Як DFT-планування покращує тестування PCBA та ефективність налагодження

PCBA можна зібрати правильно, але його все одно важко перевірити.

Саме тут планування DFT має значення.

Проектування для тестування, або DFT, означає не лише додавання більшої кількості тестових точок до макета друкованої плати. У реальному проекті PCBA планування DFT вирішує, чи можна зібрану плату живити, програмувати, перевіряти, вимірювати, налагоджувати, переробляти, повторно тестувати та випускати в практичних умовах виробництва.

Тест «пройшов/не пройшов» повідомляє команді, чи працює дошка.

Хороший план DFT допомагає команді зрозуміти, де шукати, коли це не так.

Ця різниця має значення під час створення-прототипу, перегляду першої збірки, підготовки до пілотної збірки та повторного виробництва EMS. Інженер-конструктор може налагодити одну плату за допомогою лабораторних приладів, перемичок і глибокого знання продукту. Групі випробувань EMS потрібен повторюваний шлях, який працює на багатьох платах, із задокументованими кроками та чітким усуненням несправностей.

Планування DFT покращує тестування PCBA та ефективність налагодження, полегшуючи спостереження за вірогідним шляхом відмови до того, як плата досягне випробувального стенду.

DFT не є тестовим кроком. Це дизайнерське рішення.

Тестування відбувається після складання.

Планування ДПФ відбувається до створення плати.

Цю відмінність легко не помітити. Багато команд розглядають тестування як щось, що фабрика може «розібрати» після випуску файлів PCB. Іноді це працює для простих дощок. Але для плат-на основі вбудованого програмного забезпечення, промислових плат керування, щільних макетів SMT, пакетів BGA, комунікаційних інтерфейсів, реле, датчиків або продуктів, інтегрованих у-корпуси, пізнє планування тестування може перетворитися на пізню роботу з налагодження.

Плата може ввімкнутися, але шлях до збою може бути незрозумілим.

Тест може сказати «не пройдено», але він може не сказати, чи проблема пов’язана зі складанням, вбудованим програмним забезпеченням, пошкодженням компонента, контактом кріплення, проводкою роз’єму, умовою навантаження чи поведінкою конструкції.

Планування придатності до перевірки переносить це мислення раніше. Він запитує:

• Які функції необхідно перевірити?
• Які сигнали повинні бути доступними?
• Які шини живлення потребують вимірювання чи ізоляції?
• Які інтерфейси потребують доступу до програмування чи зв’язку?
• Які несправності необхідно швидко ізолювати?
• Які етапи тестування повинні бути повторені командою тестування EMS?
• Яку інформацію про налагодження слід записати після збою?

На столі інженера може працювати дошка, призначена тільки для роботи.

Плату, призначену для тестування, можна перевірити, діагностувати, відремонтувати та повторно протестувати з меншими припущеннями.

Почніть із того, що повинен підтвердити тест

Багато обговорень ДПФ починаються з контрольних точок.

Зазвичай це не найкраща відправна точка.

Краще перше запитання: що повинен довести цей PCBA, перш ніж його можна буде випустити?

Для деяких проектів відповідь може бути простою: правильне розташування компонентів, відсутність очевидних коротких замикань, стабільне живлення-ввімкнення та базові електричні перевірки. Для інших плату може знадобитися завантаження мікропрограми, відповідь датчика, перевірка зв’язку, перемикання реле, вимірювання струму, аналогове калібрування або взаємодія -системного рівня з іншим модулем.

Ці ситуації не потребують однакового плану тестування.

Це запобігає одній із найпоширеніших проблем тестування: на платі є тестові точки, але немає належного тестового доступу.

Блокнот, зручний для компонування, може не допомогти тестовій групі виділити помилку. З’єднувач, який працює під час технічної обробки-, може бути заблокований після складання, покриття або інтеграції корпусу. Інтерфейс мікропрограми, який працює для одного інженера, може бути непрактичним для повторного виробничого тестування.

Гарне планування ДПФ починається з умови випуску, а потім працює у зворотному напрямку, щоб отримати доступ, метод кріплення, введення мікропрограми, точки вимірювання та правила повторного тестування.

Перейдіть за межі тестування "пройшов/не пройшов".

Результат «пройшов/не пройшов» корисний, але це не те саме, що діагностика.

Відповіді виявлення: дошка пройшла?

Відповіді на діагноз: куди дивитися команді далі?

Ця різниця стає важливою, коли PCBA не проходить перевірку FCT, ICT, літаючого зонда, програмування або-підтвердження увімкнення живлення. Якщо тест повідомляє лише про загальну помилку плати, команді може знадобитися довгий цикл ручного налагодження, щоб знайти справжню проблему.

Потужніший підхід DFT надає процесу тестування більше видимості.

Наприклад, якщо комунікаційний порт виходить з ладу, шлях налагодження може потребувати доступу до:

• джерела живлення та заземлення для схеми інтерфейсу;
• сигнали скидання, увімкнення або завантаження;
• тактовий або генераторний вихід;
• підтвердження контактів роз'єму;
• версія прошивки або стан програмування;
• підтвердження контакту з приладом;
• відомий-справний стан кабелю, навантаження чи зовнішнього модуля;
• проміжні сигнальні точки між функціональними блоками.

Це не означає, що кожна плата потребує важкої діагностичної архітектури.

Проста плата не повинна бути-перероблена для тестування. Але якщо продукт містить вбудоване програмне забезпечення, компоненти з високою -щільністю, польову проводку, промислові пристрої вводу-виводу, перемикання живлення, датчики або інтерфейси-спеціального клієнта, планування DFT має виходити за межі одного результату проходження/відмови.

Результат тесту, який говорить «не вдалося» без шляху налагодження, може перетворити одну погану плату на довге розслідування.

Тестовий доступ починається в макеті, а не на тестовій станції

Відділ тестування не може отримати доступ до сигналу, доступ до якого ніколи не робив макет.

Це звучить очевидно, але це одна з речей, яку найлегше пропустити, коли команда дизайнерів перебуває під тиском графіка.

Тестовий доступ залежить від рішень щодо макета:

• чи мають критичні мережі практичний зондовий доступ;
• чи доступні контрольні точки за допомогою кріпильних зондів;
• чи блокують високі компоненти рух зонда;
• чи контрольні точки розташовані занадто близько до корпусів компонентів або країв плати;
• чи підтримують опорні точки та отвори для інструменту повторюване вирівнювання пристосувань;
• чи залишаються заголовки програмування доступними після складання;
• чи можна тестувати плату до або після нанесення покриття чи інтеграції корпусу.

Тестова точка, розміщена в неправильному місці, може бути майже такою ж марною, як і відсутність тестової точки взагалі.

Для дощок із високою-щільністю відповідь не завжди така: «додайте тестову точку до кожної мережі». Розмір на платі, цілісність сигналу, вартість, обсяг виробництва та метод тестування мають значення. У деяких випадках важливі мережі, шини живлення, лінії скидання, годинники, сигнали програмування та інтерфейси високого-ризику заслуговують на пріоритет. В інших випадках граничне сканування, літаючий зонд або функціональний тест можуть більш ефективно охопити частини тесту.

Планування DFT – це не додавання функцій наосліп.

Йдеться про надання команді тестування доступу до важливих сигналів.

Граничне сканування може зменшити проблему чорної скриньки

Граничне сканування, яке часто асоціюється з IEEE 1149.1 і JTAG, може бути корисним, коли фізичний доступ зонду обмежений.

Це особливо актуально для плат із BGA, мікросхемами з малим-кроком, процесорами, FPGA, пристроями пам’яті або щільними цифровими з’єднаннями. У цих конструкціях багато важливих контактів фізично недоступні після складання. Без шляху сканування або іншого методу діагностики плата може поводитися як чорний ящик, коли виходить з ладу.

Граничне сканування може допомогти перевірити з’єднання між сумісними пристроями, підтримувати робочі процеси програмування або конфігурації та забезпечувати діагностичну видимість у випадках, коли фізичне зондування є складним.

Але це допомагає тільки в тому випадку, якщо це планово.

Корисне планування граничного сканування може включати:

• маршрутизація сигналів сканування на доступний роз’єм або тестовий інтерфейс;
• підтвердження того, які пристрої підтримують граничне сканування;
• правильне визначення ланцюга сканування;
• надання файлів BSDL за потреби;
• підтвердження того, чи використовується граничне сканування для виробничого тестування, інженерного налагодження або для обох;
• переконайтеся, що тестовий інтерфейс не блокується механічною конструкцією або обмеженнями корпусу.

Граничне сканування не замінює весь фізичний тестовий доступ і не перевіряє кожен стан аналогового сигналу, живлення чи роз’єму. Це найбільш корисно, коли ланцюжок сканування сплановано, задокументовано та підтримується вибраними пристроями.

Для простої плати з обмеженою цифровою складністю граничне сканування може додати невелику цінність. Для щільної плати керування чи збірки на основі-процесора це може бути різницею між корисною ізоляцією несправності та загальною функціональною несправністю.

Розподіл живлення та сигналу може скоротити цикли налагодження

Деякі збої важко усунути, оскільки схема не була розроблена для ізоляції.

Коротке замикання на спільній шині живлення може вплинути на багато частин плати. Несправний комунікаційний інтерфейс може бути важко відокремити від мікропрограмного забезпечення, проводки роз’єму, пошкодження трансивера або контакту приладу. Ланцюг аналогового сигналу може вийти з ладу на виході, тоді як справжня проблема виникає на кілька етапів раніше.

Планування DFT може зменшити цю невизначеність.

Корисний вибір дизайну може включати:

• доступні точки вимірювання на важливих лініях електропередач;
• практичні наземні прив'язки поблизу вимірюваних сигналів;
• варіанти ізоляції, такі як 0-омні зв’язки, перемички або знімні з’єднання, де це необхідно;
• проміжні контрольні точки в сигнальних ланцюгах;
• увімкнути або скинути керування функціональними блоками;
• відомі-хороші параметри завантаження або петлі для вибраних інтерфейсів;
• чітке розмежування між помилкою програмування, несправністю приладу та несправністю плати.

Це не завжди дорогі зміни дизайну. Часто це невеликі рішення, прийняті досить рано.

Головне — подумати про те, що побачить технік, коли плата вийде з ладу.

Якщо все, про що може повідомити тестова система, це "плата не вдалася", шлях налагодження починається з невизначеності. Якщо планування DFT надає доступ до функціональних блоків, доменів потужності та критичних інтерфейсів, команда має більше шансів перетворити збій на певну дію.

Мікропрограмне забезпечення та програмування належать до планування DFT

Для багатьох сучасних PCBA тестування стосується не лише електрики.

Це також залежить-від програмного забезпечення.

Платі може знадобитися мікропрограмне забезпечення, перш ніж її можна буде перевірити на працездатність. Для цього може знадобитися завантажувач, тестовий образ, робочий образ, файл конфігурації, серійний номер, MAC-адреса, дані калібрування або сценарій зв’язку. Якщо ці входи не контролюються, правильно зібрана плата все одно може не пройти тестування з неправильної причини.

Планування DFT має уточнити:

• хто забезпечує прошивку;
• яка версія мікропрограми використовується для виробничого тесту;
• чи запрограмована плата до або після перевірки;
• який інтерфейс використовується для програмування;
• чи залишається доступним роз'єм програмування;
• чи потрібна контрольна сума, файл журналу або запис версії;
• що станеться, якщо програмування не вдасться;
• чи потрібно перепрограмувати плату після переробки.

Це одна з найпоширеніших розбіжностей між інженерними та виробничими випробуваннями.

Команда розробників може знати, як завантажити мікропрограму з лабораторного комп’ютера. Групі випробувань EMS потрібен метод, який можна задокументувати, дотримуватися, перевіряти та повторювати.

Якщо мікропрограмне забезпечення не є частиною планування DFT, функціональне тестування може перетворитися на сеанс усунення несправностей програмування ще до початку реального тестування.

Готовність кріплення залежить від рішень DFT

Тестове пристосування - це не просто механічний тримач.

Це фізичний результат попередніх рішень щодо тестування.

Готовність кріплення залежить від:

• де зонди можуть контактувати з платою;
• чи є прокладки достатньо великими та розміщеними належним чином для запланованого методу;
• чи блокує доступ висота компонента;
• чи запобігає опора дошки згинанню під час контакту;
• чи потребують роз’єми сполучні кабелі;
• чи тестується плата з одного боку чи з обох боків;
• чи проводиться випробування до чи після нанесення покриття або інтеграції корпусу;
• чи потрібна оператору взаємодія зі штрих-кодом, етикеткою чи серійним номером;
• чи вимагають відокремлення та повторного тестування невдалих блоків.

Якщо ці рішення залишити на пізній час, збірка може просунутися вперед, а тестування стане вузьким місцем.

Команді EMS не потрібне повне виробниче обладнання для кожної ранньої інженерної конструкції. Але йому потрібно знати очікуваний шлях: ручне випробування, літаючий зонд, ІКТ, граничне сканування, FCT, тимчасове кріплення,-замовлене налаштування або виробниче-пристосування.

Це різні припущення щодо побудови.

Проблема з приладом часто виглядає як збій плати, доки команда не доведе, що контакт, кабель або налаштування стабільні.

Можна підготувати проектЗбірка друкованої платиі все ще не готовий до повторного тестування.

Планування ДПФ має визначати цикл переробки та повторного тестування

Тестування не закінчується, коли плата виходить з ладу.

Наступне питання — що відбувається після невдачі.

Без визначеного шляху повторного тестування рішення щодо переробки можуть стати непослідовними. Один технік може замінити підозрілий компонент і повторити лише невдалий крок. Інший може повторно запустити повний функціональний тест. Третій може пройти дошку після швидкої перевірки-увімкнення, оскільки початковий симптом зник.

Це створює ризик.

Практичний план DFT повинен визначати:

• які несправності вимагають інженерного огляду;
• яка переробка допускається;
• що необхідно перевірити після переробки;
• чи потрібно повторювати повну послідовність випробувань;
• чи є цілеспрямований повторний тест прийнятним;
• які дані про несправності необхідно записати;
• як посилюються повторювані збої.

Це не паперова тяганина сама по собі.

Перероблений PCBA не слід випускати, оскільки він «зараз здається добре». Його слід випустити, оскільки узгоджений шлях повторного тестування підтверджує, що проблему закрито.

Саме тут планування DFT підтримує як ефективність виробництва, так і контроль якості.

Що повинен містити DFT-пакет PCBA

Планування DFT стає корисним, коли воно видно в інженерному пакеті.

Це не обов'язковий набір документів для кожної конструкції. Це спосіб показати, яка інформація може знадобитися, коли обсяг тестування виходить за межі простого візуального огляду чи перевірки-живлення.

Для покупців OEM практичний пакет-готовий до DFT може містити:

Для простої плати може знадобитися лише легка тестова доріжка. Для промислової плати керування-на основі вбудованого програмного забезпечення може знадобитися більш повний пакет DFT. Пілотна збірка може потребувати більше повторюваних записів, ніж перший інженерний зразок.

Важливим моментом є не обсяг документа.

Важливим моментом є те, чи має команда EMS достатньо інформації, щоб протестувати плату, не будуючи метод тестування на основі припущень.

Використовуйте результати тестування для покращення наступної версії

DFT — це не-одноразовий контрольний список.

Перша збірка часто вчить команду чомусь, що не було очевидним під час перегляду макета.

Після тестування та налагодження PCBA команда OEM та EMS має запитати:

• Які невдачі було важко виділити?
• Які етапи тестування тривали довше, ніж очікувалося?
• Які функції не вдалося надійно перевірити?
• Які точки зонду були важкодоступними?
• Які контакти приладу викликали помилкові збої?
• Які етапи мікропрограми чи програмування викликали плутанину?
• Які перероблені плати вимагали більше повторного тестування, ніж очікувалося?
• Результати якого тесту слід записати по-іншому наступного разу?

Цей відгук не повинен залишатися лише в тестовій зоні.

Він має стати джерелом наступної версії друкованої плати, наступної процедури тестування, наступного дизайну кріплення та наступного пакета NPI.

Хороший процес DFT перетворює першу збірку на цикл навчання.

Як це підключається до складання друкованої плати та підтримки тестування

Для покупців OEM планування DFT є найбільш корисним, коли воно пов’язує дизайн плати, обсяг складання, потреби програмування, тестовий доступ і очікування випуску перед початком виробництва.

STHL підтримує проекти OEM шляхом підготовки до складання, планування тестування таТестування та перевірка, зокрема обговорення AOI, ICT, FCT, рентгенівського -інспектування, вхідних даних для програмування вбудованого програмного забезпечення, готовності приладів, очікувань щодо переробки та повторного тестування, а також потреб у відстежуваності.

Мета полягає не в тому, щоб додати непотрібне тестування.

Мета полягає в тому, щоб зробити область тестування достатньо практичною для функції плати, етапу виробництва та рівня ризику.

Готуєте збірку PCBA, яка потребує чіткішого тестового доступу чи планування функціонального тестування? Надішліть свій проект черезЗапит про цінуабо електронною поштоюinfo@pcba-china.com.

Висновок

Планування DFT покращує тестування PCBA та ефективність налагодження, оскільки воно переміщує тестове мислення вгору, перш ніж плата досягне лінії.

Це допомагає команді OEM та EMS визначити, що потрібно протестувати, де потрібен доступ, як буде завантажено мікропрограмне забезпечення, яке пристосування чи кабель потрібно налаштувати, який результат вважається відповідним чи непрохідним, і як невдалі плати слід налагоджувати, переробляти та повторно перевіряти.

Плату, яку легко зібрати, не завжди легко перевірити.

Плата, яку легко перевірити, зазвичай є такою, де тестовий доступ, програмування, готовність кріплення та видимість налагодження розглядалися перед складанням.

Для покупців OEM практичний урок простий: найкращий час запитати, як буде перевірятися плата, — це до того, як макет і пакет збірки заблоковано.