Instri Test Pads ve Debugging Özelliklerlerini Etkili Bir Şekilde Kompleks olarak Nasıl Etkiliyor

Test Pads ve Debugging Özellikler Kompleks PCB Assemblies

Modern elektronik giderek yoğun ve yüksek performanslı basılı devre tahtaları (PCB) olarak, doğrudan üretim verimini, alan güvenilirliğini ve yönetim tabakalarını çarpıttır, bu makaleyi verimli bir şekilde test etme ve debug toplantıları kritik bir başarı elde etmek için kapsamlı bir kılavuz sağlar. Test pedleri ve debugging özellikleri gelişmiş sınır ötesi mimarilere kadar önemli değildir.

Test Pads'ı Anlamak: Tipler ve Fonksiyonel Rollar

Test pedleri iletken inişler - genellikle ENIG veya HASL gibi bir yüzey bitirmek - bu, bir bağlantı kurmadan iç düğümlere elektrik erişimi sağlar. Oscilloskop probes, multimeter probes, uçan testçiler veya yatak-of-nails fikstürleri için geçici bağlantı noktaları olarak hizmet eder.

Standart Test Pads

Standart bir test pedi yuvarlak veya kare bakır ped, genellikle 0.025" ila 0.040" çapında. yüksek seviyeli tahtalar için, daha küçük pedler (0.020) veya 0.015) genellikle mikrovias ile birlikte kullanılır, her bir test ipucunu karşılamak için yeterince büyük olmalıdır, ancak küçük not kanallarını önlemek için yeterince küçük olmalıdır.

Via Test Pads

Birçok tasarımda, test noktaları olarak ikiye katlanmak gerekir. Test pedi sadece bir via that is left unjurged and has an exposed bakır ring on the top or alt katman. ancak, bakım alınmalıdır: sinyal routing için kullanılan kanallardan veya doldurulmuş bir maske ile onları açık bir şekilde tasarlayabilmeli.

Dizi Testi Pads

Yataktan yapılmış bir yatak odası ile test edilecek tahtalar için, test pedleri genellikle alt tarafta bir ağ dizisinde düzenlenir.Ana seride 0.100" veya 0.050" bir diziyi takip edebilir. Dizideki her ped açıkça temsil etmesi gerekir ve routing yüksek hızlı test sırasında sinyal yansımalarına neden olabilir.

Yüksek-Density Boards üzerinde Etkili Bir Bütünleşmeye İlişkin Tasarım

Test pedlerini karmaşık bir PCB'ye entegre etmek - genellikle 12 veya daha fazla katmanla, kör ve gömülü vias ve iyi-pitch BGAs - dikkatli planlama gerektirir. Aşağıdaki tasarım akışlarının aşamalarıyla organize edilen kritik tasarım gözlüğüdür.

Placement Strategies

Test pedleri, yükün yakınında bulunan düzenleyici devrelerin ve birinin yakınında bulunan ve genellikle sürücü çıktısı ve alıcı girişi ile simetrik olarak kontrol edilenler için, test pedleri doğrudan hassas analog devreler veya gürültülü geçiş düğümleri yerleştirilmelidir.

BGA fanout alanlarında, test pedleri genellikle BGA gölgesi içindeki alt tabakaya yerleştirilir. Ancak, bu BGA ayak izi ile müdahale etmekten kaçınmak için dikkatli bir şekilde uzayılmalıdır.

Pad Boyut, Spacing ve Solder Maske Açılış

Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC) ve IPC standartları, test pedleri için kılavuzluk sağlar. manuel olarak, minimum ped çapında 0.030" nin tam olarak otomatik olarak uçuş test edilmesi önerilir.InTelevizyon testi, pedler 0.015 olarak tanımlanan olarak en yüksek çözünürlükte ayarlandığında, test edilen sayfayı en az 0.020 $ 'a kadar indirmeleri gerekir.

Birden fazla yeniden çalışma döngüsüne girecek olan tahtalar için, kabloların büyük bakır dökmelerine bağlı olarak satılmasını sağlamak için, test edilen pedler için, doğrudan bağlantı potansiyel sinyal bozulmasından kaçınmak için tercih edilir.

Signal, Test Pad Placement için dürüstlükleri dikkate alır

Test pedleri, yüksek frekanslarda sinyal davranışını değiştirebilir ve endüktifleri tanıtmaktadır. Her test ped küçük bir stil yaratır - ana sinyal yolundan pede kadar uzanan kısa bir iz segmenti.Eğer stub uzunluğu 1/10'u aşansa, yansımalara, ringe ve hatta mantık hatalarına neden olabilir.

Bu etkileri azaltmak için, tasarımcılar bu yönergeleri takip etmelidir:

Debugging Özellikleri Uygulama: JTAG'den BIST'e

Basit test pedlerinin ötesinde, modern kompleks PCB toplantıları, her düğüme fiziksel erişim olmadan kapsamlı bir hata izolasyonuna izin veren tüm silme özelliklerinden yararlanır. Aşağıdakiler uygulamak için anahtar özelliklerdir.

Boundary Scan (JTAG) Interfaces

IEEE 1149.1 (JTAG), dijital IC'lerin sirkülte testlerinde standarttır.Bir JTAG port eklenerek - genellikle TMS, TCK, TDI ve TDO - tasarımcılar JTAG zincirinin her pinine erişim sağlayabilirler ve diğer yüksek çözünürlükte paketler için özellikle de başarılı olmalıdır.

JTAG'yi uygulama yaparken, ek test özelliklerini dikkate alın:

Daha ileri bir debugging için, [[Dönetici:0)IEEE 1149.6[Dönekli sinyalleri ve ESFLT:2)IEEE 1149.7[DÜDÜye Olmayanlar İçin Standartlar Araştırmaya Değer Verilir.Bu standartlar, PCIe, hükümetler ve Ethernet gibi yüksek hızlı arayüzlerin testlerine izin verir.

Yerleşik-In Self-Test (BIST)

BIST devreleri, bir cihazın kendini bağımsız olarak test etmesini sağlar. bellek cihazları için MBIST (memory yerleşik kendini test eden) BIST yetenekleri için inceleyebilir ve BIST'nin test pedleri veya JTAG kontrolörleri aracılığıyla erişilebilir olmasını sağlar.

BIST özellikle de, uzay teşhisleri olan meclisler için değerlidir. Özel birİLFLT:0)BIST statüsü LED) ve bir test-activation it-button, alan teknisyenleri, cihazın veya dış devrelerin içinde bir başarısızlık olup olmadığını çabucak belirleyebilirler.

Tanı LEDler ve Görsel Göstergeler

Basit LEDler, genel uygulamalar dahil olmak üzere dramatik bir şekilde hızlanabilir:

Tanık LEDler yerken, tahtanın kenarlarından görünür olmasını ve serilerinin dirençlerinin beklenen mevcut için boyutlandırılmasını sağlayın.Sıcaklık dağılımı minimum olmadıkça LED'lerin yakın ısıya duyarlı bileşenleri yüklemesini kaçının.

Baseline Design-for-Test (DFT) Dokümantasyon ve Protokoller

En iyi tasarlanmış test pedleri ve debugging özellikleri bile, montaj ekibi bunları nasıl kullanacağını bilmiyorsa işe yaramaz. Kapsamlı belge gereklidir.

Test Point Konum Documents

Her erişilebilir düğümü listeleyen ayrıntılı bir test noktası haritası oluşturun, net adı, amacı (güç, saat, veri vs.), ve beklenen gerilim veya dalgaform. Gerber dosyalarının yanında üretim paketinde referans tasarımçıları içermelidir.

Otomatik Test Ekipmanı (ATE) Programlama

Eğer montaj uçan bir prob veya yatak-of-nails fikstür ile test mühendisi ile tasarım aşamasında erken çalışır.Test ped koordinatları ile net bir liste sağlayın (X, Y, rotasyon) ve beklenen yük koşulları.Uzgun test testi için, test pedlerinin prob erişimine engel olabilecek kaba bileşenlerle kaplı olmadığından emin olun.For bed-of-nails, fikstür tüm test pedleri doğrulayabilir ve tahta kalınlığı ve bileşen yükseklikleri doğru kayıt sağlar.

Birçok CAD aracı şimdi otomatik olarak test kapsamını gösteren DFT kontrol cihazı sunuyor.Bu çekleri birden çok aşamada çalıştırın, pahalı yeniden tasarımların ön tasarımını engelleyebilir.Sistemdeki yönergeleri takip edin:0]).IPC-2221).

Gelişmiş Test ve Debugging Teknikleri

PCB toplantıları daha karmaşık hale geldiğinde, geleneksel olasılık genellikle yetersizdir. Aşağıdaki gelişmiş teknikler daha hızlı ve daha doğru hata tespiti için test pedleri.

Zaman-Domain Reflectometry (TDR) Access Points

TDR, iletim hatlarında boşlukları bulmak için kullanılır. Hem kritik yüksek hızlı izler, mühendisler bir TDR cihazı bağlayabilir ve imkansız profili ölçebilir.En iyi sonuçlar için, TDR testi pedleri kaynak ve yükte bulunmalıdır ve bu izler arasında bir şubeye sahip olmamalıdır.

Gömülü Mantık Analizi Probes

Bazı FPGAs ve mikrokontroller, iç sinyalleri yakalayabilir ve bunları özel bir test pin ile devretebilecek bir içsel mantık analizörü içerir. pedleri test etmek için birkaç kritik sinyal (örneğin, bir PCIe referans saati, bir Depresyon strobe veya bir kesme hattı), mühendisler iç analiz ve gözlem sistemi davranışını gerçek zamanlı olarak tetikleyebilir. Bu özellikle bir kapla yakalamak zor olan geçici hatalar için faydalıdır.

Current Sensing Test Noktaları

Güç bütünlüğü sorunları karmaşık meclislerde yaygındır. Bir anlamda direnicinin her tarafında küçük test pedleri ekleyin (veya doğrudan bir Kelvin bağlantısı aracılığıyla bir güç uçağında) doğru mevcut ölçümlere izin verir.It aİLFLT:0)four-wire Kelvin test pedi

Test Pads için ısı ve mekanik düşünceler

Test pedleri sadece elektrik elementleri değildir - test ve rework sırasında mekanik ve termal stresler hayattamalıdır.

Pad Dondurma ve Via Stitching

Tekrarlanan denetim ped delaminasyona neden olabilir, özellikle ince tahtalarda (örneğin, 0.062) veya incelikler) Mekanik sağlamlığı artırmak için, her test pedini iç zemin uçağa bağlayan.Bu mekanik stres dağılımı, pedleri dış tabakalarda kaldırmaktan alıkoyar.

Sıcaklık Yönetimi sırasında

Büyük bakır dökmelerine bağlı olan test pedleri, sadece şarj bileşenleri sırasında ısı bataklığı olarak hareket edebilir, sert bir bağlantı kabul edilebilir, ancak testin kendisi tarafından satılan test pedleri sırasında potansiyel termal etkinin farkında olun.

Conformal Kaplama ve Su Yalıtım

Bazı karmaşık toplantılar, özellikle de otomotiv veya endüstriyel ortamlarda kullanılanlar, montajdan sonra uygun şekilde kaplıdır. Test pedleri erişilebilir kalmak için maskelenmiş veya seçici olarak kaplı olmalıdır. Her test pedleri etrafında bir "iş alanı" tanımlamak için üretim ekibiyle çalış. Alternatif olarak, kaplamadan sonra tahtaya basılan test pin soketleri kullanın.

Scale at Scale için en iyi uygulamalar

Son olarak, daha geniş üretim test bağlamını düşünün. Aşağıdaki en iyi uygulamalar, test pedlerinin ve debugging özelliklerinin sadece mevcut değil tüm ürün yaşam döngüsü boyunca etkili olmasını sağlar.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Test pedleri ve debugging özellikleri karmaşık PCB meclislerine uygulamak, ürün yaşam döngüsü boyunca ödeme yapan stratejik bir yatırımdır - burada sunulan prototip doğrulamadan elde edilen kontrollere kadar, elektrik, mekanik ve termal taleplere uymak ve ses tasarımını uygulamakla yükümlüdür.[Dönetici:2]