מבוא ל- Test Pads ו- Debugging תכונות ב- PCB מורכב

הביקוש לאלקטרוניקה המודרנית יותר ויותר צפופה וביצועים גבוהים לוחות מעגלים מודפסים (PCBs) כפי שמרכיבים מגרשים מתכווץ, אותות מאיצים עלייה, ושכבות הלוח מתרבים, היכולת לבחון ביעילות ו debug Assemblies הופכת לגורם הצלחה קריטי.עמודי מבחן ותכונות debugging אינן לאחר שמחשבות - הן רכיבי עיצוב חיוניים לבחינת (DFT) המשפיעים ישירות על ייצור, אמינות שדה, וזמינות מספקת שירות מקיף לתכונות מורכבות אלה.

הבנת פאדיטים: סוגים ותפקידים פונקציונליים

כריות מבחן הן נחיתה התנהגותית - בדרך כלל נחושת עם סיום משטח כגון ENIG או HASL - המספק גישה חשמלית לנקודות פנים מבלי לדרוש מחבר.הם משמשים כנקודות חיבור זמניות עבור בדיקות אוקטילוסקופ, בדיקות מרובותמטר, בדיקות בדיקות בדיקות בדיקות מעופפות, או מצעים של מצעים מיטה.

מבחן סטנדרטי

חפיסת מבחן סטנדרטית היא משטח נחושת עגול או מרובע, בדרך כלל 0.025" ל 0.040 "בטר.עבור לוחות עתירים גבוהים, כריות קטנות יותר (0.020" או אפילו 0.015) משמשים, לעתים קרובות בשילוב עם microvias.העמוד חייב להיות גדול מספיק כדי להכיל טיפ בדיקה, אך קטן מספיק כדי להימנע מהתערבות עם ערוצים מקריים: 0Frule של 0b, לפחות, 000 1 כדי לשמור על פני שטח קצר של 010.

מבחן פאפדים

בעיצובים רבים, באמצעות כפול נקודות מבחן. A באמצעות ערכת מבחן הוא פשוט דרך זה נשאר ללא כבל ויש טבעת נחושת חשוף על גבי השכבה העליונה או התחתון, עם זאת, יש לקחת טיפול: באמצעות שימוש עבור אות חסימה יכול היה להשיל (מסוכסם) או מלא באמצעות מסיכה גדולה יותר, מה שהופך אותם ללא מתאים לפרובוקסמה צריך לתכנן באופן מפורש כמה שיותר באמצעות LT:0 מקודמת באמצעות פתח גדול יותר, ומכר באמצעות טבעת 1 .

מבחן אריות

עבור לוחות שיבדקו עם תיקון מיטה של גיל המעבר, כריות מבחן מסודרים לעתים קרובות במערך רשת בצד התחתון.המערך עשוי לעקוב אחר 000" או 0.050" כדי להתאים את גודלי סיכה נפוצים של בדיקות.כל משטח במערך חייב להיות ברור כוון אל הצומת שהוא מייצג, ואת ה routing צריך להימנע מגמגמים ארוכים שעלולים לגרום להשתקפות במהלך בדיקות מהירות גבוהה.

שיקולים לשילוב יעיל במועצות עתירות

הטמעת צנרת מבחן לתוך PCB מורכב - לעתים קרובות עם 12 שכבות או יותר, עיוור וקבור באמצעות, ו-pitch BGAs - דורש תכנון זהיר.הדברים הבאים הם שיקולים עיצוב קריטיים המאורגנים על ידי השלבים של זרימת העיצוב.

אסטרטגיות מיקום

יש להציב כריות מבחן שבו הם מספקים את הגישה האות הטובה ביותר עם השפעה מינימלית על routing.עבור מסילות כוח, כריות מבחן מרובות מומלץ - אחד ליד פלט הרגולטור ואחד ליד העומס. עבור זוגות שונים במהירות גבוהה, כריות בדיקה ממוקמים בדרך כלל בפלט הנהג וקלט, עם סימטרי באמצעות דפוסים כדי לשמור על מכשולים.

באזורי BGA, כריות מבחן ממוקמות לעתים קרובות על השכבה התחתונה בתוך הצל BGA. עם זאת, אלה חייבים להיות ממולאים בזהירות כדי להימנע מהתערבות עם BGA של עצמו באמצעותs. טכניקה נפוצה היא לפנטז את BGA לשכבות פנים ולאחר מכן להביא נקודות מבחן ייעודי באמצעות בדיקות ייעודיות באמצעות בדיקה על הפריפריה של טביעת הרגל BGA.

גודל פאפא, ספיגה ופתיחת המסכה

הנציבות האלקטרונית הבינלאומית (IEC) ותקני IPC מספקים הנחיות לממדי מודול מבחן.עבור פרופיל ידני, קוטר מינימום של 0.030" מומלץ.עבור בדיקות טיסה אוטומטיות, כריות קטנות כמו 0.015" מקובלות, בתנאי שציר החקירה הוא תואמת. ספיגה בין כריות בדיקה צמודות צריך להיות לפחות 0.020 כדי למנוע בדיקה מהירה.

עבור לוחות אשר יעברו מחזורי עבודה מרובים, FLT:0 , 000 עדות צריך להיות חיזוק irph 1 עם מספר רב של דרך השכבות הפנימיות, צמצום הסיכון של הרמת כריות במהלך התגרות חוזרת.הוספת דפוס הקלה תרמי לבדיקת כריות הקשורות לשפוך נחושת גדול מונע בעיות מכרה במהלך ההרכבה, למרות עבור מחפירות רק מבחן, קשר ישיר הוא עדיפות פוטנציאלי למניעת הידרדרות.

המונחים: Test Pad Placement

לוחות מבחן מציגים קיבולת רוח טפילית והשכלה שיכולה לשנות התנהגות אות בתדרים גבוהים.כל מפסק מבחן יוצר סטוב קטן - קטע קצר של עקבות המשתרע מדרך האות הראשית אל המשטח.אם אורך העוקץ עולה על 1/10 של אורך הגל של הזמן העולה, זה יכול לגרום השתקפות, מצלצל ואפילו שגיאות לוגיקה.

כדי להפחית את ההשפעות הללו, מעצבים צריכים לעקוב אחר ההנחיות האלה:

  • (FLT:0) שמור על אורך מתחת ל -100 milsveFLT:1 עבור אותות עם עלייה פעמים מתחת 500 ps. עבור אותות מהירים יותר (sub-100 ps), לשקול שימוש בנקודות בדיקה מוטבע כגון באמצעות שבב עם microvias.
  • (FLT:0)Use מתנגד לסילוק 1:1 בטבלת המבחן אם הוא ממוקם על שעון מהיר או קו נתונים. סדרה של 50-ohm התנגדות קרוב ללוח יכול לחבק השתקפות.
  • (ב) [ה]:0] ללא חתונות מבחן מנבאות (הראשונה ל-[[1924]], ו[[1924]]]], כל מפרשיה יש צורך בזרועו של כל אחד מהם, אך ורק אם כן, כל אחד מהם צריך להיות קצר ככל האפשר.
  • (FLT:0) ,Place test tubes on InnerשכבותFIRLT:1), כאשר אותות חייבים לנסוע למרחקים ארוכים. גישה זו מפחיתה את ההשפעה של ה- stub, כי המשטח הוא חלק מהמבנה באמצעות ולא ענף נוסף.

יישום תכונות של דיון: מ JTAG ל BIST

מעבר לחצרות בדיקה פשוטות, אסיפות PCB מורכבות מודרניות ליהנות מתכונות משולבות של פענוח המאפשר בידוד האשמה מקיף ללא גישה פיזית לכל צומת.ה להלן הן תכונות מפתח ליישום.

פסקול: JTAG) Interfaces

IEEE 1149.1 (JTAG) הוא תקן לבדיקת ICs הדיגיטליים.על ידי הוספת נמל JTAG - בדרך כלל TMS, TCK, TDI ו-TDO - מעצבים יכולים לקבל גישה לכל pin של מכשירים מתאימים.זה בעל ערך במיוחד עבור BGAs וחבילות גבוהות אחרות, שבו ציפוי פיזי הוא בלתי אפשרי כמו מורכבות לעתים קרובות detrasembies אחד עבור JGI.

בעת יישום JTAG, לשקול הוספת תכונות בדיקה נוספות:

  • (ב) ,0) ,UCT , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ,0)JTAG HeadsphersFLT:1 עם תקן 2x5 pin הפריסה (0.100) עבור בדיקה.
  • (ב) [13] ,0) , ניגודים של טהור (FLT) 1:1 על קווי האות JTAG כדי למנוע קלטות צף במהלך ההתנתקות.

עבור יותר טיהור מתקדם, ה-FLT:0 (הרחבה של 1149.63 9.6FLT:1) עבור אותות AC-קופצים ו-FLT:2EE 1149.79.79.7003 עבור ספירת פיות מופחתת שווה לחקור. תקנים אלה מאפשרים בדיקות גבול-scan של ממשקים מהירים כגון PCIe, SATA ו- Ethernet.

נבנה-עצמי-Test (BIST)

מעגלים BIST מאפשרים למכשיר לבחון את עצמו באופן אוטונומי.עבור מכשירי זיכרון, MBIST (memory מובנה-in-test) יכול לבדוק תקלות תקועות, תקלות הפיכה, ורגישות דפוס. עבור מכשירים לוגיים, לוגיקה BIST (LBIST) משתמש על גנרטורים דפוסים שבב וניתוחי חתימה. בעת תכנון אנסמבל מורכב, סקירות נתונים עבור יכולות BIST ולהבטיח כי הם מאפשרים את הסימון נגיש באמצעות סורקים או לוחות בקרה.

BIST הוא בעל ערך במיוחד עבור אסיפות העוברות באבחון שדה.על ידי הוספת ייעודי (FLT:0) סטטוס LEDIRFLT:1 ובדיקת טכנאי שדה יכול לקבוע במהירות אם כישלון נמצא בתוך המכשיר או המעגל החיצוני.

LEDs אבחון ו ויזואלים

נוריות פשוטות יכולות להאיץ באופן דרמטי את הפחתת ההטמעה.

  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

כאשר הצבת נוריות אבחון, ודא כי הם גלויים מן קצה הלוח וכי הסדרה שלהם מתנגדים בגודל עבור הזרם הצפוי קדימה. להימנע הצבת נוריות ליד רכיבים רגישים חום אלא אם כן הניתוק חום הוא מינימלי.

בסיס עיצוב-for-Test (DFT) מסמך ופרוטוקולים

אפילו כריות המבחן המעוצבות ביותר ותכונות פיזור הם חסרי תועלת אם צוות ההרכבה לא יודע כיצד להשתמש בהם.

מבחן פוינט מסמכים

צור מפה מפורטת נקודת מבחן המרשימה כל צומת נגיש, השם נטו שלה, המטרה שלה (כוח, שעון, נתונים וכו '), ואת המתח הצפוי שלה או גלפורמטורים ההתייחסות לכל רכיב המחובר לצומת.עבור מחלוקות גדולות, מספר כריות הבדיקה בקבוצות (למשל, T1-T100) ולספק בדיקת טבלה לכל רכיב הקשורה למספרי ה-מסלולאריים לשמות אלה על גבי הקובץ.

ציוד מבחן אוטומטי (ATE)

אם ההרכבה תיבחן עם בדיקה מעופפת או מיטת-של-של-שלנו, תעבוד עם מהנדס הבדיקה בשלב העיצוב.ספק רשימה נטו עם קואורדינטות (X, Y, סיבוב) ואת תנאי העומס הצפויים.עבור בדיקות בדיקות בדיקות בדיקות טיסה, להבטיח כי כריות הבדיקה אינן מכוסה על ידי רכיבים רבים כי חסימת גישה.

כלים רבים מציעים כעת את כלי בדיקת DFT אשר באופן אוטומטי הדגלים כיסוי ללא מספיק במבחן. הפעלת בדיקות אלה בשלבים מרובים של הפריסה יכולה למנוע עיצובים יקרים.עקוב אחר ההנחיות ב-FLT:0reaFLT:1IPC-222103:203FLT 3 עבור תקני עיצוב גנריים, ולבחון את יכולות היצרן עבור גודל מינימלי וספאם.

בדיקות מתקדמות וטכניקות של וויכוח

מאחר ש- PCB Assemblies הופך מורכב יותר, ההסתברות המסורתית אינה מספיקה לעתים קרובות.הטכניקות המתקדמות הבאות תוספת ערכות מבחן עבור זיהוי מהיר ומדויק יותר.

Time-Domain Reflectometry (TDR) Access Points

TDR משמש לאיתור הפסקות של הפסקת האש בקווי השידור.על ידי הוספת כריות מבחן בשני הקצוות של עקבות מהירות קריטית, מהנדסים יכולים לחבר מכשיר TDR ולקבוע את פרופיל האי-אפשריות.עבור תוצאות אופטימליות, יש להציב את כריות מבחן TDR במקור ועומס, ואת העקבות לא צריך להיות סניפים ביניהם.הוספת כרית שיגור ייעודי TDR (מבנה גל-קולארי) יכול לשפר את הדיוק.

לוגי לוגי אנליייזר Probes

חלק מה-FPGAs ו- microcontrollers כוללים מנתח לוגיקה פנימי שיכול ללכוד אותות פנימיים ולהפיק אותם באמצעות ציון מבחן ייעודי. על ידי ניתוק כמה אותות קריטיים כדי לבדוק כריות (למשל, שעון הפניה PCIe, DDR סטריבה, או קו מפריע), מהנדסים יכולים לגרום לנתח הפנימי ולהתבונן במערכת בזמן אמת.

נקודות מבחן נוכחיות

סוגיות שלמות כוח נפוצות ב Assemblies מורכבות.הוספת כריות מבחן קטנות משני צד של התנגדות הגיונית (או ישירות על מטוס כוח באמצעות חיבור Kelvin) מאפשר מדידה מדויקת הנוכחית. השתמש ב-FLT:04-wire Kelvin test תבנית כריתת מבחן קלווין 1 כדי לחסל שגיאות בדיקה.

שיקולים מרשימים ומכניים ל- Test Pads

כריות מבחן אינן רק רכיבים חשמליים - הן חייבות לשרוד מתחים מכניים ורמוסיים במהלך בדיקות ועבודות מחדש.

פדו ריינומנט ו-Via Stitching

התכה חוזרת עלולה לגרום לחרופת דלמנטום, במיוחד על לוחות דקים (למשל, 0.062) או דקר) להגביר את העוצמה המכנית, להקיף כל מקטע מבחן עם שניים או שלושה מיקרו-vias המחברים אותו למטוס פנימי.חלוקה זו של מתח מכני מונעת את החתך.עבור כריות על שכבות חיצוניות, להימנע ממקם אותם קרוב ללוחות שבו מתחים הם גבוהים ביותר.

ניהול התרמומלי במהלך המכירה

כריות מבחן המחוברות לשפך נחושת גדולים עשויים לפעול כטביעות חום במהלך זרימה, גרימת מפרקי מכר קר על רכיבים סמוכים. השתמש דפוס הקלה תרמי (למשל, ארבעה 0.010" קשרים רחבים) על כריות בדיקה המחברות למטוסים.אם כריית הבדיקה משמשת רק לרכיבים פרובוקטיביים ולא לרכיבים ממכרים, חיבור מוצק מקובל, אך להיות מודעים לפוטנציאל של ההשפעה התרמית במהלך הבדיקה עצמה.

קידוד משותף ובטיחות מים

כמה אסיפות מורכבות, במיוחד אלה המשמשים בתעשיית הרכב או בסביבה תעשייתית, הם מצופים בהתאמה לאחר ההרכבה. לוחות מבחן יש מסומנים או מטופחים באופן סלקטיבי להישאר נגישים. לעבוד עם צוות הייצור כדי להגדיר "אזור keep-out" עבור ציפוי קונפורקטי סביב כל כרית מבחן. לחלופין, להשתמש בערכת מבחן כי הם ללוח לאחר ציפוי.

שיטות טובות לאינטגרציה ב- Scale

לבסוף, לשקול את ההקשר הרחב יותר של בדיקות ייצור.הפרקטיקות הטובות ביותר הבאות להבטיח כי כריות בדיקה ותכונות debugging אינן רק נוכחות אלא יעילות לאורך כל מחזור חיי המוצר.

  • (FLT:0)Plan לבדוק גישה מהשלב הסכאמטי.FLT ( 1:1) כל רשת שתדרוש בדיקות במהלך אבטיפוס, מבחן הייצור ותיקון שדה. צור מסמך תוכנית מבחן הממפה כל רשת לשיטת בדיקה מסוימת (בדיקה אנושית, בדיקות טיסה, סריקת גבול וכו ').
  • (FLT:0) תוצאות מבחן סטנדרטיות של TP 020 ROUND, TP 030 SQUARE) ו-Reuse them over designs.עקביות זה מקטין שגיאות בתכנות תיקון הניסוי.
  • (FLT:0) למזער את מספר כריות הבדיקה הייחודיות.Builds.ph.1, במידת האפשר, לשלב אותות מרובים לתוך מאמנת מבחן אחת באמצעות התנגדות או קפיצה.לדוגמה, בנק של התנגדות למשיכת משיכת משיכת יכול לשתף חפיפה משותפת למתח המושך.
  • (FLT:0) סיקור מבחן עם כלים אוטומטיים.BuildFLT:1 סוויטות EDA רבות כוללות דו"ח בדיקתיות שמראה איזה אחוז נטו נגיש. Aim for לפחות 95% כיסוי על רשתות קריטיות (כוח, שעון, איפוס, אוטובוסים נתונים) ו 80% על רשתות לא קריטיות.
  • (FLT:0) לתאם עם צוות ההנדסה של הניסוי.IRLT:1) מעורבים מהנדסי מבחן בסקירה עיצוב כדי לתפוס בעיות כמו נתיבי בדיקה חסומים, די סלקציה, או רצף של בדיקות סותרות.

מסקנה

(ב) שילוב של כריות מבחן PCB ותכונות פיזור לרכיבות מורכבות של PCB הוא השקעה אסטרטגית שמשלמים לאורך מחזור חיי המוצר - החל מאימות לנפח הייצור ועד למיצוי שדה 10: על ידי הבנת דרישות חשמליות, מכניות ורמימיות של תכונות אלה, ועל ידי יישום כללי תכנון מדויק של 2 LTFS: LT2 ל-REC2, כדי להבטיח ציות מתקדמות של מערכת הפעלה: