在線測試環(huán)境的DFT準(zhǔn)則設(shè)計

1、在線測試環(huán)境的DFT準(zhǔn)則設(shè)計2000-11-17隨著印刷電路板節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加，PCB測試變得越來越難，從而給生產(chǎn)者提出了新的挑戰(zhàn)。同時，激烈的競爭和用戶對高質(zhì)量PCB的需求，使人們對PCB性能和缺陷檢測提出了更高的要求。在這樣的壓力下要想在較短的時間內(nèi)推出更可靠的產(chǎn)品，工程師們必須全面關(guān)注PCB制造的過程。通過對整個流程進(jìn)行評測，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計階段在改進(jìn)整個PCB的可測性方面具有巨大的潛力。PCB測試方法已有了相應(yīng)改進(jìn)(圖l。目前，復(fù)雜的PCB要求制造過程使用多種測試方法：自動X射線檢測、簡化的ICT測試和功能測試?；镜臏y試策略是利用每一種測試技術(shù)，包括X射線檢測/ICT測試/功能測試，以最大限

2、度的檢測故障并使測試冗余最小。X射線檢測能夠檢測出通常的焊接錯誤如短路呼開路、或焊料的不足和過量。簡化的ICT測試無需進(jìn)行全部節(jié)點(diǎn)訪問并減少了夾具探針的數(shù)量，因而減少了夾具接觸問題和重復(fù)測試的發(fā)生。功能測試主要是檢查PCB的整個運(yùn)行情況。表l表明了在應(yīng)用這一策略進(jìn)行ICT測試時需要的探測訪問次數(shù)。DFT的重要性可測性設(shè)計(DFT技術(shù)使得工程師能夠使用最先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行全面快速地測試PCB及各組件。由于DFT能夠有效地提高PCB質(zhì)量并顯著減少測試開發(fā)時間和費(fèi)用，因而應(yīng)用日益廣泛。為了使每塊電路板以最低的成本進(jìn)行精確地檢測、診斷和修復(fù)生產(chǎn)過程中的故障，某些制造商采用兩種或兩種以上的PCB測試手段。其

3、中最有效的方法是將自動化X射線檢測與改進(jìn)的傳統(tǒng)ICT測試相結(jié)合。這種方法改變了整個測試模式，并對復(fù)雜P C B的DFT準(zhǔn)則產(chǎn)生很大的影晌。新的測試準(zhǔn)則，必須在保護(hù)ICT需求的同時，確保自動化X射線系統(tǒng)測試的有效。DFT在適應(yīng)多測試性能方面是非常重要的，也為PCB制造商帶來了實(shí)質(zhì)性的利益。通過縮短開發(fā)周期，DFT有利于提高測試的可重復(fù)性、測試診斷性和測試吞吐量，從而降低了總體費(fèi)用。高效的測試也優(yōu)化了的生產(chǎn)速度，從而加快產(chǎn)品投放市場的步伐。通過高效地檢測潛在的生產(chǎn)缺陷，DFT使設(shè)計工程師有更多的時間進(jìn)行未來策略的研究。DFT測試準(zhǔn)則由于制造商使用混合X射線/ICT的測試策略，新的DFT準(zhǔn)則使整個生

4、產(chǎn)過程更高效。主要的內(nèi)容有：ICT、節(jié)點(diǎn)訪問、策略使用、策略設(shè)計和常規(guī)表面裝配工藝(SMT。目前大多數(shù)的ICT準(zhǔn)則都適用于混合X射線/ICT測試環(huán)境。它們包括測試焊盤的尺寸和位置、器件非使能端和初始化、數(shù)字輸入節(jié)點(diǎn)及邊界掃描的使用。ICT準(zhǔn)則在混合測試方法中進(jìn)行全節(jié)點(diǎn)訪問時容易改變。在X射線檢測之前，簡化的ICT不需要全部的探測訪問。節(jié)點(diǎn)訪問提供了對數(shù)字功能、邊界掃描、二極管中的單個電阻、以及分立模擬器件最少量的測試。節(jié)點(diǎn)訪問還排除了未連接管腳器件的檢測(圖2。在混合測試環(huán)境中，X射線檢測能夠查出所有的不應(yīng)該出現(xiàn)的短路點(diǎn)，并將ICT從被訪問節(jié)點(diǎn)的探測中釋放出來。在ICT測試過程中，PCB時鐘必

5、須暫停，總線數(shù)字器件必須處于非工作狀態(tài)。去掉測試焊盤時，必須維持節(jié)點(diǎn)的訪問以使時鐘和數(shù)字器件處于非工作態(tài)。另一個應(yīng)用是作為一種軟件工具，以決定在復(fù)雜PCB中哪一個探針應(yīng)該去掉?簡化的ICT過程能夠智能地去掉測試夾具探針。然而，PCB需保留大量的電源和地節(jié)點(diǎn)的測試焊盤，這可以保證因氧化或不清潔產(chǎn)生的接觸電阻引起的電壓下降的幅度最小。因此，需根據(jù)N+l原則保留對電源和地測試焊盤的接觸，其中N是電源電流，單位是安培。使用地測試焊盤的數(shù)量要比電源焊盤的數(shù)量大約多4到5倍。元件的使用和設(shè)計元件的使用準(zhǔn)則要確保充分利用電阻器包，并使每一電阻器包內(nèi)的電阻數(shù)最大。這是由于在一個混合X射線/ICT測試的環(huán)境3所

6、有分立模擬器件和每一電阻器包里的每一電阻都需要探測訪問。DFT準(zhǔn)則盡可能的利用大型多元件數(shù)字器件。一個包內(nèi)元件數(shù)量的增大會提高探測利用效率。大規(guī)模數(shù)字電路也需使用邊界掃描技術(shù)，以減少ICT探測的數(shù)量。用邊界掃描信號寫一個測試過程，有利于驗證器件的類型、方位和操作。這應(yīng)該符合IEEE ll49.l標(biāo)準(zhǔn)，盡可能使用識別寄存器和標(biāo)準(zhǔn)邊界掃描DFT建議。X射線束以一定的角度旋轉(zhuǎn)并穿透PCB，可以觀測焊點(diǎn)。一個PCB會偶爾包含一種從多角度嚴(yán)重衰減X射線的元件。所以3在器件使用準(zhǔn)則中指出，要避免在IC焊盤下直接出現(xiàn)電容、微詞電路和BGA封裝的器件。選擇管腳l大于其它管腳的器件有助于以手工視覺檢測。在X射線

7、檢測系統(tǒng)中，這種器件增加了測試開發(fā)時間。建議盡量避免器件管腳l的不同尺寸。應(yīng)標(biāo)明器件的極性或方向。器件設(shè)計準(zhǔn)則中強(qiáng)調(diào)，在不使用邊界掃描時， ASIC應(yīng)使用最少的管腳數(shù)來完成器件功能的一個子集。使用這些功能，在沒有拓?fù)錄_突的條件下使PCB布線接觸與這些管腳相連的節(jié)點(diǎn)。為了簡化ICT探針的搬移，準(zhǔn)則提供了N A N D樹設(shè)計的最小器件管腳數(shù)。器件的設(shè)計也保證僅用幾個管腳來實(shí)現(xiàn)內(nèi)建自測試（BIST），而其它的管腳浮空處于任意狀態(tài)。常規(guī)SMT準(zhǔn)則優(yōu)化了焊接表面焊盤和引腳的尺寸，防止長焊盤上出現(xiàn)短引腳。常規(guī)SMT利用回流焊接過程來減少焊料變化及BGA和CGA器件的橢圓形焊盤。如圖3所示。其它的建議準(zhǔn)則為

8、精確觀察焊點(diǎn)圖象，X射線檢測系統(tǒng)必須測定PCB表面到X射線源的距離。系統(tǒng)通過使用一個激光源和表面焊點(diǎn)圖來完成。要有一個激光可見的電源和地線層的表面焊點(diǎn)圖。電源和地層應(yīng)靠近PCB表面，并覆蓋整個板的同一個布線層。焊點(diǎn)、元件和測試焊盤必須與PCB邊緣保持一定的距離。當(dāng)在傳送PCB時，所有的焊點(diǎn)和元件必須距離PCB邊緣至少3毫米。同樣，應(yīng)該保持測試點(diǎn)與PCB邊緣同樣的距離。CAD數(shù)據(jù)的測試轉(zhuǎn)化通常是自動化的，這個轉(zhuǎn)化取決于測試過程，測試過程可能只對相對于一個參考標(biāo)識的元件進(jìn)行轉(zhuǎn)化。給器件分配一個參考標(biāo)識之后，如RF屏蔽，它的AD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化過程中可能不會出現(xiàn)。在同一功能中盡可能用同一種器件，若PCB中器件有細(xì)微的差別，測試開發(fā)時間將增加，從而使測試工程師花費(fèi)更多的時間用于復(fù)制元件號和測試不同器件的差別。測試程序和儀器信息在DFT過程中是很重要的。使用測試系統(tǒng)的PCB參數(shù)規(guī)范是非常明智的。這包括最大尺寸，最小/最大厚度，頂層/底層清除，重量和節(jié)點(diǎn)命名規(guī)