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(gè)特別引人注目的問題︰一是可接觸的
電路節(jié)點(diǎn)越來越少;二是像在線測(cè)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(cè)試方法和采用創(chuàng)新性適配器解決方案。
)/@KdEA: 通過遵守一定的規(guī)程( DFT-Design for Testability ,可測(cè)試的設(shè)計(jì)),可以大大減少生產(chǎn)測(cè)試的準(zhǔn)備和實(shí)施費(fèi)用。這些規(guī)程已經(jīng)過多年發(fā)展,當(dāng)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(kuò)展和適應(yīng)。本文主要介紹電路可測(cè)試性的相關(guān)知識(shí),以及如何提高電路可測(cè)試性。
=o~+R\1ux+ 1、什么是可測(cè)試性
s 0Uid&qE 可測(cè)試性的意義可理解為︰測(cè)試工程師可以用盡可能簡(jiǎn)單的方法來檢測(cè)某種組件的特性,看它能否滿足預(yù)期的功能。簡(jiǎn)單地講就是︰
dxAGO( l.檢測(cè)產(chǎn)品是否符合技術(shù)規(guī)范的方法簡(jiǎn)單化到什幺程度?
7;q0'_G 編制測(cè)試程序能快到什幺程度?
9DhM 9VU 發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品故障全面化到什幺程度?
Hq 5#.rZ# 接入測(cè)試點(diǎn)的方法簡(jiǎn)單化到什幺程度?
m`-:j"]b$ 為了達(dá)到良好的可測(cè)試必須考慮機(jī)械方面和電氣方面的設(shè)計(jì)規(guī)程。當(dāng)然,要達(dá)到最佳的可測(cè)試性,需要付出一定代價(jià),但對(duì)整個(gè)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。
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36ZLP 2、為什么要發(fā)展測(cè)試友好技術(shù)
[-VH%OM 過去,若某一產(chǎn)品在上一測(cè)試點(diǎn)不能測(cè)試,那幺這個(gè)問題就被簡(jiǎn)單地推移到直一個(gè)測(cè)試點(diǎn)上去。如果產(chǎn)品缺陷在生產(chǎn)測(cè)試中不能發(fā)現(xiàn),則此缺陷的識(shí)別與診斷也會(huì)簡(jiǎn)單地被推移到功能和系統(tǒng)測(cè)試中去。
hGY-d}npAJ 相反地,今天人們?cè)噲D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(cè)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(chǔ)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(jì)劃好,而測(cè)試系統(tǒng)也必須掌握這種編程。
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r.cKD ? 測(cè)試友好的電路設(shè)計(jì)要費(fèi)一些錢,然而,測(cè)試?yán)щy的電路設(shè)計(jì)費(fèi)的錢會(huì)更多。測(cè)試本身是有成本的,測(cè)試成本隨著測(cè)試級(jí)數(shù)的增加而加大;從在線測(cè)試到功能測(cè)試以及系統(tǒng)測(cè)試,測(cè)試費(fèi)用越來越大。如果跳過其中一項(xiàng)測(cè)試,所耗費(fèi)用甚至?xí)。一般的?guī)則是每增加一級(jí)測(cè)試費(fèi)用的增加系數(shù)是 10 倍。通過測(cè)試友好的電路設(shè)計(jì),可以及早發(fā)現(xiàn)故障,從而使測(cè)試友好的電路設(shè)計(jì)所費(fèi)的錢迅速地得到補(bǔ)償。
aC2Vz9e 3、文件資料怎樣影響可測(cè)試性
4)tY6ds)r| 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(cè)試程序。在許多情況下,開發(fā)部門和測(cè)試部門之間的密切合作是必要的。文件資料對(duì)測(cè)試工程師了解組件功能,制定測(cè)試戰(zhàn)略,有無可爭(zhēng)議的影響。
[;,E cw^ 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(cè)試系統(tǒng)制造商可以依靠軟件工具,這些工具按照隨機(jī)原則自動(dòng)產(chǎn)生測(cè)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。
#Mn?Nn 測(cè)試前的完整的文件資料包括零件表,電路設(shè)計(jì)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(xì)資料(如數(shù)據(jù)表)。只有掌握了所有信息,才可能編制測(cè)試矢量,定義組件失效樣式或進(jìn)行一定的預(yù)調(diào)整。
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6I 某些機(jī)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(duì)于可編程的組件,如快閃存儲(chǔ)器, PLD 、 FPGA 等,如果不是在最后安裝時(shí)才編程,是在測(cè)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(gè) 4Mbit 存儲(chǔ)器向一個(gè)組件僅僅提供 300Kbit 數(shù)據(jù),就可能出現(xiàn)這種情況。當(dāng)然數(shù)據(jù)應(yīng)準(zhǔn)備成流行的
標(biāo)準(zhǔn)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(cè)試系統(tǒng),只要能夠?qū)扉W或 ISP 組件進(jìn)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(dāng)然,在可制造性和可測(cè)試性之間應(yīng)明確區(qū)別,因?yàn)檫@是完全不同的概念,從而構(gòu)成不同的前提。
pP":,8Q{ 4、良好的可測(cè)試性的機(jī)械接觸條件
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/[{xRXiR 如果不考慮機(jī)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(cè)試性的電路,也可能難以測(cè)試。許多因素會(huì)限制電氣的可測(cè)試性。如果測(cè)試點(diǎn)不夠或太小,探針床適配器就難以接觸到電路的每個(gè)節(jié)點(diǎn)。如果測(cè)試點(diǎn)位置誤差和尺寸誤差太大,就會(huì)產(chǎn)生測(cè)試重復(fù)性不好的問題。在使用探針床配器時(shí),應(yīng)留意一系列有關(guān)套牢孔與測(cè)試點(diǎn)的大小和定位的建議。
i*N2@Z[ 5、最佳可測(cè)試性的電氣前提條件
'uL$j=vB 電氣前提條件對(duì)良好的可測(cè)試性,和機(jī)械接觸條件一樣重要,兩者缺一不可。一個(gè)門電路不能進(jìn)行測(cè)試,原因可能是無法通過測(cè)試點(diǎn)接觸到激活輸入端,也可能是激活輸入端處在
封裝殼內(nèi),外部無法接觸,在原則上這兩情況同樣都是不好的,都使測(cè)試無法進(jìn)行。在設(shè)計(jì)電路時(shí)應(yīng)該注意,凡是要用在線測(cè)試法檢測(cè)的組件,都應(yīng)該具備某種機(jī)理,使各個(gè)組件能夠在電氣上絕緣起來。這種機(jī)理可以借助于禁止輸入端來實(shí)現(xiàn),它可以將組件的輸出端控制在靜態(tài)的高歐姆狀態(tài)。
i4D]> 雖然幾乎所有的測(cè)試系統(tǒng)都能夠逆驅(qū)動(dòng)( Backdriving )方式將某一節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)帶到任意狀態(tài),但是所涉及的節(jié)點(diǎn)最好還是要備有禁止輸入端,首先將此節(jié)點(diǎn)帶到高歐姆狀態(tài),然后再“平緩地”加上相應(yīng)的電平。
{U_ ,y(V 同樣,節(jié)拍發(fā)生器總是通過激活引線,門電路或插接電橋從振蕩器后面直接斷開。激活輸入端決不可直接與電路相連,而是通過 100 歐姆的電阻與電路連接。每個(gè)組件應(yīng)有自己的激活,復(fù)位或控制引線腳。必須避免許多組件的激活輸入端共享一個(gè)電阻與電路相連。這條規(guī)則對(duì)于 ASIC 組件也適用,這些組件也應(yīng)有一個(gè)引線腳,通過它,可將輸出端帶到高歐姆狀態(tài)。如果組件在接通工作電壓時(shí)可實(shí)行復(fù)位,這對(duì)于由測(cè)試器來引發(fā)復(fù)位也是非常有幫助的。在這種情況下,組件在測(cè)試前就可以簡(jiǎn)單地置于規(guī)定的狀態(tài)。
"KK}}$> 不用的組件引線腳同樣也應(yīng)該是可接觸的,因?yàn)樵谶@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(huì)被利用于設(shè)計(jì)改進(jìn),它們可能會(huì)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(cè)試,以保證其工件可靠。
v\6.#>NQ 6、改進(jìn)可測(cè)試性
m<3. X"- 使用探針床適配器時(shí),改進(jìn)可測(cè)試性的建議
13/,^? 套牢孔 呈對(duì)角線配置
C('D]u$Hdk 定位
精度為± 0.05mm (± 2mil )
WuY#Kx~2 直徑精度為± 0.076/-0mm ( +3/-0mil )
!Z2h?..O 相對(duì)于測(cè)試點(diǎn)的定位精度為± 0.05mm (± 2mil )
?
bWc<] 離開組件邊緣距離至少為 3mm
#Y7iJPO 不可穿通接觸
h SS9mQ 測(cè)試點(diǎn)
s3JzYDpy 盡可能為正方形
:2c(.-[` 測(cè)試點(diǎn)直徑至少為 0.88mm ( 35mil )
6Zn[l,\ 測(cè)試點(diǎn)大小精度為± 0.076mm (± 3mil )
cI8\d 4/py 測(cè)試點(diǎn)之間間隔精度為± 0.076mm (± 3mil )
8Gy]nD 測(cè)試點(diǎn)間隔盡可能為 2.5mm
oQ]FyV 鍍錫,端面可直接焊接
D.{vuftu 距離組件邊緣至少為 3mm
TDR|*Cs 所有測(cè)試點(diǎn)應(yīng)可能處于插件板的背面
w,j!%N 測(cè)試點(diǎn)應(yīng)均勻布在插件板上
P{K\}+9F
每個(gè)節(jié)點(diǎn)至少有一個(gè)測(cè)試點(diǎn)( 100 %信道)
1YMi4. 備用或不用的門電路都有測(cè)試點(diǎn)
OXM=@B<" 供電
電源的多外測(cè)試點(diǎn)分布在不同位置