Règles de points de test DFT pour l’ICT et la sonde volante

Attribuez à chaque nœud que vous prévoyez de tester son propre pad exposé, placez autant que possible les pads sur un côté de la carte, et gardez-les dégagés des composants hauts et du bord de la carte. La taille et le pas des pads sont déterminés par la sonde du testeur, et les gabarits d’ICT sont moins tolérants que les flying probes sur ces deux points. Décidez dès la phase de routage, et non après la sortie des Gerber, quels nœuds vous laisserez sciemment sans accès.

De quoi chaque testeur a-t-il besoin de votre mise en page ?

Un gabarit de test ICT nécessite une pastille dédiée et exposée sur chaque nœud qu’il doit mesurer, du côté où le gabarit effectuera le contact, et à des emplacements où une plaque de sondes peut effectivement être percée. Un système à sonde mobile est bien plus tolérant. Il peut se poser sur les pastilles de composants, les couronnes de vias et les broches traversantes de chaque côté, de sorte qu’un circuit imprimé dépourvu de points de test spécialement prévus peut tout de même être testé.

Le prix de cette tolérance est le temps. Chaque filet est un coup de sonde, et l’accès bilatéral ralentit le programme, ce qui commence à avoir de l’importance à mesure que les quantités augmentent. Le volet coût et volume de la décision est abordé dans notreComparaison entre l’ICT et le flying probe, afin que cet article reste axé sur la mise en page : que dessiner pour que chaque itinéraire reste ouvert.

Le test électrique de carte nue est une étape distincte qui intervient plus tôt. Nous le réalisons à 10–250 V à l’aide d’une sonde mobile ou d’un gabarit de test, et il vérifie l’absence de circuits ouverts et de courts-circuits sur la carte non peuplée. Tout ce qui suit concerne la carte assemblée, où le testeur doit accéder aux nœuds au travers et autour des composants.

Quelle doit être la taille d’un point de test et à quelle distance doivent-ils être espacés ?

Dimensionnez-les en fonction de la sonde, ce qui signifie obtenir les spécifications de la sonde du testeur avant de dessiner le pad. La plus petite sonde que le dispositif de test doit utiliser définit la taille minimale du pad et le pas. Les têtes de flying probe nécessitent moins d’espace, mais elles ont leur propre taille de pointe et leur tolérance de positionnement. Une seule taille de pad ne convient pas à tous les testeurs, et une valeur imprimée ici serait erronée pour la configuration de quelqu’un. Confirmez le diamètre des pads et le pas pour votre carte avec notre équipe d’ingénierie avant le gel du routage.

Au-delà des chiffres, quelques habitudes permettent d’éviter bien des problèmes de gabarits. Utilisez des pastilles en cuivre rondes, entièrement exposées, sans rien dessus : ni empiètement de vernis épargne, ni sérigraphie, ni repère optique. Gardez une seule taille de pastille sur tout le circuit autant que possible, car des tailles mixtes imposent des types de pointes de test variés, et chaque type ajoute un coût et une pièce de plus qui s’use. Maintenez un pas régulier. Des groupes de pastilles serrés et irréguliers poussent un gabarit vers de petites pointes et un perçage délicat, ce qui en vaut rarement la peine, sauf si le circuit ne laisse aucune autre option.

Ne sondez pas les broches à pas fin ni les billes BGA. Dérivez un court tronçon ou un via de dégagement vers une pastille appropriée à la place. Un via ne fonctionne comme point de test que si son cuivre est exposé, et un via masqué est une mauvaise cible.

Où devriez-vous placer les points de test ?

D’abord le côté inférieur, et à distance de tout élément de grande hauteur. Pour l’ICT, un accès simple face signifie qu’une seule plaque de sondes suffit. Un accès double face implique un gabarit double face, plus coûteux et avec davantage de points de défaillance. Le flying probe accepte les deux faces, mais vous le payez en temps de test. Sur un assemblage double face, nous demandons généralement que les pastilles de test soient placées du côté comportant le moins de composants et les plus bas.

Tracez une zone interdite autour de chaque composant de grande hauteur et faites-la augmenter avec la hauteur du composant, car le boîtier heurte la plaque de sonde ou l’angle d’approche de la sonde. Les connecteurs, condensateurs électrolytiques, boîtiers de blindage et dissipateurs thermiques sont les coupables habituels. Les distances dépendent du testeur, confirmez-les donc avec notre équipe d’ingénierie plutôt que de recopier une valeur trouvée dans un message de forum.

Maintenez les pastilles à distance du bord du circuit. Cette zone est occupée par les rails, les brides de serrage et les trous d’outillage, et sur un panneau c’est également là que se trouvent les languettes et les points de rupture. Une pastille qui semble correcte dans l’outil de CAO peut finalement se retrouver sous une bride de serrage.

Pour la sélection des nets, les lignes d’alimentation, de reset, d’horloge, de programmation et de débogage, ainsi que les broches de boundary scan (TCK, TMS, TDI, TDO) doivent d’abord recevoir des pastilles dédiées. La masse doit disposer de plusieurs pastilles réparties sur la carte, et non d’une seule dans un coin. Si un composant prend en charge le boundary scan, vous pouvez souvent couvrir les nets sous un BGA sans avoir à les router tous vers une pastille.

Quelle couverture est suffisante pour un prototype par rapport à la production ?

Pour un prototype, couvrez les nets dont l’erreur rendrait la carte inutilisable et indiquez le reste comme non testé. Pour la production, augmentez l’accès aux nets autant que le coût du dispositif le justifie et couvrez ce qui reste par inspection.

Commencez par préciser de quelle couverture vous parlez. La couverture d’accès aux nœuds (nets) est la part des nœuds qu’une sonde peut atteindre. La couverture de défauts est la part des défauts de fabrication probables que le test détecterait. Elles varient indépendamment : une carte peut avoir un accès élevé aux nœuds et tout de même laisser passer un condensateur de mauvaise valeur si le programme ne le mesure jamais. « Aussi élevée que possible » dans un cahier des charges n’indique à personne quoi faire, il faut donc nommer les nœuds et la méthode.

Au stade de prototype, une sonde volante peut utiliser les pastilles des composants, donc des pastilles dédiées à l’alimentation, à la masse, à la programmation et à tout ce que vous prévoyez de déboguer sont généralement suffisantes. Laissez volontairement l’accès aux réseaux de signaux incomplet si le routage est serré et conservez une liste de ce que vous avez omis.

Avant de mettre un dispositif en production, repassez cette liste. Une ligne sans accès de sonde et sans autre contrôle n’est pas protégée, et quelqu’un doit valider cela. Les lignes que vous ne pouvez pas atteindre électriquement peuvent être partiellement couvertes par l’AOI, qui contrôle optiquement l’implantation et les joints de soudure visibles, et par la radiographie hors ligne pour les joints BGA cachés sous le boîtier. Aucune de ces méthodes ne remplace une mesure de continuité ou de valeur, alors adaptez la méthode au type de défaillance qui vous préoccupe :AOIpour une pièce manquante ou déplacée, un rayon X pour une bille que vous ne pouvez pas voir, une sonde pour une ouverture sur un réseau qui a de réelles conséquences.

Quelles données de test devez-vous envoyer avec votre commande ?

Envoyez les fichiers à partir desquels le programme de test est construit, ainsi qu’une courte note sur ce que vous attendez que le test démontre.

Fichiers Gerber et de perçage

Nomenclature avec références fabricant

Fichier de centroïde (pick-and-place)

Netlist exporté à partir du plan final, au format IPC-D-356 si votre outil de CAO le prend en charge

Liste de points de test avec nom de réseau, coordonnées X/Y et côté

Valeur et tolérance pour chaque composant passif que vous souhaitez mesurer, lorsqu’elles sont plus strictes que celles indiquées sur la nomenclature (BOM)

Image du micrologiciel, séquence de mise sous tension, tensions et valeurs attendues s’il existe une étape alimentée ou fonctionnelle

Liste des réseaux laissés non testés, avec la vérification que vous prévoyez d’utiliser à la place

Exportez la netlist après la dernière modification du schéma de implantation. Une netlist obsolète produit un programme qui rejette de bonnes cartes ou accepte de mauvaises, ce qui n’apparaît généralement qu’au premier assemblage.

Nous ne réalisons pas de conception schématique, donc l’intention de test reste de la responsabilité de votre équipe. Lorsque vous soumettez des fichiers pour une revue DFM, indiquez quel testeur vous prévoyez d’utiliser, afin que la personne qui examine votre schéma de implantation en tienne compte.

Liste de contrôle DFT

Chaque réseau que vous avez l’intention de tester possède un pad exposé dédié, ou une raison écrite expliquant pourquoi ce n’est pas le cas

Les pastilles sont dépourvues de vernis épargne, de sérigraphie et de repères d’alignement.

Diamètre et pas des pastilles confirmés par rapport à la sonde du testeur (à confirmer avec notre équipe d’ingénierie)

Placer les pastilles de test d’un seul côté autant que possible

Zone d’exclusion autour des parties hautes vérifiée par rapport au composant le plus élevé à proximité

Plots dégagés du bord du circuit, des rails, des trous d’outillage et des languettes de panneau

Alimentation, plusieurs masses, signaux de remise à zéro, horloges, broches de programmation et de boundary-scan possèdent toutes des pastilles

Pas de test des billes BGA ni des broches à pas fin ; utilisation à la place de vias de dérivation ou de stubs

Aucune via sous vernis utilisée comme point de test

Netlist exporté après la dernière modification de la disposition

Liste des points de test (réseau, X/Y, face) incluse dans le package

Filets non testés répertoriés avec le contrôle alternatif, qu’il s’agisse de l’AOI, des rayons X ou du test fonctionnel

FAQ

Un plot traversant peut-il servir de point de test ?

Une sonde volante peut souvent se poser sur une broche traversante ou sur son joint de soudure, ce qui explique en partie pourquoi elle nécessite moins de pastilles dédiées. Un gabarit d’ICT apprécie cela beaucoup moins, car la longueur des broches et la forme du congé varient d’une carte à l’autre et le contact est moins répétable. Si le réseau est important pour l’ICT, attribuez-lui une pastille.

Ai-je besoin d’un point de test sur chaque net ?

Non. Chaque réseau que vous sautez doit faire l’objet d’une décision motivée, par exemple une courte connexion locale que l’AOI peut confirmer, ou un réseau atteint via le boundary scan. Écrivez la raison à côté du réseau dans votre liste non testée afin que la prochaine révision ne la perde pas.

Un point de test nuit-il à un signal haute vitesse ?

Oui. Un plot sur un stub ajoute de la capacitance et un point de réflexion. Placez le plot directement sur la piste plutôt que sur une branche, gardez-le aussi petit que le permet le testeur et faites-le passer par votre vérification d’intégrité du signal. Sur les nets les plus rapides, sauter le plot et s’appuyer sur le boundary scan ou les tests fonctionnels est souvent un meilleur compromis.

Dois-je étiqueter les points de test sur la sérigraphie ?

Oui, avec les désignateurs de référence TP placés à côté de la pastille, jamais dessus. Cela facilite la mise en service et l’analyse des défaillances, et votre liste de points de test peut alors être rapprochée par nom ainsi que par coordonnées.

Que se passe-t-il si je ne peux placer des points de test que sur la face supérieure ?

Dites-le avant le gel du routage. Une sonde volante gère l’accès côté supérieur sans trop de difficulté. Un lit à clous ICT devrait contourner les boîtiers de composants du même côté, donc les zones interdites deviennent difficiles à respecter et un lit à clous côté inférieur peut nécessiter une modification du routage.

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Ressources utiles
•Directives de conception des points de test pour les tests ICT et à sonde mobile sur les PCBA en sciences de la vie
•Comparaison entre AOI, ICT et AXI et moment de les utiliser lors de l’assemblage SMT des PCB
•Exigences de panneau pour l’assemblage de PCB
•Liste de contrôle de précommande de PCB