Введение
На этапе компоновки многих проектов PCBA проектирование контрольных точек часто оставляют на потом. Инженеры по исследованиям и разработкам, как правило, больше внимания уделяют размещению компонентов, целостности маршрутизации и высокоскоростной обработке сигналов и начинают «находить место для размещения тестовых точек» только тогда, когда пространство на печатной плате становится все более ограниченным. Конечным результатом является большое количество тестовых точек, сгруппированных в одной области печатной платы.
С точки зрения проектирования этот подход может показаться удобным в управлении, но во время реального производства печатных плат чрезмерная концентрация контрольных точек часто приводит к ряду проблем с тестированием ICT, стабильностью крепления и надежностью продукта. Эти риски еще больше усиливаются в проектах с высокой-плотностью, многоуровневым-и-массовым производством. Продуманный дизайн печатной платы подчеркивает сбалансированное распределение тестовых точек по всей плате, а не просто стремление к «концентрации для простоты доступа».
Роль тестовых точек выходит за рамки удобства отладки
Многие сотрудники исследований и разработок по-прежнему рассматривают тестовые точки исключительно через призму лабораторной отладки. В действительности, в пределахполный процесс производства печатных плат, контрольные точки выполняют множество важных функций.
От тестирования ИКТ в-схемах и функционального тестирования до программирования встроенного ПО и анализа ремонта — контрольные точки являются неотъемлемой частью практически всего жизненного цикла продукта. На предприятиях массового-производства рациональность размещения контрольных точек напрямую влияет на эффективность испытаний и выход продукции.
На реальном производстве испытательные приспособления требуют большого количества датчиков для одновременного контакта с поверхностью печатной платы. Если все контрольные точки сосредоточены в одной области, давление зонда создаст локализованные концентрации напряжений. Хотя это напряжение может оказать незначительное влияние на изделия с толстыми-платами, риск быстро возрастает для тонких плат, плат с высокой-плотностью или больших изделий BGA.
Многие скрытые дефекты при производстве печатных плат вызваны не самим процессом пайки, а скорее микротрещинами или повреждениями под напряжением в паяных соединениях, возникающими в результате локализованной деформации печатной платы на этапе тестирования.
Чрезмерная концентрация контрольных точек увеличивает сложность крепления и тестирования.
Во многих проектах проблемы на этапе прототипирования не выявляются, поскольку количество тестов невелико и частота тестирования низкая, что позволяет инженерам выполнять проверку вручную. Однако как только начинается массовое производство печатных плат, стабильность тестирования становится критически важной.
Когда контрольные точки расположены плотно, зондовый стенд ICT должен вмещать большое количество зондов на ограниченной площади. Датчики, расположенные слишком близко друг к другу, могут вызвать помехи в втулке датчика, недостаточное пространство для перемещения вниз или даже помешать некоторым датчикам установить устойчивый контакт.
Эта проблема особенно распространена на платах с высокой-плотностью. Чтобы сделать платформу зонда «едва функциональной», инженерам часто приходится неоднократно модифицировать конструкцию зонда, увеличивая сложность крепления. Конечным результатом является не только более высокая стоимость приспособлений, но и увеличение количества ложных отказов и затрат на техническое обслуживание.
Распространенным сценарием на производстве является ситуация, когда сам продукт безупречен, но система постоянно сообщает «Неисправен» из-за нестабильного контакта датчика. В крупных-проектах по производству печатных плат такие ложные сбои могут серьезно повлиять на производительность.
Равномерно распределенные контрольные точки лучше соответствуют требованиям массового производства
По-настоящему зрелый проект печатной платы учитывает не просто вопрос о том, «возможно ли тестирование», а, скорее, «как обеспечить долгосрочное-стабильное тестирование».
Когда контрольные точки равномерно распределены по разным участкам печатной платы, давление на испытательный стенд эффективно распределяется, что приводит к более сбалансированному распределению напряжений на печатной плате. Это не только снижает риск коробления платы, но и сводит к минимуму механическое воздействие на чувствительные компоненты, такие как BGA и MLCC.
Равномерное распределение контрольных точек стало внутренним стандартом компоновки для многих компаний, особенно в проектах с высоконадежными печатными платами, таких как автомобильная электроника, промышленное управление и коммуникационное оборудование.
С другой стороны, единообразная компоновка также позволяет использовать более рациональные пути тестирования. При проектировании устройств ИКТ инженеры могут более гибко располагать положения датчиков, уменьшая локальные перегрузки и улучшая стабильность контакта.
Во многих-проектах по производству печатных плат успех достигается не за счет более совершенного испытательного оборудования, а за счет учета вопросов тестируемости на ранней стадии проектирования.
Высокоскоростные-платы более чувствительны к расположению контрольных точек
С широким распространением DDR,-высокоскоростных SerDes, PCIe и высокоскоростных-интерфейсов связи расположение тестовых точек больше не является просто структурной проблемой, но также влияет на целостность сигнала.
Чтобы сэкономить место, некоторые группы исследований и разработок концентрируют контрольные точки вдоль краев платы или рядом с интерфейсами. Однако именно в этих районах часто-наибольшая концентрация высокоскоростных сигналов.
Чрезмерная-концентрация контрольных точек может привести к: разрезам опорной плоскости, разрывам импеданса, ненормальным путям возврата и повышенному риску электромагнитных помех. Большое количество тестовых площадок, сосредоточенных в одной области, особенно в случае быстродействующих дифференциальных пар, может легко нарушить изначально стабильную структуру импеданса.
Поэтому многие-проекты по производству печатных плат высокого класса теперь планируют области контрольных точек заранее, а не добавляют их отдельно после завершения трассировки.
Этапы ремонта и-послепродажного обслуживания также зависят от разумного расположения контрольных точек.
Ценность тестовых баллов выходит за рамки стадии производства.
Как только продукт выходит на рынок, инженерам по ремонту часто приходится использовать контрольные точки для измерения напряжения, захвата формы сигнала и локализации неисправности. Если все контрольные точки сконцентрированы на одной небольшой территории, ремонт на месте-станет крайне затруднительным.
Это особенно актуально для крупных промышленных печатных плат, серверных материнских плат и плат управления питанием, где техническим специалистам часто приходится выполнять измерения при включенной системе. Слишком плотное расположение контрольных точек может легко привести к проскальзыванию зонда или риску короткого-замыкания.
Напротив, равномерно распределенные контрольные точки могут значительно повысить эффективность ремонта и облегчить будущее обслуживание продукта.
Многие компании осознают только после увеличения объемов поставок, что затраты на ремонт часто тесно связаны с первоначальным расположением контрольных точек.
Превосходный дизайн печатной платы часто скрыт в этих деталях
Многие научно-исследовательские группы уделяют особое внимание производительности чипов, длине дорожек и структурным размерам, но что действительно влияет на стабильность массового производства, так это часто упускаемые из виду фундаментальные детали конструкции.
Разумность расположения контрольных точек напрямую влияет на стабильность испытаний ICT, сложность приспособлений, темпы производства, эффективность-послепродажного ремонта и долгосрочную-надежность.
Эти проблемы могут не проявляться во времямелкосерийное-производство, но по мере того, как продукт поступает в непрерывное массовое производство, различия становятся все более очевидными. Зрелые проекты по производству печатных плат обычно проверяют распределение контрольных точек на этапе DFM, а не ждут возникновения аномалий тестирования перед переработкой и изменением конструкции.
Заключение
При производстве печатных плат контрольные точки никогда не являются просто вспомогательными площадками, они являются фундаментальной частью технологичности продукта. Хорошо-продуманная схема расположения контрольных точек обеспечивает большую стабильность процессов производства, тестирования и ремонта.
Краткие фактыо НеоДэн
- Основана в 2010 году, имеет 200+ сотрудников и 27 000+ кв.м. Фабрика независимых прав собственности, чтобы обеспечить стандартное управление и достичь максимального экономического эффекта, а также сэкономить затраты.
- Владеет собственным обрабатывающим центром, квалифицированным сборщиком, тестером и инженерами по контролю качества, чтобы обеспечить сильные возможности для производства, качества и доставки машин NeoDen.
- 40+ глобальные партнеры в Азии, Европе, Америке, Океании и Африке успешно обслуживают пользователей 10000+ по всему миру, обеспечивая более качественное и быстрое местное обслуживание и оперативное реагирование.
- 3 различные группы исследований и разработок, состоящие из 25+ профессиональных инженеров-исследователей и разработок, для обеспечения лучших и более продвинутых разработок и новых инноваций.
- Квалифицированные и профессиональные инженеры по поддержке и обслуживанию на английском языке обеспечивают быстрый ответ в течение 8 часов, решение предоставляется в течение 24 часов.
- Единственный среди всех китайских производителей, зарегистрировавших и получивших сертификат CE от TUV NORD.
- NeoDen предоставляет пожизненную-техническую поддержку и обслуживание для всех машин NeoDen, а также регулярные обновления программного обеспечения, основанные на опыте использования и фактических ежедневных запросах конечных пользователей.