW).
   • Параметр: Целостность списка цепей.
   • Проверка: Убедитесь, что список цепей точно соответствует схеме, чтобы избежать ложных коротких замыканий.

5. Изготовление и отладка оснастки

• Action: Изготовить оснастку и подключить щупы. Запустить тестирование "эталонных" плат.
  • Parameter: Cpk (Индекс воспроизводимости процесса) > 1.33 для аналоговых измерений.
  • Check: Многократно протестировать заведомо исправную плату 50 раз, чтобы исключить ложные отказы.

6. Интеграция в производственную линию

   • Action: Разместить станцию после оплавления (для ICT) или после сборки (для FCT).
   • Parameter: Соответствие тактовому времени.
   • Check: Убедиться, что тестовая станция не становится узким местом сборочной линии.

7. Валидация и утверждение

   • Action: Запустить пилотную партию (например, 50 единиц).
   • Parameter: Выход годных с первого прохода (FPY).
   • Check: Если FPY < 95%, приостановить и скорректировать пределы или механику оснастки.

Режимы отказов и устранение неисправностей

Даже при наличии надежной стратегии для теста ICT против теста FCT: когда какой использовать, во время выполнения возникают проблемы. Устранение неисправностей требует различения между неисправной платой и неисправной тестовой установкой.

Симптом: Высокий процент ложных отказов (ICT)

• Causes: Остатки флюса на контрольных точках, изношенные подпружиненные контакты (pogo pins), деформация платы.
• Checks: Осмотреть тестовые площадки на предмет загрязнения; измерить сопротивление щупа.
• Fix: Очистить тестовые точки; заменить подпружиненные контакты; отрегулировать прижимные контакты.
• Prevention: Внедрить цикл очистки щупов каждые 1000 циклов.

Симптом: Плата проходит FCT, но выходит из строя в полевых условиях

• Causes: Предельный дизайн (тайминг/напряжение), слишком свободные тестовые пределы, непрочные паяные соединения, не подвергшиеся нагрузке.
• Проверки: Сравнить пределы FCT-теста с максимальными/минимальными значениями в техническом описании; проверить необходимость вибрационного/термического стресса.
• Решение: Ужесточить пределы прохождения/отказа; добавить тесты "крайних случаев" (мин/макс напряжение).
• Предотвращение: Провести верификационное тестирование проекта (DVT) до окончательной доработки спецификаций FCT.

Симптом: Повреждение контактных площадок печатной платы пинами Pogo

• Причины: Чрезмерное усилие пружины, острые кончики щупов, несоосность.
• Проверки: Микроскопический осмотр тестовых площадок после тестирования.
• Решение: Переключиться на наконечники типа "корона" или "чашка"; уменьшить усилие пружины.
• Предотвращение: Указать пределы "следов контакта" в документе по проектированию оснастки.

Симптом: Узкое место на станции FCT

• Причины: Слишком длинная тестовая процедура, медленное время загрузки, ручные действия оператора.
• Проверки: Профилировать время выполнения тестового скрипта.
• Решение: Параллелизовать тесты (многоместная оснастка); оптимизировать последовательность загрузки; автоматизировать вставку разъемов.
• Предотвращение: Рассчитать время цикла на этапе планирования производства печатных плат.

Симптом: Фантомные короткие замыкания (ICT)

• Причины: Разрядка больших конденсаторов, ошибки экранирования, влажность.
• Проверки: Проверить настройки задержки разряда; проверить уровень влажности.
• Решение: Добавить команды "Wait" перед измерением; улучшить методы экранирования.
• Предотвращение: Обеспечить надлежащую очистку и сушку платы перед тестированием.

Симптом: Непоследовательные аналоговые показания

• Причины: Заземляющие петли, шум в проводке оснастки, плохой контакт.
• Проверки: Измерьте сопротивление заземления между ИУ (DUT) и тестером.
• Исправление: Используйте витую пару в оснастке; реализуйте дифференциальные измерения.
• Предотвращение: Разработайте оснастку с выделенными заземляющими плоскостями и экранированием.

Проектные решения

Принятие окончательного решения о том, какой тест использовать: ICT или FCT, часто включает балансирование инженерных ограничений с бизнес-целями.

Компромисс "Покрытие против стоимости"

ICT обеспечивает отличное покрытие для дефектов производственного процесса (мосты припоя, отсутствующие детали), но ничего не говорит о том, работает ли конструкция. FCT доказывает, что конструкция работает, но может пропустить скрытый дефект пайки, который проявится только позже.

• Решение: Для бытовой электроники с коротким жизненным циклом одного FCT может быть достаточно. Для промышленного управления APTPCB рекомендует оба.

Стратегия тестовых точек

Если вы выбираете ICT, вы должны принять это решение на этапе компоновки.

• Ограничение: Добавление тестовых точек занимает место на плате и влияет на целостность сигнала на высокоскоростных линиях.
• Решение: Если плата чрезвычайно плотная (например, материнская плата смартфона), традиционный ICT невозможен. Используйте летающий зонд (для прототипов) или полагайтесь на FCT + AOI (автоматический оптический контроль).

Регистрация данных и отслеживаемость

• Требование: Клиенты автомобильной и медицинской промышленности часто требуют хранения индивидуальных результатов испытаний по серийному номеру.
• Decision: Системы ICT естественным образом выводят подробные журналы. Системы FCT часто требуют индивидуальной разработки программного обеспечения для сохранения журналов в базе данных. Убедитесь, что ваша установка FCT включает сканер штрих-кодов и интеграцию с базой данных.

FAQ

1. Могу ли я заменить ICT на AOI (автоматический оптический контроль)? AOI проверяет визуальные дефекты (наличие, полярность, качество пайки), но не может проверить электрические значения или скрытые паяные соединения (например, BGA). ICT электрически превосходит, но AOI является бесконтактным и не требует оснастки. Они дополняют друг друга.

2. Является ли FCT обязательным, если я использую ICT? Не всегда, но настоятельно рекомендуется. ICT подтверждает, что плата была собрана правильно; FCT подтверждает, что она функционирует правильно. Пропуск FCT рискует привести к отгрузке плат с неисправной прошивкой или проблемами со временем.

3. Какова типичная разница в стоимости между оснасткой ICT и FCT? Оснастка ICT (ложе из гвоздей) обычно стоит от 2 000 до 15 000 долларов США в зависимости от количества точек. Оснастка FCT может быть дешевле (500–5 000 долларов США), если она проста, или очень дорогой, если требует сложной автоматизации и радиочастотного экранирования.

4. Как спроектировать тестовые точки для ICT на плотных печатных платах? Используйте меньшие тестовые площадки (0,5 мм) и располагайте их в шахматном порядке. Если плотность слишком высока, ориентируйтесь только на критические цепи (питание, земля, шины данных) и полагайтесь на Boundary Scan (JTAG) для тестирования цифровой логики.

5. Может ли одна оснастка выполнять как ICT, так и FCT? Да, они называются приспособлениями "Functional Bed of Nails". Они используют пружинные контакты (pogo pins) для доступа к плате, но выполняют функциональные тесты. Однако целостность сигнала может быть проблемой из-за длинных проводов в приспособлении.

6. Что такое тест "Flying Probe"? Flying Probe — это безадаптерный внутрисхемный тест (ICT). Роботизированные манипуляторы перемещают щупы к тестовым точкам. Он очень медленный (минуты на плату), но имеет нулевую стоимость оснастки. Он идеален для прототипов, в то время как ICT типа "ложе гвоздей" предназначен для массового производства.

7. Занимается ли APTPCB изготовлением оснастки? Да, мы координируем проектирование и изготовление тестовых приспособлений в рамках наших услуг по сборке под ключ.

8. Как в это вписывается прошивка микропрограммы? Микропрограмма обычно прошивается перед FCT. Некоторые ICT-тестеры могут прошивать небольшие файлы микропрограммы, но это медленно. Специализированные групповые программаторы или станции FCT лучше подходят для прошивки.

9. Что делать, если на моей плате нет места для тестовых точек? Вы можете быть ограничены FCT через краевые разъемы и AOI/рентген для проверки процесса. Это увеличивает риск сложного устранения неполадок, если плата выходит из строя.

10. Сколько времени занимает разработка теста FCT? Это зависит от сложности. Простой тест включения занимает 1–2 дня. Полный функциональный набор с разработкой программного обеспечения может занять 2–4 недели.

11. Что такое "Покрытие Теста"? Это процент потенциальных дефектов, которые может обнаружить метод тестирования. ICT обычно покрывает более 90% коротких замыканий/обрывов. FCT охватывает функциональные блоки, но имеет низкое структурное покрытие.

12. Могу ли я использовать JTAG вместо ICT? Граничное сканирование (JTAG) может тестировать цифровые межсоединения без физических контрольных точек. Это мощная альтернатива внутрисхемному тестированию (ICT) для цифровых секций, но оно не может эффективно тестировать аналоговые компоненты или шины питания.

Глоссарий (ключевые термины)

Термин	Определение	Контекст
ICT (Внутрисхемное тестирование)	Тестирование отдельных компонентов и соединений на печатной плате с использованием оснастки типа «ложе гвоздей».	Анализ производственных дефектов.
FCT (Функциональное тестирование схемы)	Тестирование печатной платы как полной системы для проверки выполнения ею своей предполагаемой функции.	Окончательный контроль качества.
Ложе гвоздей	Оснастка, содержащая подпружиненные контакты (пого-пины), которые устанавливают контакт с контрольными точками на печатной плате.	Оборудование ICT.
Пого-пин	Подпружиненный зонд, используемый для установления электрического контакта между тестером и тестируемым устройством (DUT).	Компонент оснастки.
DUT (Тестируемое устройство)	Печатная плата или сборка, которая в настоящее время тестируется.	Общее тестирование.
DFT (Проектирование для тестируемости)	Разработка топологии печатной платы специально для упрощения тестирования (например, добавление контрольных точек).	Этап проектирования печатной платы.
AOI (Автоматическая оптическая инспекция)	Использование камер для визуального осмотра паяных соединений и размещения компонентов.	Предварительная инспекция перед ICT.
NRE (Единовременные инженерные расходы)	Единовременные затраты на исследования, проектирование и оснастку (например, приспособления).	Анализ затрат.
Ложный отказ	Результат теста, указывающий на дефект, когда плата на самом деле исправна (часто из-за проблем с оснасткой).	Устранение неполадок.
Эталонный образец	Известная исправная плата, используемая для калибровки и проверки тестового приспособления.	Настройка и валидация.
Граничное сканирование (JTAG)	Метод тестирования межсоединений между ИС без физических зондов с использованием интерфейса JTAG.	Цифровое тестирование.
FPY (Выход годных с первого прохода)	Процент плат, прошедших тестирование с первой попытки без доработки.	Метрика качества.

Заключение

Выбор между ICT-тестом и FCT-тестом: когда какой использовать — это не бинарный, а стратегический выбор, основанный на целях по объему и качеству. ICT обеспечивает скорость и точную диагностику для массового производства, в то время как FCT гарантирует, что конечный продукт действительно работает для конечного пользователя. Для большинства высококачественной электроники комбинация AOI, ICT и FCT обеспечивает максимальную уверенность.

В APTPCB мы помогаем вам оптимизировать эту стратегию от этапа проектирования до окончательной сборки. Планируя точки тестирования заранее и выбирая правильное приспособление, вы сокращаете сроки выполнения работ и обеспечиваете поставку без дефектов.

Готовы доработать свою стратегию тестирования? Отправьте свой проект для получения Цены и позвольте нашим инженерам рассмотреть ваши требования DFT уже сегодня.

Related links

• Gerber Viewer
• Руководство по DFM
• производства печатных плат
• Цены