Testul in-circuit (ICT) – designul pentru testabilitate al PCB-urilor (Partea 1)

27 MARTIE 2008

Testul in circuit ne permite testarea parametrilor electrici ai plăcii populate la nivel de componentă.Fiecare nod electric al plăcii electronice este accesat prin intermediul unor pini de testare prin care se transmit stimuli electrici sau se fac măsurători analogice şi digitale.
Diagnoza este foarte precisă, mesajul de eroare este la nivel de componentă şi permite repararea rapidă a defectelor. În timpul testării se poate face şi programarea / verificarea informaţiei înscrise în chip-urile de memorii sau microcontrolere.
Testul in circuit permite detectarea următoarelor erori: scurt circuite, întreruperi de trasee electrice, componente lipsă, avariate sau defectuos plasate, componente cu parametri în afara limitelelor de toleranţă, componente incorect programate, măsurători de timp/frecvenţă în afara limitelor de toleranţă, teste analogice şi digitale eronate realizate cu placa electronică alimentată.
Pentru testul in-circuit se folosesc maşini de testare cu interfaţă standard, contactul între placa electronică şi maşină realizându-se prin intermediul unui adaptor de testare cu pat de cuie (fixture) specific fiecărei plăci.
Avantaj ICT: permite testarea foarte rapidă, accesul este simultan pe toate padurile de testare. Pentru acest tip de test avem nevoie de un design al plăcii electronice cu pad-uri de testare.

ALFA TEST asigură suportul regional în România, Ungaria şi Bulgaria pentru maşinile de testare in-circuit Teradyne.

Foarte important este ca responsabilul cu strategia de testare a produsului să definească foarte clar specificaţiile de testare. În cazul echipamentelor de test in-circuit, deoarece interfaţa de acces este standard, specificaţiile de testare pot fi definite foarte precis. Principalele platforme de test utilizate în lume (şi în România) sunt Teradyne şi Agilent. O parte din companiile EMS provenite din Germania (prezente şi în România) utilizează platforme ICT AeroFlex şi Digital Test, aceste două platforme fiind dezvoltate de companii germane.

TESTABILITATEA Plăcii electronice
Testabilitatea este proprietatea PCB-ului de a permite inginerului de test să definească fără efort procedura de verificare a plăcii electronice la nivelul dorit.
Testabilitatea unei plăci electronice este dată de:
1) Parametri mecanici: forma PCB-ului populat şi varianta constructivă a adaptorului de test.
2) Parametri electrici: accesul probelor de test, metodele de test şi posibilităţile de izolare electrică a componentelor din jur.

Reguli DFT Pini de ghidaj
Referitor la forma plăcii electronice, prima condiţie DFT este existenţa pinilor de ghidaj, neobstrucţionaţi de alte componente, cu următoarele caracteristici: de preferat 3 pini de ghidaj; minimum 2 pini de ghidaj în diagonală; toleranţă maximă 0,05mm; diametru minim 3,25mm; distanţa până la pad-urile de testare minim 0,05mm; distanţa până la marginea PCB-ului minim 3,25mm.

Reguli DFT spaţii libere margini
1) 4mm – este înălţimea maximă a componentelor plasate pe partea inferioară – utilă pentru realizarea adaptoarelor standard. Cu costuri suplimentare se pot realiza adaptoare test ce permit PCB-uri cu componente plasate pe partea inferioară având înălţimea maximă de până la 750mm.
2) 3mm – este suprafaţa minimă a marginilor libere de componente electronice.

Reguli DFT referitoare la plasarea pinilor de test
– Plasarea lor se face de preferinţă pe o singură faţă a PCB-ului;
– Plasarea lor se face echilibrat pe suprafaţa PCB-ului pentru a evita tensiunile mecanice;
– Plasarea se face cât mai aproape de sursa de semnal;
– Se are în vedere plasarea a câte unui pin de test pe fiecare pin neutilizat al circuitelor integrate.

Reguli DFT referitoare la designul pad-urilor de test
– Diametru pad partea inferioară: 0.7mm
– Diametru pad partea superioară: 0,8mm;
– Realizare pe cât posibil a pad-urilor pătrate – aria este mai mare cu 27.5% decât în cazul pad-urilor clasice, rotunde;
– Toleranţă maximă: 0,05mm;
– Distanţa dintre pad-uri: 2,54mm;
– Pad-uri realizate din aliaj de lipit sau alt material conductiv neoxidant;
– Distanţa minimă pad – margine PCB – 3mm.

Reguli DFT referitoare la spaţiul dintre pad-urile de test
– Preferabil: d ³ 0.085″ – permite utilizarea pinilor de test în tehnologie de 100 mil;
– Acceptabil: 0.085″ > d ³ 0.070″ – permite utilizarea pinilor de test în tehnologie de 75 mil;
– Utilizare limitată: 0.070” > d ³ 0.050” – permite utilizarea pinilor de test în tehnologie de 50 mil;
– Este de preferat o distanţă minimă de 0.050″ de la marginea pad-ului de test la cel mai apropiat pin al componentei;
– Este de preferat o distanţă minimă de 0.050″ de la marginea pad-ului de test până la cel mai apropiat punct al componentei;
– Este de preferat să avem cel puţin 0.030″ distanţă de la marginea pad-ului de test până la cel mai apropiat punct al componentei dacă înălţimea acesteia este sub 0.100″. Peste 0.100″ este necesară o distanţă pad-componentă de minim 0.050″.
Referitor la densitatea probelor de testare există şi aici reguli de design ale PCB-ului:
– Densitatea probelor este invers proporţională cu grosimea PCB-ului;
– Densitatea probelor este direct proporţională cu aria liberă aflată în jur conform regulilor descrise mai jos:
– Regula A – permite numărul maxim desemnat de probe cu condiţia ca într-o arie circulară de 1 inch (25.4 mm) să nu mai existe alte probe;
– Regula B – permite numărul maxim desemnat de probe cu condiţia ca într-o arie circulară cu diametru de 3 inch (7.62 mm) să nu mai existe alte probe;
– Regula C – permite numărul maxim desemnat de probe cu condiţia ca într-o arie circulară cu diametru de 4,76 inch (12.09 mm) să nu mai existe alte probe;
– Regula D – permite numărul maxim desemnat de probe cu condiţia ca într-o arie circulară cu diametru de 2 inch (5.08 mm) să nu mai existe alte probe.

Reguli DFT pentru pini de alimentare
– Maxim 2A pot fi preluaţi de o probă tip 0.100″;
– Minim 3 pini de alimentare şi 3 pini de masă trebuie alocaţi;
– Atenţie la planurile de masă din interiorul adaptorului – interconectarea lor trebuie să fie perfectă!

Reguli DFT referitoare la vacuum
– Toate traseele ce trec dintr-o parte în alta a plăcii (via) trebuie să fie acoperite cu mască;
– Toate pad-urile THT neutilizate trebuie acoperite cu aliaj de lipit;
– Între PCB şi capacul de vacuum trebuie păstrată o distanţă de 0.125″ (3,12 mm).

Tipuri de pini de test ce pot fi utilizaţi
Probele de test se diferenţiază prin forma constructivă, dimensiuni, forţa de apăsare.
Mai jos avem o exemplificare a principalelor tipuri de pini de test. Ca regulă este de preferat plasarea probelor pe pad-urile de test, dar rezultate bune se obţin şi dacă pinii de test sunt plasaţi pe pinii componentelor THT. Este de preferat ca pinii de test să nu fie poziţionaţi pe trasee tip via, dar pentru mărirea testabilităţii de multe ori se încalcă această regulă. Pinii cei mai utilizaţi sunt cei ascuţiţi, în cazul vias-urilor folosindu-se pini ascuţiţi cu mărimea conului în funcţie de designul PCB-ului. Dacă conul este prea lung se poate forţa/distruge masca / izolarea de vacuum de pe traseul via, iar dacă acest con este prea scurt sau forma sa nu este asimetrică putem să avem probleme dese de contact. În cazul în care este necesar accesul pe componentele THT folosim diverşi pini cu structură tip coroană. Aceşti pini sunt predispuşi la contaminare cu flux rezidual şi dacă sesizăm acest fenomen este bine să utilizăm pini cu autocurăţare care execută o mişcare combinată – apăsare -înşurubare. Pinii tip cupă se utilizează în cazul accesului la pini cu circumferinţă semisferică, în special conectori.

Principalii producători de cuie de test sunt ECT (cuie tip POGO), QA şi INGUN.
Referitor la adaptoarele mecanice ICT, ALFA TEST oferă dezvoltatorilor de test în circuit kit-uri construite de firma H+W Test Inc. H+W Test Products Inc., ( www.HWTestProducts.com) este cel mai important producător independent de kit-uri de adaptoare de test (fixtures) localizat în Statele Unite, Massachussets. H+W Test Products Inc. produce în principal kit-uri de adaptoare de test pentru platformele Teradyne, Agilent, TRI, Aeroflex, Checksum.
Pentru defectele de materiale şi de producţie, H+W Test Products oferă o garanţie de un an pentru toate produsele. Tratamentul ESD al panoului pentru acces “top” este făcut şi în interior, nu numai aplicat la suprafaţă, iar toate perforările sunt făcute cu burghie de mare precizie pentru a evita flexarea panoului de test. Panoul standard pentru acces probe “top” este de 5mm, existând şi varianta de 8mm. Panoul standard pentru probe “bottom” este de 9.5mm, dar se poate ajunge şi la 19mm. (cu excepţia kit-urilor ICT pentru Agilent unde dimensiunea standard a panoului este de 14.2mm).

ALFA TEST a semnat contractul de distribuţie a adaptoarelor H+W pentru România, Ungaria, Bulgaria, Serbia şi Slovenia. Pentru mai multe informaţii vizitaţi www.HWTestProducts.com, unde sunt disponibile toate datele referitoare la kit-urile ICT standard.

Ing. Marius Toader – ALFA TEST
Mobil:+40 723 524 364
marius.toader@alfatest.ro
www.alfatest.ro

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *

  • Folosim datele dumneavoastră cu caracter personal NUMAI pentru a răspunde comentariilor/solicitărilor dumneavoastră.
  • Pentru a primi raspunsuri adecvate solicitărilor dumneavoastră, este posibil să transferăm adresa de email și numele dumneavoastră către autorul articolului.
  • Pentru mai multe informații privind politica noastră de confidențialitate și de prelucrare a datelor cu caracter personal, accesați link-ul Politica de prelucrare a datelor (GDPR) si Cookie-uri.
  • Dacă aveți întrebări sau nelămuriri cu privire la modul în care noi prelucrăm datele dumneavoastră cu caracter personal, puteți contacta responsabilul nostru cu protecția datelor la adresa de email: gdpr@esp2000.ro
  • Abonați-vă la newsletter-ul revistei noastre