用于在線測試的電路板設計

2021-06-30

用于在線測試的電路板設計

當今電子制造中有多種類型的電路板測試可用，每種都有獨特的目標和特性。本文介紹了設計級別（原理圖和布局）的指南，以便能夠使用在線測試 (ICT) 夾具來驗證正確的組件組裝。這些簡單的測試夾具允許您的電路板在組裝時進行測試，這有助于識別和移除生產運行中出現故障的電路板。

在為您的設計開發在線測試夾具時，可以使用以下檢查表。這些指南不涉及飛針測試儀、自動光學檢測 (AOI) 工具、X 射線或邊界掃描技術。

原理圖級別的可測試性檢查表

使用原理圖編輯器中的 CAD 工具可以輕松地在原理圖中創建測試點。創建測試點后，可以在原理圖級別使用多種技術來啟用在線測試并確保測試的可靠性：

使用單獨的上拉或下拉電阻將 IC 控制線拉高或拉低

使用單獨的上拉或下拉電阻將未使用的輸入連接為高電平或低電平

包括禁用時鐘的方法（如果可用，可以使用跳線、三態緩沖器或啟用振蕩器線路來實現）

為可編程邏輯器件 (PLD)、專用集成電路 (ASIC) 和其他定制器件提供禁用方法

為總線設備、高電流設備、閃存 RAM、EEPROM 和 D/A 轉換器提供“禁用方法”

提供禁用數字反饋回路的電路

提供禁用板載 PROM 的方法

將上電復位電路與其他數字電路隔離

PCB 布局級別的可測試性檢查表

以下是一些可在 Altium Designer 中 PCB 側實現的測試點設計指南。盡可能多地考慮以下想法，以幫助制造商進行測試：

使組件和測試點距電路板邊緣至少 3.2 毫米 (.125)（最好是 3.8 毫米或 0.150 英寸）。

提供至少兩個未電鍍的 3.2 毫米 (0.125) 直徑的工具孔，最好在相對的角落，并在它們周圍留下 3.2 毫米的環形區域，沒有組件和測試點?？紤]使用“鍵控”模式，這樣電路板就不能向后插入。

雙面測試夾具更貴，因此盡量將所有測試點放在電路板的一側，通常是底部或電路復雜度最低的一側。如果電路板的頂部必須用于探測點，則僅將頂部用于非關鍵網絡。將時鐘、控制引腳、編程引腳、串行數據和邊界掃描的測試點放在底部。

測試點位置可以是通孔引線、專用焊盤或小直徑過孔，但避免將測試點放置在表面貼裝焊盤或鍍金邊緣手指上。不要使用較大的通孔直徑作為測試探針點。通孔尺寸應為 0.36 毫米 (.014) 或更小。

為了 100% 的可測試性，為每個網絡至少提供一個測試墊。

在與關鍵低阻抗設備相連的網絡上提供兩個焊盤（四線開爾文測試）。

為主電源提供 2-10 個探測點，每個隔離電源/地網至少有兩個測試點。對于初級接地，提供多個探測點，每 20 個接地考慮一個測試點，或考慮每平方英寸至少一個網格。

最好使用 1.0 毫米 (.040) 焊盤直徑的探針位置，0.9 毫米 (.035) 是可以接受的，如果有用于對齊的工具孔，則可以使用 0.8 毫米 (.031)，但較小的直徑會降低接觸重復性。

嘗試將探測點間隔至少 2.5 毫米 (.100)，中心到中心。實際上，許多人認為間隔 1.8 毫米 (.070) 的 0.9 毫米 (.035) 焊盤是標準的。更近的間距是可能的，但需要使用更薄、更不可靠和更昂貴的探頭。

測試點應均勻分布在電路板表面。擁擠區域的高壓力會導致電路板翹曲。

將高組件放在未探測的一側。必須在被探測側的組件高度超過 6.4 毫米 (.255) 的地方切割壓板。對于這些，使測試點至少保持 5.0 毫米 (.200) 的距離。

對于高于 2.6 毫米 (.100) 的組件，邊到邊保持至少 2.0 毫米 (.080) 的間隙。對于所有其他組件，測試焊盤與組件主體的邊緣到邊緣至少保持 1.0 毫米 (.040) 的距離。

如果元件通孔用于測試探針位置，請確保引線足夠堅固以承受壓縮力（小心使用 LED 或某些類型的變壓器）。此外，請確保所有版本的組件上都存在 PTH 引線（未減少）。

如果設計是面板化的，除了導軌上的工具孔之外，嘗試在每塊板上至少包括一個工具孔。

為在線測試配置測試點

Altium Designer ?提供了一個測試點管理器來幫助分析您的設計的可測試性。

從主菜單>工具>測試點管理器訪問此功能：

使用現有 ICT 設備修改設計

測試夾具非常昂貴，但通常可以修改現有夾具以適應修訂版，而不是開發新夾具。如果可以使用現有的夾具，使用以下指南會更容易、更快和更便宜：

不要移動工具銷孔。

除非絕對必要，否則不要移動測試點。

不要在現有測試點（或正在移除的測試點）的 0.100" 范圍內放置新的測試點。

不要重命名現有組件。

不要使用與已刪除組件相同的名稱命名新組件。

如果網絡上的連接已更改，請重命名網絡。

如果一個網分裂成兩個或更多的網，不要重復使用舊的網名；創建新的網絡名稱。

即使原來的測試點直徑更小，也要嘗試將新測試點的直徑增加到 0.040" 以確?？煽拷佑|。（當夾具供應商在現有夾具中重新鉆探用于探針插座的孔時，它們可能不那么準確就像制造原始夾具時一樣。）