Uvod
Sklop prototipa tiskane pločice može se ispravno sastaviti, a još uvijek ga je teško provjeriti.
Tu mnogi projekti gube vrijeme. Ploča se uključuje. Položaj izgleda dobro. Lemljeni spojevi prolaze vizualni pregled. Tada inženjerski tim počinje testirati i otkriva da su ključni signali zatrpani, da su testne pločice premale, da je programsko sučelje nezgrapno za dosegnuti ili da je jedini način za otklanjanje pogrešaka na ploči rizično sondiranje-sa strane.
Zato testni pristup treba pregledati prije sklapanja prototipa PCB-a, a ne nakon što ploče stignu.
Pregled testnog pristupa provjerava može li se sastavljena ploča pregledati, ispitati, programirati, funkcionalno testirati, otkloniti greške i pripremiti za kasnije ICT ili FCT planiranje. To nije samo pitanje testiranja. Nalazi se između dizajna PCB-a, sastavljanja prototipa i planiranja verifikacije.
Prototip koji radi je koristan samo ako tim može provjeriti što se događa na ploči. Loš testni pristup pretvara provjeru prototipa u nagađanje.
Što testni pristup znači u sklopu prototipa tiskane pločice
Testni pristup znači praktičnu sposobnost dosezanja, kontrole i promatranja točaka potrebnih za inspekciju, mjerenje, programiranje, izolaciju greške i funkcionalnu provjeru valjanosti.
U stvarnom PCBA radu testni pristup može uključivati:
- ispitni jastučići za mreže za ključeve
- dostupne naponske tračnice i uzemljene točke
- programiranje zaglavlja ili blokova
- resetiranje, sat,-način pokretanja i komunikacijski pristup
- istraži-prijateljske lokacije za važne signale
- dovoljan razmak sonde oko ispitnih točaka
- pristup za debug na stolu, leteću sondu, ICT, FCT ili skeniranje granica
- prostor za igle za učvršćenje, kabele, stezaljke ili konektore
- AOI vidljivost za lemljene spojeve i orijentaciju komponenti
- Planiranje pregleda X-zrakama za BGA, QFN ili skrivene lemljene spojeve gdje je potrebno
Dizajn može izgledati dovršen u CAD-u, ali ga je ipak teško testirati nakon sklapanja.
To je osobito uobičajeno kada je raspored kompaktan, ploča ima SMT komponente s finim-nagibom, obje strane su gusto naseljene ili je mehanička ovojnica već uska. Strujni krug može biti električki ispravan, ali ako tim ne može sigurno i opetovano doći do pravih signala, provjera se usporava.
Za sastavljanje prototipa PCB-a, testni pristup se ne odnosi samo na buduću masovnu proizvodnju. Radi se o odgovaranju na rana inženjerska pitanja bez oštećivanja ploče, nagađanja simptoma ili čekanja druge revizije izgleda.
Zašto testni pristup treba pregledati prije izgradnje
Najlakše je popraviti testni pristup prije nego što se PCB izradi i sastavi.
Nakon što su ploče izgrađene, mogućnosti postaju ograničene. Tim može zalemiti privremene žice, ostrugati masku za lemljenje, ispitati igle komponente ili stvoriti zaobilazno rješenje. Ponekad je to prihvatljivo za prvi inženjerski uzorak. Ali ako svako važno mjerenje zahtijeva zaobilazno rješenje, prototip ne daje jasne povratne informacije.
Ovdje pomaže jednostavno pravilo:
Ako je signal dovoljno važan za otklanjanje pogrešaka, programiranje, provjeru ili korištenje za testiranje prihvatljivosti, tim bi trebao pitati kako će mu se pristupiti prije nego što počne izrada prototipa.
To ne znači da svaka mreža treba namjenski testni blok. Prave ploče imaju prostorna ograničenja. Ali ključne tračnice za napajanje, linije za programiranje, komunikacijske sabirnice, linije za resetiranje, upravljačke signale i mjerne točke specifične za-proizvod treba namjerno pregledati.
Čekanje do provjere prototipa da bi se otkrio loš pristup obično stvara tri problema.
Prvo, proces testiranja postaje sporiji i manje ponovljiv.
Drugo, neuspjehe je teže izolirati.
Treće, tim može zamijeniti problem-pristupa testu s problemom dizajna, sklopa, komponente ili firmvera.
Tu izrada prototipa gubi vrijeme.
Gdje se obično pojavljuje loš testni pristup
Problemi s testnim pristupom rijetko se objavljuju u Gerberovoj recenziji. Obično se pojave kasnije, kada je prva sastavljena ploča na klupi i netko treba brzo pronaći signal.
Teško je izmjeriti tračnice snage
Provjera prototipa često počinje s snagom.
Ako je teško pristupiti glavnom ulazu, reguliranim tračnicama, uzemljenoj referenci, pinovima za omogućavanje ili trenutnim-sjetnim čvorovima, čak i osnovno donošenje-može postati nespretno. Inženjer možda zna što treba provjeriti, ali ploča ne pruža sigurno mjesto za to.
Ploča koja treba opetovano provjeravati malene IC pinove tijekom-pokretanja nije prihvatljiva-za testiranje. Možda će i dalje raditi, ali rizik od klizanja, kratkog spoja igala ili oštećenja dijelova raste.
Sučelja za programiranje i otklanjanje pogrešaka nisu praktična
Prototip može trebati učitavanje firmvera, pristup bootloaderu, kalibraciju ili komunikaciju s otklanjanjem pogrešaka.
Ako su jastučići za programiranje premali, prekriveni obližnjim dijelovima, postavljeni ispod štita ili blokirani budućom značajkom kućišta, problem se možda neće pojaviti dok ploča već nije izgrađena.
Ovo je uobičajena neusklađenost između odluka o izgledu i stvarnog rukovanja prototipom. Izgled štedi prostor, ali tim za firmver gubi pristup.
Važni signali su zakopani
Neki signali postaju važni tek kada nešto pođe po zlu.
Sat, resetiranje, komunikacija, senzor, kontrola motora, LED pogon, upravljanje baterijom, RF omogućavanje, kontrola releja i sigurnosni-signali možda neće trebati stalno mjerenje. Ali ako prototip ne uspije, to su često prve mreže koje inženjeri žele provjeriti.
Ako ti signali nisu dostupni, izolacija kvara se usporava. Tim može provesti sate raspravljajući o tome je li problem firmware, sklop PCB-a, izvor komponenti, lemljenje ili logika dizajna.
Testne pločice postoje, ali se ne mogu koristiti
Podloga nije korisna samo zato što postoji.
Možda je preblizu visokoj komponenti. Može biti ispod konektora. Može se smjestiti na pogrešnu stranu za predviđeno učvršćenje. Možda je premalen za pouzdano ispitivanje. Možda mu nedostaje okolni prostor. Može se postaviti na mjesto gdje sonda ne može sletjeti bez dodirivanja druge mreže.
To je razlog zašto pregled testnog pristupa treba gledati na-stanje sklopljene ploče, a ne samo na shemu.
Pristup testu nije isti za svaku metodu testiranja
Jedan od razloga zašto kupci zanemaruju testni pristup je taj što riječ "testiranje" zvuči kao jedna aktivnost.
Nije.
Različite metode provjere zahtijevaju različite vrste pristupa.
Bench Debug pristup
Bench debug je uobičajen u ranim prototipovima. Inženjeri mogu koristiti multimetar, osciloskop, logički analizator, strujnu sondu ili alat za programiranje.
Za ovu fazu, ispitne točke trebaju podržavati sigurna i ponovljiva mjerenja. Dobar pristup ne mora biti savršen, ali trebao bi smanjiti rizično ispitivanje pinova s finim-nagibom kad god je to moguće.
Za ranu montažu PCB prototipa, ovo je često najneposredniji testni{0}}potrebni pristup.
Pristup letećoj sondi
Testiranje leteće sonde može biti korisno za prototipove i male-sklopove PCB-a jer ne zahtijeva namjensko postolje--čavlića. Ali još uvijek treba pristupačne lokacije sondi, dovoljno razmaka, upotrebljive CAD podatke, jasne mrežne informacije i dogovorene ciljeve ispitivanja.
Ako raspored ostavlja premalo dostupnih čvorova, pokrivenost leteće sonde može biti ograničena.
ICT pristup
ICT više ovisi o planiranom testnom pristupu. Učvršćenje za --čavle zahtijeva kontaktne točke sonde, poravnanje alata, potporu daske i dovoljno prostora za pouzdan kontakt.
Ako je ploča dizajnirana bez pristupa ICT-u na umu, naknadno dodavanje ICT-a može biti skupo ili nepraktično. To ne znači da svaki prototip treba ICT. Ali ako se očekuje da će proizvod prijeći u veće-količine izgradnje ili kontroliraniju proizvodnju, pristup ICT-u treba raspraviti prije nego što se prvi izgled zaključa.
FCT pristup
FCT obično provjerava ponašanje-na razini sustava: uključivanje-, komunikacija, odziv firmvera, gumbi, zasloni, senzori, motori, releji, LED diode ili druge-funkcije specifične za proizvod.
FCT možda neće zahtijevati pristup svakoj mreži, ali često zahtijeva stabilne točke povezivanja, pristup programiranju, simulaciju opterećenja, pristup konektoru i planiranje učvršćenja.
Prototip koji samo jedan dizajnerski inženjer može testirati, koristeći trikove-na stolu, nije spreman za ponovljivi FCT.
Pristup pregledu AOI i X-zraka
AOI ne treba električni pristup, ali treba vidljivost.
Lemljeni spojevi, oznake polariteta, fini{0}}vodi i orijentacija komponenti trebaju biti dovoljno vidljivi za pregled gdje je to moguće. Ako je kritično područje skriveno mehaničkim dijelovima, visokim komponentama ili slabom vidljivošću izgleda, AOI možda neće pružiti povjerenje koje kupac očekuje.
X-rendgenski pregled ponovno je drugačiji. Često se koristi za BGA, QFN i druge skrivene lemljene spojeve. Izgled ne pruža točku sonde za X-Ray, ali izbor paketa, gustoća komponenata, zaštita i očekivana inspekcija mogu utjecati na to koliko će X-Ray inspekcija biti korisna.
Zbog toga pristup testiranju i inspekciji treba pregledavati zajedno, a ne tretirati ih kao nepovezane teme.
Testni pristup trebao bi uključivati mogućnost kontrole ploče
Fizički pristup samo je dio priče.
Ploča se također mora moći kontrolirati tijekom testa. Jednostavno rečeno, testni tim treba način da ploču dovede u poznato stanje.
To može značiti:
sigurno napajanje određenih tračnica
kontrolni reset
pristupanje iglama-načina pokretanja
onemogućavanje ili kontroliranje ponašanja psa čuvara
potvrđujući dostupnost sata
izolacijski dijelovi strujnog kruga
dovođenje komunikacijskih linija u stabilno stanje
izbjegavanje nekontroliranih izlaza tijekom testa
Ispitna točka na tračnici za napajanje pomaže, ali ne rješava sve ako se ploča ne može napajati ili kontrolirati na predvidljiv način.
Ovo je najvažnije kada prototip uključuje višestruke domene napajanja, programabilne uređaje, senzore, motore, releje, bežične module ili sigurnosne-kontrole. Bez mogućnosti kontrole, tim može imati pristup signalima, ali i dalje ima problema s izvođenjem stabilnog testa.
Testni pristup bi trebao biti dio pregleda DFM i DFT
DFM pregled postavlja pitanje može li se ploča pouzdano proizvesti.
DFT ili Design for Testability postavlja pitanje može li se ploča učinkovito testirati i verificirati.
U stvarnom radu EMS-a, to dvoje je povezano. Ploča koju je lako sastaviti, ali je teško testirati može odgoditi projekt. Ploča koja prođe AOI inspekciju, ali ne može podržati funkcionalnu provjeru možda ipak neće odgovoriti na kupčeva inženjerska pitanja.
Za sklapanje prototipa PCB-a, probni pristup treba pregledati uz:
- razmak komponenti
- fiduciale i rupe za alate
- razmatranja šablona i paste za lemljenje
- izbor paketa
- smještaj konektora
- nacrt ploče i panelizacija
- oznake polariteta
- način programiranja
- lokacija ispitne točke
- metoda inspekcije
- pristup učvršćenju ili sondi
- oznake ispitnih točaka i dokumentacija
Ovdje kupci ponekad stvaraju vlastitu odgodu. Odobravaju kompaktni raspored jer izgleda čisto, ali nitko ne provjerava može li testni inženjer dosegnuti signale koji su važni.
Nekoliko dobro{0}}postavljenih ispitnih ploča može uštedjeti više vremena nego brži raspored sastavljanja.
Što bi kupci trebali provjeriti prije sklapanja prototipa PCB-a
Prije objavljivanja datoteka za sklapanje prototipa PCB-a, kupci bi trebali pregledati testni pristup imajući na umu i inženjering i proizvodnju.
1. Identificirajte signale koji se moraju mjeriti
Ne treba svaka mreža testnu podlogu.
Započnite sa signalima koji su najvažniji tijekom-pokretanja i izolacije greške:
- ulazna snaga
- zemaljske reference
- glavne naponske tračnice
- omogućiti pribadače
- resetirati linije
- signali sata
- programske linije
- komunikacijska sučelja
- izlaze senzora
- upravljački signali motora ili ventilatora
- LED ili zaslonske upravljačke linije
- signali za punjenje i zaštitu baterije
- proizvod-kritični čvorovi
Pitanje nije "Može li se svaki signal testirati?"
Bolje pitanje je: "Ako ova funkcija ne radi, možemo li doći do signala potrebnih da bismo razumjeli zašto?"
2. Potvrdite pristup programiranju i firmveru
Pristup firmveru često se smatra očitim dok ne stignu prve ploče.
Prije sklapanja potvrdite kako će se firmware učitavati i provjeriti. Hoće li ploča koristiti zaglavlje, pogo-pinove, rubni konektor, USB sučelje, UART, SWD, JTAG ili neku drugu metodu? Je li pristup i dalje upotrebljiv nakon sastavljanja? Je li blokiran visokim komponentama, štitovima, kabelima ili budućim značajkama kućišta?
Ako je učitavanje firmvera potrebno za svaki prototip, programiranje ne bi trebalo ovisiti o krhkom zaobilaznom rješenju.
3. Pregledajte razmak sonde oko ispitnih točaka
Ispitna točka treba dovoljno prostora oko sebe.
Provjerite visinu komponente u blizini, položaj konektora, zaštitu, mehanička ograničenja, masku za lemljenje i razmak do susjednih mreža. Ako sonda može dodirnuti jastučić samo pod kutom koji nije siguran, pristup je slab.
Ovo je posebno važno za kompaktne PCBA potrošačke elektronike, industrijske upravljačke ploče i PCB sklopove guste mješovite-tehnologije gdje je prostor ograničen.
4. Odlučite koju bi metodu testiranja prototip trebao podržavati
Prototip ne treba uvijek ICT.
Ali tim bi ipak trebao odlučiti o predviđenoj metodi provjere prije sastavljanja. Hoće li se ploča provjeriti ručnim testom na stolu, letećom sondom, AOI, pregledom X-zraka, programiranjem plus FCT ili jednostavnim prilagođenim uređajem?
Različiti odgovori dovode do različitih odluka o izgledu.
Ako kupac očekuje budući ICT ili FCT-temeljen na opremi, bolje je rano rezervirati pristup nego kasnije redizajnirati.
5. Dokumentirajte kartu ispitnih točaka i očekivana mjerenja
Čak i kada ispitni bodovi postoje, ispitni tim i dalje mora znati što svaki bod znači.
Korisni paket za pristup testu može sadržavati nazive ispitnih točaka, nazive mreža, lokacije, stranu ploče, očekivani napon ili stanje signala, metodu programiranja i sve bilješke o redoslijedu ili rukovanju.
Ovo ne mora postati težak dokument za svaki prototip. Ali ako testni tim mora obrnuti-inženjering testnih točaka iz izgleda tijekom-pripreme, vrijeme je već izgubljeno.
6. Uskladite testni pristup sa sljedećom fazom
Testni pristup prototipa ne bi trebao služiti samo prvom uzorku.
Također bi trebao podržati ono što kupac očekuje da će naučiti prije probne izgradnje ili male{0}}serijske proizvodnje. Ako je vjerojatno da će prototip krenuti u pilot radnju, plan-pristupa testiranju treba uzeti u obzir ponovljivost, planiranje učvršćenja i prikupljanje podataka.
Korisna je ispitna točka koja pomaže jednom inženjeru otkloniti pogreške u prototipu.
Test{0}}plan pristupa koji pomaže EMS partneru da izgradi ponovljivi testni proces je bolji.
Kontrolni popis za pregled pristupa praktičnom ispitu
Ovo nije papirološka vježba. Kratak pregled sprječava da prva sesija otklanjanja pogrešaka postane igra pogađanja.
Prije podnošenja datoteka za sklapanje prototipa PCB-a, kupci mogu postaviti ova pitanja:
- Jesu li ključne tračnice za napajanje i uzemljene točke lako dostupne?
- Može li se firmware učitati bez ručnog lemljenja ili riskantnog sondiranja?
- Jesu li reset, sat, boot i komunikacijske linije dostupni ako je potrebno otklanjanje pogrešaka?
- Jesu li ispitne točke dovoljno velike i dovoljno dobro raspoređene za predviđenu metodu ispitivanja?
- Jesu li ispitne ploče blokirane visokim komponentama, konektorima, štitovima, hladnjacima ili mehaničkim elementima?
- Jesu li važni signali dostupni na ispravnoj strani ploče za predviđeno učvršćenje?
- Je li tim odlučio je li potreban ručni test, leteća sonda, ICT, FCT, AOI ili X-zrake?
- Jesu li fiduciali i značajke alata prikladni za montažu i moguće testno pričvršćivanje?
- Uzima li se u obzir AOI vidljivost za važne lemljene spojeve i oznake orijentacije?
- Jesu li BGA, QFN ili drugi skriveni spojevi identificirani za moguću inspekciju rendgenskim-zrakama?
- Je li metoda programiranja jasna i ponovljiva?
- Je li mapa ispitnih točaka dokumentirana?
- Hoće li se ploča i dalje moći testirati nakon manjih promjena izgleda ili ograničenja kućišta?
- Jesu li zahtjevi za testiranje uključeni u paket izrade, a ne samo o njima se raspravlja e-poštom?
Ovaj popis za provjeru ne pretvara svaki prototip u proizvod-spreman testni uređaj. Jednostavno sprječava da problemi pristupa koji se mogu izbjeći postanu kašnjenja verifikacije.
Granični slučaj: kada se dodatni ispitni bodovi možda ne isplati
Testni pristup je važan, ali ne treba ga dodavati naslijepo.
Neke vrlo male, RF-osjetljive, velike-brzine, velike-gustoće ili mehanički ograničene ploče ne mogu prihvatiti mnogo dodatnih ispitnih ploča bez kompromisa-. Dodatni jastučići mogu utjecati na usmjeravanje, impedanciju, curenje, zaštitu, integritet signala ili veličinu proizvoda.
U tim slučajevima, odgovor nije forsirati ispitne bodove posvuda.
Bolji pristup je davanje prioriteta kritičnom pristupu, korištenje softvera za programiranje ili dijagnostiku gdje je to prikladno, razmatranje pristupa-temeljenog na konektoru, oslanjanje na granično skeniranje gdje je to prikladno ili planiranje pokrivanja X-zrakama i funkcionalnim testiranjem u skladu s ograničenjima dizajna.
Dobra provjera pristupa testu ne odnosi se na dodavanje jastučića posvuda. Radi se o dodavanju pravog pristupa na pravim mjestima.
Što to znači za OEM kupce
Probni pristup lako je zanemariti jer ne utječe uvijek na to može li se PCB sastaviti.
Ali to snažno utječe na to može li se prototip provjeriti.
Za kupce OEM-a rizik nije samo kvar ploče. Veći je rizik da odbor daje nejasne povratne informacije. Kada je testni pristup loš, prototip može potrošiti vrijeme inženjeringa bez davanja čistog odgovora.
To je važno u trenutačnom razvoju elektronike, gdje mnogi timovi pokušavaju skratiti prototip-na-pilot cikluse dok se još uvijek bave gustim rasporedima, ograničenim komponentama i složenijom funkcionalnom provjerom valjanosti.
Brža izgradnja prototipa ne pomaže puno ako je put provjere blokiran.
Prije sklapanja prototipa PCB-a, kupci bi trebali pregledati testni pristup kao dioDizajn i raspored PCB-a, DFM, DFT i planiranje ispitivanja i inspekcije. Čineći ovo rano, prototip pomaže odgovoriti na pitanje za koje je napravljen:
Radi li dizajn i može li ga tim potvrditi s dovoljno samopouzdanja da krene naprijed?
Zaključak
Testni pristup treba pregledati prije sastavljanja prototipa tiskane ploče jer izravno utječe na brzinu provjere, kvalitetu otklanjanja pogrešaka, spremnost učvršćenja i sposobnost kupca da donosi odluke nakon što ploče stignu.
Prototip nije samo ploča koju treba izraditi. To je ploča koju treba testirati, mjeriti, programirati, pregledavati i od nje učiti.
Kada je testni pristup slab, verifikacija postaje sporija i manje pouzdana. Kada se probni pristup planira rano, prototip postaje korisniji, EMS partner može pripremiti pravi pristup inspekciji i testiranju, a projekt se može kretati prema pilot izgradnji s manje iznenađenja.
Za OEM kupce koji pripremaju izradu prototipa, STHL može pregledati projekt iz PCB dizajna i izgleda,PCB sklop, iIspitivanje i inspekcijaperspektiva prije ponude ili planiranja proizvodnje. Pošaljite svoje datoteke putemZatražite ponuduili nas kontaktirajte nainfo@pcba-china.com.
