有些人认为PCB制造过程就像一个神奇的黑匣子：设计数据发送给制造商（制造车间），然后就生产出了PCB成品。上世纪80年代的PCB制造业正是如此，按现在看来，早已过时，有时甚至令人难以置信。如今PCB制造过程非常复杂，难点在于如何识别和反馈测试得到的信息，以帮助不断优化设计数据，必须同步协调所有步骤方能成功。
与之前一样，如今PCB制造商从OEM那得到设计数据，按照工厂自身的制造模式和工艺对设计数据进行调整，然后生产出所定制的PCB产品。但是现在除了创建图片成像数据和CNC钻孔/铣削程序之外，相同的设计数据还可用于整个制造过程中的其他工艺。
这些设计数据还可助力其他质量控制环节。验证过程中有工具和软件程序，采用同一客户提供的数据可驱动质量控制反馈环。设计数据还可用于验证内层和外层电路，例如AOI和AVI过程（自动光学检测和自动视觉检测）。
设计数据还可驱动电气测试（ET）过程。如今，在PCB制造领域，电气测试（ET）发生了相当大的变化，其结果数据需要新方法来呈现结果以实现高效响应。为了闭合质量反馈环，制造商工具定位中可包含更多的检查和平衡。
从那里到达这里
早在上世纪80年代，大多数电气测试（ET）都是通过对照“自我学习”的电路板，然后将其与同批次的其他电路板进行比较来完成测试；没有网表测试类似的东西。这种方法的风险很大，因为测试标准依赖于将“已知的好电路板”作为控制基准板。如果没有可使用的高标准电路板，那么必须通过对生产批次样本进行的学习比较测试完成，存在样品电路板是坏的风险，就像老话说的“负负得正”。例如，如果电路板有一个影响整个批次的重复缺陷，那么电气测试（ET）的学习比较测试将在有缺陷的电路板上进行。 正如预期的那样，当一块有缺陷的电路板被学习后，对有缺陷的整批电路板进行测试时，它们都会“通过”，经过很多次后，这种虚假前提测试数据将导致组装厂出现灾难性失效结果，并且该批次印制板100%会被拒收。
上世纪80年代时，最复杂的问题是电气测试（ET）验证。当时的治具或栅格测试仪基于设备的测试区域以X-Y网格坐标系提供故障数据，这些治具采用PCB布线相匹配的测试针，并转换为X-Y栅格，设备在该栅格中学习电路板的电气特征。当检测到开路或短路时，设备以X-Y栅格形式报告，必须人工转换结果数据，以确定电路板上的故障位置。这通常借助于检验员放置在板上的聚酯薄膜栅格覆盖层和识别与PCB匹配的治具上的基准点来完成。检验员的困难在于正确识别设备报告的PCB位置。万用表或“蜂鸣器”用于探测可能的故障并确定它是开路还是短路。这种方法存在风险，很容易导致误判故障，从而导致漏检真正的故障。
网表测试
随着网表测试的出现，可以开发工具以图形方式识别板上的故障位置。现在可以使用电子“映射”列表将故障数据从测试设备的X-Y栅格转换为实际的PCB设计。这些方法起初很原始，但比之前的图形叠层的方法更精确。
提高质量是验证方面的重大进步。Gardien公司的Faultstation (故障站)就是极佳的案例。故障站的设计目标是根据设备（治具/栅格测试或飞针测试）报告无缝地提供实时故障验证。在今天的电气测试（ET）领域，数据是关键。
在Gardien公司的案例中，我们会收到制造商提供的工具定位数据。有时候可能只是客户的原始工具定位数据，也可能是制造商提供的处理后的工具定位数据，但最重要的是他们同时提供OEM的电子网表。通过网表，电气测试（ET）将根据制造数据创建测试解决方案，然后将电子特征解决方案与OEM网表进行比较，该过程可确认：1）电气测试（ET）程序数据与OEM要求一致；2）在制造商工具定位过程中没有引入错误。
图1描绘了Gardien公司设计流程。切记：“输入的是无用数据，输出的也是无用数据”，因此正确的反馈和检查过程是必不可少的。Gardien公司电气测试（ET）流程将审查客户/ OEM要求，以及可能需要的行业规范，包括适用的IPC和军事要求。这也确保了在测试产品时使用正确的测试方法和测试参数。
图1：设计/工具定位环
测试设备将故障数据记录到数据库以保留结果。例如，利用数据库，故障站可快速加载故障数据，并使用设计数据直观地向验证操作员展示故障。使用测试设备上的条形码，故障站可以扫描设备的故障报告。故障站查询设备数据库、定位故障记录，并以图形方式向验证操作员展示故障。 图2显示了主要的故障站用户界面，然后操作员可以逐步地审查。因为故障检查是基于PCB设计数据，所以操作员可以精确地排查故障。
图2：故障站图形用户界面
Ucamco公司故障站许可证：客户端版本：2019.03-测试版：2019年3月7日
Machine identifier：设备标识符
Database location of fault data：故障数据在数据库中的位置
故障站可以直接根据故障数据评估PCB布局并预测概率，甚至可以在短路的情况下预测可疑故障的位置。故障站记录此数据以供之后参考（如图3所示案例）。基于该数据，可以识别系统制造约束并将与上游的工艺工程沟通，可提高未来生产的良率。
图3：故障视图
Ucamco公司故障站许可证：客户端版本：2019.03-测试版：2019年3月7日
诸如故障站(Faultstation)之类的工具利用前端的设计数据创建图形故障排除解决方案，从本质上讲，故障站使用来自OEM的设计数据模拟出 “真实”的PCB生产。当制造关键且成本昂贵的设计时，这些工具可在矩阵中提供另一个质量反馈环，形成关键的反馈组成部分，用来捕获缺陷、分析概率，并为前端提供强大的统计反馈，以便调整制程，提高良率并减少不必要的不一致性。
Todd Kolmodin担任Gardien Services USA公司质量副总裁一职，也是电气测试和可靠性领域专家。
