IPC-2221A-2003中文版-印制板设计通用标准 - 第21页

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…

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

[11.935in

]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

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. 必须为所有节点提供测试盘。节点是两个

或多个器件间的电气连接点、测试盘需要

信号名(节点信号名)、相对于印制板基准

点的X-Y坐标及定位(说明测试盘位在板的

哪一面)。这些便于在使用SMT和混合安装

技术的印制板组装件制作夹具时使用。

12. 混合安装技术印制板组装件和针栅元件板

测试中在焊接面进行某些节点的读取。

使用管脚和导通孔作为测试盘必须标识节

点信号名和对应于印制板基准点的X-Y坐

标。使用部件和连接器的焊接安装焊盘作

为测试点可以减少测试盘的数目。

3.5.4.2 在线电路注意事项

在印制板组装件

设计中、宜考虑下列电路事项以提高在线可测

试性:

1. 不要将管脚的控制线直接连到地、电源和

公共的电阻上。器件的禁止控制线会导致

不能使用标准在线库测试来完成。减少故

障覆盖范围的特定测试需要较高的成本。

2. 在线测试中、对于三态输出器件最好采用

单输入信号矢量。三态输出的原因是: (1)

测试仪信号矢量的数目有限; (2)反向驱动

问题将消失; (3)测试程序将会简化。这样

的一个可减少测试成本的例子是三态输出

的可编程阵列逻辑(PAL)。输入脚上加独立

的上拉电阻实现高阻态的正常运行、器件

输出呈三态的低态。

3. 门阵列和多管脚的器件是不能采用在线测

试方式。单管脚的反向驱动可能不是问

题、但多管脚限制反向驱动的作用。推荐

为所有的元件的三态输出加控制线或单一

矢量信号。

4. 标准在线测试仪的问题是不能覆盖所有的

节点和节点存取。如果标准在线测试技术

无法检测表面贴部件的故障、必须另外选

择一种测试技术。

选择的测试策略必须解决SMT印制板组件的节

点测试。例如可根据器件类型分为不同的组、

每个组有控制线利于可测试性和测试盘、当别

的元件和组进行测试时实现电路隔离。

对于开路、短路、器件校正的其它可选测试

方法是边界扫描测试。这种内置测试电路

(电子针床)在表面安装印制板组件领域日益推

广。IEEE1149.1标准是边界扫描规范。

3.5.5 机械特性

3.5.5.1 连接器的⼀致性

测试夹具大多被设

计成板边连接器或板上连接器自动、半自动插

入。连接器宜便于快速定位安装并具有一致性

和统一性(标准化)。为了方便将其从一个板的

设计转到其它设计中、相似类型的连接器宜加

定位键或采用板的几何形状以确保防止板上电

路的电损伤。

3.5.5.2 连接器电源分配和信号分布的⼀致性

连接器的交流和直流电平的接触点应一致。公

用直流电、机壳接地等的第一管脚通常在所有

设计中都与同一电路电源脚相连。触点位置的

标准化将减少测试夹具的成本和便于诊断。

不同带宽的信号应隔离以减小串扰。

逻辑电平应在预设计连接器接口时确定位置。

3.5.6 电⽓特性

3.5.6.1 裸板测试

裸板测试应依照IPC-9252

规范进行。如果设计使用来自设计领域的数

据、提供的数据结构和类型由测试所选择的方

法决定。

裸板测试应由印制板供方进行。它包括线路连

通性、绝缘电阻及介质耐电压。供方还可测试

电路的受控阻抗。线路连通性测试是确保在线

路中无开路和短路。绝缘电阻和介质耐压检测

是确保印制板上有足够的导线间距和介质层厚

度。

电路连通性测试有两种基本类型: “金板”和

智能测试。在“金板”

测试中、测试一个已知

好板、它的结果用于测试所有的其余扳、如果

IPC-2221A 2003年5月