IPC-2221A-2003中文版-印制板设计通用标准 - 第20页
在组件 其它 位 置使用其 他测试 点 以 便 于 测试。 用作 测试 点 的 焊盘 最 好 设 置 在 网格 上 并 使 顶 层 或 底 层都能检测 到 。 若 对 每 个 信 号加探 针 不可 行 、则 : (1)目标信 号 必须 有 探 针 定位,(2)在 一 个 或 多个器 件 中增加 测试 矢 量或 应用其它 测试 技术来 隔离 故障 。 许多 故障 通 常是由 于相邻器 件 引 线间的 短 路、 PCB 器 件 引 线和 外…
设计电路使用测试连接器作为电路的激励源
(例如把数据总线连到测试连接器上)、或作为
电路功能开关使用。
3.5.3.2 触发和同步问题
一些设计或设计的
一部分不需要任何触发电路、因为电路很快进
入预定功能。遗憾的是这种电路很难与测试仪
同步、因为测试仪需在电路输出端得到预期的
信号触发电路的程序进行测试,这样实现比较
困难。
可以在设计中进行改进、将触发能力设计到电
路中、印制板将快速触发、电路和测试仪将在
印制板组装件上获取预期的输出。
在测试中、无约束运行的晶振也会产生问题、
因为测试设
备总产生难于同步的问题。这些问
题能够克服、方法如下：①在测试电路中使用
测试时钟代替晶振；②测试时移出晶振并外加
测试时钟； ③将信号超驰；④设计时钟系统
并使时钟能通过测试连接器或测试点得到控
制。
3.5.3.3 长计数器链
在设计的信号中使用长
计数器链将产生可测试性减弱问题。无意义预
设不同值的计数器链驱动设计、并简化逻辑测
试时会使可测试性变差。
如果将长计数器链截短为短计数器链(最好不
超过10级)、单独进行控制、或由软件进行装
载、可测试性将得到较大的改善。测试软件可
校验来自计数器驱动逻辑操作、不浪费仿真和
测试时间、但需要使用时钟控制整
个计数器
链。
3.5.3.4 ⾃诊断
自诊断有时是合同要求有时
是派生的要求、因此要仔细考虑并决定如何实
现这些要求。
有时印制板组装件在PCB组装件级检测中不包
含自诊断功能、但一小组印制板组装件作为一
个单元时、就能进行很好的自诊断。例如、一
个复杂的傅立叶转换(FFT)函数功能需要多块
印制板组装件来实现、其中任一块板进行自诊
断都可能非常困难、然而整个FFT函数电路进
行自
诊断则非常简单。
自诊断所需的深度由行转换单元(LRU)根据需
求不同而不同。它可能是集成电路、也可能是
合同规定的电子、设计的功能或者是系统级的
维护原理。
印制板组装件的自诊断中、通常将其进入一个
测试模式、然后施加一套已知的测试输入并与
存储的预期输出结果相比较。如果结果与预期
结果不匹配、测试设备产生印制板组装件自检
失败的信号。这种方案有许多变异、例如下述
例子：
1. 印制板组装件处于反馈回路中、在运行预
设次数的周期后校验其结果；
2. 在特定的测试电路或中央处理器(CPU)执行
激励、并将响应讯号与已知的图形进行比
较。
3. 印制板组装件在待机时进行自检、然后将
结果送至其它(或诊断)印制板组件进行验
证。
3.5.3.5 物理测试考虑
印制板组装件功能测
试设备通常价格昂贵并需要技术熟悉人员进行
操作。如果印制板组装件可测试性差、则测试
操作代价将很高。通过简单的物理考虑能够减
少校验时间和测试成本。
极性部件的定位要保持一致、使操作员不会混
淆部件和部件180°旋转后的极性。非极性器
件也要标识出器件的第一管脚、使测试员了解
是从哪个特定管脚引向探针。
测试连接器优于需要使用测试夹具或连线的测
试点。然而测试点例如引线的增加优于部件引
线的夹具。如果增加的引线是用于暂时测试、
例如来确定通过测试选择电阻器、建议将增加
的引线保留到被选择的元件安装后。这样就无
需对组件再固定就可验证所选择元件。
探针不能检测到的信号(例如无引线元件时可
能发生）、会增加故障隔离的难度。若没有使
用扫描寄存器、推荐所有的信号都采用焊盘或
2003年5月 IPC-2221A
9
在组件其它位置使用其他测试点以便于测试。
用作测试点的焊盘最好设置在网格上并使顶层
或底层都能检测到。若对每个信号加探针不可
行、则:(1)目标信号必须有探针定位,(2)在一
个或多个器件中增加测试矢量或应用其它测试
技术来隔离故障。
许多故障通常是由于相邻器件引线间的短路、
PCB器件引线和外层布线层的短路、PCB外层导
体之间的短路引起。物理设计必须考虑正常工
艺的缺陷、不致由于没有或不方便信号读取导
致的无法减少的故障隔离。在线可测试性设计
中使用的探针和测试点应在网格上、以便探针
在夹具上可自动探测。
电气性能有时要求设计按功能分区、将数字电
路与模拟电路分离。物理设计中按照不同功能
进行分区对于测试也有帮助。不但电路分开、
测试连接器或至少是连接器上管脚也分开都可
提高可测试性。在高性能的模拟和数字混合设
计中、测试可能需要两种或多种测试设备。信
号分开对测试夹具和印制板组装件的查错操作
都有帮助。
使用在线测试夹具和功能测试夹具对成本有显
著的影响。通常采用测试一个标准板尺寸或极
少数板尺寸来代表设计中一个程序的所有板。
相似的一种或少数的测试夹具用于一个程序。
制造测试夹具是有代价的、在夹具中调试程序
或测试设备调试夹具的代价也是昂贵的。若夹
具与工程不匹配则无法进行正确的测试。典型
的做法是制作少量的测试
夹具并期望它们可在
所有的设计中使用。因此测试夹具的限制作用
应在印制板组件设计中充分考虑。这种限制作
用是显着的、例如:(1)特定的连接器管脚需要
电源和地:(2)管脚作为高速信号有哪些限制；
(3)管脚作为低噪声应用有哪些限制；(4)定义
电源开关限制、定义每个管脚的电压电流限制
等。
3.5.4 印制板组装件在线测试事项
在线测试
用于发现短路、断路、错误器件、倒置器件、
损坏的元件、印制板组装件的不正确安装及其
它的制造缺陷。在线测试无法发现边界部分的
错误、也无法验证关键时序参数和电路设计功
能。
数字电路板组装件的在线测试包含一个称作
“反向驱动”(见IPC-T-50)的过程。反向驱动
会导致器件振荡、驱动能力不够就无法带动设
备。反向驱动只能在受控时间内进行、否则器
件的结点(由于过驱动输出)会过热。印制板和
印制板组装件的在线可测试性设计主要包含两
个方面: 在线测试夹具兼容性的设计和电气设
计考虑。有关细节在下面讨论。
3.5.4.1 在线测试夹具
在线测试夹具通常叫
“针床”夹具、该夹具通过弹性探针与待测试
的印制板的每个节点相连．下面是印制板组件
布线应遵循的原则、以提高其在针床夹具上的
在线可测试性。
1. 作为测试盘的通孔焊盘和中继孔焊盘直径
是孔径的函数(见9.1.1)。用于探针的测
试盘直径应不小于0.9mm[0.0354in]、在
板面积小于7700mm
2
[11.935in
2
]时、使用
0.6mm[0.0236in]盘径是可行的。
2. 测试探针周围的间隙取决于组装工艺。探
针应放置在距离邻接器件高度的80％的间
距处、最小为0.6mm[0.0236in]、最大5mm
[0.20in](见图3-2)。
3. 板的探测面上器件的高度不得超过5.7mm
[0.224in]、 板上更高的器件将要求测试
夹具切割缺口。测试盘应距离高器件5mm
[0.20in]、这考虑了在测试夹具制造的轮
廓公差(见图3-3)。
4. 所有部件或测试盘 距 离 板边均不
小于3
mm。
5. 所有的探针区域必须为焊料涂覆或防氧化
导电层、不得有阻焊剂和标记。
6. 探针应测试焊盘或导通孔、不可测试无引
线表面安装器件的终端/城堡型端子或有
引线器件的引线(见图3-4)。接触压力可
能导致电路开路或使虚焊点表现合格。
IPC-2221A 2003年5月
10
7. 避免在印制板两面都使用探针。使用导通
孔将测试点引向板的另一面、即印制板底
面(通孔安装印制板组装件的非元件面或
焊接面)。这样可靠性高、夹具成本也较
低。
8. 测试盘应在2.5mm[0.0984in]的孔中心位
置上、如果可能、最好使用标准探针和高
可靠性的夹具。
9. 不要使用板边连接器的插头作为测试盘、
因为镀金插头容易被测试探针损伤。
10. 在板上均匀分配测试盘、如果分配不均
匀或
集中在某一区域内、会造成板弯曲、
探针故障、抽真空密封等问题。图3-2
部件和其它妨碍物与测试盘空区 图3-3
高器件与测试盘空区
IPC-2221a-3-02
图3-2 部件和其它妨碍物与测试盘空区
IPC-2221a-3-03
图3-3 ⾼器件与测试盘空区
IPC-2221a-3-04
图3-4 探测测试盘
2003年5月 IPC-2221A
11