隨著
電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸越來越小,目前出現(xiàn)了兩個特別引人注目的問題︰一是可接觸的
電路節(jié)點越來越少;二是像在線測試( In-Circuit-Test )這些方法的應(yīng)用受到限制。為了解決這些問題,可以在電路布局上采取相應(yīng)的措施,采用新的測試方法和采用創(chuàng)新性適配器解決方案。
(/S6b 通過遵守一定的規(guī)程( DFT-Design for Testability ,可測試的設(shè)計),可以大大減少生產(chǎn)測試的準備和實施費用。這些規(guī)程已經(jīng)過多年發(fā)展,當然,若采用新的生產(chǎn)技術(shù)和組件技術(shù),它們也要相應(yīng)的擴展和適應(yīng)。本文主要介紹電路可測試性的相關(guān)知識,以及如何提高電路可測試性。
94?/Rhs5 1、什么是可測試性
)1g\v8XT 可測試性的意義可理解為︰測試工程師可以用盡可能簡單的方法來檢測某種組件的特性,看它能否滿足預(yù)期的功能。簡單地講就是︰
Qnx?5R-}ZU l.檢測產(chǎn)品是否符合技術(shù)規(guī)范的方法簡單化到什幺程度?
39x
4( 編制測試程序能快到什幺程度?
'8LHX6FXK 發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品故障全面化到什幺程度?
d>0 j!+s 接入測試點的方法簡單化到什幺程度?
@P">4xVX{ 為了達到良好的可測試必須考慮機械方面和電氣方面的設(shè)計規(guī)程。當然,要達到最佳的可測試性,需要付出一定代價,但對整個工藝流程來說,它具有一系列的好處,因此是產(chǎn)品能否成功生產(chǎn)的重要前提。
55Xfu/hQ 2、為什么要發(fā)展測試友好技術(shù)
#dFE}!"#` 過去,若某一產(chǎn)品在上一測試點不能測試,那幺這個問題就被簡單地推移到直一個測試點上去。如果產(chǎn)品缺陷在生產(chǎn)測試中不能發(fā)現(xiàn),則此缺陷的識別與診斷也會簡單地被推移到功能和系統(tǒng)測試中去。
[KMS/'; ] 相反地,今天人們試圖盡可能提前發(fā)現(xiàn)缺陷,它的好處不僅僅是成本低,更重要的是今天的產(chǎn)品非常復(fù)雜,某些制造缺陷在功能測試中可能根本檢查不出來。例如某些要預(yù)先裝軟件或編程的組件,就存在這樣的問題。(如快閃存儲器或 ISPs ︰ In-System Programmable Devices 系統(tǒng)內(nèi)可編程
器件)。這些組件的編程必須在研制開發(fā)階段就計劃好,而測試系統(tǒng)也必須掌握這種編程。
9Qq%Fw_ 測試友好的電路設(shè)計要費一些錢,然而,測試困難的電路設(shè)計費的錢會更多。測試本身是有成本的,測試成本隨著測試級數(shù)的增加而加大;從在線測試到功能測試以及系統(tǒng)測試,測試費用越來越大。如果跳過其中一項測試,所耗費用甚至?xí)。一般的?guī)則是每增加一級測試費用的增加系數(shù)是 10 倍。通過測試友好的電路設(shè)計,可以及早發(fā)現(xiàn)故障,從而使測試友好的電路設(shè)計所費的錢迅速地得到補償。
bV:MOj^ 3、文件資料怎樣影響可測試性
g(R!M0hdF 只有充分利用組件開發(fā)中完整的數(shù)據(jù)資料,才有可能編制出能全面發(fā)現(xiàn)故障的測試程序。在許多情況下,開發(fā)部門和測試部門之間的密切合作是必要的。文件資料對測試工程師了解組件功能,制定測試戰(zhàn)略,有無可爭議的影響。
[7l5p(= 為了繞開缺乏文件和不甚了解組件功能所產(chǎn)生的問題,測試系統(tǒng)制造商可以依靠軟件工具,這些工具按照隨機原則自動產(chǎn)生測試模式,或者依靠非矢量相比,非矢量方法只能算作一種權(quán)宜的解決辦法。
k;<F33v;Mh 測試前的完整的文件資料包括零件表,電路設(shè)計圖數(shù)據(jù)(主要是
CAD 數(shù)據(jù))以及有關(guān)務(wù)組件功能的詳細資料(如數(shù)據(jù)表)。只有掌握了所有信息,才可能編制測試矢量,定義組件失效樣式或進行一定的預(yù)調(diào)整。
;+n25_9 某些機械方面的數(shù)據(jù)也是重要的,例如那些為了檢查組件的焊接是否良好及定位是否所需要的數(shù)據(jù)。最后,對于可編程的組件,如快閃存儲器, PLD 、 FPGA 等,如果不是在最后安裝時才編程,是在測試系統(tǒng)上就應(yīng)編好程序的話,也必須知道各自的編程數(shù)據(jù)?扉W組件的編程數(shù)據(jù)應(yīng)完整無缺。如快閃
芯片含 16Mbit 的數(shù)據(jù),就應(yīng)該可以用到 16Mbit ,這樣可以防止誤解和避免地址沖突。例如,如果用一個 4Mbit 存儲器向一個組件僅僅提供 300Kbit 數(shù)據(jù),就可能出現(xiàn)這種情況。當然數(shù)據(jù)應(yīng)準備成流行的
標準格式,如 Intel 公司的 Hex 或 Motorola 公司的 S 記錄結(jié)構(gòu)等。大多數(shù)測試系統(tǒng),只要能夠?qū)扉W或 ISP 組件進行編程,是可以解讀這些格式的。前面所提到的許多信息,其中許多也是組件制造所必須的。當然,在可制造性和可測試性之間應(yīng)明確區(qū)別,因為這是完全不同的概念,從而構(gòu)成不同的前提。
A{wk$`vH 4、良好的可測試性的機械接觸條件
Yez 如果不考慮機械方面的基本規(guī)則,即使在電氣方面具有非常良好的可測試性的電路,也可能難以測試。許多因素會限制電氣的可測試性。如果測試點不夠或太小,探針床適配器就難以接觸到電路的每個節(jié)點。如果測試點位置誤差和尺寸誤差太大,就會產(chǎn)生測試重復(fù)性不好的問題。在使用探針床配器時,應(yīng)留意一系列有關(guān)套牢孔與測試點的大小和定位的建議。
]{AHKyA{: 5、最佳可測試性的電氣前提條件
UoJMOw[ 電氣前提條件對良好的可測試性,和機械接觸條件一樣重要,兩者缺一不可。一個門電路不能進行測試,原因可能是無法通過測試點接觸到激活輸入端,也可能是激活輸入端處在
封裝殼內(nèi),外部無法接觸,在原則上這兩情況同樣都是不好的,都使測試無法進行。在設(shè)計電路時應(yīng)該注意,凡是要用在線測試法檢測的組件,都應(yīng)該具備某種機理,使各個組件能夠在電氣上絕緣起來。這種機理可以借助于禁止輸入端來實現(xiàn),它可以將組件的輸出端控制在靜態(tài)的高歐姆狀態(tài)。
b~?3HY:t~K 雖然幾乎所有的測試系統(tǒng)都能夠逆驅(qū)動( Backdriving )方式將某一節(jié)點的狀態(tài)帶到任意狀態(tài),但是所涉及的節(jié)點最好還是要備有禁止輸入端,首先將此節(jié)點帶到高歐姆狀態(tài),然后再“平緩地”加上相應(yīng)的電平。
GXR7Ug}k 同樣,節(jié)拍發(fā)生器總是通過激活引線,門電路或插接電橋從振蕩器后面直接斷開。激活輸入端決不可直接與電路相連,而是通過 100 歐姆的電阻與電路連接。每個組件應(yīng)有自己的激活,復(fù)位或控制引線腳。必須避免許多組件的激活輸入端共享一個電阻與電路相連。這條規(guī)則對于 ASIC 組件也適用,這些組件也應(yīng)有一個引線腳,通過它,可將輸出端帶到高歐姆狀態(tài)。如果組件在接通工作電壓時可實行復(fù)位,這對于由測試器來引發(fā)復(fù)位也是非常有幫助的。在這種情況下,組件在測試前就可以簡單地置于規(guī)定的狀態(tài)。
KssIoP 不用的組件引線腳同樣也應(yīng)該是可接觸的,因為在這些地方未發(fā)現(xiàn)的短路也可能造成組件故障。此外,不用的門電路往往在以后會被利用于設(shè)計改進,它們可能會改接到電路中來。所以同樣重要的是,它們從一開始就應(yīng)經(jīng)過測試,以保證其工件可靠。
\wp8kSzC 6、改進可測試性
fK{Z{)D 使用探針床適配器時,改進可測試性的建議
/+m7J"Km 套牢孔 呈對角線配置
1#x@ 定位
精度為± 0.05mm (± 2mil )
#B__-"cRv 直徑精度為± 0.076/-0mm ( +3/-0mil )
5 HN,y 相對于測試點的定位精度為± 0.05mm (± 2mil )
6W'2w?qj?4 離開組件邊緣距離至少為 3mm
scZ'/(b-E 不可穿通接觸
!H4uc 測試點
GFZx[*+%%z 盡可能為正方形
3ZqtIQY` 測試點直徑至少為 0.88mm ( 35mil )
T_qh_L3 測試點大小精度為± 0.076mm (± 3mil )
|99Z&
<8f 測試點之間間隔精度為± 0.076mm (± 3mil )
;zo?o t/ 測試點間隔盡可能為 2.5mm
2vW@d[<J 鍍錫,端面可直接焊接
X'5+)dj 距離組件邊緣至少為 3mm
?Q6ZZQ~ 所有測試點應(yīng)可能處于插件板的背面
[jF\"#A 測試點應(yīng)均勻布在插件板上
EU()Nnm2 每個節(jié)點至少有一個測試點( 100 %信道)
tmC9p6% 備用或不用的門電路都有測試點
{6*{P!H 供電
電源的多外測試點分布在不同位置
9z(h8H 組件標志
|bmc6G[ 標志文字同一方向
mh~n#bah 型號、版本、系列號及條形碼明確標識
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