編輯導(dǎo)語：在產(chǎn)品生產(chǎn)落地之前,，產(chǎn)品測試可以幫助團(tuán)隊(duì)完善設(shè)計(jì),，進(jìn)而交付客戶更高質(zhì)量的產(chǎn)品。硬件產(chǎn)品同樣如此,。那么,，硬件產(chǎn)品若想做好產(chǎn)品測試，可以從哪些方面進(jìn)行考慮,？本篇文章里,，作者介紹了硬件產(chǎn)品測試的流程與注意事項(xiàng)，一起來看一下,。

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衛(wèi)Sir在六月份組織了兩場不同品類整機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn),，雖然從PCBA功能到整機(jī)裝配都做了完整測試，但產(chǎn)品交付到客戶手中后,，仍然遇到了一些產(chǎn)品質(zhì)量導(dǎo)致的售后問題,。

最近做了一下生產(chǎn)總結(jié)，主要原因如下：

PCBA制造廠為了節(jié)省成本將設(shè)計(jì)文件二次外發(fā)到江西小廠,，出廠未做AOI及人工檢測,；

整機(jī)裝配后未作老化測試，導(dǎo)致隱藏問題未及時檢出,；

測試工裝設(shè)計(jì)不完善,，組裝測試過分依賴人工，存在漏檢問題的情況,。

如果你想交付客戶高質(zhì)量的產(chǎn)品,，你需要提前了解：

需要測試哪些內(nèi)容？

如何測試,？

可測試性設(shè)計(jì)：如何設(shè)計(jì)產(chǎn)品以使其更易于測試,？

一、什么是可測試性設(shè)計(jì),？

電子設(shè)計(jì)包含兩個部分,，設(shè)計(jì)本身以及設(shè)計(jì)的可測試性。

設(shè)計(jì)本身是指你前期專注于功能,，保證制作的原型產(chǎn)品可以完美地工作,。

你對原型感到滿意,，并希望將其帶入一個新的高度–小批量生產(chǎn)，在該階段你可以從朋友或家人得到幫助,。

假設(shè)你要制作50個單位的產(chǎn)品,，你決定由自己制造：

1）制造PCB裸板

一般建議外發(fā)工廠，當(dāng)然你也可以自己制板,，但制板操作復(fù)雜,，且只適合簡單的單面線路，衛(wèi)Sir在學(xué)校期間曾手工批量制板100套,，良品率較低,，耗時長。

2）購買所需元器件

3）準(zhǔn)備好焊接工位

你需要一長塊時間將諸如0402電阻電容,、QFN封裝和天線等焊接在裸板PCB上,。

焊完之后，你需要進(jìn)行測試,，以確保在發(fā)送給朋友和家人之前它們能夠正常工作,。

如果你從一開始就考慮到為可測試性而設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的所有關(guān)鍵功率和信號部分上添加了測試點(diǎn)或測試夾具接口,，你將很容易對問題進(jìn)行探查,。

二、盡早測試,，經(jīng)常測試

許多制造商都有固定的流程來確保要制造的設(shè)計(jì)是正確的,，在PCB制造過程中，有幾個步驟可減少缺陷,。

最重要的兩個步驟是自動光學(xué)檢查AOI和電氣測試

AOI將根據(jù)所提供的圖稿目視檢查設(shè)計(jì),，電氣測試將通過對PCB進(jìn)行物理探測來測試是否有任何錯誤的開路或短路。

如果你的制造商做完SMT,，則通常會執(zhí)行另一個AOI來檢查焊點(diǎn),、零件方向和任何其他缺陷。

如果存在具有復(fù)雜覆蓋區(qū)的組件,，例如,，BGA封裝芯片，則將執(zhí)行自動X射線來確認(rèn)零件下方的焊點(diǎn)是否良好,。

接著開頭衛(wèi)Sir介紹的例子,，兩個批次整機(jī)產(chǎn)品的不良率都高達(dá)20%以上，排查問題后發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)問題都是PCB焊接不良導(dǎo)致（工廠沒有做上述相應(yīng)測試）,。

三、測試什么,？

1.供電

雖然每種設(shè)計(jì)都有其獨(dú)特的功能,，但是通常有一個共同點(diǎn),，那就是電路板的供電方式。

你需要確認(rèn)你的設(shè)計(jì)獲得了正確的供電電壓,，如果你的電壓錯誤,，將導(dǎo)致其他的設(shè)計(jì)工作異常甚至是損壞。

你可以通過一個簡單的萬用表進(jìn)行一些初步探查,，以確認(rèn)設(shè)計(jì)中的所有電壓都可以達(dá)到你期望的數(shù)值,，這是確保設(shè)計(jì)其余部分正常運(yùn)行的第一步。

一般情況下還需要測試一下電流,，尤其對于消費(fèi)類電子對低功耗要求較高,。

2.微控制器及處理器

在萬物互聯(lián)時代，絕大多數(shù)電子設(shè)備都需要一個大腦,，控制器價格便宜,，并且可以控制系統(tǒng)按照預(yù)期的功能運(yùn)行，你需要優(yōu)先確保其能正常工作,。

3.信號與傳感器

大多數(shù)設(shè)計(jì)都將包含某種信號,，無論是將其作為微控制器的輸出，還是接收來自某些傳感器的信號,。

4.交互功能

用戶不會在乎設(shè)計(jì)“幕后”所發(fā)生的事情,，他們更多地會關(guān)心按鈕是否可以正常工作、LED是否如用戶手冊所描述的那樣工作,。

你必須徹底測試所有面向用戶的組件,，這包括按鈕、LED,、斷碼屏,、電容式觸摸屏，或者用戶將要與之交互以使你的產(chǎn)品適用于他們的任何東西,。

四,、測試方法

在設(shè)計(jì)階段，你就應(yīng)盡可能早地去參觀一家生產(chǎn)與你要推向市場的產(chǎn)品相似的制造工廠,，你會學(xué)到一些東西,，以便未來可以為你節(jié)省時間和金錢。

要同時實(shí)現(xiàn)將產(chǎn)品廉價,、快速地送到客戶手中,，并確保它的高質(zhì)量，幾乎是不可能的,，但仍然有很多方法讓你可以接近該目標(biāo),。

1.測試計(jì)劃

就像創(chuàng)建要設(shè)計(jì)的原理框圖一樣，最好記下設(shè)計(jì)中需要測試的所有內(nèi)容,。

這使你可以查看全局,，甚至可以集思廣益如何測試某些東西,。

測試計(jì)劃也應(yīng)在設(shè)計(jì)階段的早期完成，這將迫使你考慮在物理上布局PCB所需的內(nèi)容,，以促進(jìn)高效而穩(wěn)健的測試,。

2.測試點(diǎn)

你的測試計(jì)劃應(yīng)告訴你需要在設(shè)計(jì)中添加哪些測試點(diǎn)，測試點(diǎn)是PCB上的一個物理位置,，測試夾具可以在其中輕松探查以進(jìn)行測量,。

最好不要依賴于探測組件的引腳或焊盤，空間允許的話,，你可以將測試點(diǎn)的直徑設(shè)置為1mm,，并將它們彼此隔開至少2.54mm。

這樣可以為手動或自動探測留出足夠的表面積和空間,，最好將它們放在PCB的底部,，以便于操作。

3.系統(tǒng)編程

最終產(chǎn)品一般不會焊接用于燒錄固件的連接器,，因?yàn)檫@樣會增加多余成本,。

你需要一種高效的方法來對每塊PCBA板進(jìn)行編程，而不必每次都焊接或拆焊連接器,。

衛(wèi)Sir最近生產(chǎn)就用到了下圖所示的接口方式,，板上沒有額外的組件，占用空間小,，可重復(fù)性高,。

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還有一種方式是在電路板上預(yù)留金手指接口，如下圖所示,，會有一定的空間要求,，生產(chǎn)時需要做燒錄工裝。

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五,、測試治具

對于較為簡單的設(shè)計(jì),，可能需要手動測試每塊PCB板。

請確保你有一個可靠的測試計(jì)劃,，并且每個電路板都遵循該計(jì)劃,。

人類通常在重復(fù)性方面很差，而人為錯誤則是真實(shí)的事情,，請記住這一點(diǎn),。

正如衛(wèi)Sir開頭介紹的，雖然做了充分測試,，但最終交付客戶手中的產(chǎn)品難免會出現(xiàn)漏測試的情況,。

通常用于大批量生產(chǎn)的另一種方法是設(shè)計(jì)和生產(chǎn)自動測試夾具。

測試治具本身就是產(chǎn)品，它可能不像你所生產(chǎn)的產(chǎn)品那樣令人賞心悅目,，但它很可能也是一項(xiàng)復(fù)雜的設(shè)計(jì),。

1.制造治具

我看過用3D打印部件制成的測試夾具，甚至看過用膠合板制成的測試夾具,。

衛(wèi)Sir也曾用硬紙板做過包裝盒壓印LOGO的貼裝治具，雖然很簡單但很有效,，會大大提高生產(chǎn)效率,。

無論測試夾具是由什么制成的，最重要的方面是它的堅(jiān)固性和可重復(fù)性,。

最常見的是,，測試夾具將包括彈簧加載的插針，以及一種將被測單元（電路板）壓在插針上的方法,。

良好的夾具將使你的電路板引腳與插針機(jī)械對齊,，以實(shí)現(xiàn)最大的可重復(fù)性。

2.自動化

除了與板上測試點(diǎn)接口的插針引腳外,，還需要考慮其他方面,，以使自動測試能力盡可能強(qiáng)大。

如果你的設(shè)計(jì)具有按鈕和LED,，則有兩種方法可以確認(rèn)它們是否正常工作,。

讓操作員手動按下按鈕并在LED上看到提示，按照你的測試計(jì)劃,，他們會知道何時按下它,，以及評估測試是否通過。

使該過程完全自動化,，在測試夾具中,，可以使用兩個螺線管物理按下按鈕以確保這些按鈕正常工作，使用顏色傳感器來確保LED是正確的顏色,。

這增加了設(shè)計(jì)的復(fù)雜性,，但是從長遠(yuǎn)來看，由于測試是快速且可重復(fù)的,，可以大大降低人工成本,。

3.測試界面

通常，測試夾具需要通過計(jì)算機(jī)操作運(yùn)行,，計(jì)算機(jī)根據(jù)你編寫的程序,，執(zhí)行必要的測試，以告訴操作員你的電路板是否通過,。

對于操作員來說,，測試治具應(yīng)該盡可能簡單。

操作員應(yīng)該能夠按下按鈕，讓測試夾具執(zhí)行所有測試,，然后在測試結(jié)束時獲得通過或失敗的指示,。

你可以使用大圖標(biāo)識的綠色、紅色或藍(lán)色LED的組合來指示正在發(fā)生的事情,。

4.做好治具備份

想象一下,，你在批量制造，單個測試夾具損壞了,，這將停止整個生產(chǎn)過程,，你將不得不生產(chǎn)另一個夾具并將其運(yùn)送到你的工廠。

制造商手中擁有多個測試夾具可以提高速度和效率,，并且還可以降低生產(chǎn)突然停止的風(fēng)險,。

六、結(jié)論

對于批量生產(chǎn),，衛(wèi)Sir建議你必須設(shè)計(jì)并使用測試夾具,，測試夾具可以被認(rèn)為是一個小小的機(jī)器人員工，是將優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品推向市場的最后一道防線,。

它是你的小伙伴,，不會接受任何不完美的東西，也不會抱怨,，睡覺或在社交媒體上花費(fèi)時間,。

同時，它也可以大大降低你的人工成本,。

多數(shù)情況下,，電路板只是產(chǎn)品的一部分，當(dāng)最終產(chǎn)品組裝好后,，進(jìn)行最終測試是明智的,。

提前投資你的時間，你將獲得較少的退貨或客戶投訴,。