Warum ist das PCB-Design wichtig für einen erfolgreichen In-Circuit-Test?

31. Januar 2017

Trotz der Entwicklung konkurrierender Testtechnologien bleibt der In-Circuit-Test (ICT) eine der effektivsten Methoden zum Testen einer Leiterplattenbaugruppe. Die nachhaltige Attraktivität des ICT liegt in der Prüfgeschwindigkeit, die meist nur wenige Sekunden beträgt. Darüber hinaus ist der Test präzise und die Erkennung von Fehlern auf Komponentenebene beschleunigt den Diagnoseprozess und macht ihn weniger qualifiziert. In diesem Beitrag wird die Bedeutung von In-Circuit-Tests in einem PCB-Design erörtert.

Was ist ein In-Circuit-Test?

ICT erfordert eine Art spezialisierte automatisierte Testausrüstung (ATE), die eine Analyse von Herstellungsfehlern (Manufacturing Defects Analysis, MDA) durchführt. Es führt individuelle Tests jeder einzelnen Komponente auf einer Leiterplatte durch. Außerdem werden Dinge wie grundlegende Versorgungsspannungsmessungen, Dioden- und Transistorausrichtung und passive Komponentenmessungen (Widerstände und Kondensatoren) verifiziert. Es sucht nach Fehlern in Unterbrechungen und Kurzschlüssen.

Warum ist PCB-Design wichtig?

Für die Durchführung von ICT muss man in eine Nagelbett-Testvorrichtung und ein spezielles Testprogramm investieren, die zusammen mehr als 12000 $ kosten. Als Ergebnis dieser hohen einmaligen Engineering-Gebühr (NRE ), eignet sich diese Methode für große Mengen und stabile Designs.

Wie sollten Sie Ihr PCB-Layout gestalten?

Um das Beste aus einer Teststrategie herauszuholen, sollten Sie beim Entwerfen des Layouts einer PCB-Baugruppe die folgenden Punkte berücksichtigen:

1. Testfeldzugriff: Elektrische Netzwerke mit "keinen Verbindungen" (d. h. IC-Stiften, die nicht verbunden sind) sollten ein Testpad haben, das in die PCB integriert ist. Es gibt eine Ausnahme im Falle der herkömmlichen "Durchgangsloch"-Technologie, wo es in Ordnung ist, den Komponentenschenkel auf der Lötseite der Baugruppe zu prüfen. Idealerweise beträgt der Durchmesser der Pads 0,05 Zoll und die Pads sollten mindestens 0,1 Zoll voneinander und von anderen Komponenten entfernt sein. Dies ermöglicht die Verwendung von robusten Testpins. Außerdem sollten die Pads mindestens 0,125 Zoll von der Leiterplattenkante entfernt sein.
2. Designstabilität: Es ist sehr wichtig, sich zu vergewissern, dass das Design stabil ist, bevor man sich auf eine Befestigung festlegt, da diese ziemlich teuer sein kann.
3. Bodenseitige Sondierung: Das Testpad sollte sich idealerweise auf der Lötseite einer Leiterplatte befinden. Eine beidseitige Sondierung ist möglich. Die Verkabelung und zusätzliche Transfersonden machen die Vorrichtung teuer, wenn eine Sondierung auf der Oberseite erforderlich ist.
4. Lötseite: Auf der Lötseite sollten keine Komponenten vorhanden sein, es sei denn, es ist unvermeidlich.
5. Werkzeuglöcher: Denken Sie immer daran, Werkzeuglöcher zur Hauptplatine hinzuzufügen. Diese Werkzeuglöcher ermöglichen es den Werkzeugstiften, die PCB in der Halterung zu positionieren. Diese Löcher haben einen Durchmesser von 3 bis 4 mm und sind nicht beschichtet. Sie sollten sich in diagonal gegenüberliegenden Ecken mit einem Freiraum von etwa 5 mm um sie herum befinden, damit die Werkzeugstifte der Vorrichtung nicht durch Schienen oder Komponenten kurzgeschlossen werden.
6. In-Circuit-Test: In-Circuit-Testsysteme haben oft die Fähigkeit, Geräte während des Testzyklus zu programmieren. Dies ist nicht nur bequem, sondern trägt auch dazu bei, die Gesamtzykluszeit drastisch zu erhöhen. Man sollte sich vergewissern, ob diese Geräte vor der Platzierung vorprogrammiert werden können. Es muss auch sichergestellt werden, dass der Tester in der Lage ist, diese Geräte nach dem Anlegen der Spannung in einem Reset-Zustand zu halten.
7. Pull-Up (oder Pull-Down) Widerstände: Die Pull-up- oder Pull-down-Widerstände sollten an allen Signalpins des Geräts verwendet werden, anstatt sie direkt an Stromschienen zu binden. Dadurch kann die Testmaschine die Signale steuern. Dies ist hauptsächlich für Pins wichtig, die digitale Geräte in einem Reset- oder Hochimpedanzzustand halten. Dies ist für die Funktion des Produkts möglicherweise nicht zwingend erforderlich, ist jedoch im Test sehr nützlich, wenn versucht wird, einzelne Komponenten in einem Stromkreis zu trennen.
8. Leerzeichen lassen: Die Vorrichtungsoberseite auf der Leiterplatte muss in der Lage sein, nach unten zu drücken. Dazu sollten Sie auf der Platine zwischen den Bauteilen für Schubstangen mindestens 2mm Durchmesser Platz lassen. Die Bauteile sollten gleichmäßig um den Leiterplattenbereich verteilt sein.
9. Batterien: Vorzugsweise wird empfohlen, die Batterien erst nach dem Test einzulegen. Wenn sie jedoch vorhanden sind, entwerfen Sie eine abnehmbare Verbindung, um sie während der IKT zu trennen.

Es erfordert Anstrengungen, eine PCB für In-Circuit-Tests zu entwickeln . Es ist jedoch sehr wichtig, die oben erläuterten Punkte zu berücksichtigen, um in Zukunft Kosten zu sparen. Die oben erläuterten Gründe machen deutlich, warum PCB-Design für ICT notwendig ist.

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