Introducere
Un ansamblu prototip de PCB poate fi construit corect și poate fi încă greu de verificat.
Aici multe proiecte pierd timp. Placa pornește. Amplasarea arată bine. Îmbinările de lipit trec inspecția vizuală. Apoi, echipa de ingineri începe să testeze și descoperă că semnalele cheie sunt îngropate, căptușele de testare sunt prea mici, interfața de programare este dificil de atins sau singura modalitate de a depana placa este prin sondarea-laterală riscantă.
De aceea, accesul de testare ar trebui revizuit înainte de asamblarea prototipului de PCB, nu după sosirea plăcilor.
Verificarea accesului de testare verifică dacă placa asamblată poate fi inspectată, testată, programată, testată funcțional, depanată și pregătită pentru planificarea ulterioară ICT sau FCT. Nu este doar o problemă de testare. Se află între proiectarea PCB-ului, asamblarea prototipului și planificarea verificării.
Un prototip funcțional este util doar dacă echipa poate verifica ce se întâmplă pe tablă. Accesul slab la test transformă verificarea prototipului în presupuneri.
Ce înseamnă accesul la test în ansamblul prototipului de PCB
Accesul de testare înseamnă capacitatea practică de a ajunge, controla și observa punctele necesare pentru inspecție, măsurare, programare, izolarea defecțiunilor și validarea funcțională.
În munca PCBA reală, accesul de testare poate include:
- tampoane de testare pentru plasele cheie
- șine de tensiune și puncte de masă accesibile
- antete sau pad-uri de programare
- resetare, ceas, modul de pornire-și acces la comunicare
- investigați-locațiile prietenoase pentru semnale importante
- suficient degajare a sondei în jurul punctelor de testare
- acces pentru depanare pe banc, sondă zburătoare, ICT, FCT sau scanare a limitelor
- spațiu pentru pini de fixare, cabluri, cleme sau conectori
- Vizibilitate AOI pentru îmbinările de lipit și orientarea componentelor
- -Planificarea inspecției cu raze X pentru BGA, QFN sau îmbinări de lipire ascunse acolo unde este necesar
Un design poate părea complet în CAD, dar totuși este dificil de testat după asamblare.
Acest lucru este obișnuit mai ales când aspectul este compact, placa are componente SMT cu pas-fină, ambele părți sunt dens populate sau învelișul mecanic este deja strâns. Circuitul poate fi sunet electric, dar dacă echipa nu poate ajunge în siguranță și în mod repetat la semnalele potrivite, verificarea încetinește.
Pentru asamblarea prototipului de PCB, accesul de testare nu se referă numai la producția în masă viitoare. Este vorba despre a răspunde la întrebările de inginerie timpurie fără a deteriora placa, a ghici simptomele sau a aștepta o altă revizuire a aspectului.
De ce ar trebui revizuit accesul la testare înainte de compilare
Cel mai simplu moment pentru a repara accesul la test este înainte ca PCB-ul să fie fabricat și asamblat.
Odată ce plăcile sunt construite, opțiunile devin limitate. Echipa poate lipi fire temporare, răzui masca de lipit, poate sonda pinii componentelor sau poate crea o soluție. Uneori, acest lucru este acceptabil pentru un prim eșantion de inginerie. Dar dacă fiecare măsurătoare importantă necesită o soluție, prototipul nu oferă feedback clar.
O regulă simplă ajută aici:
Dacă un semnal este suficient de important pentru a fi depanat, programat, verificat sau utilizat pentru testarea de acceptare, echipa ar trebui să întrebe cum va fi accesat înainte de a începe construcția prototipului.
Asta nu înseamnă că fiecare rețea are nevoie de un tampon de testare dedicat. Plăcile reale au limite de spațiu. Dar principalele șine de alimentare, liniile de programare, magistralele de comunicație, liniile de resetare, semnalele de control și punctele de măsurare specifice produsului-ar trebui revizuite în mod deliberat.
Așteptarea până la verificarea prototipului pentru a descoperi accesul slab creează de obicei trei probleme.
În primul rând, procesul de testare devine mai lent și mai puțin repetabil.
În al doilea rând, eșecurile devin mai greu de izolat.
În al treilea rând, echipa poate confunda o problemă de acces de test-cu o problemă de proiectare, ansamblu, componentă sau firmware.
Aici un prototip pierde timp.
Unde de obicei apare accesul slab la test
Problemele de acces la test se anunț rareori în recenzia Gerber. De obicei, apar mai târziu, când prima placă asamblată este pe bancă și cineva trebuie să găsească rapid un semnal.
Șinele de alimentare sunt greu de măsurat
Verificarea prototipului începe adesea cu putere.
Dacă intrarea principală, șinele reglate, referința la sol, pinii de activare sau nodurile de-sens curent sunt greu de accesat, chiar și o prezentare-de bază poate deveni neîndemânatică. Inginerul poate ști ce să verifice, dar placa nu oferă un loc sigur pentru a-l verifica.
O placă care necesită sondaje repetate pe pinii IC minuscuri în timpul apariției-nu este prietenoasă-testării. Poate funcționa în continuare, dar riscul de alunecare, scurtcircuitare a știfturilor sau deteriorarea pieselor crește.
Interfețele de programare și depanare nu sunt practice
Un prototip poate avea nevoie de încărcare de firmware, acces la bootloader, calibrare sau comunicare de depanare.
Dacă pad-urile de programare sunt prea mici, acoperite de părți din apropiere, plasate sub un scut sau blocate de o funcție viitoare a carcasei, este posibil ca problema să nu apară până când placa este deja construită.
Aceasta este o nepotrivire comună între deciziile de aspect și manipularea prototipului real. Aspectul economisește spațiu, dar echipa de firmware pierde accesul.
Semnale importante sunt îngropate
Unele semnale devin importante doar atunci când ceva nu merge bine.
Ceasul, resetarea, comunicarea, senzorul, controlul motorului, unitatea LED, gestionarea bateriei, activarea RF, controlul releului și semnalele legate de-siguranță pot să nu necesite măsurare constantă. Dar dacă prototipul eșuează, acestea sunt adesea primele pe care inginerii de rețele pe care doresc să le verifice.
Dacă aceste semnale nu sunt accesibile, izolarea defecțiunii încetinește. Echipa poate petrece ore întregi dezbătând dacă problema este firmware-ul, ansamblul PCB, aprovizionarea componentelor, lipirea sau logica de proiectare.
Tampoanele de testare există, dar nu pot fi folosite
Un pad nu este util doar pentru că există.
Poate fi prea aproape de o componentă înaltă. Poate fi sub un conector. Poate sta pe partea greșită pentru dispozitivul dorit. Poate fi prea mic pentru o sondare fiabilă. Poate lipsi spațiul liber înconjurător. Poate fi plasat acolo unde o sondă nu poate ateriza fără a atinge o altă plasă.
Acesta este motivul pentru care examinarea accesului de testare ar trebui să se uite la starea-asamblată a plăcii, nu doar la schema.
Accesul la test nu este același pentru fiecare metodă de testare
Unul dintre motivele pentru care cumpărătorii ignoră accesul la test este că cuvântul „testare” sună ca o singură activitate.
Nu este.
Diferite metode de verificare necesită diferite tipuri de acces.
Acces la depanare pe bancă
Depanarea pe bancă este comună în prototipurile timpurii. Inginerii pot folosi un multimetru, un osciloscop, un analizor logic, o sondă de curent sau un instrument de programare.
Pentru această etapă, punctele de testare ar trebui să accepte măsurători sigure și repetabile. Accesul bun nu trebuie să fie perfect, dar ar trebui să reducă sondarea riscantă pe pini-fină ori de câte ori este posibil.
Pentru asamblarea timpurie a prototipului de PCB, aceasta este adesea cea mai imediată nevoie de acces la test-.
Acces la sonda zburătoare
Testarea cu sonde zburătoare poate fi utilă pentru prototipuri și pentru ansamblul PCB cu volum mic-, deoarece nu necesită un pat-de-cuie dedicat. Dar are nevoie în continuare de locații accesibile pentru sonde, suficient spațiu, date CAD utilizabile, informații clare despre rețea și ținte de testare convenite.
Dacă aspectul lasă prea puține noduri accesibile, acoperirea sondei de zbor poate fi limitată.
Acces TIC
TIC depinde mai mult de accesul la test planificat. O fixare-de-cuie necesită puncte de contact ale sondei, alinierea sculelor, suport pentru plăci și suficient spațiu pentru un contact sigur.
Dacă placa este proiectată fără accesul la TIC, adăugarea TIC mai târziu poate fi costisitoare sau impracticabilă. Acest lucru nu înseamnă că fiecare prototip are nevoie de TIC. Dar dacă se așteaptă ca produsul să treacă în versiuni cu volum mai mare-sau producție mai controlată, accesul la TIC ar trebui discutat înainte ca primul aspect să fie blocat.
Acces FCT
FCT verifică de obicei comportamentul-la nivel de sistem: pornire-, comunicare, răspuns firmware, butoane, afișaje, senzori, motoare, relee, LED-uri sau alte funcții specifice-produsului.
Este posibil ca FCT să nu necesite acces la fiecare rețea, dar necesită adesea puncte de conectare stabile, acces la programare, simulare a sarcinii, acces la conector și planificare a dispozitivelor de fixare.
Un prototip pe care un singur inginer proiectant îl poate testa, folosind trucuri-bench side, nu este pregătit pentru FCT repetabil.
Accesul la inspecție AOI și-X Ray
AOI nu are nevoie de acces electric, dar are nevoie de vizibilitate.
Îmbinările de lipit, semnele de polaritate, cablurile cu pas fin-și orientarea componentelor trebuie să fie suficient de vizibile pentru inspecție, acolo unde este posibil. Dacă o zonă critică este ascunsă de piese mecanice, componente înalte sau vizibilitate slabă a aspectului, este posibil ca AOI să nu ofere încrederea la care se așteaptă cumpărătorul.
-Inspecția cu raze X este din nou diferită. Este adesea folosit pentru BGA, QFN și alte îmbinări de lipit ascunse. Aspectul nu oferă un punct de sondare pentru X-Ray, dar alegerea pachetului, densitatea componentelor, ecranarea și așteptările de inspecție pot afecta cât de utilă va fi inspecția X{-Ray.
Acesta este motivul pentru care accesul la test și inspecție ar trebui revizuit împreună, nu tratat ca subiecte deconectate.
Accesul de testare ar trebui să includă controlabilitatea plăcii
Accesul fizic este doar o parte a poveștii.
O placă trebuie, de asemenea, să fie controlabilă în timpul testului. În termeni simpli, echipa de testare are nevoie de o modalitate de a pune placa într-o stare cunoscută.
Asta poate însemna:
alimentarea șinelor specifice în siguranță
controlând resetarea
accesând pini-modului de pornire
dezactivarea sau controlul comportamentului câinelui de pază
confirmând disponibilitatea ceasului
izolarea secțiunilor circuitului
punerea liniilor de comunicare într-o stare stabilă
evitarea ieșirilor necontrolate în timpul testului
Un punct de testare pe o șină de alimentare ajută, dar nu rezolvă totul dacă placa nu poate fi alimentată sau controlată într-un mod previzibil.
Acest lucru contează cel mai mult atunci când prototipul include mai multe domenii de alimentare, dispozitive programabile, senzori, motoare, relee, module wireless sau comenzi-de siguranță. Fără controlabilitate, echipa poate avea acces la semnale, dar totuși se luptă să ruleze un test stabil.
Accesul de testare ar trebui să facă parte din DFM și DFT Review
Revizuirea DFM întreabă dacă placa poate fi fabricată în mod fiabil.
DFT, sau Design for Testability, întreabă dacă placa poate fi testată și verificată eficient.
În munca EMS reală, cele două sunt conectate. O placă care este ușor de asamblat, dar greu de testat poate întârzia totuși proiectul. O placă care trece inspecția AOI, dar nu poate suporta verificarea funcțională, poate încă să nu răspundă la întrebările de inginerie ale cumpărătorului.
Pentru asamblarea prototipului de PCB, accesul de testare ar trebui revizuit împreună cu:
- distanța dintre componente
- repere și găuri de scule
- considerente pentru șablon și pasta de lipit
- selecția pachetului
- plasarea conectorului
- contur și panou
- marcajele de polaritate
- metoda de programare
- locația punctului de testare
- metoda de inspectie
- acces la fixare sau la sondă
- etichetele punctelor de testare și documentația
Aici cumpărătorii își creează uneori propria întârziere. Ei aprobă un aspect compact pentru că arată curat, dar nimeni nu verifică dacă inginerul de testare poate ajunge la semnalele care contează.
Câteva-tampoane de testare bine plasate pot economisi mai mult timp decât un program de asamblare mai rapid.
Ce ar trebui să verifice cumpărătorii înainte de asamblarea prototipului de PCB
Înainte de a lansa fișiere pentru asamblarea prototipului de PCB, cumpărătorii ar trebui să revizuiască accesul de testare ținând cont atât de inginerie, cât și de producție.
1. Identificați semnalele care trebuie măsurate
Nu orice rețea are nevoie de un tampon de testare.
Începeți cu semnalele care contează cel mai mult în timpul apariției-și izolarea erorilor:
- puterea de intrare
- referințe la sol
- șine majore de tensiune
- activați pinii
- resetează liniile
- semnale de ceas
- linii de programare
- interfețe de comunicare
- ieșirile senzorilor
- semnale de control al motorului sau ventilatorului
- LED-uri sau linii de control pentru afișaj
- semnale de încărcare și protecție a bateriei
- noduri critice-specifice produsului
Întrebarea nu este „Poate fi testat fiecare semnal?”
Întrebarea mai bună este: „Dacă această funcție nu funcționează, putem ajunge la semnalele necesare pentru a înțelege de ce?”
2. Confirmați programarea și accesul la firmware
Accesul la firmware este adesea tratat ca fiind evident până la sosirea primelor plăci.
Înainte de asamblare, confirmați cum va fi încărcat și verificat firmware-ul. Placa va folosi un antet, pogo-pin pads, conector de margine, interfață USB, UART, SWD, JTAG sau altă metodă? Accesul este încă utilizabil după asamblare? Este blocat de componente înalte, scuturi, cabluri sau caracteristici viitoare ale carcasei?
Dacă este necesară încărcarea firmware-ului pentru fiecare prototip, programarea nu ar trebui să depindă de o soluție fragilă.
3. Examinați spațiul liber al sondei în jurul punctelor de testare
Un punct de testare are nevoie de suficient spațiu în jurul lui.
Verificați înălțimea componentelor din apropiere, poziția conectorului, ecranarea, constrângerile mecanice, masca de lipit și distanța față de plasele adiacente. Dacă sonda poate atinge tamponul doar într-un unghi nesigur, accesul este slab.
Acest lucru este important în special pentru PCBA compacte pentru electronice de larg consum, plăci de control industriale și ansamblu dens pentru PCB cu tehnologie mixtă-, unde spațiul este limitat.
4. Decideți ce metodă de testare ar trebui să accepte prototipul
Un prototip nu are întotdeauna nevoie de TIC.
Dar echipa ar trebui să decidă în continuare metoda de verificare prevăzută înainte de asamblare. Placa va fi verificată prin test manual pe banc, sondă zburătoare, AOI, inspecție cu raze X-, programare plus FCT sau un simplu dispozitiv personalizat?
Răspunsuri diferite duc la decizii diferite de aspect.
Dacă cumpărătorul se așteaptă la viitoare ICT sau FCT bazat pe dispozitive-, este mai bine să rezerve accesul mai devreme decât să reproiecteze mai târziu.
5. Documentați harta punctelor de testare și măsurătorile așteptate
Chiar și atunci când există puncte de testare, echipa de testare trebuie să știe ce înseamnă fiecare punct.
Un pachet util de acces de testare poate include numele punctelor de testare, numele rețelei, locațiile, partea laterală a plăcii, tensiunea așteptată sau starea semnalului, metoda de programare și orice notă despre secvență sau manipulare.
Acest lucru nu trebuie să devină un document greu pentru fiecare prototip. Dar dacă echipa de testare trebuie să facă-conceperea inversă a punctelor de testare din aspect în timpul aducerii-, timpul se pierde deja.
6. Aliniați accesul la test cu următoarea etapă
Accesul la testarea prototipului nu ar trebui să servească doar prima probă.
De asemenea, ar trebui să sprijine ceea ce cumpărătorul se așteaptă să învețe înainte de construirea pilot sau de producție cu volum redus-. Dacă prototipul este probabil să treacă într-o rulare pilot, planul de acces de testare-ar trebui să ia în considerare repetabilitatea, planificarea instalațiilor și colectarea datelor.
Un punct de testare care ajută un inginer să depaneze un prototip este util.
Un plan de acces-test care ajută partenerul EMS să construiască un proces de testare repetabil este mai bun.
Lista de verificare a examinării accesului la teste practice
Acesta nu este un exercițiu de documente. Este scurta recenzie care împiedică prima sesiune de depanare să devină un joc de ghicituri.
Înainte de a trimite fișiere pentru asamblarea prototipului de PCB, cumpărătorii pot adresa aceste întrebări:
- Sunt șinele de alimentare cheie și punctele de masă ușor de accesat?
- Se poate încărca firmware-ul fără lipire manuală sau sondare riscantă?
- Resetarea, ceasul, pornirea și liniile de comunicare sunt accesibile dacă este nevoie de depanare?
- Sunt punctele de testare suficient de mari și suficient de bine distanțate pentru metoda de testare prevăzută?
- Padurile de testare sunt blocate de componente înalte, conectori, scuturi, radiatoare sau caracteristici mecanice?
- Sunt semnale importante disponibile pe partea corectă a plăcii pentru dispozitivul dorit?
- A decis echipa dacă este necesar testul manual, sonda zburătoare, TIC, FCT, AOI sau raze X-?
- Elementele de referință și caracteristicile sculelor sunt potrivite pentru asamblare și posibile montaje de testare?
- Se ia în considerare vizibilitatea AOI pentru îmbinările de lipit și semnele de orientare importante?
- Sunt identificate BGA, QFN sau alte îmbinări ascunse pentru o posibilă inspecție cu raze X-?
- Metoda de programare este clară și repetabilă?
- Este documentată harta punctelor de testare?
- Placa va fi încă testabilă după modificări minore de aspect sau constrângeri ale carcasei?
- Cerințele de testare sunt incluse în pachetul de compilare, nu doar discutate prin e-mail?
Această listă de verificare nu transformă fiecare prototip într-un dispozitiv de testare-gata de producție. Pur și simplu previne ca problemele de acces evitabile să devină întârzieri de verificare.
Un caz limită: când punctele de testare suplimentare ar putea să nu merite
Accesul de testare contează, dar nu trebuie adăugat orbește.
Unele plăci foarte mici,-sensibile la RF, de-viteză mare, de-densitate mare sau constrânse mecanic nu pot accepta multe plăci de testare suplimentare fără compromis-. Tampoanele suplimentare pot afecta rutarea, impedanța, scurgerile, ecranarea, integritatea semnalului sau dimensiunea produsului.
În aceste cazuri, răspunsul este să nu forțezi punctele de testare peste tot.
Cea mai bună abordare este să prioritizați accesul critic, să utilizați firmware-ul de programare sau de diagnosticare acolo unde este cazul, să luați în considerare accesul bazat pe conector-, să vă bazați pe scanarea limitelor acolo unde este cazul sau să planificați acoperirea cu raze X-și a testelor funcționale în jurul constrângerilor de proiectare.
O evaluare bună a accesului de testare nu se referă la adăugarea de tampoane peste tot. Este vorba despre adăugarea accesului potrivit în locurile potrivite.
Ce înseamnă asta pentru cumpărătorii OEM
Accesul de testare este ușor de ignorat, deoarece nu afectează întotdeauna dacă PCB-ul poate fi asamblat.
Dar afectează puternic dacă prototipul poate fi verificat.
Pentru cumpărătorii OEM, riscul nu este doar ca o placă să se defecteze. Riscul mai mare este ca placa să ofere feedback neclar. Când accesul la test este slab, un prototip poate consuma timp de inginerie fără a produce un răspuns clar.
Acest lucru contează în dezvoltarea electronică actuală, unde multe echipe încearcă să scurteze ciclurile prototip-la-pilot, în timp ce se confruntă cu aspecte dense, componente restrânse și validare funcțională mai complexă.
O construcție mai rapidă a prototipului nu ajută prea mult dacă calea de verificare este blocată.
Înainte de asamblarea prototipului de PCB, cumpărătorii ar trebui să revizuiască accesul de testare ca parte aProiectare și aspect PCB, DFM, DFT și planificarea testării și inspecțiilor. Făcând acest lucru devreme ajută prototipul să răspundă la întrebarea pentru care a fost construit:
Funcționează designul și poate echipa să îl verifice cu suficientă încredere pentru a merge mai departe?
Concluzie
Accesul de testare ar trebui revizuit înainte de asamblarea prototipului de PCB, deoarece afectează direct viteza de verificare, calitatea remedierii, gradul de pregătire a dispozitivului și capacitatea cumpărătorului de a lua decizii după sosirea plăcilor.
Un prototip nu este doar o placă de construit. Este o placă care trebuie testată, măsurată, programată, inspectată și de la care trebuie învățată.
Când accesul la test este slab, verificarea devine mai lentă și mai puțin fiabilă. Când accesul de testare este planificat din timp, prototipul devine mai util, partenerul EMS poate pregăti abordarea corectă de inspecție și testare, iar proiectul se poate îndrepta către construirea pilot cu mai puține surprize.
Pentru cumpărătorii OEM care pregătesc un prototip de construcție, STHL poate revizui proiectul dintr-un design și aspect PCB,Ansamblu PCB, șiTestare și inspecțieperspectiva înainte de ofertare sau planificare a producției. Trimiteți fișierele prin intermediulSolicitați o cotațiesau contactați-ne lainfo@pcba-china.com.
