电路板组装过程中可消除短路和开路故障的可测试性设计策略

测试是设计制造的重要部分,随着零部件的小型化、产品的日渐复杂和上市时间的缩短,测试问题越来越复杂,电路板功能的扩大使得组装级别的评估及现场维护成为组装工艺过程中的重要问题,本文介绍电路板可测试性设计的三个策略。

  电子组装测试包括两种基本类型:裸板测试和加载测试。裸板测试是在完成线路板生产后进行,主要检查短路、开路、网表的导通性。在工艺过程中还有许多其他的检查和验证方法。加载测试在组装工艺完成后进行,它比裸板测试复杂。

  组装阶段的测试包括:生产缺陷分析(mda)、在线测试(ict)和功能测试(使产品在应用环境下工作)及其三者的组合。最近几年,组装测试还增加了自动光学检测(aoi)和自动x射线检测。它们可提供电路板的静态图像及不同平面上的x射线电路板的分层图像,从而确定虚焊及焊点桥接缺陷。

  研究测试策略的目的在于,要找到适合某一种产品的必不可少的组合测试方案。在开始设计工艺前,要定义实施所需测试的简单策略。在产品研发周期的早期考虑产品的可测性问题,而不是在后期考虑。这会大大降低从最初设计到终测的每个节点的测试成本,并获得较高的节点可测试性。

  通常的测试有五种类型,它们主要的功能如下:

  1、裸板测试:检查未安装元器件的电路板上的开路和短路缺陷;
  2、生产缺陷分析:检查已安装元器件的电路板上焊点的短路和开路缺陷;
  3、在线测试:认证每个单个元器件的运作;
  4、功能测试:认证电路的功能模块的运作;
  5、组合测试:在线测试和功能测试的组合测试。图1给出了多种测试类型的实例,它们有不同的测试条件。

  最佳的测试策略能确保正在执行的每一种测试确实可行。即使生产测试过程在研发周期开始时就已经很好地定义了,但是在设计完成以后,仍然可以改变。从一个已经成功地应用在数百个高密度的设计案例中的通用测试策略可以看到,它影响到以下各方面:

  1、元件通孔的布局要有策略性;
  2、要提供每个布线网络中每个节点的测试接触点;
  3、要接触到电路板两面的每个节点;
  4、网格基准元件和通孔的布局;
  5、正确的测试焊盘形状和间距。

  即使在最高密度的设计中,也仅当在设计周期的每个环节坚持测试策略时,才能实现对电路板的每个面、每种布线网络和每个节点的100%测试。要判断什么是最好的检测和测试策略?取决于检测工艺的可行性、测试策略的经济性分析、产品的生命周期和进入市场的时间要求。

  确定最佳测试策略的另一种方法是评估所有的检测工艺以确定缺陷范围和测试成本。在产品进入市场之前,在设计环节中发现和解决存在的这些问题。

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计