Ako DFT Planning zlepšuje testovanie PCBA a efektivitu ladenia

PCBA môže byť zostavená správne a stále je ťažké ju otestovať.

Tu je dôležité plánovanie DFT.

Design for Testability alebo DFT nie je len o pridávaní ďalších testovacích bodov do rozloženia PCB. V skutočnom projekte PCBA plánovanie DFT rozhoduje o tom, či je možné zostavenú dosku napájať, programovať, testovať, merať, ladiť, prerábať, testovať a uvoľňovať v praktických výrobných podmienkach.

Test vyhovuje/nevyhovuje tímu povie, či doska funguje.

Dobrý plán DFT pomáha tímu pochopiť, kde hľadať, keď to tak nie je.

Tento rozdiel je dôležitý pri vytváraní prototypu-, prvej kontrole zostavy, príprave pilotnej zostavy a opakovanej výrobe EMS. Dizajnér môže byť schopný odladiť jednu dosku pomocou laboratórnych prístrojov, prepojovacích káblov a hlbokých znalostí o produkte. Testovací tím EMS potrebuje opakovateľnú cestu, ktorá funguje na viacerých doskách, so zdokumentovanými krokmi a jasným riešením porúch.

Plánovanie DFT zlepšuje testovanie a efektivitu ladenia PCBA tým, že umožňuje ľahšie pozorovať pravdepodobnú cestu zlyhania predtým, ako sa doska dostane na testovaciu stolicu.

DFT nie je testovacím krokom. Je to rozhodnutie o dizajne.

Testovanie prebieha po montáži.

Plánovanie DFT prebieha ešte pred postavením dosky.

Tento rozdiel je ľahké prehliadnuť. Mnoho tímov považuje testovanie za niečo, čo môže továreň „vyriešiť“ po vydaní súborov PCB. Niekedy to funguje pre jednoduché dosky. Ale pre dosky založené na firmvéri-, priemyselné riadiace dosky, husté rozloženia SMT, balíky BGA, komunikačné rozhrania, relé, senzory alebo integrované produkty- do skríň sa neskoré plánovanie testov môže zmeniť na neskoršie ladenie.

Doska sa môže zapnúť, ale cesta zlyhania môže byť nejasná.

Test môže povedať „zlyhanie“, ale nemusí povedať, či je problémom zostava, firmvér, poškodenie komponentov, kontakt prípravku, zapojenie konektora, stav záťaže alebo správanie návrhu.

Plánovanie testovateľnosti posúva toto myslenie skôr. Pýta sa:

• Ktoré funkcie treba overiť?
• Ktoré signály musia byť dostupné?
• Ktoré napájacie koľajnice potrebujú meranie alebo izoláciu?
• Ktoré rozhrania potrebujú programovací alebo komunikačný prístup?
• Ktoré poruchy je potrebné rýchlo izolovať?
• Ktoré kroky testu musia byť opakovateľné testovacím tímom EMS?
• Ktoré ladiace informácie by sa mali zaznamenať po zlyhaní?

Doska určená len na fungovanie môže fungovať na inžinierskom stole.

Dosku navrhnutú na testovanie možno overiť, diagnostikovať, opraviť a znova otestovať s menším dohadom.

Začnite tým, čo musí test dokázať

Mnoho diskusií o DFT začína testovacími bodmi.

To zvyčajne nie je najlepší východiskový bod.

Lepšia prvá otázka znie: čo musí tento PCBA dokázať, kým bude vydaný?

Pri niektorých projektoch môže byť odpoveď jednoduchá: správne umiestnenie komponentov, žiadne zjavné skraty, stabilné{0}}zapnutie a základné elektrické kontroly. V prípade iných môže doska vyžadovať načítanie firmvéru, odozvu snímača, overenie komunikácie, prepínanie relé, meranie prúdu, analógovú kalibráciu alebo interakciu na-systémovej úrovni s iným modulom.

Tieto situácie nevyžadujú rovnaký testovací plán.

Tým sa zabráni jednému z najbežnejších problémov s testovateľnosťou: doska má testovacie body, ale nemá správny testovací prístup.

Podložka, ktorá je vhodná na rozloženie, nemusí pomôcť testovaciemu tímu pri izolácii zlyhania. Konektor, ktorý funguje počas technického zavádzania-, môže byť zablokovaný po montáži, potiahnutí alebo integrácii krytu. Rozhranie firmvéru, ktoré funguje pre jedného inžiniera, nemusí byť praktické na opakované testovanie výroby.

Dobré plánovanie DFT začína stavom vydania, potom postupuje spätne na prístup, metódu upevnenia, vstup firmvéru, meracie body a pravidlá opätovného testovania.

Move Beyond Pass/Fil Testing

Výsledok vyhovuje/nevyhovuje je užitočný, ale nie je to isté ako diagnóza.

Odpovede detekcie: prešla doska?

Diagnóza odpovedá: kam by sa mal tím pozerať ďalej?

Tento rozdiel sa stáva dôležitým, keď PCBA zlyhá pri overovaní FCT, ICT, lietajúcej sondy, programovania alebo napájania-. Ak test hlási iba všeobecné zlyhanie dosky, tím môže stále potrebovať dlhú slučku manuálneho ladenia, aby našiel skutočný problém.

Silnejší prístup DFT poskytuje testovaciemu procesu väčšiu viditeľnosť.

Ak napríklad zlyhá komunikačný port, cesta ladenia môže vyžadovať prístup k:

• referencie napájania a uzemnenia pre obvod rozhrania;
• resetovať, povoliť alebo spustiť signály;
• výstup hodín alebo oscilátora;
• potvrdenie pinov konektora;
• verzia firmvéru alebo stav programovania;
• potvrdenie kontaktu svietidla;
• známy-dobrý stav kábla, záťaže alebo externého modulu;
• medziľahlé signálne body medzi funkčnými blokmi.

To neznamená, že každá doska potrebuje ťažkú ​​diagnostickú architektúru.

Jednoduchá doska by na testovanie nemala byť prepracovaná-. Ak však produkt obsahuje firmvér, -komponenty s vysokou hustotou, káblové rozvody, priemyselné I/O, prepínanie napájania, senzory alebo zákaznícke-rozhrania špecifické, plánovanie DFT by malo myslieť nad rámec jediného výsledku, ktorý vyhovuje/nezlyhá.

Výsledok testu, ktorý hovorí „fail“ bez cesty ladenia, môže zmeniť jednu zlú dosku na dlhé vyšetrovanie.

Testovací prístup sa začína v rozložení, nie na testovacej stanici

Testovacie oddelenie nemá prístup k signálu, ktorý rozloženie nikdy nesprístupnilo.

Znie to ako samozrejmosť, ale je to jedna z najjednoduchších vecí, ktoré sa dajú vynechať, keď je dizajnérsky tím pod časovým tlakom.

Testovací prístup závisí od rozhodnutí o rozložení:

• či kritické siete majú praktický prístup sondy;
• či sú testovacie body dosiahnuteľné upínacími sondami;
• či vysoké komponenty blokujú pohyb sondy;
• či sú testovacie body príliš blízko telies komponentov alebo okrajov dosky;
• či referenčné značky a otvory pre nástroje podporujú opakovateľné zarovnanie upínačov;
• či programovacie hlavičky zostanú prístupné po zostavení;
• či možno dosku otestovať pred alebo po nanesení náteru alebo integrácie krytu.

Testovací bod umiestnený na nesprávnom mieste môže byť takmer rovnako neužitočný ako žiadny testovací bod.

V prípade dosiek s vysokou{0}}hustotou nie je odpoveď vždy „pridať testovací bod do každej siete“. Priestor na palube, integrita signálu, cena, objem výroby a testovacia metóda sú dôležité. V niektorých prípadoch si kritické siete, napájacie koľajnice, resetovacie vedenia, hodiny, programovacie signály a vysokorizikové rozhrania- zaslúžia prioritu. V iných prípadoch môže hraničný sken, letiaca sonda alebo funkčný test pokryť časti testovacej potreby efektívnejšie.

Plánovanie DFT nie je o slepom pridávaní funkcií.

Ide o to, aby mal testovací tím prístup k signálom, na ktorých záleží.

Boundary Scan môže znížiť problém čiernej skrinky

Skenovanie hraníc, často spojené s IEEE 1149.1 a JTAG, môže byť cenné, keď je fyzický prístup k sonde obmedzený.

To platí najmä pre dosky s BGA, integrovanými obvodmi s jemným{0}}rozstupom, procesormi, FPGA, pamäťovými zariadeniami alebo hustými digitálnymi prepojeniami. V týchto dizajnoch nie je veľa dôležitých kolíkov po zložení fyzicky prístupných. Bez cesty skenovania alebo inej diagnostickej metódy sa doska pri zlyhaní môže správať ako čierna skrinka.

Boundary scan môže pomôcť overiť prepojenia medzi kompatibilnými zariadeniami, podporiť programovanie alebo konfiguračné pracovné postupy a poskytnúť diagnostickú viditeľnosť tam, kde je fyzické snímanie náročné.

Ale pomáha len vtedy, ak je to plánované.

Užitočné plánovanie skenovania hraníc môže zahŕňať:

• smerovanie skenovacích signálov do prístupného konektora alebo testovacieho rozhrania;
• potvrdenie, ktoré zariadenia podporujú boundary scan;
• správne definovanie skenovacieho reťazca;
• poskytovanie súborov BSDL v prípade potreby;
• potvrdenie, či sa boundary scan používa na test výroby, inžinierske ladenie alebo oboje;
• uistite sa, že testovacie rozhranie nie je blokované mechanickým dizajnom alebo obmedzeniami krytu.

Skenovanie hraníc nenahrádza všetky fyzické testovacie prístupy a neoveruje každý stav analógu, napájania alebo konektora. Je to najužitočnejšie, keď je reťazec skenovania naplánovaný, zdokumentovaný a podporovaný vybranými zariadeniami.

Pre jednoduchú dosku s obmedzenou digitálnou zložitosťou môže boundary scan pridať malú hodnotu. Pre hustú riadiacu dosku alebo zostavu založenú na -procesore to môže byť rozdiel medzi užitočnou izoláciou chýb a všeobecnou funkčnou poruchou.

Rozdelenie napájania a signálu môže skrátiť slučky ladenia

Niektoré poruchy je ťažké odladiť, pretože obvod nebol navrhnutý tak, aby bol izolovaný.

Skrat na zdieľanej napájacej koľajnici môže ovplyvniť mnohé časti dosky. Zlyhané komunikačné rozhranie môže byť ťažké oddeliť od firmvéru, kabeláže konektora, poškodenia transceivera alebo kontaktu zariadenia. Reťazec analógového signálu môže zlyhať na výstupe, zatiaľ čo skutočný problém je o niekoľko stupňov skôr.

Plánovanie DFT môže túto neistotu znížiť.

Užitočné možnosti dizajnu môžu zahŕňať:

• prístupné meracie body na dôležitých elektrických koľajniciach;
• praktické zemné referencie v blízkosti meraných signálov;
• možnosti izolácie, ako sú 0-ohmové prepojenia, prepojky alebo odnímateľné pripojenia, ak je to vhodné;
• medziľahlé testovacie body v signálnych reťazcoch;
• aktivovať alebo resetovať ovládanie funkčných blokov;
• známe-dobré možnosti načítania alebo spätnej slučky pre vybrané rozhrania;
• jasné oddelenie medzi zlyhaním programovania, zlyhaním prípravku a zlyhaním dosky.

Nie vždy ide o drahé dizajnové zmeny. Často sú to malé rozhodnutia urobené dostatočne skoro.

Základom je myslieť na to, čo technik uvidí, keď doska zlyhá.

Ak všetko, čo môže testovací systém hlásiť, že „doska zlyhala“, cesta ladenia začína neistotou. Ak plánovanie DFT umožňuje prístup k funkčným blokom, doménam napájania a kritickým rozhraniam, tím má väčšiu šancu zmeniť zlyhanie na konkrétnu akciu.

Firmvér a programovanie patria do plánovania DFT

Pre mnoho moderných PCBA nie je testovanie len elektrické.

Závisí aj od softvéru-.

Pred funkčným testovaním dosky môže byť potrebný firmvér. Môže vyžadovať bootloader, testovací obraz, produkčný obraz, konfiguračný súbor, sériové číslo, MAC adresu, kalibračné údaje alebo komunikačný skript. Ak tieto vstupy nie sú kontrolované, správne zostavená doska môže stále zlyhať v teste z nesprávneho dôvodu.

Plánovanie DFT by malo objasniť:

• kto poskytuje firmvér;
• ktorá verzia firmvéru sa používa na test výroby;
• či je doska naprogramovaná pred alebo po kontrole;
• ktoré rozhranie sa používa na programovanie;
• či programovací konektor zostáva prístupný;
• či sa vyžaduje kontrolný súčet, protokolový súbor alebo záznam o verzii;
• čo sa stane, ak programovanie zlyhá;
• či treba dosku po prepracovaní preprogramovať.

Toto je jedna z najbežnejších medzier medzi technickým testom a testom výroby.

Návrhársky tím môže vedieť, ako načítať firmvér z laboratórneho počítača. Testovací tím EMS potrebuje metódu, ktorú možno zdokumentovať, sledovať, kontrolovať a opakovať.

Ak firmvér nie je súčasťou plánovania DFT, funkčné testovanie sa môže zmeniť na reláciu odstraňovania problémov s programovaním ešte pred začiatkom skutočného testu.

Pripravenosť príslušenstva závisí od rozhodnutí DFT

Testovacie zariadenie nie je len mechanický držiak.

Je to fyzický výsledok skorších rozhodnutí o testovateľnosti.

Pripravenosť zariadenia závisí od:

• kde môžu sondy kontaktovať dosku;
• či sú podložky dostatočne veľké a rozmiestnené primerane pre zamýšľanú metódu;
• či výška komponentu blokuje prístup;
• či podpora dosky zabraňuje ohýbaniu počas kontaktu;
• či konektory potrebujú párovacie káble;
• či je doska testovaná z jednej strany alebo z oboch strán;
• či sa skúška uskutoční pred alebo po potiahnutí alebo integrácii krytu;
• či operátor potrebuje interakciu s čiarovým kódom, štítkom alebo sériovým číslom;
• či zlyhané jednotky vyžadujú oddelenie a opätovné testovanie.

Ak sa tieto rozhodnutia nechajú až neskoro, zostava sa môže pohnúť vpred, zatiaľ čo testovanie sa stane prekážkou.

Tím EMS nepotrebuje kompletný výrobný prípravok pre každú ranú inžiniersku stavbu. Potrebuje však poznať očakávanú cestu: manuálny test, letiaca sonda, IKT, hraničný sken, FCT, dočasné zariadenie, nastavenie podľa zákazníka alebo zariadenie so zámerom výroby-.

To sú iné predpoklady stavby.

Problém s príslušenstvom často vyzerá ako porucha dosky, kým tím nepreukáže, že kontakt, kábel alebo nastavenie sú stabilné.

Projekt môže byť pripravenýZostava PCBa stále nie je pripravený na opakovateľné testovanie.

Plánovanie DFT by malo definovať slučku prepracovania a opätovného testovania

Testovanie nekončí, keď doska zlyhá.

Ďalšou otázkou je, čo sa stane po neúspechu.

Bez definovanej cesty opätovného testovania môžu byť rozhodnutia o prepracovaní nekonzistentné. Jeden technik môže vymeniť podozrivý komponent a zopakovať iba neúspešný krok. Iný môže zopakovať úplný funkčný test. Tretí môže prejsť cez hraciu plochu po rýchlej kontrole-po zapnutí, pretože pôvodný príznak zmizol.

To vytvára riziko.

Praktický plán DFT by mal definovať:

• aké prepracovanie je povolené;
• čo sa musí skontrolovať po prepracovaní;
• či sa musí opakovať celá postupnosť testu;
• či je prijateľný cielený opakovaný test;
• aké údaje o poruche by sa mali zaznamenať;
• ako sa stupňujú opakované zlyhania.

Toto nie je papierovanie samo o sebe.

Prepracovaná PCBA by nemala vyjsť, pretože „teraz vyzerá dobre“. Mala by byť uvoľnená, pretože dohodnutá cesta opätovného testovania potvrdzuje, že problém je uzavretý.

To je miesto, kde plánovanie DFT podporuje efektivitu výroby aj kontrolu kvality.

Čo by mal obsahovať balíček DFT-pre PCBA?

DFT plánovanie sa stáva užitočným, keď je viditeľné v inžinierskom balíku.

Toto nie je povinná sada dokumentov pre každú zostavu. Je to spôsob, ako ukázať, aké informácie môžu byť potrebné, keď rozsah testovania presahuje jednoduchú vizuálnu kontrolu alebo kontrolu pri zapnutí-.

Pre kupujúcich OEM môže praktický balíček-pre DFT obsahovať:

Jednoduchá doska môže potrebovať iba ľahšiu testovaciu dráhu. Priemyselná riadiaca doska založená na firmvéri- môže vyžadovať úplnejší balík DFT. Pilotná zostava môže potrebovať viac opakovateľných záznamov ako prvá technická vzorka.

Dôležitým bodom nie je objem dokumentu.

Dôležitým bodom je, či tím EMS má dostatok informácií na testovanie dosky bez toho, aby testovaciu metódu zostavoval z dohadov.

Použite výsledky testov na zlepšenie ďalšej revízie

DFT nie je{0}}jednorazový kontrolný zoznam.

Prvá zostava často naučí tím niečo, čo pri kontrole rozloženia nebolo zrejmé.

Po testovaní a ladení PCBA by sa tím OEM a EMS mal opýtať:

• Ktoré zlyhania bolo ťažké izolovať?
• Ktoré testovacie kroky trvali dlhšie, než sa očakávalo?
• Ktoré funkcie nebolo možné spoľahlivo otestovať?
• Ktoré body sondy boli ťažko dostupné?
• Ktoré kontakty prípravku spôsobili falošné poruchy?
• Ktorý firmvér alebo programovacie kroky spôsobili zmätok?
• Ktoré prepracované dosky si vyžadovali viac opakovaných testov, ako sa očakávalo?
• Ktoré výsledky testov by sa mali nabudúce zaznamenať inak?

Táto spätná väzba by nemala zostať len v testovacej oblasti.

Mala by napĺňať ďalšiu revíziu PCB, ďalší testovací postup, ďalší dizajn prípravku a ďalší balík NPI.

Dobrý proces DFT premení prvú zostavu na vzdelávaciu slučku.

Ako sa to pripája k podpore montáže a testovania PCB

Pre kupujúcich OEM je plánovanie DFT najužitočnejšie, keď spája návrh dosky, rozsah zostavy, potreby programovania, testovací prístup a očakávania vydania pred začatím výroby.

STHL podporuje OEM projekty prostredníctvom prípravy montáže, plánovania testov aTestovanie a kontrolavrátane diskusií o AOI, ICT, FCT, röntgenovej kontrole, vstupoch do programovania firmvéru, pripravenosti príslušenstva, očakávaní prepracovania a opätovného testovania a potrieb sledovateľnosti.

Cieľom nie je pridať zbytočné testovanie.

Cieľom je, aby bol rozsah testovania dostatočne praktický pre funkciu dosky, fázu výroby a úroveň rizika.

Pripravujete zostavu PCBA, ktorá potrebuje jasnejší prístup k testom alebo plánovanie funkčných testov? Odošlite svoj projekt cezVyžiadajte si cenovú ponukualebo emailinfo@pcba-china.com.

Záver

Plánovanie DFT zlepšuje testovanie PCBA a efektivitu ladenia, pretože posúva myslenie testov proti prúdu, skôr ako doska dosiahne linku.

Pomáha tímu OEM a EMS definovať, čo sa musí testovať, kde je potrebný prístup, ako sa načíta firmvér, aké zariadenie alebo nastavenie kábla je potrebné, aký výsledok sa považuje za vyhovujúci alebo neúspešný a ako by sa mali chybné dosky odladiť, prepracovať a znova otestovať.

Dosku, ktorá sa ľahko skladá, nie je vždy ľahké otestovať.

Doska, ktorá sa ľahko testuje, je zvyčajne taká, na ktorej sa pred montážou zvažoval prístup k testom, programovanie, pripravenosť príslušenstva a viditeľnosť ladenia.

Pre kupujúcich OEM je praktická lekcia jednoduchá: najlepší čas opýtať sa, ako bude doska testovaná, je pred uzamknutím balíka rozloženia a zostavy.