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AI算力主板的ICT在线测试:挑战、要点与落地实践

行业千问 142

大模型与AI服务器产业高速扩张,算力主板正走向高层数、高密度、大电流与Chiplet高集成。作为PCBA量产质量的第一道关键防线,ICT在线测试如何破解算力主板带来的全新测试难题?本文结合产线实践,给出挑战解析、核心测试项、DFM设计要点与一体化落地方案。

一、为什么算力主板让ICT测试难度显著提升

AI算力主板不同于普通服务器与消费类主板,其硬件特征直接决定测试策略。具体表现为以下五点:

  • PCB层数高、布线密度大:普遍20–36层,大量BGA、FPGA、AI加速芯片与高速连接器密集布局,网络数量爆炸式增长,测试点位数成倍增加,治具设计与探针布局压力陡增。
  • 大电流供电网络庞大:GPU/NPU供电回路多路大电流设计,并联功率电阻、大容量MLCC与MOS管密集,回路间耦合干扰,普通ICT易出现分流效应造成元件参数误判。
  • 高速信号网络交织:高速SerDes、PCIe、互联总线密布,网络间容性、感性耦合严重,静态ICT易受相邻网络干扰,隔离难度加大。
  • BGA与密脚IC大量使用:算力芯片、FPGA、高速存储多为BGA封装,内部焊点不可目视,AOI仅能检测表面引脚,虚焊、开路、内部短路需依赖ICT结合边界扫描完成。
  • 板体尺寸大、布局分散:整板尺寸大,对探针行程、一致性、治具刚性要求提升,局部接触不良易带来误测与漏测。

二、算力主板ICT核心测试项目

1. 全网络开短路测试

覆盖电源网络、地网络、高速信号网络与控制信号网络,检测走线、过孔、焊盘开路及相邻网络异常短路。算力主板电源域多,需区分不同电源域,规避大面积共地带来的短路误报。

2. 电源回路功率器件参数测试

  • 各路供电采样电阻、功率电阻阻值校验;
  • 输入输出滤波电容、旁路电容容量与漏电流检测;
  • MOS管、二极管、稳压器件极性与参数校验。

3. BGA与高密度IC焊接检测

  • 可访问测试点:通过探针完成引脚连通性测试;
  • 无外部测试点网络:启用边界扫描JTAG测试,检测FPGA、AI处理器、存储芯片引脚虚焊与开路,弥补物理探针无法下针的盲区,提升整体覆盖率;
  • TESTJET感应测试技术:检测BGA、连接器引脚虚焊,解决部分无法下针引脚的检测难题。

4. 连接器与模组接口检测

高速金手指、模组插座、供电连接器,检测引脚虚焊、短路、缺焊,提前规避整机装配后才暴露的接口故障。

5. 测试数据数字化留存

算力主板属于高价值产品,每块PCBA测试数据需完整记录(测试结果、失败点位、实测参数),对接MES系统,实现全流程质量追溯与批次风险管控。

测试维度检测对象关键技术与难点
网络开短路电源/地/高速/控制网络电源域区分,避免共地短路误报
功率器件参数采样电阻、功率电阻、MLCC、MOS并联回路自动隔离,抑制分流干扰
BGA/高密度ICFPGA、AI芯片、存储边界扫描JTAG + TESTJET感应测试
连接器接口金手指、模组插座、供电连接器虚焊/短路/缺焊检测
数据留存全板测试记录对接MES,质量追溯

三、产线常见痛点:误测、漏测从何而来

  1. 测试覆盖率不足:BGA、Chiplet引脚与高速走线未预留测试点,受空间限制无法植针,部分网络只能依赖后续功能测试暴露,维修成本大幅上升。
  2. 并联回路分流误测:供电域大量并联电容电阻未做好隔离,元件测量值漂移,产生大量假性不良,增加产线复判工作量。
  3. 大板治具接触一致性差:主板尺寸大,治具刚性不足,局部探针压力不够,接触电阻波动导致随机误报开路。
  4. 治具成本高、植针难度大:点位数量巨大,探针数量多,治具加工周期长,探针损耗与维护成本上升。
  5. 程序开发周期长:网络数量庞大、电源域复杂,程序调试与隔离参数优化周期远高于普通电路板。

四、从DFM设计阶段优化可测性

要让ICT高效落地,可测性设计(DFT)必须前置到PCB设计阶段:

  • 合理预留测试点:关键电源、信号网络尽量引出测试点;BGA优先将关键信号引出测试焊盘;无法下针的网络预留JTAG边界扫描链路。
  • 电源网络分组设计:不同电源域做好分割,便于ICT隔离测量,降低并联回路干扰。
  • 测试点布局兼顾治具加工:测试点尽量集中于单面,避免过密过近,减少探针干涉;焊盘尺寸满足探针接触要求。
  • 规划边界扫描链路:FPGA、AI加速芯片完整引出JTAG接口,将边界扫描纳入ICT流程,弥补物理探针检测盲区。

五、PTI算力主板ICT测试解决方案

面向AI算力主板高密度、大点位、复杂电源回路的测试场景,PTI‑818S ICT在线测试平台提供适配方案:

  • 强大隔离算法:自动寻找等电位隔离点,抑制并联回路分流干扰,适配多路大电流供电回路元件测量,降低假性不良。
  • 集成边界扫描模块:支持JTAG,针对BGA、FPGA、高密度IC完成引脚焊接检测,提升算力板整体测试覆盖率。
  • TESTJET感应检测技术:无需接触引脚即可检测BGA、连接器虚焊,解决无法下针场景的检测难题。
  • 大数据量测试程序:适配万级测试点位,支持条码绑定,测试结果导出,对接MES系统,实现质量数据追溯。
  • 可扩展硬件模块:支持ICT静态测试基础上叠加简易功能检测,实现“ICT+简易FCT”一体化测试。
  • 治具评估与DFM服务:前期介入PCB DFM评审,评估可测率并给出测试点优化建议,减少后期改板与测试风险。

AI算力主板硬件复杂度持续攀升,ICT在线测试依旧是PCBA量产阶段性价比极高的工艺缺陷筛查手段,但不能简单沿用普通主板的测试方案。需要DFM可测性设计前置、合理搭配探针测试+边界扫描+感应测试技术,产线后端配套FCT功能验证,构建完整质量防线。

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