用于在線(xiàn)測試的電路板設計

2021-06-30

用于在線(xiàn)測試的電路板設計

當今電子制造中有多種類(lèi)型的電路板測試可用，每種都有獨特的目標和特性。本文介紹了設計級別（原理圖和布局）的指南，以便能夠使用在線(xiàn)測試 (ICT) 夾具來(lái)驗證正確的組件組裝。這些簡(jiǎn)單的測試夾具允許您的電路板在組裝時(shí)進(jìn)行測試，這有助于識別和移除生產(chǎn)運行中出現故障的電路板。

在為您的設計開(kāi)發(fā)在線(xiàn)測試夾具時(shí)，可以使用以下檢查表。這些指南不涉及飛針測試儀、自動(dòng)光學(xué)檢測 (AOI) 工具、X 射線(xiàn)或邊界掃描技術(shù)。

原理圖級別的可測試性檢查表

使用原理圖編輯器中的 CAD 工具可以輕松地在原理圖中創(chuàng )建測試點(diǎn)。創(chuàng )建測試點(diǎn)后，可以在原理圖級別使用多種技術(shù)來(lái)啟用在線(xiàn)測試并確保測試的可靠性：

使用單獨的上拉或下拉電阻將 IC 控制線(xiàn)拉高或拉低

使用單獨的上拉或下拉電阻將未使用的輸入連接為高電平或低電平

包括禁用時(shí)鐘的方法（如果可用，可以使用跳線(xiàn)、三態(tài)緩沖器或啟用振蕩器線(xiàn)路來(lái)實(shí)現）

為可編程邏輯器件 (PLD)、專(zhuān)用集成電路 (ASIC) 和其他定制器件提供禁用方法

為總線(xiàn)設備、高電流設備、閃存 RAM、EEPROM 和 D/A 轉換器提供“禁用方法”

提供禁用數字反饋回路的電路

提供禁用板載 PROM 的方法

將上電復位電路與其他數字電路隔離

PCB 布局級別的可測試性檢查表

以下是一些可在 Altium Designer 中 PCB 側實(shí)現的測試點(diǎn)設計指南。盡可能多地考慮以下想法，以幫助制造商進(jìn)行測試：

使組件和測試點(diǎn)距電路板邊緣至少 3.2 毫米 (.125)（最好是 3.8 毫米或 0.150 英寸）。

提供至少兩個(gè)未電鍍的 3.2 毫米 (0.125) 直徑的工具孔，最好在相對的角落，并在它們周?chē)粝?span> 3.2 毫米的環(huán)形區域，沒(méi)有組件和測試點(diǎn)?？紤]使用“鍵控”模式，這樣電路板就不能向后插入。

雙面測試夾具更貴，因此盡量將所有測試點(diǎn)放在電路板的一側，通常是底部或電路復雜度最低的一側。如果電路板的頂部必須用于探測點(diǎn)，則僅將頂部用于非關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò )。將時(shí)鐘、控制引腳、編程引腳、串行數據和邊界掃描的測試點(diǎn)放在底部。

測試點(diǎn)位置可以是通孔引線(xiàn)、專(zhuān)用焊盤(pán)或小直徑過(guò)孔，但避免將測試點(diǎn)放置在表面貼裝焊盤(pán)或鍍金邊緣手指上。不要使用較大的通孔直徑作為測試探針點(diǎn)。通孔尺寸應為 0.36 毫米 (.014) 或更小。

為了 100% 的可測試性，為每個(gè)網(wǎng)絡(luò )至少提供一個(gè)測試墊。

在與關(guān)鍵低阻抗設備相連的網(wǎng)絡(luò )上提供兩個(gè)焊盤(pán)（四線(xiàn)開(kāi)爾文測試）。

為主電源提供 2-10 個(gè)探測點(diǎn)，每個(gè)隔離電源/地網(wǎng)至少有兩個(gè)測試點(diǎn)。對于初級接地，提供多個(gè)探測點(diǎn)，每 20 個(gè)接地考慮一個(gè)測試點(diǎn)，或考慮每平方英寸至少一個(gè)網(wǎng)格。

最好使用 1.0 毫米 (.040) 焊盤(pán)直徑的探針位置，0.9 毫米 (.035) 是可以接受的，如果有用于對齊的工具孔，則可以使用 0.8 毫米 (.031)，但較小的直徑會(huì )降低接觸重復性。

嘗試將探測點(diǎn)間隔至少 2.5 毫米 (.100)，中心到中心。實(shí)際上，許多人認為間隔 1.8 毫米 (.070) 的 0.9 毫米 (.035) 焊盤(pán)是標準的。更近的間距是可能的，但需要使用更薄、更不可靠和更昂貴的探頭。

測試點(diǎn)應均勻分布在電路板表面。擁擠區域的高壓力會(huì )導致電路板翹曲。

將高組件放在未探測的一側。必須在被探測側的組件高度超過(guò) 6.4 毫米 (.255) 的地方切割壓板。對于這些，使測試點(diǎn)至少保持 5.0 毫米 (.200) 的距離。

對于高于 2.6 毫米 (.100) 的組件，邊到邊保持至少 2.0 毫米 (.080) 的間隙。對于所有其他組件，測試焊盤(pán)與組件主體的邊緣到邊緣至少保持 1.0 毫米 (.040) 的距離。

如果元件通孔用于測試探針位置，請確保引線(xiàn)足夠堅固以承受壓縮力（小心使用 LED 或某些類(lèi)型的變壓器）。此外，請確保所有版本的組件上都存在 PTH 引線(xiàn)（未減少）。

如果設計是面板化的，除了導軌上的工具孔之外，嘗試在每塊板上至少包括一個(gè)工具孔。

為在線(xiàn)測試配置測試點(diǎn)

Altium Designer ?提供了一個(gè)測試點(diǎn)管理器來(lái)幫助分析您的設計的可測試性。

從主菜單>工具>測試點(diǎn)管理器訪(fǎng)問(wèn)此功能：

使用現有 ICT 設備修改設計

測試夾具非常昂貴，但通?？梢孕薷默F有夾具以適應修訂版，而不是開(kāi)發(fā)新夾具。如果可以使用現有的夾具，使用以下指南會(huì )更容易、更快和更便宜：

不要移動(dòng)工具銷(xiāo)孔。

除非絕對必要，否則不要移動(dòng)測試點(diǎn)。

不要在現有測試點(diǎn)（或正在移除的測試點(diǎn)）的 0.100" 范圍內放置新的測試點(diǎn)。

不要重命名現有組件。

不要使用與已刪除組件相同的名稱(chēng)命名新組件。

如果網(wǎng)絡(luò )上的連接已更改，請重命名網(wǎng)絡(luò )。

如果一個(gè)網(wǎng)分裂成兩個(gè)或更多的網(wǎng)，不要重復使用舊的網(wǎng)名；創(chuàng )建新的網(wǎng)絡(luò )名稱(chēng)。

即使原來(lái)的測試點(diǎn)直徑更小，也要嘗試將新測試點(diǎn)的直徑增加到 0.040" 以確?？煽拷佑|。（當夾具供應商在現有夾具中重新鉆探用于探針插座的孔時(shí)，它們可能不那么準確就像制造原始夾具時(shí)一樣。）