在当今数据驱动的时代，从 112G/224G 数据中心互连到 AI 加速器，高速信号完整性（SI）已成为衡量 PCB 性能的黄金标准。随着设计复杂度和信号速率的指数级增长，确保每一块 PCB 在离开生产线时都完美无瑕，变得前所未有的重要。这正是 Flying probe test（飞针测试）发挥其不可替代作用的领域。作为一种灵活、高效且无需昂贵夹具的电气测试方法，它为高速 PCB 的原型设计、小批量生产和复杂板卡验证提供了关键的质量保障。在 Highleap PCB Factory (HILPCB)，我们将 Flying probe test 视为我们 Turnkey PCBA（一站式PCBA）服务流程中至关重要的一环，确保从设计到交付的每一个环节都达到最高标准。

什么是Flying probe test及其工作原理？

Flying probe test 是一种自动化的电气测试技术，它使用两根或多根由软件精确控制的探针，在 PCB 裸板或组装板（PCBA）上移动，接触焊盘、过孔和元器件引脚，以检测制造缺陷。其核心工作原理是通过测量探针接触点之间的电阻、电容、电压等电气参数，来判断电路是否存在开路、短路、错误的元器件或不正确的焊接。

与传统的在线测试（ICT）需要为每种 PCB 设计昂贵且复杂的针床夹具不同，飞针测试仪的核心优势在于其“无夹具”特性。测试程序直接从 CAD 数据（如 ODB++ 或 Gerber）生成，探针根据程序指令自动定位到需要测试的节点。这极大地降低了测试的初始成本和准备时间。这种灵活性使其与需要复杂 Fixture design (ICT/FCT) 的传统方法形成鲜明对比，后者更适用于大规模、稳定生产的场景。

为何高速PCB原型和小批量生产偏爱Flying probe test？

对于高速、高密度 PCB，尤其是在研发和原型验证阶段，设计迭代频繁，产量相对较小。在这种背景下，Flying probe test 的优势被无限放大，成为工程师和制造商的首选。

1. 无与伦比的成本效益：最大的优势在于无需支付高昂的非经常性工程（NRE）费用。传统的 Fixture design (ICT/FCT) 成本可能高达数千甚至数万美元，对于仅生产几十或几百片的订单而言，这笔开销是难以接受的。飞针测试将这部分成本降为零。

2. 极高的灵活性与快速响应：当设计发生工程变更（ECO）时，飞针测试程序只需几分钟或几小时即可更新，而修改或重制一个物理夹具则需要数天甚至数周。这种敏捷性完美匹配了现代电子产品快速迭代的开发周期，尤其是在 原型组装 阶段。

3. 卓越的测试覆盖率与可及性：随着 BGA、LGA 和 0201/01005 等微型元器件的普及，PCB 上的测试点变得越来越小且密集。飞针可以精确接触到传统针床难以触及的微小焊盘和过孔，为高密度互连（HDI）板提供了可靠的测试方案。

4. 快速的故障诊断：飞针测试系统能精确报告故障（如短路）的具体物理位置（X-Y坐标），极大地简化了维修和调试过程，缩短了产品上市时间。

Flying probe test如何保障高速信号完整性？

对于 高速PCB，信号完整性是设计的核心。任何微小的制造缺陷，如阻抗不连续、走线开路或层间短路，都可能导致信号严重失真、抖动和误码。Flying probe test 通过以下方式，成为保障高速信号完整性的第一道防线：

• 精确的连通性验证：它能逐点验证数千个网络连接的正确性，确保差分对内的 P/N 线没有断裂，并且与其它信号网络完全隔离。这对于 PCIe、Ethernet 和 SerDes 等高速总线至关重要。
• 短路检测：在多层板和 HDI 板中，层间的微小短路是灾难性的。飞针测试能以极高的精度检测出这些潜在的短路隐患，避免上电烧毁昂贵的芯片。
• 元器件验证：先进的飞针测试仪不仅能检测开路和短路，还能测量电阻、电容和电感值，甚至可以识别二极管的极性。这确保了端接电阻、耦合电容等影响信号质量的关键元器件被正确安装。
• 基础阻抗筛查：虽然无法替代 TDR（时域反射计）进行精确的特征阻抗测量，但部分高级飞针测试系统可以通过 Kelvin 连接进行四线测量，对关键传输线的电阻进行高精度检测，从而间接筛查出可能由线宽或铜厚异常引起的严重阻抗偏差。

Flying probe test在Turnkey PCBA流程中的关键作用

在一个完整的 Turnkey PCBA 服务中，质量控制贯穿始终。Flying probe test 在其中扮演着承上启下的关键角色，它连接了元器件贴装与最终的功能测试。

在 SMT（表面贴装技术）和回流焊之后，飞针测试作为首个电气级测试工站，能够快速捕获焊接桥连、虚焊、元器件错装或缺失等在组装过程中引入的缺陷。通过这一步骤，我们可以确保进入后续功能测试（FCT）或系统级测试的板卡已经具备了基本的电气正确性，从而大幅提高后续测试的通过率，并降低因电气故障导致更复杂问题的风险。

更重要的是，所有测试数据都会被无缝集成到我们的 Traceability/MES（制造执行系统）中。每一块通过测试的 PCBA 都会有一个唯一的序列号，其详细的测试报告、缺陷记录和维修历史都被完整存档。这种全面的 Traceability/MES 系统不仅是满足医疗、汽车和航空航天等高可靠性行业要求的关键，也为客户提供了完全透明的质量追溯能力。

Flying probe test与传统焊接工艺的整合

现代 PCBA 往往是混合技术的产品，既包含 SMT 元器件，也包含传统的通孔元器件。这些通孔元器件（如连接器、电解电容、功率器件等）通常通过 THT/through-hole soldering（通孔焊接）工艺来安装，例如手动焊接或更先进的 Selective wave soldering（选择性波峰焊）。

Flying probe test 在这种混合工艺中同样至关重要。测试可以分阶段进行：

1. SMT后测试：在 SMT 元器件贴装和回流焊后，进行第一次飞针测试，以确保所有表贴器件的焊接质量。
2. THT后测试：在完成 THT/through-hole soldering 之后，进行第二次飞针测试。这次测试不仅会重新验证之前测试过的网络，还会重点检查新安装的通孔元器件的焊接情况，例如是否存在引脚短路、虚焊或漏焊。

特别是对于 Selective wave soldering，虽然其过程是自动化的，但仍有可能因焊剂、温度或传送带速度控制不当而产生焊接缺陷。飞针测试能够有效地捕获这些问题，确保最终产品的整体可靠性。

如何通过设计优化提升Flying probe test的可测试性（DFT）？

为了最大限度地发挥 Flying probe test 的效能，工程师在设计阶段就应考虑可测试性设计（Design for Testability, DFT）。良好的 DFT 实践可以显著提高测试覆盖率、降低测试时间和成本。

• 预留测试点：为关键网络（如电源、地、时钟、关键信号）添加专用的测试焊盘。测试点的理想尺寸不小于 0.8mm，且周围应有足够的间距，以防探针误触邻近元器件。
• 避免测试禁区：在较高的元器件（如大型电容、散热器）周围留出足够的安全距离，确保测试探针有足够的物理空间进行移动和下压。
• 提供精确的CAD数据：向制造商提供包含元器件位置、极性和网络信息的完整 CAD 数据（如 ODB++, IPC-2581），这是生成准确飞针测试程序的基础。
• 双面测试的可及性：如果板卡需要双面测试，确保两侧的测试点布局合理，避免探针在测试一面时与另一面的支撑结构发生冲突。

在 HILPCB，我们的工程师会在制造前为客户提供免费的 DFM/DFT 评估，帮助客户在设计早期识别并解决可测试性问题，从而优化整个生产流程。

HILPCB如何利用Flying probe test提升制造与组装质量？

作为一家领先的 PCB 解决方案提供商，Highleap PCB Factory (HILPCB) 将 Flying probe test 视为我们质量承诺的核心。我们投资了业界顶尖的飞针测试设备，这些设备不仅速度快、精度高，还具备先进的测量能力，能够满足最严苛的高速和高密度板卡测试要求，例如复杂的 HDI PCB。

我们的方法论是将飞针测试深度整合到整个制造生态系统中：

• 与DFM/DFT无缝集成：在项目启动之初，我们的工程师就与客户合作，确保设计具备良好的可测试性。
• 与自动化生产线联动：测试设备与我们的 SMT 生产线和 Traceability/MES 系统联网，实现数据实时共享。一旦发现系统性缺陷，可以立即反馈到前端工序进行调整，防止缺陷批量产生。
• 数据驱动的持续改进：我们对飞针测试数据进行持续分析，识别常见的故障模式，并以此为依据优化我们的制造和组装工艺，从而不断提升产品直通率和长期可靠性。

通过这种系统化的方法，HILPCB 确保交付给客户的每一块 PCBA 都经过了严格的电气验证，为您的最终产品稳定运行提供了坚实的基础。

结论

在高速、高密度 PCB 设计成为主流的今天，Flying probe test 已不再是一个可选项，而是确保产品质量、加速研发周期和控制成本的关键技术。它以其无与伦比的灵活性和成本效益，完美地满足了从原型到中小批量生产的需求，成为现代电子制造中不可或缺的质量卫士。

选择一个像 HILPCB 这样将 Flying probe test 作为其 Turnkey PCBA 服务核心的合作伙伴，意味着您选择了一个深刻理解质量、效率和可靠性的专家。我们致力于利用最先进的测试技术，为您的高速信号完整性挑战提供最可靠的保障。