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汽车电子可测试性设计——像设计防撞梁一样规划测试点

汽车电子必须扛住-40℃~125℃温度冲击+15G振动，测试点设计要满足10年/30万次测试寿命

一、测试点布局：像布置碰撞传感器般严谨

1. 应力敏感区防爆设计

大功率模块IGBT驱动：测试点距离发热元件≥10mmMOSFET散热片，防止热膨胀导致接触不良

振动敏感区域：ECU控制板四个角落必须布置GND测试点形成振动监测基准网络

案例：某新能源车BMS板因MCU背面测试点紧贴超级电容，振动测试中焊盘断裂引发误判

2. 恶劣环境下的密度控制

高温区域靠近发动机ECU：测试点密度≤3个/cm²降低热应力集中风险

常规区域：保持≤5个/cm²，但相邻测试点间距≥2.54mm防止盐雾腐蚀导致短路

3. 安全关键网络双备份

安全气囊控制线：必须设置2个物理隔离的测试点主备网络独立检测

刹车控制信号：测试点需跨接TVS二极管防止ESD击穿导致误触发

二、汽车级测试点选型规范对标ISO 26262功能安全

1. 焊盘类测试点ASIL-D级首选

尺寸强化：圆形焊盘直径≥1.5mm（60mil），方形边长≥1.2mm（48mil）

镀层要求：化学沉镍金ENIG厚度≥3μm普通消费电子仅需1μm

禁用场景：ADAS摄像头模组等柔性PCB区域改用弹簧针连接器

2. 导通孔类ASIL-B级

填孔工艺：必须采用树脂塞孔+电镀填平防止振动导致孔内残留助焊剂

孔径限制：≤0.3mm（12mil）且纵横比≤8:1确保高温下结构强度

3. 禁区红标直接关联功能安全

安全气囊点火回路：禁止使用过孔类测试点避免金属碎屑引发误爆

48V混动系统高压区：测试点必须增加3mm隔离槽满足2500V耐压要求

三、产线测试防错设计适应汽车零缺陷管理

1. 防呆标识系统

颜色编码：5V电源测试点用黄色，12V用红色，GND用黑色符合汽车线束颜色规范

激光雕刻：在测试点旁雕刻二维码含网络名称、测试电压范围

2. 夹具兼容性设计

定位孔双重校验：采用Ø3.2mm+Ø2.5mm非对称定位孔防止混装不同型号PCB

测试探针压力校准：标注每个测试点推荐接触压力50g~200g范围

3. 失效模式应对

自修复设计：在关键测试点串联PTC自恢复保险丝防止探针短路烧毁

冗余接触：CAN总线测试点采用双排交错焊盘单点失效仍可读取信号

可测试性要求主要是围绕测试点展开的。将测试点的要求整理如下:

①测试点均匀分布于整个印制电路板上,密度不能大于5个/cm?;特别注意的是面积较大的集成芯片的背面一定要保持匀称,以防止测试中产生应力对器件造成损坏。一般要求每个网络都要至少有一个可供测试探针接触的测试点,并且需要在原理图中显示出来,并予以明确标示。当然在晶振连接点或射频电路的地方需要特殊处理。

②单面贴装的情况下,测试点的位置应该在相应的焊接面上。如果是双面贴装的情况下,可将测试点都布置在电路板的一面,建议可以布置在元件稀疏的一面,通常而言是底面。

③测试点一般可分为3种类型:焊盘、贯穿孔和过孔。最为优先的是选择焊盘。一般选择方形或者圆形焊盘,直径或边长需要在40mi左右,以方便测试针操作;注意不能使用贴片元件的焊盘作为相应的测试点,并且使用焊盘则需要与元件保持在同一面。如果无法使用焊盘,可考虑使用导通孔,大小和焊盘类似,一般选用40mil/20mil。注意不能将定位孔也当作为测试点。

④测试点的距离,主要包括测试点之间、测试点与器件、测试点与边沿等限制,如图所示。

》两个测试点的中心间距需要>100mil。

》测试点与焊接面上的元件的间距应该>100mil,特别当贴装元件的高度超过200mil时,测试点到元件的距离>200mil。

》测试点与PCB边沿的距离要≥120mil.

》测试点与定位孔的距离应该≥200mil。

⑤所有测试点均应该覆盖上不易氧化的导体,如镀金镀银和镀锡处理,防止测试点氧化。但是测试点也不能被丝印或其他焊盘覆盖,且不能被条码、胶带等挡住,以保证探针的接触可靠性,防止探针接触不良。

⑥如果存在高压和低压测试点,两者之间的距离需要符合安全规范的要求。

⑦如果ICT需要涉及上电测试,则在电路板上必须至少提供三个测试点作为外部电源和地线的接人点。IC的控制引脚不能直接与电源或地线短路,否则将引起芯片的损坏和测试的损坏。在集成芯片密集的区域,每5个芯片需要考虑设置1个地线测试点。

⑧需要特别注意附加的测试点的连接线,以免形成天线效应

总结：

汽车电子可测试性设计聚焦测试点规划，核心要求如下：

布局规范：测试点均匀分布，密度≤5 个 /cm²，大芯片背面需对称，每个网络至少 1 个测试点（晶振、射频除外）；单面贴装在焊接面，双面优先放元件稀疏面。

类型与尺寸：首选焊盘（圆形直径≥1.5mm / 方形边长≥1.2mm），次选导通孔（≤0.3mm 孔径），禁用贴片焊盘和定位孔作测试点。

间距限制：测试点中心距＞100mil，与元件、边沿、定位孔距离分别＞100mil（高元件＞200mil）、≥120mil、≥200mil。

工艺要求：表面镀金 / 银 / 锡防氧化，避免丝印覆盖；高压 / 低压点间距符合安全规范；ICT 上电需 3 个电源 / 地测试点，每 5 芯片设 1 接地测试点，连接线防天线效应。