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Technologie PCB
Améliorer les règles de conception des circuits pour améliorer la testabilité
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Améliorer les règles de conception des circuits pour améliorer la testabilité

Améliorer les règles de conception des circuits pour améliorer la testabilité

2021-08-18
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Author:IPCB

With the continuouArt. improvement of miniaturization, components and wiring technology have also made great developments, Par exemple, un micro - IC hautement intégré encapsulé dans un boîtier BGA, and the reduction of insulation spacing between conductors to 0.5 mm. These are just two examples. Câblage Conception of electronic components has an increasing influence on whether the test in the future production process can be carried out well. Voici quelques règles importantes et des conseils pratiques.


By complying with certain regulations (DFT Design for Testability), Les coûts de préparation et de mise en œuvre des essais de production peuvent être considérablement réduits. These regulations have been developed over the years. Bien sûr., if new production technologies and component technologies are adopted, Elles doivent être élargies et adaptées en conséquence.. As the size of electronic products becomes smaller and smaller, Deux problèmes particuliers se posent: l'un est que moins de noeuds de Circuit électrique sont accessibles; L'autre est l'essai de circuit, etc.. Application restreinte. In order to solve these problems, Des mesures appropriées peuvent être prises pour la disposition des circuits., new test methods and innovative adapter solutions can be adopted. La solution au deuxième problème consiste également à confier des tâches supplémentaires aux systèmes d'essai initialement utilisés comme processus autonome.. These tasks include programming memory components through test systems or implementing integrated component self-tests (Built-in Self Test, Bistro, built-in self-test). Transférer ces étapes au système d'essai, overall, Il crée encore plus de valeur ajoutée. In order to implement these measures smoothly, Les considérations correspondantes doivent être prises en considération au stade du développement du produit..


1. Qu'est - ce que la testabilité


La testabilité signifie que l'Ingénieur d'essai peut utiliser la méthode la plus simple pour tester les caractéristiques d'un composant pour voir s'il répond aux fonctions prévues. En termes simples:


Dans quelle mesure est - il facile de vérifier la conformité du produit aux spécifications techniques?

À quelle vitesse puis - je écrire un programme de test?

Dans quelle mesure la défaillance du produit est - elle considérée comme complète?

How simple is the method of accessing the test point?


Pour une bonne testabilité, mechanical and electrical Conception Les règlements doivent être pris en considération. Of course, Pour une testabilité optimale, Tu dois payer un prix., but for the entire process, Il a un certain nombre d'avantages, Il s'agit donc d'une condition préalable importante au succès de la production..


2. Pourquoi développer une technologie conviviale pour les tests


Dans le passé, si un produit ne pouvait pas être testé au point d'essai précédent, le problème ne se posait qu'à un seul point d'essai. Si les défauts du produit ne sont pas décelés lors des essais de production, l'identification et le diagnostic des défauts sont simplement transférés aux essais fonctionnels et aux essais du système.


Au lieu de cela, aujourd'hui, les gens essaient de détecter les défauts le plus tôt possible. Il présente non seulement l'avantage d'être peu coûteux, mais aussi, ce qui est plus important encore, que les produits d'aujourd'hui sont très complexes et que certains défauts de fabrication peuvent ne pas être détectés du tout dans les essais fonctionnels. Par exemple, certains composants qui nécessitent un logiciel ou une programmation pré - installés ont ce problème. (par exemple, flash ou ISP: dispositif Programmable dans le système). La programmation de ces composantes doit être planifiée au cours de la phase de développement et doit être maîtrisée par le système d'essai.


It costs some money to test friendly circuit Conception, however, Coût plus élevé des essais de circuits complexes Conceptions. Les tests eux - mêmes sont coûteux, Le coût des essais augmente avec le niveau des essais; De l'essai en ligne à l'essai fonctionnel et à l'essai du système, testing costs are getting higher and higher. Si vous sautez un des tests, the cost will be even greater. La règle générale est que pour chaque niveau supplémentaire de coût d'essai, le facteur d'augmentation est 10 fois. En testant des circuits conviviaux Conception, faults can be found early, L'argent dépensé pour tester des circuits conviviaux Conception can be quickly compensated.


3.. How do documents affect testability


Ce n'est qu'en tirant pleinement parti des données complètes du développement des composants qu'il sera possible d'écrire un programme d'essai capable de détecter complètement les défaillances. Dans de nombreux cas, une coopération étroite entre les services de développement et d'essai est nécessaire. La documentation a une influence incontestable sur la compréhension par les ingénieurs d'essai de la fonctionnalité des composants et sur l'élaboration de stratégies d'essai.


Afin d'éviter les problèmes dus au manque de documentation et à une compréhension insuffisante des fonctions des composants, les fabricants de systèmes d'essai peuvent s'appuyer sur des outils logiciels qui génèrent automatiquement des modèles d'essai selon des principes aléatoires ou sur des comparaisons non vectorielles. Les méthodes non vectorielles ne peuvent être comptées que comme une seule. Un expédient.


La documentation complète avant l'essai comprend une liste de pièces, des données de conception de circuits (principalement des données CAO) et des détails sur les fonctions des composantes de service (p. ex., des fiches de données). Ce n'est que lorsque toutes les informations sont disponibles que les vecteurs d'essai peuvent être compilés, que les modes de défaillance des composants peuvent être définis ou que certains ajustements préalables peuvent être effectués.


Certaines données mécaniques sont également importantes, comme les données nécessaires pour vérifier si les composants sont bien soudés et positionnés. Enfin, pour les composants programmables tels que flash, PLD, FPGA, etc., s'ils n'ont pas été programmés lors de la dernière installation, ils doivent être programmés sur le système d'essai et les données de programmation correspondantes doivent également être connues. Les données de programmation du dispositif Flash doivent être intactes. Si la puce flash contient 16. Mbit de données, elle devrait pouvoir utiliser 16 Mbit, ce qui prévient les malentendus et les conflits d'adresses. Cela peut se produire, par exemple, si vous utilisez une mémoire de 4 Mbit pour fournir seulement 300 kbit de données à un composant. Bien sûr, les données devraient être préparées dans un format standard populaire, comme Intel Hex ou la structure d'enregistrement de Motorola. La plupart des systèmes d'essai peuvent interpréter ces formats s'ils peuvent programmer des composants flash ou ISP. Bon nombre des informations mentionnées ci - dessus sont également nécessaires pour la fabrication des composants. Bien entendu, il devrait y avoir une distinction claire entre la fabrication et la testabilité, car il s'agit d'un concept complètement différent qui constitue une prémisse différente.


4. Conditions de contact mécanique avec une bonne testabilité


Si les règles de base de la mécanique ne sont pas prises en compte, Même si le circuit est électriquement testable, il peut être difficile de tester. De nombreux facteurs limitent la testabilité électrique. If the test points are not enough or too small, L'adaptateur de base de la sonde est difficile d'atteindre chaque noeud du circuit. If the position error and size error of the test point are too large, Des problèmes de faible répétabilité des tests peuvent survenir. When using the probe bed adapter, Vous devriez prendre note d'une série de recommandations sur la taille et l'emplacement des trous de serrage et des points d'essai..


5. Conditions préalables électriques pour une testabilité optimale


Les conditions préalables électriques sont aussi importantes pour une bonne testabilité que pour les conditions de contact mécanique, qui sont toutes deux indispensables. Le circuit de porte ne peut pas être testé. Cela peut être dû au fait que le terminal d'entrée de démarrage ne peut pas être contacté par le point d'essai ou que le terminal d'entrée de démarrage est dans l'emballage et n'est pas accessible de l'extérieur. En principe, les deux situations sont mauvaises. Rendre les tests impossibles. Lors de la conception des circuits, il convient de noter que tous les composants testés par la méthode d'essai en ligne doivent avoir un mécanisme permettant d'isoler électriquement chaque composant. Ce mécanisme peut être réalisé en désactivant l'entrée, qui peut contrôler l'état statique à haute ohm de l'extrémité de sortie de l'élément.


Bien que presque tous les systèmes d'essai puissent convertir l'état d'un noeud en n'importe quel état en mode inverse, il est préférable de préparer les entrées interdites pour le noeud concerné. Tout d'abord, placez le noeud dans un état ohmique élevé. Ensuite, ajoutez doucement le niveau approprié.


De même, le générateur de battements est toujours déconnecté directement de l'arrière de l'oscillateur par un fil de démarrage, un circuit de porte ou un pont branché. Les bornes d'entrée de démarrage ne doivent pas être connectées directement au circuit, mais au circuit par une résistance de 100 ohms. Chaque composant doit avoir sa propre broche de démarrage, de Réinitialisation ou de contrôle. Les bornes d'entrée de démarrage de nombreux composants doivent être évitées de partager une résistance et de se connecter au circuit. Cette règle s'applique également aux composants ASIC qui doivent également avoir une broche à travers laquelle la sortie peut atteindre un état ohmique élevé. La Réinitialisation de démarrage du testeur est également utile si le composant peut être réinitialisé lorsque la tension de fonctionnement est allumée. Dans ce cas, il suffit de placer le composant dans l'état spécifié avant l'essai.


Les broches des composants inutilisés doivent également être facilement accessibles, car l'absence de court - circuit dans ces endroits peut également causer une défaillance des composants. De plus, les circuits de portes inutilisés sont souvent utilisés pour des améliorations de conception futures et peuvent être changés en circuits. Il est donc également important de les tester dès le début pour assurer la fiabilité de leurs pièces.

ATL

6. Improve testability


Recommandations pour améliorer la testabilité lors de l'utilisation de l'adaptateur de base de sonde

Kill well

Configuration diagonale

Précision de positionnement ± 0,05 mm (2 mm)

Précision du diamètre ± 0.076/-0mm (+3/-0mil)

La précision de positionnement par rapport au point d'essai est de ± 0,05mm (± 2mil).

Au moins 3 mm du bord de la pièce

Pas de contact pénétrant


Points d'essai

As square as possible

Le diamètre du point d'essai doit être d'au moins 0,88mm (35mil).

La précision dimensionnelle du point de mesure est de ± 0.076mm (±3mil)

La précision de l'intervalle entre les points d'essai est de ± 0076mm (± 3mil).

L'intervalle entre les points d'essai doit être de 2.5 mm, autant que possible

Les faces d'extrémité peuvent être soudées directement après le placage en étain.

Au moins 3mm du bord de la pièce

All test points should possibly be on the back of the plug-in board

Les points d'essai doivent être répartis uniformément sur le panneau d'insertion.

Each node has at least one test point (100% channel)

Les circuits de porte de secours ou inutilisés ont des points d'essai

The multiple external test points of the power supply are distributed in different positions




Identification des composants

Le texte du logo est dans la même direction

Modèle, version, numéro de série et code à barres clairement identifiés

Le nom du composant doit être clairement visible et, dans la mesure du possible, marqué directement à côté du composant.


7. À propos de flash et d'autres composants programmables


Le temps de programmation de flash est parfois long (jusqu'à 1 minute pour une grande mémoire ou un dépôt). Par conséquent, aucun autre composant n'est autorisé à inverser l'entraînement pour le moment, sinon la mémoire flash peut être endommagée. Pour éviter cela, tous les composants connectés au bus de contrôle d'adresse doivent être à l'état ohmique élevé. De même, le bus de données doit pouvoir être isolé pour s'assurer que la mémoire flash est vide et peut être programmé pour l'étape suivante.


Les composants programmables (FSI) du système ont des exigences telles que les produits d'entreprises telles que alterA, Xilinx et latuce, ainsi que d'autres exigences spéciales. Outre les conditions mécaniques et électriques préalables à la testabilité, la possibilité de programmer et de vérifier les données doit être garantie. Pour les composants altera et Xilinx, un format de vecteur série (svf) a été utilisé, qui a récemment été presque développé comme norme de l'industrie. De nombreux systèmes d'essai peuvent programmer ces composants et utiliser des données d'entrée au format vectoriel série (svf) pour tester les générateurs de signaux. Ces composants sont programmés à l'aide de la touche Boundary Scan (Boundary Scan kette JTAG) et d'une série de formats de données. Lors de la collecte des données de programmation, il est important de tenir compte de toutes les chaînes de composants dans le circuit, plutôt que de simplement restaurer les données aux composants à programmer.


Lors de la programmation, le générateur de signaux d'essai automatique tient compte de l'ensemble de la chaîne de composants et connecte d'autres composants au modèle de dérivation. Au lieu de cela, tretice a besoin de données au format jedec et est programmé en parallèle par les terminaux d'entrée et de sortie couramment utilisés. Après la programmation, les données sont également utilisées pour vérifier la fonction du composant. Les données fournies par les services de développement devraient être aussi simples que possible pour permettre l'application directe du système d'essai ou par simple transformation.


8. Précautions à prendre lors du balayage des limites (JTAG)


The components based on the fine grid of complex components provide test engineers with only a few accessible test points. Il est encore possible d'améliorer la testabilité. For this, La technologie de balayage des limites et d'auto - vérification intégrée peut réduire le temps d'achèvement des essais et améliorer l'effet des essais..

Pour les ingénieurs de développement et d'essai, a test strategy based on boundary scan and integrated self-test technology will definitely increase costs. Development engineers must use boundary scan components (IEEE-1149.1-standard) in the circuit, and try to make the corresponding specific test pins accessible (such as test data input-TDI, Différence de temps de sortie des données d'essai, test clock frequency) -TCK and test mode selection -TMS and ggf. Test reset). The test engineer develops a boundary scan model (BSDL-Boundary Scan Description Language) for the component. En ce moment, he must know what boundary scan functions and instructions the relevant components support. Le test de balayage des limites diagnostique les courts - circuits et les circuits ouverts en dessous du niveau du plomb. En outre, Si l'Ingénieur de développement le précise, the automatic test of the component can be triggered by the boundary scan command "RunBIST". Surtout lorsqu'il y a beaucoup d'ASIC et d'autres composants complexes dans le circuit, there is no usual test model for these components. Composant de balayage des limites, the cost of developing test models can be greatly reduced.


La réduction du temps et des coûts varie d'une composante à l'autre. Pour les circuits avec IC, si une découverte à 100% est nécessaire, environ 400 000 vecteurs d'essai sont nécessaires. Avec le balayage des limites, le nombre de vecteurs d'essai peut être réduit à des centaines au même taux de détection des défauts. Par conséquent, la méthode de balayage des limites présente des avantages particuliers sans modèle d'essai ni noeud de circuit de contact limité. L'utilisation de Boundary Scan dépend de l'augmentation des coûts de développement, d'utilisation et de fabrication. Le balayage des limites doit répondre aux exigences en matière de temps de détection des défaillances, de temps d'essai, de temps d'entrée sur le marché et de coût de l'adaptateur.