Kaip DFT planavimas pagerina PCBA testavimą ir derinimo efektyvumą

PCBA galima teisingai surinkti ir vis tiek jį sunku išbandyti.

Čia svarbus DFT planavimas.

„Design for Testability“ arba DFT – tai ne tik daugiau bandymo taškų pridėjimas prie PCB išdėstymo. Realiame PCBA projekte DFT planavimas nusprendžia, ar surinktą plokštę galima maitinti, programuoti, tikrinti, išmatuoti, derinti, perdirbti, pakartotinai išbandyti ir išleisti praktiškomis gamybos sąlygomis.

Testas, kurio teigiama/neišlaikyta, parodo komandai, ar lenta veikia.

Geras DFT planas padeda komandai suprasti, kur ieškoti, kai to nedaro.

Šis skirtumas yra svarbus kuriant prototipą-, pirmą kartą peržiūrint, ruošiant bandomąją versiją ir kartojant EMS gamybą. Projektavimo inžinierius gali sugebėti derinti vieną plokštę su laboratoriniais instrumentais, trumpikliais ir giliomis žiniomis apie gaminį. EMS testavimo komandai reikia pakartojamo kelio, kuris veiktų keliose plokštėse su dokumentuotais veiksmais ir aiškus gedimų valdymas.

DFT planavimas pagerina PCBA testavimą ir derinimo efektyvumą, nes galima lengviau stebėti galimą gedimo kelią, kol plokštė pasiekia bandymų stendą.

DFT nėra bandomasis žingsnis. Tai dizaino sprendimas.

Testavimas atliekamas po surinkimo.

DFT planavimas vyksta prieš pastatant plokštę.

To skirtumo lengva nepastebėti. Daugelis komandų testavimą laiko tuo, ką gamykla gali „suprasti“ išleidusi PCB failus. Kartais tai tinka paprastoms plokštėms. Tačiau programinės aparatinės įrangos -plokštes, pramonines valdymo plokštes, tankius SMT išdėstymus, BGA paketus, ryšio sąsajas, reles, jutiklius ar integruotus-produktus vėlyvojo bandymo planavimas gali virsti vėlyvu derinimo darbu.

Plokštė gali įsijungti, tačiau gedimo kelias gali būti neaiškus.

Bandymas gali pasakyti „nepavyko“, bet negali pasakyti, ar problema yra surinkimas, programinė įranga, komponentų pažeidimai, armatūros kontaktas, jungties laidai, apkrovos būklė ar konstrukcijos elgsena.

Bandomumo planavimas perkelia tą mąstymą anksčiau. Tai klausia:

• Kurias funkcijas reikia patikrinti?
• Kokie signalai turi būti prieinami?
• Kokius maitinimo bėgius reikia išmatuoti ar izoliuoti?
• Kurioms sąsajoms reikia programavimo ar ryšio prieigos?
• Kokius gedimus reikia greitai atskirti?
• Kokius bandymo veiksmus turi pakartoti EMS testavimo komanda?
• Kokia derinimo informacija turėtų būti įrašyta po gedimo?

Plokštė, skirta tik veikti, gali dirbti inžinieriaus suole.

Bandymui skirtą lentą galima patikrinti, diagnozuoti, taisyti ir pakartotinai išbandyti mažiau spėliojant.

Pradėkite nuo to, ką turi įrodyti testas

Daugelis DFT diskusijų prasideda bandymo taškais.

Paprastai tai nėra geriausias atspirties taškas.

Pirmasis geresnis klausimas yra toks: ką šis PCBA turi įrodyti, kad jį būtų galima išleisti?

Kai kurių projektų atveju atsakymas gali būti paprastas: teisingas komponentų išdėstymas, jokių akivaizdžių trumpų, stabilus{0}}maitinimas ir pagrindinės elektros patikros. Kitiems gali prireikti plokštės programinės įrangos įkėlimo, jutiklio atsako, ryšio patikrinimo, relės perjungimo, srovės matavimo, analoginio kalibravimo arba sistemos -lygmens sąveikos su kitu moduliu.

Tokiose situacijose nereikia to paties bandymo plano.

Taip išvengiama vienos iš dažniausiai pasitaikančių testavimo problemų: plokštė turi testavimo taškus, bet neturi tinkamos testavimo prieigos.

Patogus išdėstymas gali nepadėti bandymų grupei atskirti gedimą. Jungtis, kuri veikia atliekant inžinerinį diegimą,-gali būti užblokuota po surinkimo, padengimo ar korpuso integravimo. Vieno inžinieriaus programinės įrangos sąsaja gali būti netinkama pakartotiniam gamybos bandymui.

Geras DFT planavimas prasideda nuo išleidimo sąlygos, tada grįžta prie prieigos, tvirtinimo metodo, programinės įrangos įvesties, matavimo taškų ir pakartotinio bandymo taisyklių.

Pereiti toliau nei patvirtintas / nepavykęs bandymas

Rezultatas teigiamas/nepavyko yra naudingas, tačiau tai nėra tas pats, kas diagnozė.

Aptikimo atsakymai: ar lenta praėjo?

Diagnozė atsako: kur komanda turėtų ieškoti toliau?

Šis skirtumas tampa svarbus, kai PCBA sugenda FCT, ICT, skraidančio zondo, programavimo ar maitinimo{0}}patvirtinimo metu. Jei atliekant bandymą pranešama tik apie bendrą plokštės gedimą, komandai vis tiek gali prireikti ilgo rankinio derinimo ciklo, kad būtų nustatyta tikroji problema.

Stipresnis DFT metodas suteikia bandymo procesui daugiau matomumo.

Pavyzdžiui, jei ryšio prievadas sugenda, derinimo keliui gali prireikti prieigos prie:

• sąsajos grandinės galios ir įžeminimo nuorodos;
• iš naujo nustatyti, įjungti arba įkelti signalus;
• laikrodžio arba osciliatoriaus išėjimas;
• jungties kontakto patvirtinimas;
• programinės įrangos versija arba programavimo būsena;
• armatūros kontakto patvirtinimas;
• žinoma{0}}gera kabelio, apkrovos arba išorinio modulio būklė;
• tarpiniai signaliniai taškai tarp funkcinių blokų.

Tai nereiškia, kad kiekvienai plokštei reikia sunkios diagnostikos architektūros.

Paprasta lenta neturėtų būti per daug{0}}suprojektuota testavimui. Tačiau jei gaminyje yra programinės įrangos, didelio-tankio komponentų, lauko laidų, pramoninės įvesties/išvesties, maitinimo perjungimo, jutiklių arba konkrečių klientų-sąsajų, planuojant DFT reikėtų galvoti ne tik apie vieną sėkmingą / nesėkmingą rezultatą.

Bandymo rezultatas, kuriame sakoma „nepavyko“ be derinimo kelio, vieną blogą plokštę gali paversti ilgu tyrimu.

Bandomoji prieiga prasideda iš išdėstymo, o ne bandymo stotyje

Bandymų skyrius negali pasiekti signalo, kurio maketas niekada nebuvo prieinamas.

Tai skamba akivaizdžiai, bet tai yra vienas iš lengviausių dalykų, kuriuos galima praleisti, kai projektavimo komandai daromas spaudimas.

Bandymo prieiga priklauso nuo išdėstymo sprendimų:

• ar kritiniai tinklai turi praktinę prieigą prie zondo;
• ar bandymo taškai pasiekiami armatūros zondais;
• ar aukšti komponentai blokuoja zondo eigą;
• ar bandymo taškai yra per arti komponentų korpusų arba plokštės kraštų;
• ar atskaitos ir įrankių skylės palaiko pakartojamą tvirtinimo elementų išlygiavimą;
• ar programavimo antraštės lieka prieinamos po surinkimo;
• ar plokštę galima išbandyti prieš ar po padengimo ar gaubto integravimo.

Netinkamoje vietoje esantis bandymo taškas gali būti beveik toks pat nenaudingas, kaip ir joks bandymo taškas.

Didelio{0}}tankio plokščių atveju atsakymas ne visada yra „pridėkite bandymo tašką prie kiekvieno tinklo“. Svarbus plotas, signalo vientisumas, kaina, gamybos apimtis ir bandymo metodas. Kai kuriais atvejais prioritetiniai tinklai, maitinimo bėgiai, atstatymo linijos, laikrodžiai, programavimo signalai ir didelės-rizikos sąsajos nusipelno prioriteto. Kitais atvejais ribų nuskaitymas, skraidantis zondas arba funkcinis testas gali veiksmingiau apimti tam tikras bandymo dalis.

DFT planavimas nėra susijęs su funkcijų įtraukimu aklai.

Kalbama apie tai, kad bandymų komandai suteikiama prieiga prie svarbių signalų.

Ribų nuskaitymas gali sumažinti juodosios dėžės problemą

Ribų nuskaitymas, dažnai susijęs su IEEE 1149.1 ir JTAG, gali būti naudingas, kai fizinė prieiga prie zondo yra ribota.

Tai ypač aktualu plokštėms su BGA, puikiu{0}}tokio IC, procesoriais, FPGA, atminties įrenginiais arba tankiomis skaitmeninėmis jungtimis. Šiose konstrukcijose daugelis svarbių kaiščių po surinkimo nėra fiziškai prieinami. Be nuskaitymo kelio ar kito diagnostikos metodo, sugedus plokštė gali elgtis kaip juoda dėžė.

Ribų nuskaitymas gali padėti patikrinti suderinamų įrenginių tarpusavio ryšius, palaikyti programavimo ar konfigūravimo darbo eigą ir suteikti diagnostikos matomumą, kai sunku atlikti fizinį zondavimą.

Bet tai padeda tik tuo atveju, jei tai suplanuota.

Naudingas ribų nuskaitymo planavimas gali apimti:

• nuskaitymo signalų nukreipimas į prieinamą jungtį arba bandymo sąsają;
• patvirtinti, kurie įrenginiai palaiko ribų nuskaitymą;
• teisingai apibrėžti nuskaitymo grandinę;
• prireikus teikti BSDL failus;
• patvirtinimas, ar ribų nuskaitymas naudojamas gamybos bandymui, inžineriniam derinimui ar abiem;
• įsitikinkite, kad bandymo sąsaja nėra užblokuota dėl mechaninio dizaino ar korpuso apribojimų.

Ribų nuskaitymas nepakeičia visos fizinės bandymo prieigos ir nepatvirtina visų analoginių, maitinimo ar jungties sąlygų. Tai naudingiausia, kai nuskaitymo grandinė yra suplanuota, dokumentuota ir palaikoma pasirinktų įrenginių.

Paprastos plokštės, kurios skaitmeninis sudėtingumas yra ribotas, ribų nuskaitymas gali pridėti mažai naudos. Naudojant tankų valdymo plokštę-pagrįstą procesorių, tai gali būti skirtumas tarp naudingo gedimo izoliavimo ir bendro funkcinio gedimo.

Maitinimo ir signalo skaidymas gali sutrumpinti derinimo kilpas

Kai kuriuos gedimus sunku derinti, nes grandinė nebuvo skirta izoliuoti.

Bendrojo maitinimo bėgio trumpas gali turėti įtakos daugeliui plokštės dalių. Sugedusią ryšio sąsają gali būti sunku atskirti nuo programinės įrangos, jungties laidų, siųstuvo-imtuvo pažeidimo ar tvirtinimo kontakto. Analoginio signalo grandinė gali sugesti išvestyje, o tikroji problema yra keliais etapais anksčiau.

DFT planavimas gali sumažinti šį neapibrėžtumą.

Naudingi dizaino pasirinkimai gali būti:

• prieinami matavimo taškai ant svarbių galios bėgių;
• praktinės žemės atskaitos šalia išmatuotų signalų;
• izoliavimo parinktys, pvz., 0 omų jungtys, trumpikliai arba nuimamos jungtys, jei reikia;
• tarpiniai bandymo taškai signalų grandinėse;
• įjungti arba iš naujo nustatyti funkcinių blokų valdymą;
• žinomos{0}}geros pasirinktų sąsajų įkėlimo arba grįžtamojo ryšio parinktys;
• aiškus programavimo gedimo, armatūros gedimo ir plokštės gedimo atskyrimas.

Tai ne visada brangūs dizaino pakeitimai. Dažnai tai yra nedideli sprendimai, priimti pakankamai anksti.

Svarbiausia pagalvoti, ką technikas matys, kai plokštė suges.

Jei visa bandymo sistema gali pranešti, kad plokštė sugedo, derinimo kelias prasideda nuo neapibrėžtumo. Jei DFT planavimas suteikia prieigą prie funkcinių blokų, galios domenų ir kritinių sąsajų, komanda turi didesnę galimybę gedimą paversti konkrečiu veiksmu.

Programinė įranga ir programavimas priklauso DFT planavimui

Daugelio šiuolaikinių PCBA bandymai yra ne tik elektriniai.

Tai taip pat priklauso nuo programinės įrangos-.

Plokštei gali prireikti programinės įrangos, kad ją būtų galima išbandyti. Tam gali prireikti įkrovos įkroviklio, bandomojo vaizdo, gamybos vaizdo, konfigūracijos failo, serijos numerio, MAC adreso, kalibravimo duomenų arba ryšio scenarijaus. Jei šie įėjimai nekontroliuojami, tinkamai surinkta plokštė vis tiek gali nepavykti dėl netinkamos priežasties.

DFT planavimas turėtų paaiškinti:

• kas teikia programinę-aparatinę įrangą;
• kokia programinės įrangos versija naudojama gamybos bandymui;
• ar plokštė užprogramuota prieš ar po patikrinimo;
• kokia sąsaja naudojama programavimui;
• ar programavimo jungtis lieka prieinama;
• ar reikalinga kontrolinė suma, žurnalo failas arba versijos įrašas;
• kas atsitiks, jei programavimas nepavyks;
• ar po perdirbimo lenta turi būti perprogramuota.

Tai vienas iš labiausiai paplitusių spragų tarp inžinerinio bandymo ir gamybos bandymo.

Projektavimo komanda gali žinoti, kaip įkelti programinę-aparatinę įrangą iš laboratorijos kompiuterio. EMS testavimo komandai reikia metodo, kurį būtų galima dokumentuoti, sekti, tikrinti ir pakartoti.

Jei programinė įranga nėra DFT planavimo dalis, funkcinis testavimas gali virsti programavimo trikčių šalinimo sesija dar neprasidėjus tikram bandymui.

Armatūros parengtis priklauso nuo DFT sprendimų

Bandomasis įtaisas nėra tik mechaninis laikiklis.

Tai fizinis ankstesnių sprendimų dėl testavimo rezultatas.

Tvirtinimo paruošimas priklauso nuo:

• kur zondai gali susisiekti su plokšte;
• ar trinkelės yra pakankamai didelės ir tinkamai išdėstytos numatytam metodui;
• ar komponento aukštis blokuoja prieigą;
• ar lentos atrama neleidžia susilenkti kontakto metu;
• ar jungtims reikia sujungti kabelius;
• ar lenta bandoma iš vienos ar abiejų pusių;
• ar bandymas atliekamas prieš dengimą arba gaubto integravimą, ar po jo;
• ar operatoriui reikia sąveikos su brūkšniniu kodu, etikete ar serijos numeriu;
• ar sugedusius įrenginius reikia atskirti ir išbandyti iš naujo.

Jei šie sprendimai paliekami iki vėlumos, surinkimas gali judėti į priekį, o bandymai tampa kliūtimi.

EMS komandai nereikia visos gamybinės įrangos kiekvienai ankstyvai inžinerinei konstrukcijai. Tačiau reikia žinoti numatytą kelią: rankinis bandymas, skraidantis zondas, IRT, ribų nuskaitymas, FCT, laikinas įtaisas, kliento-pateikta sąranka arba gamybos{2}}tikslinis įrenginys.

Tai skirtingos konstrukcijos prielaidos.

Armatūros problema dažnai atrodo kaip plokštės gedimas, kol komanda neįrodo, kad kontaktas, kabelis ar sąranka yra stabili.

Projektas gali būti paruoštasPCB surinkimasir vis dar nesate pasiruošę pakartotiniam bandymui.

DFT planavimas turėtų apibrėžti perdarymo ir pakartotinio tikrinimo kilpą

Testavimas nesibaigia, kai plokštė sugenda.

Kitas klausimas – kas nutinka po nesėkmės.

Be apibrėžto pakartotinio bandymo kelio, pertvarkymo sprendimai gali tapti nenuoseklūs. Vienas technikas gali pakeisti įtariamą komponentą ir pakartoti tik nesėkmingą veiksmą. Kitas gali pakartotinai atlikti visą funkcinį testą. Trečdalis gali praleisti lentą po greito maitinimo{3}}patikrinimo, nes pradinis simptomas išnyko.

Tai sukuria riziką.

Praktiniame DFT plane turėtų būti apibrėžta:

• kokiems gedimams reikalinga inžinerinė peržiūra;
• koks perdirbimas leidžiamas;
• ką reikia patikrinti po pakartotinio darbo;
• ar reikia pakartoti visą bandymo seką;
• ar tikslingas pakartotinis testas yra priimtinas;
• kokie gedimų duomenys turėtų būti registruojami;
• kaip eskaluojami pasikartojantys gedimai.

Tai nėra popierizmas dėl savęs.

Perdirbta PCBA neturėtų būti išleista, nes ji „dabar atrodo gerai“. Jis turėtų būti išleistas, nes sutartas pakartotinio bandymo kelias patvirtina, kad problema uždaryta.

Čia DFT planavimas palaiko ir gamybos efektyvumą, ir kokybės kontrolę.

Ką turėtų apimti DFT{0}}parengtas PCBA paketas

DFT planavimas tampa naudingas, kai jis matomas inžineriniame pakete.

Tai nėra privalomas kiekvienos konstrukcijos dokumentas. Tai būdas parodyti, kokios informacijos gali prireikti, kai bandymo apimtis neapsiriboja paprasta vizualine apžiūra ar galia{1}}tikrinti.

OĮG pirkėjams į praktišką DFT{0}}parengtą paketą gali būti:

Paprastai lentai gali prireikti tik lengvesnio bandymo kelio. Pramoninei valdymo plokštei{1}}gali prireikti išsamesnio DFT paketo. Bandomajai versijai gali prireikti daugiau pakartojamų įrašų nei pirmajam inžineriniam pavyzdžiui.

Svarbus dalykas yra ne dokumento apimtis.

Svarbu, ar EMS komanda turi pakankamai informacijos, kad galėtų išbandyti plokštę, nekurdama bandymo metodo iš spėlionių.

Naudokite testo rezultatus, kad patobulintumėte kitą versiją

DFT nėra vienkartinis{0}}kontrolinis sąrašas.

Pirmoji konstrukcija dažnai moko komandą to, kas nebuvo akivaizdu per maketo peržiūrą.

Po PCBA testavimo ir derinimo OĮG ir EMS komanda turėtų paklausti:

• Kokias nesėkmes buvo sunku išskirti?
• Kurie bandymo veiksmai užtruko ilgiau nei tikėtasi?
• Kurių funkcijų nepavyko patikimai išbandyti?
• Kokius zondo taškus buvo sunku pasiekti?
• Kurie armatūros kontaktai sukėlė klaidingus gedimus?
• Kurie programinės įrangos ar programavimo veiksmai sukėlė painiavą?
• Kurias perdirbtas plokštes reikėjo išbandyti daugiau nei tikėtasi?
• Kurie tyrimo rezultatai kitą kartą turėtų būti registruojami kitaip?

Šis atsiliepimas neturėtų likti tik bandymo srityje.

Ji turėtų pateikti kitą PCB peržiūrą, kitą bandymo procedūrą, kitą armatūros dizainą ir kitą NPI paketą.

Geras DFT procesas paverčia pirmąjį kūrimą mokymosi ciklu.

Kaip tai prijungiama prie PCB surinkimo ir testavimo palaikymo

OĮG pirkėjams DFT planavimas yra naudingiausias, kai jis sujungia plokštės dizainą, surinkimo apimtį, programavimo poreikius, testavimo prieigą ir išleidimo lūkesčius prieš pradedant gamybą.

STHL palaiko OĮG projektus rengdamas surinkimą, planuodamas bandymus irTestavimas ir apžiūra, įskaitant diskusijas apie AOI, IRT, FCT, rentgeno spindulių patikrinimą, programinės aparatinės įrangos programavimo įvestis, įrenginio parengtį, perdarymo ir pakartotinio bandymo lūkesčius ir atsekamumo poreikius.

Tikslas nėra pridėti nereikalingų bandymų.

Tikslas yra, kad bandymo apimtis būtų pakankamai praktiška plokštės funkcijai, gamybos etapui ir rizikos lygiui.

Rengiate PCBA versiją, kuriai reikia aiškesnės prieigos prie bandymo arba funkcinio testavimo planavimo? Pateikite savo projektą perPrašyti kainos pasiūlymoarba elinfo@pcba-china.com.

Išvada

DFT planavimas pagerina PCBA testavimą ir derinimo efektyvumą, nes bandomasis mąstymas perkeliamas prieš plokštę pasiekiant liniją.

Tai padeda OĮG ir EMS komandai apibrėžti, kas turi būti išbandyta, kur reikalinga prieiga, kaip bus įkeliama programinė įranga, koks įtaisas ar kabelio sąranka reikalinga, koks rezultatas laikomas sėkmingu arba nesėkmingu ir kaip sugedusios plokštės turėtų būti derinamos, pertvarkytos ir iš naujo išbandytos.

Lentą, kurią lengva surinkti, ne visada lengva išbandyti.

Plokštė, kurią lengva išbandyti, paprastai yra ta, kurioje prieš surinkimą buvo atsižvelgiama į testavimo prieigą, programavimą, įrenginio parengtį ir derinimo matomumą.

OĮG pirkėjams praktinė pamoka paprasta: geriausias laikas pasiteirauti, kaip bus išbandyta plokštė, yra prieš užrakinant išdėstymo ir konstrukcijos paketą.