вступ
Прототип збірки друкованої плати може бути побудований правильно, але все одно його важко перевірити.
Ось де багато проектів втрачають час. Дошка включається. Розташування виглядає добре. Місця пайки проходять візуальний огляд. Тоді команда інженерів починає тестування та виявляє, що ключові сигнали приховані, тестові панелі замалі, інтерфейс програмування незручний для доступу або єдиний спосіб налагодити плату – це ризиковане-зондування збоку.
Ось чому тестовий доступ слід переглядати до складання прототипу друкованої плати, а не після надходження плат.
Огляд тестового доступу перевіряє, чи можна зібрану плату перевірити, перевірити, запрограмувати, функціонально протестувати, налагодити та підготувати для подальшого планування ICT або FCT. Це не лише питання тестування. Він знаходиться між проектуванням друкованої плати, складанням прототипу та плануванням перевірки.
Робочий прототип корисний, лише якщо команда може перевірити, що відбувається на дошці. Поганий тестовий доступ перетворює перевірку прототипу на припущення.
Що означає тестовий доступ у збірці прототипу друкованої плати
Тестовий доступ означає практичну здатність досягати, контролювати та спостерігати за точками, необхідними для перевірки, вимірювання, програмування, ізоляції несправностей та функціональної перевірки.
У реальній роботі PCBA тестовий доступ може включати:
- тестові колодки для сіток для ключів
- доступні рейки напруги та точки заземлення
- програмування заголовків або панелей
- скидання, годинник, режим-завантаження та доступ до зв’язку
- досліджуйте-зручні місця для важливих сигналів
- достатній проміжок зонда навколо контрольних точок
- доступ для стендового налагодження, літаючого зонда, ICT, FCT або граничного сканування
- місце для штирів, кабелів, затискачів або роз’ємів
- Видимість AOI для паяних з’єднань і орієнтації компонентів
- Планування рентгенівської перевірки BGA, QFN або прихованих паяних з’єднань, де це необхідно
Конструкція може виглядати завершеною в САПР, але все одно її важко перевірити після складання.
Це особливо часто трапляється, коли компонування компактне, плата має тонкі -компоненти SMT, обидві сторони щільно заселені або механічна оболонка вже тісна. Схема може бути електрично справною, але якщо команда не може безпечно та неодноразово досягати правильних сигналів, перевірка сповільнюється.
Для складання прототипу друкованої плати тестовий доступ стосується не лише майбутнього масового виробництва. Йдеться про відповіді на ранні інженерні запитання без пошкодження дошки, вгадування симптомів або очікування нової версії макета.
Чому тестовий доступ слід переглядати перед збіркою
Найпростіший час виправити тестовий доступ до того, як друкована плата буде виготовлена та зібрана.
Коли дошки створені, можливості стають обмеженими. Команда може припаяти тимчасові дроти, зішкребти паяльну маску, перевірити контакти компонентів або створити обхідний шлях. Іноді це прийнятно для першого інженерного зразка. Але якщо кожне важливе вимірювання потребує обхідного шляху, прототип не дає чіткого відгуку.
Тут допомагає просте правило:
Якщо сигнал достатньо важливий для налагодження, програмування, перевірки або використання для приймального тестування, команда повинна запитати, як до нього буде доступ, перш ніж почнеться збірка прототипу.
Це не означає, що кожна мережа потребує окремої тестової панелі. Справжні дошки мають обмежений простір. Але ключові шини живлення, лінії програмування, комунікаційні шини, лінії скидання, контрольні сигнали та точки вимірювання-спеціального продукту слід ретельно переглядати.
Очікування перевірки прототипу для виявлення поганого доступу зазвичай створює три проблеми.
По-перше, процес тестування стає повільнішим і менш повторюваним.
По-друге, невдачі стає важче ізолювати.
По-третє, команда може помилково прийняти проблему тестового-доступу за проблему дизайну, збірки, компонента чи мікропрограми.
Ось де збірка прототипу втрачає час.
Там, де зазвичай проявляється поганий тестовий доступ
Проблеми тестового доступу рідко повідомляються про себе в огляді Gerber. Зазвичай вони з'являються пізніше, коли перша зібрана дошка стоїть на лавці і комусь потрібно швидко знайти сигнал.
Силові рейки важко виміряти
Перевірка прототипу часто починається з потужності.
Якщо до головного входу, регульованих рейок, заземлення, контактів увімкнення або вузлів-сенсора струму важко отримати доступ, навіть базове-виведення може стати незручним. Інженер може знати, що перевірити, але на дошці немає безпечного місця для перевірки.
Плата, яка потребує багаторазового тестування на крихітних контактах мікросхеми під час підйому-не підходить для тестування-. Він може все ще працювати, але зростає ризик ковзання, замикання штифтів або пошкодження деталей.
Інтерфейси програмування та налагодження не є практичними
Прототип може потребувати завантаження вбудованого програмного забезпечення, доступу до завантажувача, калібрування або зв’язку для налагодження.
Якщо панелі програмування занадто малі, закриті сусідніми частинами, розміщені під екраном або заблоковані майбутнім елементом корпусу, проблема може не з’явитися, доки плата вже не буде створена.
Це звичайна невідповідність між рішеннями про макет і справжньою обробкою прототипу. Макет економить місце, але команда прошивки втрачає доступ.
Важливі сигнали поховані
Деякі сигнали стають важливими лише тоді, коли щось йде не так.
Годинник, скидання, зв’язок, датчик, керування двигуном, світлодіодний привід, керування батареєю, увімкнення радіочастот, керування реле та сигнали,-пов’язані з безпекою, можуть не потребувати постійного вимірювання. Але якщо прототип виходить з ладу, це часто перші мережі, які інженери хочуть перевірити.
Якщо ці сигнали недоступні, ізоляція несправності сповільнюється. Команда може годинами обговорювати, чи проблема полягає в мікропрограмному забезпеченні, збірці друкованої плати, джерелі компонентів, паянні чи логіці дизайну.
Тестові панелі існують, але ними не можна користуватися
Блокнот не корисний лише тому, що він існує.
Можливо, він знаходиться занадто близько до високого компонента. Це може бути під роз’ємом. Він може розташуватися не з тієї сторони, що відповідає призначеному кріпленню. Він може бути занадто малим для надійного зондування. Можливо, йому бракує вільного простору. Його можна розмістити там, де зонд не може приземлитися, не торкнувшись іншої мережі.
Ось чому перевірка тестового доступу повинна розглядати стан зібраної-плати, а не лише схему.
Тестовий доступ не однаковий для кожного методу тестування
Однією з причин, чому покупці не звертають уваги на тестовий доступ, є те, що слово «тестування» звучить як одна діяльність.
Це не так.
Для різних методів перевірки потрібні різні типи доступу.
Доступ до стендового налагодження
Стендове налагодження є поширеним у ранніх прототипах. Інженери можуть використовувати мультиметр, осцилограф, логічний аналізатор, датчик струму або інструмент програмування.
Для цього етапу тестові точки повинні підтримувати безпечні та повторювані вимірювання. Хороший доступ не обов’язково має бути ідеальним, але він має зменшити небезпечне зондування штифтів із малим-кроком, коли це можливо.
Для раннього складання прототипу друкованої плати це часто є найнегайнішою потребою в тестовому{0}}доступі.
Доступ до літаючого зонда
Тестування літаючих зондів може бути корисним для прототипів і мало{0}}складання друкованих плат, оскільки воно не потребує спеціального-цвяхів-кріплення. Але йому все ще потрібні доступні місця для зондів, достатня відстань, придатні для використання дані CAD, чітка мережева інформація та узгоджені цілі тестування.
Якщо макет залишає занадто мало доступних вузлів, покриття літаючого зонда може бути обмеженим.
Доступ до ІКТ
ІКТ більше залежать від запланованого тестового доступу. Пристосування-з-цвяхів вимагає контактних точок зонда, вирівнювання інструментів, підтримки дошки та достатнього зазору для надійного контакту.
Якщо плата розроблена без доступу до ІКТ, додавання ІКТ пізніше може бути дорогим або недоцільним. Це не означає, що кожен прототип потребує ІКТ. Але якщо очікується, що продукт буде переміщено в-серійні збірки або більш контрольоване виробництво, доступ до ІКТ слід обговорити до того, як буде заблоковано перший макет.
Доступ FCT
FCT зазвичай перевіряє поведінку-на рівні системи: увімкнення-живлення, зв’язок, реакція мікропрограми, кнопки, дисплеї, датчики, двигуни, реле, світлодіоди чи інші -спеціальні функції продукту.
FCT може не потребувати доступу до кожної мережі, але часто вимагає стабільних точок з’єднання, доступу до програмування, моделювання навантаження, доступу до роз’єму та планування кріплення.
Прототип, який може випробувати лише один інженер-конструктор, використовуючи стендові-трюки, не готовий до повторюваного FCT.
Доступ до AOI та рентгенівського огляду
AOI не потребує електричного доступу, але йому потрібна видимість.
Паяні з’єднання, позначки полярності, дрібні-проводи та орієнтація компонентів мають бути достатньо видимими для перевірки, де це можливо. Якщо критична зона прихована механічними деталями, високими компонентами або поганою видимістю макета, AOI може не забезпечити впевненості, на яку очікує покупець.
Р-рентгенівський огляд знову інший. Він часто використовується для BGA, QFN та інших прихованих паяних з'єднань. Макет не передбачає зондування для X-Ray, але вибір упаковки, щільність компонентів, екранування та очікування перевірки можуть вплинути на те, наскільки корисною буде перевірка X-Ray.
Ось чому доступ до тестування та перевірки слід переглядати разом, а не розглядати як окремі теми.
Тестовий доступ повинен включати керованість плати
Фізичний доступ – це лише частина історії.
Плата також повинна бути керованою під час тестування. Простіше кажучи, тестовій команді потрібен спосіб перевести плату у відомий стан.
Це може означати:
безпечне живлення окремих рейок
керування скиданням
доступ до контактів-режиму завантаження
відключення або керування поведінкою сторожового таймера
підтвердження наявності годинника
ізоляції ділянок ланцюга
приведення ліній зв'язку в стабільний стан
уникнення неконтрольованих виходів під час тестування
Тестова точка на шині живлення допомагає, але це не вирішує всього, якщо плату не можна живити або керувати передбачуваним способом.
Це особливо важливо, коли прототип містить кілька доменів живлення, програмовані пристрої, датчики, двигуни, реле, бездротові модулі або елементи керування-безпекою. Без керованості команда може мати доступ до сигналів, але все ще важко провести стабільний тест.
Тестовий доступ має бути частиною перегляду DFM і DFT
Огляд DFM запитує, чи можна надійно виготовити плату.
DFT, або Design for Testability, запитує, чи можна плату перевірити та перевірити ефективно.
У реальній роботі EMS ці два зв’язані. Плата, яку легко зібрати, але важко перевірити, може затримати проект. Плата, яка пройшла перевірку AOI, але не підтримує функціональну перевірку, все одно може не відповісти на інженерні запитання покупця.
Для складання прототипу друкованої плати тестовий доступ слід переглянути разом із:
- відстань між компонентами
- фідуціали та інструментальні отвори
- міркування щодо трафаретів і паяльної пасти
- вибір пакета
- розміщення роз’єму
- контур дошки та панелі
- позначки полярності
- метод програмування
- розташування контрольної точки
- метод перевірки
- пристосування або доступ до зонда
- етикетки контрольних точок і документація
Саме тут покупці іноді створюють власну затримку. Вони схвалюють компактний макет, тому що він виглядає чистим, але ніхто не перевіряє, чи може інженер-випробувач досягти важливих сигналів.
Кілька добре{0}}розташованих тестових майданчиків можуть заощадити більше часу, ніж швидший графік складання.
Що покупці повинні перевірити перед складанням прототипу друкованої плати
Перш ніж випускати файли для збірки прототипу друкованої плати, покупці повинні перевірити тестовий доступ, враховуючи як техніку, так і виробництво.
1. Визначте сигнали, які необхідно виміряти
Не для кожної сітки потрібна тестова панель.
Почніть із сигналів, які мають найбільше значення під час-виведення та усунення несправностей:
- вхідна потужність
- наземні посилання
- рейки основної напруги
- увімкнути шпильки
- скинути лінії
- сигнали годинника
- лінії програмування
- комунікаційні інтерфейси
- виходи датчиків
- сигнали керування двигуном або вентилятором
- Лінії управління світлодіодами або дисплеями
- сигнали зарядки акумулятора та захисту
- критичні вузли-спеціального продукту
Питання полягає не в тому, чи можна перевірити кожен сигнал?
Краще питання: "Якщо ця функція не працює, чи можемо ми отримати сигнали, необхідні для розуміння причини?"
2. Підтвердьте доступ до програмування та мікропрограми
Доступ до мікропрограми часто вважається очевидним, поки не з’являться перші плати.
Перед складанням перевірте, як буде завантажуватися мікропрограма. Чи використовуватиме плата роз’єм, контактні колодки pogo-, крайовий роз’єм, USB-інтерфейс, UART, SWD, JTAG чи інший метод? Чи можливий доступ після складання? Чи блокується він високими компонентами, екранами, кабелями чи майбутніми елементами корпусу?
Якщо для кожного прототипу потрібне завантаження мікропрограми, програмування не повинно залежати від крихкого обхідного шляху.
3. Перегляньте відстань зонда навколо контрольних точок
Навколо контрольної точки потрібно достатньо місця.
Перевірте висоту сусіднього компонента, положення роз’єму, екранування, механічні обмеження, паяльну маску та відстань до сусідніх мереж. Якщо зонд може торкнутися підкладки лише під небезпечним кутом, доступ слабкий.
Це особливо важливо для компактних друкованих плат для споживчої електроніки, промислових плат керування та щільних друкованих плат із змішаною{0}}технологією, де простір обмежений.
4. Вирішіть, який метод тестування повинен підтримувати прототип
Прототип не завжди потребує ІКТ.
Але команда все одно повинна визначити передбачуваний метод перевірки перед складанням. Чи перевірятиметься плата ручним стендовим тестуванням, літаючим зондом, AOI, рентгенівським-променевим оглядом, програмуванням із FCT чи простим спеціальним приладом?
Різні відповіді призводять до різних рішень щодо макета.
Якщо покупець очікує майбутнього ІКТ або FCT-на основі кріплення, краще зарезервувати доступ раніше, ніж змінювати дизайн пізніше.
5. Задокументуйте карту тестових точок і очікувані вимірювання
Навіть якщо тестові бали існують, команда тестувальників все одно повинна знати, що означає кожен бал.
Корисний пакет тестового доступу може включати імена тестових точок, назви мереж, розташування, сторону плати, очікувану напругу або стан сигналу, метод програмування та будь-які примітки щодо послідовності чи обробки.
Це не повинно стати важким документом для кожного прототипу. Але якщо тестовій команді потрібно-переробити тестові точки з макета під час-налаштування, час уже втрачено.
6. Вирівняйте тестовий доступ із наступним етапом
Тестовий доступ до прототипу повинен обслуговувати не лише перший зразок.
Він також має підтримувати те, що покупець очікує дізнатися перед пілотним будівництвом або мало{0}}серійним виробництвом. Якщо прототип, ймовірно, перейде в пілотний запуск, план-доступу до тестування повинен враховувати повторюваність, планування кріплення та збір даних.
Корисною є тестова точка, яка допомагає одному інженеру налагодити прототип.
Кращим є план-тестового доступу, який допомагає партнеру EMS створити повторюваний процес тестування.
Контрольний список для перевірки доступу до практичного тесту
Це не паперова вправа. Саме короткий огляд запобігає тому, щоб перший сеанс налагодження став грою в вгадування.
Перш ніж надіслати файли для складання прототипу друкованої плати, покупці можуть поставити такі запитання:
- Чи легко отримати доступ до ключових рейок живлення та заземлення?
- Чи можна завантажити прошивку без ручної пайки чи ризикованого зондування?
- Чи доступні скидання, годинник, завантаження та лінії зв’язку, якщо потрібне налагодження?
- Чи тестові точки достатньо великі та чи достатньо рознесені для запланованого методу тестування?
- Чи заблоковані тестові майданчики високими компонентами, роз’ємами, екранами, радіаторами або механічними елементами?
- Чи доступні важливі сигнали на правильній стороні дошки для запланованого світильника?
- Чи команда вирішила, чи потрібен ручний тест, літаючий зонд, ICT, FCT, AOI чи рентгенівський-промінь?
- Чи придатні допоміжні елементи та інструменти для складання та можливого тестового кріплення?
- Чи враховується видимість AOI для важливих паяних з’єднань і позначок орієнтації?
- Чи ідентифіковано BGA, QFN або інші приховані з’єднання для можливого рентгенівського огляду?
- Чи метод програмування зрозумілий і повторюваний?
- Чи задокументована карта контрольних точок?
- Чи можна буде тестувати плату після незначних змін компонування чи обмежень корпусу?
- Чи вимоги до тестування включені в пакет збірки, а не обговорюються лише електронною поштою?
Цей контрольний список не перетворює кожен прототип на-готовий тестовий прилад. Це просто запобігає тому, щоб проблеми з доступом, яких можна уникнути, перетворилися на затримки підтвердження.
Граничний випадок: коли додаткові тестові бали можуть бути не вартими
Тестовий доступ має значення, але його не слід додавати наосліп.
Деякі дуже малі,-чутливі до радіочастот, високо-швидкісні, високо-щільні або механічно обмежені плати не можуть приймати багато додаткових тестових майданчиків без компромісів-. Додаткові колодки можуть впливати на маршрутизацію, імпеданс, витік, екранування, цілісність сигналу або розмір продукту.
У таких випадках відповідь полягає не в тому, щоб скрізь нав’язувати тестові бали.
Кращим підходом є визначення пріоритетів критичного доступу, використання мікропрограми для програмування чи діагностики, якщо це доцільно, розгляд-доступу на основі з’єднувача, покладання на граничне сканування, де це можливо, або планування рентгенівського та функціонального тестування з огляду на обмеження дизайну.
Хороший огляд тестового доступу не означає додавання колодок скрізь. Йдеться про додавання правильного доступу в потрібних місцях.
Що це означає для покупців OEM
Тестовий доступ легко проігнорувати, оскільки він не завжди впливає на те, чи можна зібрати друковану плату.
Але це сильно впливає на те, чи можна перевірити прототип.
Для покупців OEM ризик полягає не лише в тому, що плата виходить з ладу. Більший ризик полягає в тому, що рада надає нечіткі відгуки. Коли тестовий доступ є поганим, прототип може витрачати час на розробку, не даючи чіткої відповіді.
Це має значення в поточній розробці електроніки, де багато команд намагаються скоротити цикли від-до-пілотування прототипу, водночас маючи справу зі щільними макетами, обмеженими компонентами та складнішою функціональною перевіркою.
Швидша збірка прототипу не дуже допомагає, якщо шлях перевірки заблоковано.
Перед складанням прототипу друкованої плати покупці повинні переглянути тестовий доступ як частинуДизайн і компонування друкованої плати, DFM, DFT, а також планування випробувань та перевірок. Раннє виконання цього допоможе прототипу відповісти на питання, для якого він був створений:
Чи працює дизайн і чи може команда перевірити його з достатньою впевненістю, щоб рухатися вперед?
Висновок
Перед складанням прототипу друкованої плати слід переглянути тестовий доступ, оскільки він безпосередньо впливає на швидкість перевірки, якість налагодження, готовність кріплення та здатність покупця приймати рішення після надходження плат.
Прототип — це не лише плата, яку потрібно створити. Це дошка, яку потрібно тестувати, вимірювати, програмувати, перевіряти та вчитися.
Коли тестовий доступ слабкий, перевірка стає повільнішою та менш надійною. Коли тестовий доступ заплановано на ранній стадії, прототип стає більш корисним, партнер EMS може підготувати правильний підхід до перевірки та тестування, а проект може рухатися до пілотної збірки з меншою кількістю сюрпризів.
Для покупців OEM, які готують збірку прототипу, STHL може переглянути проект із дизайну та макета друкованої плати,Збірка друкованої плати, іТестування та перевіркаперед котируванням або плануванням виробництва. Надішліть свої файли черезЗапит про цінуабо зв'яжіться з нами за адресоюinfo@pcba-china.com.
