可測試性設計

1、.產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室. DFMDFADFT.前提前提 目標目標 Save TIME產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室保證產品故障檢測覆蓋率完全保證產品故障檢測覆蓋率完全使測試點數(shù)使測試點數(shù)使夾具復雜度使夾具復雜度 COST downWhy .產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室 減少通過設計到生產所需的時間減少通過設計到生產所需的時間 降低生產成本降低生產成本 最小化設計工程師在生產建立過程中的參與度最小化設計工程師在生產建立過程中的參與度 增進設計、工業(yè)工程和制造方面的合作與聯(lián)系增進設計、工業(yè)工程和制造方面的合作與聯(lián)系 降低產品初期及整個生命周期的費用降低產品初期及整個生命周期的費用 減少測試時間，消除生產

2、延誤減少測試時間，消除生產延誤 保證更有效的現(xiàn)場診斷與修理保證更有效的現(xiàn)場診斷與修理 提供更精確到器件和針級的診斷提供更精確到器件和針級的診斷.1. 1. 測試作用測試作用/ /目的目的2. PCB2. PCB發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢3. 3. 常見故障類型和比例常見故障類型和比例4. 4. 確定測試方案的根據(jù)確定測試方案的根據(jù)5. 5. 應用應用 產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室.產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室1.1.經(jīng)濟上，可避免缺陷的產品交付用戶，降低返修經(jīng)濟上，可避免缺陷的產品交付用戶，降低返修 率率, ,減少庫存，降低成本，減少庫存，降低成本， 提高顧客滿意度。提高顧客滿意度。2.2.技術上，及早發(fā)現(xiàn)生產

3、工藝問題，促使工藝的不技術上，及早發(fā)現(xiàn)生產工藝問題，促使工藝的不斷改進和完善。斷改進和完善。 以盡可能低的測試成本實現(xiàn)最大的測試覆蓋率以盡可能低的測試成本實現(xiàn)最大的測試覆蓋率必須迅速診斷出損壞的器件及其原因必須迅速診斷出損壞的器件及其原因. 近年來，生產的潮流正向近年來，生產的潮流正向PCB小型化發(fā)展。成本、空小型化發(fā)展。成本、空間縮減、更快的操作速度以及電路的合并是主要原因。間縮減、更快的操作速度以及電路的合并是主要原因。 產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室PCB小型化小型化越來越復雜的電路越來越復雜的電路放置測試點的空間越來越少放置測試點的空間越來越少.產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室 利用利用SMT技術所

4、節(jié)省的空間通常用來添加更多的電路，技術所節(jié)省的空間通常用來添加更多的電路，導致使用更復雜的導致使用更復雜的LSI電路、更大的數(shù)據(jù)總線、更多的電路、更大的數(shù)據(jù)總線、更多的Fine-pitch 引腳，而用于網(wǎng)路的空間卻越來越少。引腳，而用于網(wǎng)路的空間卻越來越少。.裝配過程所造成的故障比例裝配過程所造成的故障比例（Opens,Shorts,Missing Opens,Shorts,Missing Part)Part)近九成近九成。產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室.a.a.數(shù)量數(shù)量 b.b.重要性重要性c.c.復雜程度復雜程度/ /尺寸尺寸d.d.能承受的預算能承受的預算 e.e.應用技術（應用技術（RT,C

5、PURT,CPU，模擬，數(shù)字，模擬，數(shù)字,etc.,etc.）f.f.產品設計是否遵循可測試性原則產品設計是否遵循可測試性原則 產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室.下料機不合格品分離機再流焊爐作業(yè)臺中間傳送機SMT貼裝機全自動圖象絲網(wǎng)印刷機上料機 在線測試儀，邊界掃描儀，等等 測試在生產線上的應用測試在生產線上的應用產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室. 只能針對模擬器件進行簡單的裝配故障測試。如電只能針對模擬器件進行簡單的裝配故障測試。如電阻、電容、二極管以及三極管等的阻、電容、二極管以及三極管等的opens、shorts 、 missing 等。等。KTS2000，SCOPION產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室.ICT

6、是生產過程測試的最基本的方法，具有很強的是生產過程測試的最基本的方法，具有很強的裝配故障診斷能力。裝配故障診斷能力。 a. 針床測試針床測試 ：適用于批量大、種類少，設計已定型的產品。適用于批量大、種類少，設計已定型的產品。TESCON，GENRAD，TERADYN b.飛針測試飛針測試 ：適用于批量小，種類多，尚未成熟的產品。適用于批量小，種類多，尚未成熟的產品。TAKAYA產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室.- PRESS FIXTURE- Different fixture for each different kind of PBA產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室In-Circuit Tester產業(yè)化

7、辦公室產業(yè)化辦公室 Flying-probe In-Circuit Tester.專用檢測器來檢測專用信號的感應值需檢查引腳的焊盤加一專用信號產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室.a.電容耦合測試技術 b.結效應測試技術c.射頻電感測試技術 - a.自動光學檢測(automated optical inspection)b.自動激光三角測量(automated laser triangulation)產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室. a.X射線透射法(Transmission X-ray) b.X射線分層法(X-ray Laminography) 產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室.產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室Multi T

8、ester - Vacuum Pump Combine . 功能測試定義為輸入激勵和輸出信號測量在電路功能測試定義為輸入激勵和輸出信號測量在電路板上的應用，輸出信號同一個期望結果相比較。板上的應用，輸出信號同一個期望結果相比較。 產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室功能測試功能測試驗證功能驗證功能 功能測試系統(tǒng)應能在設計速度下有效運行功能測試系統(tǒng)應能在設計速度下有效運行.產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室-高故障覆蓋率高故障覆蓋率-高可信度高可信度a. 仿真技術可應用程度（生成測試程序）仿真技術可應用程度（生成測試程序） b. 在有限投入與時間壓力下能選擇的診斷在有限投入與時間壓力下能選擇的診斷 策略策略設計設計的

9、的功能測試系統(tǒng)的前提功能測試系統(tǒng)的前提.產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室 實現(xiàn)功能測試的方法實現(xiàn)功能測試的方法 a.直接模擬實際操作直接模擬實際操作 b.通用功能測試商業(yè)系統(tǒng)通用功能測試商業(yè)系統(tǒng) c.自測試，直接加裝診斷電路自測試，直接加裝診斷電路 缺點：診斷故障的能力有限，通常只能缺點：診斷故障的能力有限，通常只能 追蹤到電路特定區(qū)域的故障，追蹤到電路特定區(qū)域的故障， 無法精確到特定元件。無法精確到特定元件。.產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室1.通用 a.仿真儀 - Simulator b.邏輯分析儀 - Logic Analyzer c.示波器 - Oscilloscope d.萬用表 - Multi-m

10、eter e.信號發(fā)生器 - Signal Generator etc.功能測試的主要輔助測試儀功能測試的主要輔助測試儀2.專用 針對不同類型的產品或系統(tǒng).ProcessCostProgramDevelopmentTest SpeedFaultsDetectedProgramDevelopmentICTlowlowvery fastopens,shorts,missing,bypass,tolerance,funct.hi-speed parametricMDAlowlowvery fastopens,shorts,tolerancemissing bypass,functionVectorl

11、ess lowlowfastopensshorts, tolerance,functionComparative Analyses of Test ProcessesTable 1產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室.Visionhighminimalslowopen, shortson visiblepartstolerance, function,unviewableconnectionsX-rayhighlowslowsolderopens,shorts,alignment,outlinetolerance, functionB-Scanlowminimalmedium/fastopens,shor

12、ts onboundarycells,internaltolerance, function,parts w/o boundaryscanFunctionalmediumlow to veryexpensivefast exceptfordiagnosticsspecifiedtestparameterscomponentparametrics notevident in the circuitProcessCostProgramDevelopmen Test SpeedFaultsDetectedProgramDevelopment產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室. 測試測試- -任何生產過程必不可

13、缺任何生產過程必不可缺產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室.定義：定義：可測試性指是以最簡化方法判定電可測試性指是以最簡化方法判定電子產品的電路或器件的性能否達到精子產品的電路或器件的性能否達到精確期望值。確期望值。產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室.主要內容：主要內容：1. 1. 如何更快速地生成測試程序？如何更快速地生成測試程序？2.2.測試點的可測試性如何？測試點的可測試性如何？3.3.故障覆蓋的全面性如何？故障覆蓋的全面性如何？產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室在產品生命周期內（包括構思、設計、生產，售后在產品生命周期內（包括構思、設計、生產，售后服務）如何滿足產品性能指標所規(guī)定的測試要求？服務）如何滿足產品性能指標

14、所規(guī)定的測試要求？. 在產品設計前建立測試方案在產品設計前建立測試方案 在產品設計過程中完善測試方案在產品設計過程中完善測試方案產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室.產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室1. 定位孔定位孔 - Tooling Hole2. 公差公差 - Tolerance3. 夾具夾具 - Fixture4. 探針探針 - Probe 1 inch ( 1) = 25.4 mm 1 mil = 0.001 inch可測試設計需要注意的問題可測試設計需要注意的問題. 對角線相對對角線相對 公差公差 +/- 2 mils 直徑直徑 +3/-0 mils 孔上不應有金屬鍍層孔上不應有金屬鍍層 離邊界距離離邊

15、界距離0.125 產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室 定位孔周圍需空余的尺寸定位孔周圍需空余的尺寸a. 采用密封技術采用密封技術ICT的測試夾具：的測試夾具： 0.125b.采用針床技術采用針床技術ICT的測試夾具：的測試夾具： 0.375一塊電路板應有一塊電路板應有2 2或或3 3個定位孔個定位孔.產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室 應用表面貼裝技術的應用表面貼裝技術的 PCB，必須使用測試焊盤進行探測。，必須使用測試焊盤進行探測。 原因：原因： a.直接探測引腳可能導致引腳的損壞直接探測引腳可能導致引腳的損壞b.引腳可能被探針頂至焊盤，形成暫時的連通引腳可能被探針頂至焊盤，形成暫時的連通 從經(jīng)濟性和可靠性的角

16、度出發(fā)，應盡量選用從經(jīng)濟性和可靠性的角度出發(fā)，應盡量選用100 mil的的 測試探針（對應測試探針（對應35 mil的測試焊盤）。的測試焊盤）。 50 mil & 75 mil - more expensive, less accuracy 測試點密度應測試點密度應 12 points per square inch。 (8 oz probes) 對于高對于高PCB器件（器件（0.2），應給予額外的空間），應給予額外的空間 器件周圍器件周圍0.20范圍內不能設置測試焊盤范圍內不能設置測試焊盤. 測試點公差測試點公差 +/- 2 mils 測試點應均勻分布，以平衡來自測試針的機械力。測試

17、點應均勻分布，以平衡來自測試針的機械力。 測試點應盡量靠近信號發(fā)生源，以避免來自其它器件的電測試點應盡量靠近信號發(fā)生源，以避免來自其它器件的電 子干擾。子干擾。 產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室 在在Vcc和和Ground處放置一些測試點，以確認電力是否均勻分處放置一些測試點，以確認電力是否均勻分 布。布。 測試點應有焊錫覆蓋或采用抗氧化材料測試點應有焊錫覆蓋或采用抗氧化材料(如金等如金等)。焊錫雖然。焊錫雖然 會氧化，但可被尖銳的測試針輕易穿透。從而達到良好的電會氧化，但可被尖銳的測試針輕易穿透。從而達到良好的電 性接觸。性接觸。. 為網(wǎng)絡提供最佳的測試焊盤，最好在底（或波峰）面。為網(wǎng)絡提供最佳的測

18、試焊盤，最好在底（或波峰）面。 a. 盡量將測試焊盤置于底面，避免使用昂貴的雙面夾具。盡量將測試焊盤置于底面，避免使用昂貴的雙面夾具。 b. 條件允許的話，測試焊盤應為方形，直徑條件允許的話，測試焊盤應為方形，直徑0.035，公差，公差+/- 0.003 保證測試焊盤遠離板子邊緣至少保證測試焊盤遠離板子邊緣至少0.075 (1=25.4mm) 0.075 inch=1. 905mmTest Pad產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室. 測試焊盤尺寸最小測試焊盤尺寸最小0.040“，遠離鄰近焊盤或元件體，遠離鄰近焊盤或元件體 至少至少0. 0450.040 inch0.045 inchChipPad產業(yè)化辦

19、公室產業(yè)化辦公室.Minimum Test Pad Positioning and SizeIdeally 0.100Dont crowd test pads.Leave normally 0.0180.0500.0150.035產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室.通過使用帶有中斷的門電路或脈沖發(fā)生器，使其具有中斷通過使用帶有中斷的門電路或脈沖發(fā)生器，使其具有中斷時時 鐘能力鐘能力為總線驅動器件提供三態(tài)控制。為總線驅動器件提供三態(tài)控制。為探測焊盤提供中斷功能。為探測焊盤提供中斷功能。產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室.如測試要求編程如測試要求編程/清除，在清除，在Flash Memory上提供編程電壓上提供編程電

20、壓控制?？刂啤闊o測試儀接觸的元件提供一替代的測試方法。為無測試儀接觸的元件提供一替代的測試方法。制定功能測試準則。制定功能測試準則。制定診斷計劃，快速顯示或標示出有問題的元件制定診斷計劃，快速顯示或標示出有問題的元件/節(jié)點。節(jié)點。產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室.OscillatorOscillatorEnableVccTest PointTest Point產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室a. On-board 時鐘要求可被有效的中斷時鐘要求可被有效的中斷b. 時鐘源必須能被測試設備控制時鐘源必須能被測試設備控制Controlling Time.EnableEnable產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室外部控制與輸

21、出線路不能直接接地或外部控制與輸出線路不能直接接地或VccEnabling Test .產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室復位復位(Reset)、控制、控制(Control)、激活、激活(Enable)不要一起接不要一起接于于Vcc上。上。 測試設備可獨立測試各端。測試設備可獨立測試各端。Separate Resets and Enables.產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室Power-on復位電路應能被測試儀驅動，使測試儀能掌握電復位電路應能被測試儀驅動，使測試儀能掌握電路狀態(tài)路狀態(tài).產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室晶振的晶振的Enable端和低通濾波器的端和低通濾波器的Hold端應該分端應該分開控制開控制.產業(yè)化辦公室產業(yè)化辦公室ASICs and PAL