Zavedení
Prototypová sestava PCB může být postavena správně a stále je těžké ji ověřit.
To je místo, kde mnoho projektů ztrácí čas. Deska se zapne. Umístění vypadá dobře. Pájené spoje procházejí vizuální kontrolou. Poté tým inženýrů začne testovat a zjistí, že klíčové signály jsou skryté, testovací plošky jsou příliš malé, programovací rozhraní je špatně dosažitelné nebo jediný způsob, jak odladit desku, je riskantní-postranní sondování.
To je důvod, proč by měl být testovací přístup přezkoumán před montáží prototypu PCB, nikoli po dodání desek.
Kontrola přístupu k testu kontroluje, zda lze sestavenou desku zkontrolovat, otestovat, naprogramovat, funkčně otestovat, odladit a připravit pro pozdější plánování ICT nebo FCT. Není to jen problém testování. Nachází se mezi návrhem PCB, sestavením prototypu a plánováním ověřování.
Funkční prototyp je užitečný pouze v případě, že tým může ověřit, co se děje na desce. Špatný přístup k testu mění ověření prototypu na dohady.
Co znamená přístup k testu v sestavě prototypu PCB
Testovací přístup znamená praktickou schopnost dosáhnout, řídit a pozorovat body potřebné pro kontrolu, měření, programování, izolaci chyb a funkční validaci.
Ve skutečné práci s PCBA může testovací přístup zahrnovat:
- testovací podložky pro sítě na klíče
- přístupné napěťové kolejnice a uzemňovací body
- programování hlaviček nebo padů
- reset, hodiny, režim spouštění{0}}a komunikační přístup
- prozkoumejte-vhodná místa pro důležité signály
- dostatečná vzdálenost sondy kolem testovacích bodů
- přístup pro stolní ladění, létající sondu, ICT, FCT nebo hraniční sken
- prostor pro kolíky, kabely, svorky nebo konektory
- Viditelnost AOI pro pájené spoje a orientaci součástek
- Plánování rentgenové kontroly pro BGA, QFN nebo skryté pájené spoje tam, kde je to potřeba
Návrh může v CADu vypadat jako úplný, ale po sestavení může být obtížné jej otestovat.
To je zvláště běžné, když je rozvržení kompaktní, deska má jemné{0}}rozteč SMT součástek, obě strany jsou hustě osazeny nebo je mechanická obálka již těsná. Obvod může být elektricky v pořádku, ale pokud tým nemůže bezpečně a opakovaně dosáhnout správných signálů, ověřování se zpomalí.
U prototypové montáže PCB se testovací přístup netýká pouze budoucí hromadné výroby. Jde o zodpovězení časných technických otázek bez poškození desky, hádání příznaků nebo čekání na další revizi rozvržení.
Proč by měl být testovací přístup zkontrolován před sestavením
Nejjednodušší čas na opravu testovacího přístupu je před vyrobením a sestavením desky plošných spojů.
Jakmile jsou desky postaveny, možnosti jsou omezené. Tým může pájet dočasné dráty, seškrabávat pájecí masku, sondovat kolíky součástí nebo vytvořit náhradní řešení. Někdy je to přijatelné pro první technický vzorek. Pokud však každé důležité měření vyžaduje řešení, prototyp neposkytuje čistou zpětnou vazbu.
Zde pomůže jednoduché pravidlo:
Pokud je signál dostatečně důležitý pro ladění, naprogramování, ověření nebo použití pro akceptační testování, měl by se tým před zahájením sestavování prototypu zeptat, jak k němu bude přistupovat.
To neznamená, že každá síť potřebuje speciální testovací podložku. Skutečné desky mají prostorové limity. Ale klíčové napájecí kolejnice, programovací linky, komunikační sběrnice, resetovací linky, řídicí signály a -specifické měřicí body produktu by měly být záměrně přezkoumány.
Čekání na ověření prototypu za účelem zjištění špatného přístupu obvykle vytváří tři problémy.
Za prvé, testovací proces se zpomalí a bude méně opakovatelný.
Za druhé, selhání je obtížnější izolovat.
Za třetí, tým může zaměnit problém s přístupem k testu- za problém s návrhem, sestavou, komponentou nebo firmwarem.
To je místo, kde sestavení prototypu ztrácí čas.
Kde se obvykle zobrazuje špatný přístup k testu
Problémy s přístupem k testu se v recenzi Gerber ohlásí jen zřídka. Většinou se projeví později, když je první sestavená deska na lavičce a někdo potřebuje rychle najít signál.
Elektrické rozvody se těžko měří
Ověření prototypu často začíná výkonem.
Pokud jsou hlavní vstup, regulované kolejnice, zemní reference, aktivační kolíky nebo uzly aktuálního{0}}snímání těžko dostupné, může být i základní přivedení{1}}nemotorné. Technik může vědět, co má zkontrolovat, ale deska neposkytuje bezpečné místo pro kontrolu.
Deska, která vyžaduje opakované zkoušení malých kolíků integrovaného obvodu během vytahování-není vhodná k testování-. Může stále fungovat, ale zvyšuje se riziko uklouznutí, zkratování kolíků nebo poškození součástí.
Programovací a ladicí rozhraní nejsou praktická
Prototyp může vyžadovat načtení firmwaru, přístup k bootloaderu, kalibraci nebo ladění komunikace.
Pokud jsou programovací podložky příliš malé, zakryté blízkými součástmi, umístěné pod štítem nebo blokované budoucím krytem, problém se nemusí objevit, dokud nebude deska již postavena.
Toto je běžný nesoulad mezi rozhodnutími o uspořádání a skutečným zpracováním prototypu. Rozvržení šetří místo, ale tým firmwaru ztratí přístup.
Důležité signály jsou pohřbeny
Některé signály se stanou důležitými, až když se něco pokazí.
Signály související s hodinami, resetováním, komunikací, senzorem, ovládáním motoru, pohonem LED, správou baterie, povolením RF, ovládáním relé a bezpečností-nemusí vyžadovat neustálé měření. Ale pokud prototyp selže, jsou to často první sítě, které chtějí inženýři zkontrolovat.
Pokud tyto signály nejsou přístupné, izolace chyb se zpomalí. Tým může strávit hodiny debatami o tom, zda je problémem firmware, montáž PCB, získávání součástek, pájení nebo logika návrhu.
Testovací podložky existují, ale nelze je použít
Podložka není užitečná jen proto, že existuje.
Může být příliš blízko vysoké součásti. Může být pod konektorem. Může sedět na špatné straně pro zamýšlené zařízení. Pro spolehlivé snímání může být příliš malý. Může postrádat okolní vůli. Může být umístěn tam, kde sonda nemůže přistát, aniž by se dotkla jiné sítě.
To je důvod, proč by kontrola testovacího přístupu měla zkoumat stav sestavené-desky, nikoli pouze schéma.
Testovací přístup není stejný pro každou testovací metodu
Jedním z důvodů, proč kupující přehlížejí testovací přístup, je, že slovo „testování“ zní jako jedna aktivita.
není.
Různé metody ověřování vyžadují různé typy přístupu.
Bench Debug Access
Bench ladění je běžné u raných prototypů. Inženýři mohou použít multimetr, osciloskop, logický analyzátor, proudovou sondu nebo programovací nástroj.
V této fázi by zkušební body měly podporovat bezpečná a opakovatelná měření. Dobrý přístup nemusí být dokonalý, ale měl by omezit riskantní sondování kolíků s jemnou -roztečí, kdykoli je to možné.
U prvních prototypů sestavení PCB je to často nejbezprostřednější testovací-potřeba přístupu.
Přístup k létající sondě
Testování létající sondou může být užitečné pro prototypy a malé{0}}objemové sestavy plošných spojů, protože nevyžadují vyhrazené lůžko--hmoždinek. Stále však potřebuje přístupná umístění sond, dostatečné rozestupy, použitelná CAD data, jasné síťové informace a dohodnuté testovací cíle.
Pokud rozvržení ponechává příliš málo přístupných uzlů, může být pokrytí létající sondou omezené.
Přístup k ICT
Informační a komunikační technologie více závisí na plánovaném testovacím přístupu. Lůžko--nehtů vyžaduje kontaktní body sondy, vyrovnání nástrojů, podpěru desky a dostatečnou vůli pro spolehlivý kontakt.
Pokud je deska navržena bez přístupu k ICT, může být pozdější přidání ICT nákladné nebo nepraktické. To neznamená, že každý prototyp potřebuje ICT. Pokud se však očekává, že se produkt přesune do-sestavení s vyšším objemem nebo více kontrolovanou výrobou, měli byste před uzamčením prvního rozvržení projednat přístup k ICT.
Přístup FCT
FCT obvykle kontroluje chování na-úrovni systému: zapnutí-, komunikace, odezva firmwaru, tlačítka, displeje, senzory, motory, relé, LED nebo jiné-funkce specifické pro produkt.
FCT nemusí vyžadovat přístup ke každé síti, ale často vyžaduje stabilní spojovací body, přístup k programování, simulaci zatížení, přístup ke konektorům a plánování příslušenství.
Prototyp, který může otestovat pouze jeden konstruktér pomocí-postranních triků, není připraven na opakovatelnou FCT.
Přístup AOI a X-Ray Inspection
AOI nepotřebuje elektrický přístup, ale potřebuje viditelnost.
Pájené spoje, značky polarity, jemné{0}}vývody a orientace součástek by měly být dostatečně viditelné pro kontrolu, kde je to možné. Pokud je kritická oblast skryta mechanickými částmi, vysokými součástmi nebo špatnou viditelností rozvržení, AOI nemusí poskytnout důvěru, kterou kupující očekává.
X-Ray Inspection je opět jiná. Často se používá pro BGA, QFN a další skryté pájené spoje. Uspořádání neposkytuje místo sondy pro rentgenové záření, ale výběr balíčku, hustota komponent, stínění a očekávání inspekce mohou ovlivnit, jak užitečná bude inspekce rentgenového záření.
To je důvod, proč by měl být přístup k testování a inspekci přezkoumáván společně, nikoli jako oddělená témata.
Testovací přístup by měl zahrnovat ovladatelnost desky
Fyzický přístup je pouze částí příběhu.
Deska musí být také ovladatelná během testu. Jednoduše řečeno, testovací tým potřebuje způsob, jak uvést desku do známého stavu.
To může znamenat:
bezpečné napájení konkrétních kolejnic
ovládání resetu
přístup k pinům spouštěcího{0}}režimu
deaktivace nebo kontrola chování hlídacího psa
potvrzení dostupnosti hodin
izolační části obvodu
uvedení komunikačních linek do stabilního stavu
vyhnout se nekontrolovaným výstupům během testu
Testovací bod na napájecí liště pomáhá, ale nevyřeší vše, pokud desku nelze napájet nebo ovládat předvídatelným způsobem.
To je nejdůležitější, pokud prototyp obsahuje více domén napájení, programovatelná zařízení, senzory, motory, relé, bezdrátové moduly nebo ovládací prvky související s-bezpečností. Bez ovladatelnosti může mít tým přístup k signálům, ale stále má potíže s provedením stabilního testu.
Testovací přístup by měl být součástí DFM a DFT Review
DFM review se ptá, zda lze desku spolehlivě vyrobit.
DFT, neboli Design for Testability, se ptá, zda lze desku testovat a ověřovat efektivně.
Ve skutečné práci EMS jsou tyto dvě věci propojeny. Deska, která se snadno sestavuje, ale obtížně testuje, může projekt stále zdržovat. Deska, která projde kontrolou AOI, ale nemůže podporovat funkční ověření, nemusí stále odpovídat na technické otázky kupujícího.
U prototypové montáže PCB by měl být přístup ke zkoušce přezkoumán společně s:
- rozteč součástek
- referenční značky a otvory pro nástroje
- úvahy o šabloně a pájecí pastě
- výběr balíčku
- umístění konektoru
- obrys desky a panelizace
- značení polarity
- metoda programování
- umístění testovacího bodu
- metoda kontroly
- přístup k příslušenství nebo sondě
- štítky zkušebních bodů a dokumentace
To je místo, kde kupující někdy vytvářejí své vlastní zpoždění. Schvalují kompaktní uspořádání, protože vypadá čistě, ale nikdo nekontroluje, zda zkušební technik může dosáhnout signálů, na kterých záleží.
Několik dobře{0}}umístěných testovacích podložek může ušetřit více času než rychlejší plán sestavování.
Co by měli kupující zkontrolovat před montáží prototypu PCB
Před uvolněním souborů pro prototypovou montáž PCB by kupující měli zkontrolovat přístup k testu s ohledem na inženýrství i výrobu.
1. Identifikujte signály, které musí být měřeny
Ne každá síť potřebuje testovací podložku.
Začněte se signály, které jsou nejdůležitější během přibližování-a izolace chyb:
- vstupní výkon
- pozemní reference
- kolejnice hlavního napětí
- povolit piny
- resetovat linky
- hodinové signály
- programovací linky
- komunikační rozhraní
- senzorové výstupy
- řídicí signály motoru nebo ventilátoru
- Řídicí linky LED nebo displeje
- signály nabíjení a ochrany baterie
- kritické uzly-specifické pro produkt
Otázka nezní "Lze testovat každý signál?"
Lepší otázka zní: "Pokud tato funkce nefunguje, můžeme dosáhnout signálů potřebných k pochopení proč?"
2. Potvrďte programování a přístup k firmwaru
Přístup k firmwaru je často považován za samozřejmý, dokud nedorazí první desky.
Před montáží potvrďte, jak bude firmware nahrán a ověřen. Bude deska používat header, pogo{1}}pin pady, okrajový konektor, rozhraní USB, UART, SWD, JTAG nebo jinou metodu? Je přístup po sestavení ještě použitelný? Je blokován vysokými součástmi, štíty, kabely nebo budoucími prvky krytu?
Pokud je pro každý prototyp potřeba nahrání firmwaru, nemělo by programování záviset na křehkém řešení.
3. Zkontrolujte vzdálenost sondy kolem testovacích bodů
Testovací bod potřebuje kolem sebe dostatek prostoru.
Zkontrolujte blízkou výšku součásti, polohu konektoru, stínění, mechanická omezení, pájecí masku a vzdálenost od sousedních sítí. Pokud se sonda může podložky dotknout pouze v nebezpečném úhlu, je přístup slabý.
To je důležité zejména pro kompaktní PCBA pro spotřební elektroniku, průmyslové řídicí desky a sestavy plošných spojů s hustou smíšenou-technologií, kde je omezený prostor.
4. Rozhodněte, kterou testovací metodu by měl prototyp podporovat
Prototyp nepotřebuje vždy ICT.
Tým by však měl před montáží rozhodnout o zamýšlené metodě ověření. Bude deska zkontrolována ručním testem na lavici, letovou sondou, AOI, rentgenovou kontrolou, programováním plus FCT nebo jednoduchým vlastním přípravkem?
Různé odpovědi vedou k různým rozhodnutím o uspořádání.
Pokud kupující očekává budoucí ICT nebo FCT{0}}založené na příslušenství, je lepší rezervovat si přístup včas, než předělávat později.
5. Zdokumentujte mapu testovacích bodů a očekávaná měření
I když testovací body existují, testovací tým stále potřebuje vědět, co každý bod znamená.
Užitečný testovací přístupový balíček může obsahovat názvy testovacích bodů, názvy sítí, umístění, stranu desky, očekávané napětí nebo stav signálu, metodu programování a jakékoli poznámky o sekvenci nebo manipulaci.
Nemusí se to stát těžkým dokumentem pro každý prototyp. Pokud však musí testovací tým během uvedení-obrátit-testovací body z rozvržení, ztrácí se již čas.
6. Zarovnejte testovací přístup s další fází
Přístup k prototypovému testu by neměl sloužit pouze prvnímu vzorku.
Měla by také podporovat to, co kupující očekává, že se naučí před pilotním sestavením nebo-výrobou v malém objemu. Pokud je pravděpodobné, že prototyp přejde do zkušebního provozu, měl by testovací-plán přístupu zohledňovat opakovatelnost, plánování příslušenství a sběr dat.
Užitečný je testovací bod, který jednomu inženýrovi pomůže odladit prototyp.
Lepší je testovací-plán přístupu, který pomůže partnerovi EMS vytvořit opakovatelný testovací proces.
Kontrolní seznam kontroly přístupu k praktickému testu
Toto není papírování. Právě krátká recenze brání tomu, aby se z první relace ladění stala hádací hra.
Před odesláním souborů pro prototypovou montáž PCB mohou kupující položit tyto otázky:
- Jsou klíčové napájecí kolejnice a uzemňovací body snadno přístupné?
- Lze nahrát firmware bez ručního pájení nebo riskantního sondování?
- Jsou reset, hodiny, spouštění a komunikační linky dosažitelné, pokud je potřeba ladění?
- Jsou testovací body dostatečně velké a dostatečně rozmístěné pro zamýšlenou testovací metodu?
- Jsou testovací destičky blokovány vysokými součástmi, konektory, štíty, chladiči nebo mechanickými prvky?
- Jsou důležité signály dostupné na správné straně desky pro zamýšlené zařízení?
- Rozhodl se tým, zda je potřeba manuální test, létající sonda, ICT, FCT, AOI nebo rentgen?
- Jsou referenční značky a nástroje vhodné pro montáž a případné zkušební upínání?
- Je uvažována viditelnost AOI pro důležité pájené spoje a orientační značky?
- Jsou BGA, QFN nebo jiné skryté spoje identifikovány pro případnou rentgenovou kontrolu?
- Je metoda programování jasná a opakovatelná?
- Je mapa testovacích bodů zdokumentována?
- Bude deska stále testovatelná po menších změnách uspořádání nebo omezení skříně?
- Jsou požadavky na test zahrnuty v balíčku sestavení, nikoli pouze e-mailem?
Tento kontrolní seznam neudělá z každého prototypu testovací-přípravek připravený k výrobě. Jednoduše zabraňuje tomu, aby se problémy s přístupem, kterým se lze vyhnout, staly zpožděním při ověřování.
Hraniční případ: Když extra testovací body nemusí stát za to
Testovací přístup je důležitý, ale neměl by být přidáván slepě.
Některé velmi malé, na RF-citlivé, vysoko-rychlostní,-hustotní nebo mechanicky omezené desky nemohou přijmout mnoho dalších testovacích podložek bez kompromisů. Další podložky mohou ovlivnit směrování, impedanci, únik, stínění, integritu signálu nebo velikost produktu.
V těchto případech není odpovědí vynutit si testovací body všude.
Lepším přístupem je upřednostnit kritický přístup, použít programovací nebo diagnostický firmware tam, kde je to vhodné, zvážit přístup založený na konektoru-, spolehnout se na boundary scan, kde je to vhodné, nebo naplánovat pokrytí rentgenovými a funkčními testy podle omezení návrhu.
Dobrá kontrola přístupu k testu není o přidávání podložek všude. Jde o přidání správného přístupu na správná místa.
Co to znamená pro OEM kupující
Testovací přístup lze snadno ignorovat, protože ne vždy ovlivní, zda lze PCB sestavit.
Silně to ale ovlivňuje, zda lze prototyp ověřit.
Pro kupující OEM nepředstavuje riziko pouze to, že deska selže. Větším rizikem je, že deska dává nejasnou zpětnou vazbu. Když je přístup k testu špatný, prototyp může spotřebovat čas na vývoj, aniž by vytvořil čistou odpověď.
To je důležité v současném vývoji elektroniky, kde se mnoho týmů snaží zkrátit prototypy-na{1}}pilotní cykly a přitom se stále zabývají hustým rozvržením, omezenými součástmi a složitějším funkčním ověřováním.
Rychlejší sestavení prototypu příliš nepomůže, pokud je ověřovací cesta zablokována.
Před montáží prototypu PCB by kupující měli zkontrolovat přístup k testu jako součástNávrh a rozvržení PCB, DFM, DFT a plánování testování a inspekcí. Toto včasné provedení pomůže prototypu odpovědět na otázku, pro kterou byl postaven:
Funguje návrh a může jej tým ověřit s dostatečnou jistotou, aby mohl postoupit vpřed?
Závěr
Testovací přístup by měl být zkontrolován před montáží prototypu PCB, protože přímo ovlivňuje rychlost ověřování, kvalitu ladění, připravenost příslušenství a schopnost kupujícího činit rozhodnutí po příchodu desek.
Prototyp není jen deska, která se má postavit. Je to deska, kterou lze testovat, měřit, programovat, kontrolovat a učit se z ní.
Když je testovací přístup slabý, ověřování se zpomaluje a je méně spolehlivé. Když je testovací přístup naplánován včas, prototyp se stává užitečnějším, partner EMS může připravit správný přístup k inspekci a testování a projekt může přejít k pilotnímu sestavení s menším počtem překvapení.
Pro kupující OEM, kteří připravují sestavení prototypu, může STHL zkontrolovat projekt z návrhu a rozvržení PCB,Montáž PCBaTestování a inspekceperspektivu před cenovou nabídkou nebo plánováním výroby. Odešlete své soubory prostřednictvímVyžádejte si cenovou nabídkunebo nás kontaktujte nainfo@pcba-china.com.
