Въведение
Прототип на печатна платка може да бъде изграден правилно и пак да бъде труден за проверка.
Това е мястото, където много проекти губят време. Таблото се захранва. Разположението изглежда добре. Спойките преминават визуална проверка. След това инженерният екип започва да тества и открива, че ключовите сигнали са заровени, тестовите подложки са твърде малки, интерфейсът за програмиране е неудобен за достигане или единственият начин за отстраняване на грешки в платката е чрез рисково-странично сондиране на стенд.
Ето защо тестовият достъп трябва да се прегледа преди сглобяването на прототип на PCB, а не след пристигането на платките.
Прегледът на тестовия достъп проверява дали сглобената платка може да бъде инспектирана, тествана, програмирана, функционално тествана, отстраняване на грешки и подготвена за по-късно ICT или FCT планиране. Това не е само въпрос на тестване. Той се намира между проектирането на печатни платки, сглобяването на прототипа и планирането на проверката.
Работният прототип е полезен само ако екипът може да провери какво се случва на дъската. Лошият тестов достъп превръща проверката на прототипа в догадки.
Какво означава тестовият достъп в сглобяването на прототип на печатна платка
Тестовият достъп означава практическата способност за достигане, контрол и наблюдение на точките, необходими за проверка, измерване, програмиране, изолиране на грешки и функционално валидиране.
В реална работа с PCBA тестовият достъп може да включва:
- тестови подложки за мрежи за ключове
- достъпни релси за напрежение и заземителни точки
- заглавки или подложки за програмиране
- нулиране, часовник, режим-на стартиране и комуникационен достъп
- сондирайте-подходящи местоположения за важни сигнали
- достатъчно разстояние на сондата около тестовите точки
- достъп за отстраняване на грешки на стенда, летяща сонда, ICT, FCT или гранично сканиране
- място за закрепващи щифтове, кабели, скоби или конектори
- AOI видимост за споени съединения и ориентация на компонентите
- Планиране на X{0}}инспекция за BGA, QFN или скрити споени съединения, където е необходимо
Един дизайн може да изглежда завършен в CAD, но все пак да бъде труден за тестване след сглобяването.
Това е особено често срещано, когато оформлението е компактно, платката има SMT компоненти с фина{0}}стъпка, двете страни са гъсто населени или механичната обвивка вече е стегната. Веригата може да е електрически изправна, но ако екипът не може безопасно и многократно да достигне правилните сигнали, проверката се забавя.
За сглобяване на прототипни печатни платки тестовият достъп не е само за бъдещо масово производство. Става въпрос за отговаряне на ранни инженерни въпроси, без да се повреди дъската, да се гадае по симптоми или да се чака нова ревизия на оформлението.
Защо тестовият достъп трябва да бъде прегледан преди изграждането
Най-лесният момент за коригиране на тестовия достъп е преди печатната платка да бъде произведена и сглобена.
След като дъските са изградени, опциите стават ограничени. Екипът може да запоява временни проводници, да изстърже спойваща маска, да изследва щифтовете на компонентите на сондата или да създаде заобиколно решение. Понякога това е приемливо за първа инженерна проба. Но ако всяко важно измерване изисква заобиколно решение, прототипът не дава ясна обратна връзка.
Тук помага едно просто правило:
Ако даден сигнал е достатъчно важен за отстраняване на грешки, програмиране, проверка или използване за тестване за приемане, екипът трябва да попита как ще бъде достъпен до него, преди да започне изграждането на прототипа.
Това не означава, че всяка мрежа се нуждае от специална тестова подложка. Истинските дъски имат ограничение на пространството. Но ключовите захранващи шини, линиите за програмиране, комуникационните шини, линиите за нулиране, контролните сигнали и специфичните за продукта{2}}точки на измерване трябва да бъдат прегледани съзнателно.
Изчакването до проверка на прототипа, за да се открие лош достъп, обикновено създава три проблема.
Първо, тестовият процес става по-бавен и по-малко повтаряем.
Второ, провалите стават по-трудни за изолиране.
Трето, екипът може да сбърка проблем с тест-достъпа за проблем с дизайн, сглобяване, компонент или фърмуер.
Това е мястото, където изграждането на прототип губи време.
Където обикновено се показва лош тестов достъп
Проблемите с тестовия достъп рядко се обявяват в прегледа на Gerber. Те обикновено се появяват по-късно, когато първата сглобена дъска е на пейката и някой трябва бързо да намери сигнал.
Силовите релси са трудни за измерване
Проверката на прототипа често започва с мощност.
Ако главният вход, регулираните релси, наземната референция, щифтовете за активиране или текущите-сензорни възли са трудни за достъп, дори основното извеждане-може да стане тромаво. Инженерът може да знае какво да провери, но платката не предоставя безопасно място за проверка.
Платка, която се нуждае от многократно тестване на малки щифтове на IC по време на извеждане-не е подходяща-за тестване. Може все още да работи, но рискът от подхлъзване, щифтове на късо или повреда на части нараства.
Интерфейсите за програмиране и отстраняване на грешки не са практични
Прототипът може да се нуждае от зареждане на фърмуера, достъп до буутлоудъра, калибриране или комуникация за отстраняване на грешки.
Ако подложките за програмиране са твърде малки, покрити от близки части, поставени под щит или блокирани от бъдеща функция на корпуса, проблемът може да не се появи, докато платката вече не е изградена.
Това е често срещано несъответствие между решенията за оформление и реалната работа с прототип. Оформлението спестява място, но екипът на фърмуера губи достъп.
Важните сигнали са погребани
Някои сигнали стават важни само когато нещо се обърка.
Сигналите за часовник, нулиране, комуникация, сензор, управление на двигателя, LED задвижване, управление на батерията, активиране на RF, управление на реле и-за безопасността може да не се нуждаят от постоянно измерване. Но ако прототипът се провали, това често са първите мрежи, които инженерите искат да проверят.
Ако тези сигнали не са достъпни, изолирането на повредата се забавя. Екипът може да прекара часове в обсъждане дали проблемът е фърмуер, сглобяване на печатни платки, източник на компоненти, запояване или логика на дизайна.
Тестовите подложки съществуват, но не могат да се използват
Подложката не е полезна само защото съществува.
Може да е твърде близо до висок компонент. Може да е под конектор. Може да седи от грешната страна за предвиденото приспособление. Може да е твърде малък за надеждно сондиране. Може да му липсва заобикалящо пространство. Може да се постави там, където сондата не може да кацне, без да докосне друга мрежа.
Ето защо прегледът на тестовия достъп трябва да разглежда състоянието на сглобената-платка, а не само схемата.
Тестовият достъп не е еднакъв за всеки тестов метод
Една от причините купувачите да пренебрегнат тестовия достъп е, че думата „тестване“ звучи като една дейност.
Не е.
Различните методи за проверка изискват различни видове достъп.
Достъп за отстраняване на грешки в стенда
Отстраняването на грешки в стенда е често срещано в ранните прототипи. Инженерите могат да използват мултиметър, осцилоскоп, логически анализатор, токова сонда или инструмент за програмиране.
За този етап тестовите точки трябва да поддържат безопасни и повтарящи се измервания. Не е необходимо добрият достъп да е перфектен, но трябва да намали рисковото сондиране на щифтове с фина{1}}стъпка, когато е възможно.
За сглобяването на ранни прототипи на печатни платки това често е най-непосредственият тест-необходим достъп.
Достъп до летяща сонда
Тестването с летяща сонда може да бъде полезно за прототипи и сглобяване на печатни платки с малък{0}}обем, тъй като не изисква специално легло-с-пирони. Но все още се нуждае от достъпни места за сонда, достатъчно разстояние, използваеми CAD данни, ясна мрежова информация и съгласувани тестови цели.
Ако оформлението оставя твърде малко достъпни възли, покритието на летящата сонда може да бъде ограничено.
Достъп до ИКТ
ИКТ зависят в по-голяма степен от планирания тестов достъп. Приспособление за--пирони изисква контактни точки на сондата, подравняване на инструментите, опора на дъската и достатъчно свободно пространство за надежден контакт.
Ако платката е проектирана без предвид достъпа до ИКТ, добавянето на ИКТ по-късно може да бъде скъпо или непрактично. Това не означава, че всеки прототип се нуждае от ИКТ. Но ако се очаква продуктът да се премести в по--обемни компилации или по-контролирано производство, достъпът до ИКТ трябва да се обсъди, преди първото оформление да бъде заключено.
Достъп до FCT
FCT обикновено проверява поведението-на системно ниво: захранване-, комуникация, реакция на фърмуера, бутони, дисплеи, сензори, двигатели, релета, светодиоди или други-специфични функции на продукта.
FCT може да не изисква достъп до всяка мрежа, но често изисква стабилни точки на свързване, достъп за програмиране, симулация на натоварване, достъп до конектори и планиране на приспособления.
Прототип, който само един инженер-конструктор може да тества, използвайки-странични трикове, не е готов за повторяем FCT.
Достъп до AOI и-рентгенова инспекция
AOI не се нуждае от електрически достъп, но има нужда от видимост.
Спойките, маркировките за полярност, фините{0}}проводници и ориентацията на компонентите трябва да са достатъчно видими за проверка, когато е възможно. Ако критична зона е скрита от механични части, високи компоненти или лоша видимост на оформлението, AOI може да не осигури доверието, което купувачът очаква.
Р-рентгеновата инспекция отново е различна. Често се използва за BGA, QFN и други скрити спойки. Оформлението не предоставя точка на сонда за X-Ray, но изборът на пакет, плътността на компонентите, екранирането и очакванията за инспекция могат да повлияят колко полезна ще бъде инспекцията X-Ray.
Ето защо достъпът до теста и инспекцията трябва да се преглежда заедно, а не да се третира като несвързани теми.
Тестовият достъп трябва да включва контролируемост на платката
Физическият достъп е само част от историята.
Платката също трябва да може да се контролира по време на теста. С прости думи, тестовият екип се нуждае от начин да постави платката в известно състояние.
Това може да означава:
безопасно захранване на определени релси
контролно нулиране
достъп до щифтовете за-режим на зареждане
деактивиране или контролиране на поведението на кучето пазач
потвърждаване на наличността на часовника
изолиращи участъци от веригата
привеждане на комуникационните линии в стабилно състояние
избягване на неконтролирани изходи по време на теста
Тестова точка на захранваща шина помага, но не решава всичко, ако платката не може да бъде захранвана или контролирана по предвидим начин.
Това има най-голямо значение, когато прототипът включва множество захранващи домейни, програмируеми устройства, сензори, двигатели, релета, безжични модули или контроли,-свързани с безопасността. Без контролируемост екипът може да има достъп до сигнали, но все още се бори да проведе стабилен тест.
Тестовият достъп трябва да бъде част от прегледа на DFM и DFT
Прегледът на DFM пита дали платката може да бъде произведена надеждно.
DFT или Design for Testability пита дали платката може да бъде тествана и проверена ефективно.
В реалната работа на EMS двете са свързани. Платка, която е лесна за сглобяване, но трудна за тестване, все още може да забави проекта. Платка, която преминава проверка на AOI, но не може да поддържа функционална проверка, все още може да не отговори на инженерните въпроси на купувача.
За монтаж на прототип на печатна платка тестовият достъп трябва да бъде прегледан заедно с:
- разстояние между компонентите
- фидуциали и отвори за инструменти
- съображения за шаблон и спояваща паста
- избор на пакет
- разположение на съединителя
- очертания на дъската и панели
- маркировки за полярност
- метод на програмиране
- местоположение на тестовата точка
- метод на проверка
- приспособление или достъп до сонда
- етикети и документация за тестови точки
Това е мястото, където купувачите понякога създават собствено забавяне. Те одобряват компактно оформление, защото изглежда чисто, но никой не проверява дали тестващият инженер може да достигне до важните сигнали.
Няколко добре{0}}поставени тестови площадки могат да спестят повече време, отколкото по-бърз график за сглобяване.
Какво купувачите трябва да проверят преди сглобяването на прототип на PCB
Преди да пуснат файлове за прототипно сглобяване на печатни платки, купувачите трябва да прегледат тестовия достъп, като имат предвид както инженерството, така и производството.
1. Идентифицирайте сигналите, които трябва да бъдат измерени
Не всяка мрежа се нуждае от тест подложка.
Започнете със сигналите, които са най-важни по време на-въвеждането и изолирането на повредата:
- входна мощност
- наземни препратки
- релси за основно напрежение
- активиране на щифтове
- нулиране на линии
- часовникови сигнали
- програмни линии
- комуникационни интерфейси
- сензорни изходи
- сигнали за управление на двигателя или вентилатора
- Контролни линии за LED или дисплей
- сигнали за зареждане на батерията и защита
- продукт-специфични критични възли
Въпросът не е "Може ли всеки сигнал да бъде тестван?"
По-добрият въпрос е: "Ако тази функция не работи, можем ли да достигнем сигналите, необходими, за да разберем защо?"
2. Потвърдете достъпа до програмиране и фърмуер
Достъпът до фърмуера често се третира като очевиден, докато не пристигнат първите платки.
Преди сглобяване потвърдете как фърмуерът ще бъде зареден и проверен. Платката ще използва ли заглавка, пого-пин подложки, краен конектор, USB интерфейс, UART, SWD, JTAG или друг метод? Достъпът все още може ли да се използва след сглобяването? Блокиран ли е от високи компоненти, щитове, кабели или бъдещи функции на корпуса?
Ако зареждането на фърмуера е необходимо за всеки прототип, програмирането не трябва да зависи от крехко решение.
3. Прегледайте разстоянието на сондата около тестовите точки
Една тестова точка се нуждае от достатъчно място около нея.
Проверете височината на близкия компонент, позицията на конектора, екранирането, механичните ограничения, маската за запояване и разстоянието до съседните мрежи. Ако сондата може да докосне подложката само под небезопасен ъгъл, достъпът е слаб.
Това е особено важно за компактни печатни платки за потребителска електроника, индустриални контролни платки и сглобяване на печатни платки със смесена-технология, където пространството е ограничено.
4. Решете кой тестов метод трябва да поддържа прототипът
Прототипът не винаги се нуждае от ИКТ.
Но екипът все пак трябва да реши желания метод за проверка преди сглобяването. Платката ще бъде ли проверена чрез ръчен стенд тест, летяща сонда, AOI, X-Ray инспекция, програмиране плюс FCT или просто персонализирано приспособление?
Различните отговори водят до различни решения за оформление.
Ако купувачът очаква бъдещи ИКТ или FCT-базирани на приспособления, по-добре е да запазите достъп по-рано, отколкото да препроектирате по-късно.
5. Документирайте картата на тестовите точки и очакваните измервания
Дори когато съществуват тестови точки, тестовият екип трябва да знае какво означава всяка точка.
Полезен пакет за тестов достъп може да включва имена на тестови точки, имена на мрежи, местоположения, страна на платката, очаквано напрежение или състояние на сигнала, метод на програмиране и всякакви бележки относно последователността или обработката.
Не е необходимо това да се превръща в тежък документ за всеки прототип. Но ако тестовият екип трябва да преобърне-тестовите точки от оформлението по време на извеждането-нагоре, времето вече се губи.
6. Подравнете тестовия достъп със следващия етап
Прототипният тестов достъп не трябва да обслужва само първата проба.
Трябва също така да поддържа това, което купувачът очаква да научи преди пилотно изграждане или производство в малък{0}}обем. Ако има вероятност прототипът да премине към пилотно изпълнение, планът за тестов-достъп трябва да вземе предвид повторяемостта, планирането на приспособленията и събирането на данни.
Полезна е тестова точка, която помага на един инженер да отстрани грешки в прототип.
По-добър е тестов-план за достъп, който помага на партньора на EMS да изгради повтарящ се тестов процес.
Контролен списък за проверка на достъпа до практическия тест
Това не е упражнение с документи. Това е краткият преглед, който предотвратява превръщането на първата сесия за отстраняване на грешки в игра на отгатване.
Преди да изпратят файлове за монтаж на прототип на PCB, купувачите могат да зададат следните въпроси:
- Лесен ли е достъпът до ключови захранващи релси и наземни точки?
- Може ли да се зареди фърмуер без ръчно запояване или рисковано сондиране?
- Достъпни ли са линиите за нулиране, часовник, зареждане и комуникационни линии, ако е необходимо отстраняване на грешки?
- Тестовите точки достатъчно големи ли са и достатъчно добре ли са за предвидения метод на тестване?
- Тестовите подложки блокирани ли са от високи компоненти, конектори, щитове, радиатори или механични елементи?
- Налични ли са важни сигнали от правилната страна на дъската за предвиденото приспособление?
- Екипът решил ли е дали е необходим ръчен тест, летяща сонда, ICT, FCT, AOI или рентгенови-лъчи?
- Подходящи ли са доверителните елементи и характеристиките на инструментите за сглобяване и възможно тестово фиксиране?
- Отчита ли се видимостта на AOI за важни споени съединения и маркировки за ориентация?
- Идентифицирани ли са BGA, QFN или други скрити съединения за възможна рентгенова-инспекция?
- Ясен и повтаряем ли е методът на програмиране?
- Документирана ли е картата на тестовите точки?
- Ще може ли платката все още да може да се тества след незначителни промени в оформлението или ограничения на корпуса?
- Изискванията за тестове включени ли са в пакета за изграждане, а не само обсъждани по имейл?
Този контролен списък не превръща всеки прототип в-готово за производство тестово приспособление. Той просто предотвратява проблемите с достъпа, които могат да бъдат избегнати, да се превърнат в забавяне на проверката.
Граничен случай: Когато допълнителните тестови точки може да не си струват
Тестовият достъп има значение, но не трябва да се добавя сляпо.
Някои много малки, RF{0}}чувствителни, високо-скоростни, с висока-плътност или механично ограничени платки не могат да приемат много допълнителни тестови площадки без компромис-. Допълнителните подложки могат да повлияят на маршрутизирането, импеданса, изтичането, екранирането, целостта на сигнала или размера на продукта.
В тези случаи отговорът не е да се налагат тестови точки навсякъде.
По-добрият подход е да се даде приоритет на критичния достъп, да се използва фърмуер за програмиране или диагностика, където е подходящо, да се обмисли достъп-базиран на конектор, да се разчита на гранично сканиране, когато е подходящо, или да се планира рентгеново и функционално тестово покритие около ограниченията на дизайна.
Добрият тестов преглед на достъпа не означава добавяне на подложки навсякъде. Става въпрос за добавяне на правилния достъп на правилните места.
Какво означава това за OEM купувачите
Тестовият достъп е лесен за пренебрегване, тъй като не винаги влияе дали печатната платка може да бъде сглобена.
Но това силно влияе дали прототипът може да бъде проверен.
За купувачите на OEM рискът не е само платката да се провали. По-големият риск е, че бордът дава неясна обратна връзка. Когато тестовият достъп е лош, прототипът може да отнеме инженерно време, без да даде ясен отговор.
Това има значение в настоящото развитие на електрониката, където много екипи се опитват да съкратят прототип-до-пилотни цикли, като същевременно се занимават с плътни оформления, ограничени компоненти и по-сложно функционално валидиране.
По-бързото изграждане на прототип не помага много, ако пътят за проверка е блокиран.
Преди сглобяването на прототип на PCB, купувачите трябва да прегледат тестовия достъп като част отДизайн и оформление на печатни платки, DFM, DFT и планиране на тестване и инспекция. Правенето на това рано помага на прототипа да отговори на въпроса, за който е създаден:
Работи ли дизайнът и може ли екипът да го провери с достатъчно увереност, за да продължи напред?
Заключение
Тестовият достъп трябва да бъде прегледан преди сглобяването на прототип на печатна платка, тъй като той пряко влияе върху скоростта на проверка, качеството на отстраняване на грешки, готовността на приспособленията и способността на купувача да взема решения след пристигането на платките.
Прототипът не е само платка, която трябва да бъде изградена. Това е платка, която трябва да се тества, измерва, програмира, инспектира и от която се учи.
Когато тестовият достъп е слаб, проверката става по-бавна и по-малко надеждна. Когато тестовият достъп е планиран рано, прототипът става по-полезен, партньорът на EMS може да подготви правилния подход за проверка и тестване и проектът може да премине към пилотно изграждане с по-малко изненади.
За OEM купувачи, които подготвят изграждане на прототип, STHL може да прегледа проекта от PCB дизайн и оформление,Монтаж на печатни платки, иТестване и инспекцияперспектива преди оферта или производствено планиране. Изпратете вашите файлове чрезПоискайте офертаили се свържете с нас наinfo@pcba-china.com.
