DFT-Prüfpunktregeln für ICT und Flying Probe

Geben Sie jedem Netz, das Sie testen möchten, ein eigenes freiliegendes Pad, platzieren Sie die Pads nach Möglichkeit auf einer Seite der Leiterplatte und halten Sie sie frei von hohen Bauteilen und der Leiterplattenkante. Padgröße und Pitch werden von der Prüfsonde des Testers vorgegeben, und ICT-Prüfvorrichtungen sind bei beidem weniger nachsichtig als Flying-Probe-Tester. Legen Sie bereits während des Layouts – nicht erst nach der Freigabe der Gerberdaten – fest, auf welche Netze Sie bewusst auf einen Zugang verzichten.

Was benötigt jede Testperson von deinem Layout?

Eine ICT-Prüfvorrichtung benötigt für jedes Netz, das sie messen muss, ein eigenes, freiliegendes Pad auf der Seite, auf der die Vorrichtung Kontakt aufnimmt, und zwar an Positionen, an denen eine Prüfnadelplatte tatsächlich gebohrt werden kann. Eine Flying-Probe-Maschine ist deutlich toleranter. Sie kann auf Bauteilpads, Via-Ringen und Durchsteckanschlüssen auf beiden Seiten aufsetzen, sodass eine Leiterplatte ohne speziell dafür vorgesehene Testpunkte dennoch geprüft werden kann.

Der Preis für diese Toleranz ist Zeit. Jeder Netzlauf ist ein Probezug, und der zweiseitige Zugriff verlangsamt das Programm, was mit zunehmender Menge ins Gewicht fällt. Die Kosten- und Mengenseite der Entscheidung wird in unseremVergleich zwischen ICT und Flying-Probe, damit dieser Artikel beim Layout bleibt: was man zeichnen muss, damit entweder Weg offen bleibt.

Der elektrische Test der nackten Leiterplatte ist ein separater Schritt, der früher stattfindet. Wir führen ihn mit 10–250 V unter Verwendung einer Flying-Probe- oder einer Testvorrichtung durch, und er prüft die unbestückte Leiterplatte auf Unterbrechungen und Kurzschlüsse. Alles Folgende bezieht sich auf die bestückte Leiterplatte, bei der der Prüfer die Netze durch und um Bauteile herum erreichen muss.

Wie groß sollte ein Testpunkt sein und wie weit auseinander sollten sie liegen?

Dimensionieren Sie sie für den Prüfstift, was bedeutet, dass Sie die Prüfstift‑Spezifikation des Testers einholen, bevor Sie das Pad zeichnen. Der kleinste Prüfstift, den die Vorrichtung verwenden muss, legt Ihre minimale Padgröße und den minimalen Pitch fest. Flying‑Probe‑Köpfe benötigen weniger Platz, haben aber ihre eigene Spitzenabmessung und Positioniertoleranz. Eine Padgröße passt nicht für jeden Tester, und eine hier gedruckte Zahl wäre für das Setup mancher Anwender falsch. Bestätigen Sie Pad‑Durchmesser und Pitch für Ihre Leiterplatte mit unserem Engineering‑Team, bevor das Layout eingefroren wird.

Jenseits der reinen Zahlen ersparen ein paar Gewohnheiten Ärger mit Prüfadaptern. Verwenden Sie runde, vollständig freiliegende Kupferpads, auf denen sich nichts befindet: kein einragender Lötstopplack, kein Bestückungsdruck, kein Fiducial. Verwenden Sie nach Möglichkeit überall auf der Leiterplatte eine einheitliche Padgröße, denn gemischte Größen erzwingen gemischte Probetypen – und jeder Typ erhöht die Kosten und ist ein weiteres verschleißanfälliges Teil. Halten Sie das Raster regelmäßig. Dicht beieinanderliegende, unregelmäßige Pad-Gruppen zwingen einen Adapter zu kleinen Prüfspitzen und heiklen Bohrungen, was sich selten lohnt, es sei denn, das Layout der Leiterplatte lässt Ihnen keine andere Wahl.

Tasten Sie keine Fine-Pitch-Anschlüsse oder BGA-Balls direkt ab. Führen Sie stattdessen eine kurze Stubbleitung oder eine Fan-out-Via zu einer geeigneten Lötfläche. Eine Via funktioniert nur dann als Testpunkt, wenn ihr Kupfer freiliegt, und eine abgedeckte (tented) Via ist ein schlechtes Ziel.

Wo sollten Sie Testpunkte platzieren?

Zuerst die Unterseite und weg von allem Hohen. Beim ICT bedeutet einseitiger Zugriff, dass eine einzelne Prüfplatte ausreicht. Zweiseitiger Zugriff erfordert eine doppelseitige Vorrichtung, die teurer ist und mehr potenzielle Fehlerstellen hat. Flying-Probe-Tests akzeptieren beide Seiten, allerdings bezahlt man dafür mit längerer Testzeit. Bei einer doppelseitigen Baugruppe bitten wir in der Regel darum, die Testpads auf der Seite mit weniger und niedrigeren Bauteilen zu platzieren.

Zeichnen Sie eine Sperrfläche um jedes hohe Bauteil und lassen Sie sie mit der Bauteilhöhe wachsen, da das Gehäuse die Prüfplatte oder den Annäherungswinkel der Prüfnadel beeinträchtigt. Steckverbinder, Elektrolytkondensatoren, Abschirmgehäuse und Kühlkörper sind die üblichen Übeltäter. Die Abstände hängen vom Tester ab, daher sollten Sie sie mit unserem Engineering-Team abstimmen, anstatt einfach eine Zahl aus einem Forenbeitrag zu übernehmen.

Halten Sie Pads vom Rand der Leiterplatte zurück. Dieser Bereich wird von Schienen, Spannvorrichtungen und Werkzeuglöchern eingenommen, und auf einem Panel befinden sich dort außerdem Laschen und Sollbruchstellen. Ein Pad, das im CAD-Tool unproblematisch aussieht, kann am Ende unter einer Spannvorrichtung liegen.

Für die Auswahl der Netze erhalten Stromversorgungen, Resets, Takte, Programmier- und Debug-Leitungen sowie die Boundary-Scan-Pins (TCK, TMS, TDI, TDO) zuerst eigene Pads. Masse benötigt mehrere Pads, die über die Leiterplatte verteilt sind, nicht nur eines in einer Ecke. Wenn ein Bauteil Boundary Scan unterstützt, kann man die Netze unter einem BGA oft abdecken, ohne jedes einzelne von ihnen zu einem Pad zu routen.

Wie viel Abdeckung ist für Prototypen im Vergleich zur Produktion ausreichend?

Für einen Prototyp sollten die Netze abgedeckt werden, deren Fehler das Board zerstören würden, und der Rest als ungetestet vermerkt werden. In der Produktion ist der Netzzugriff so weit zu erhöhen, wie es die Vorrichtungskosten rechtfertigen, und alles Weitere durch Inspektion abzudecken.

Klären Sie zunächst, welche Art von Abdeckung Sie meinen. Netzzugriffsabdeckung ist der Anteil der Netze, den eine Prüfnadel erreichen kann. Fehlerabdeckung ist der Anteil der wahrscheinlichen Fertigungsfehler, den der Test erkennen würde. Diese bewegen sich unabhängig voneinander: Eine Leiterplatte kann eine hohe Netzzugriffsabdeckung haben und trotzdem einen Kondensator mit falschem Wert bestehen lassen, wenn das Programm ihn nie misst. „So hoch wie möglich“ als Spezifikation sagt niemandem, was zu tun ist, daher sollten Sie die Netze und die Methode benennen.

In der Prototypphase kann ein Flying Probe die Komponentenpads verwenden, daher reichen in der Regel separate Pads für Versorgung, Masse, Programmierung und alles, was Sie voraussichtlich debuggen müssen, aus. Lassen Sie den Zugriff auf Signalleitungen bei engen Platzverhältnissen bewusst unvollständig und führen Sie eine Liste der Punkte, die Sie ausgelassen haben.

Bevor eine Vorrichtung für die Produktion freigegeben wird, gehen Sie die Liste noch einmal durch. Ein Netz ohne Prüfzugang und ohne andere Kontrolle ist ungeschützt, und jemand sollte dies abzeichnen. Netze, die Sie elektrisch nicht erreichen können, lassen sich teilweise durch AOI abdecken, das Bestückung und sichtbare Lötstellen optisch prüft, sowie durch Offline-Röntgen für BGA-Lötstellen, die unter dem Gehäuse verborgen sind. Beides ersetzt jedoch weder eine Durchgangs- noch eine Wertemessung. Passen Sie daher die Methode an den Ausfalltyp an, der Ihnen Sorgen bereitet:AOIfür ein fehlendes oder verschobenes Teil, ein Röntgenbild für eine Kugel, die man nicht sehen kann, eine Sonde für eine Öffnung in einem Netz, die reale Konsequenzen hat.

Welche Testdaten sollten Sie mit Ihrer Bestellung übermitteln?

Senden Sie die Dateien, aus denen das Testprogramm erstellt wurde, sowie eine kurze Notiz dazu, was Sie erwarten, dass der Test belegt.

Gerber- und Bohrdateien

Stückliste mit Herstellernummern

Schwerpunkt-(Pick-and-Place)-Datei

Netliste, exportiert aus dem endgültigen Layout, im IPC-D-356-Format, sofern Ihr CAD-Tool dies unterstützt

Testpunktliste mit Netzname, X/Y-Koordinaten und Seite

Wert und Toleranz für jedes zu messende passive Bauteil, sofern enger als im Stücklistenverzeichnis (BOM) angegeben

Firmware-Image, Einschaltsequenz, Spannungen und erwartete Messwerte, sofern ein eingeschalteter oder funktionsfähiger Schritt vorliegt

Liste der Netze, die ungetestet geblieben sind, mit der Prüfung, die Sie stattdessen zu verwenden planen

Exportiere die Netliste nach der letzten Layoutänderung. Eine veraltete Netliste führt zu einem Programm, das gute Platinen durchfallen lässt oder schlechte besteht, und das zeigt sich in der Regel erst beim ersten Aufbau.

Wir führen keine Schaltungsentwicklung durch, daher verbleibt die Testabsicht bei Ihrem Team. Wenn Sie Dateien zur DFM-Prüfung einreichen, geben Sie an, welchen Tester Sie voraussichtlich verwenden werden, damit die Person, die Ihr Layout liest, dies im Hinterkopf hat.

DFT-Checkliste

Jedes Netz, das Sie testen möchten, verfügt über ein eigenes freiliegendes Pad oder einen schriftlich festgehaltenen Grund, warum dies nicht der Fall ist.

Pads sind frei von Lötstoppmaske, Bestückungsaufdruck und Fiduzialmarken

Pad-Durchmesser und -Rasterabstand wurden mit der Tester-Sonde bestätigt (Bestätigung mit unserem Engineering-Team einholen)

Testpads nach Möglichkeit auf einer Seite platzieren

Sicherheitsabstand um hohe Bereiche wurde anhand der höchsten nahegelegenen Komponente überprüft

Pads frei von Leiterplattenrand, Führungsleisten, Werkzeuglöchern und Paneelstegen

Stromversorgung, mehrere Masseanschlüsse, Reset-, Takt-, Programmier- und Boundary-Scan-Pins verfügen alle über Pads

Kein Probing von BGA-Kugeln oder Fine-Pitch-Anschlüssen; stattdessen werden Fan-out-Vias oder Stubs verwendet

Keine abgedeckten Vias als Testpunkte verwendet

Netzliste nach der letzten Layoutänderung exportiert

Testpunktliste (Netz, X/Y, Seite) im Paket enthalten

Nicht getestete Netze, die mit der alternativen Prüfung aufgeführt sind, sei es AOI, Röntgen- oder Funktionstest

FAQ

Kann ein bedrahteter Anschluss als Testpunkt dienen?

Eine Flying-Probe-Prüfung kann oft auf einem Durchsteckanschluss oder dessen Lötstelle aufsetzen, was einer der Gründe ist, warum sie weniger dedizierte Pads benötigt. Ein ICT-Prüfadapter „mag“ das weniger, weil sich Anschlusslänge und Lötkehlenform von Platine zu Platine unterscheiden und der Kontakt weniger reproduzierbar ist. Wenn das Netz für ICT wichtig ist, geben Sie ihm ein Pad.

Benötige ich einen Testpunkt auf jedem Netz?

Nein. Das Überspringen jedes Netzes sollte eine begründete Entscheidung sein, etwa eine kurze lokale Verbindung, die durch AOI bestätigt werden kann, oder ein Netz, das über Boundary-Scan erreicht wird. Schreibe den Grund neben das Netz in deine Liste der ungetesteten Netze, damit er in der nächsten Revision nicht verloren geht.

Schadet ein Testpunkt einem Hochgeschwindigkeitssignal?

Das ist möglich. Ein Pad an einem Stummel fügt Kapazität und einen Reflexionspunkt hinzu. Platziere das Pad direkt auf der Leiterbahn statt auf einem Abzweig, halte es so klein wie es der Tester zulässt, und überprüfe es mit deiner Signalintegritätsanalyse. Bei den schnellsten Netzen ist es oft die bessere Abwägung, auf das Pad zu verzichten und sich auf Boundary-Scan oder Funktionstest zu verlassen.

Sollte ich Testpunkte auf dem Bestückungsaufdruck kennzeichnen?

Ja, mit TP-Referenzkennzeichnungen, die neben dem Pad platziert werden, niemals darauf. Das hilft beim Bring-up und bei der Fehleranalyse, und Ihre Testpunktliste kann dann sowohl anhand des Namens als auch anhand der Koordinaten abgeglichen werden.

Was ist, wenn ich Prüfpunkte nur auf der Oberseite platzieren kann?

Sagen Sie es, bevor das Layout eingefroren wird. Ein Flying-Probe-Test kommt mit der Zugänglichkeit von der Oberseite ohne große Probleme zurecht. Ein ICT‑Prüfadapter müsste die Bauteilkörper auf derselben Seite umgehen, wodurch die Keepouts schwer einzuhalten sind, und ein Unterseiten‑Prüfadapter könnte eine Layoutänderung erfordern.

Ein Angebot für Leiterplattenbestückung einholen

Hilfreiche Ressourcen
•Richtlinien für das Design von Testpunkten für ICT- und Flying-Probe-Tests auf Leiterplattenbaugruppen in den Biowissenschaften
•Vergleich von AOI, ICT und AXI und wann sie während der PCB‑SMT‑Bestückung eingesetzt werden sollten
•Panelanforderungen für die Leiterplattenbestückung
•Checkliste für PCB-Vorbestellung