电路板功能测试:如何影响您的设计?

关键的外卖

• 测试夹具的使用，即飞探针或钉床。

• 光学检测作为计算机视觉的验证和应用。

• JTAG在单板功能验证中的使用。

飞行探测器是验证互连的两种主要方法之一

质量保证不仅建立消费者对电路板的信心，而且是任何迭代过程的必要组成部分。为设计和制造步骤建立一些反馈方法，允许操作员评估设计的有效性和用于实现的工具。考虑到将裸板材料转变为完全填充和功能设计所需的广泛程序，板功能测试还有助于防止在需要返工或完全报废的板上浪费材料——在当前的供应链挑战中尤其重要。

虽然在低产量作业中，有用材料的损失不是一个大问题，但它的重要性随着批次的大小而迅速增长。布局设计人员必须了解他们的选择将如何为机器操作员、测试人员和其他参与下游测试的人员产生连锁反应。最终，设计师对所使用的各种测试系统了解得越多，布局和制造之间的设计就越共生。

是否需要测试夹具?

虽然在设计约束列表中相当低，但考虑的因素是什么单板功能测试需要执行的操作可能会影响设计。考虑测试点的大小、数量和间距:无夹具测试将有更大的能力探测更高的测试点密度板比钉床。

事实上，飞行探测器比钉床测试仪有许多优点。对设计者来说，首先也是最重要的是，飞行探测器可以可靠地接触周长小于4密耳的衬垫。尽管钉床具有明显的速度优势，特别是在任何相当大的生产批量中，密度问题可能被证明是标准弹跳销尺寸无法克服的。钉床需要额外的设计时间来进行称重:创建固定装置。实际上，在低生产水平的速度(例如，原型)和高生产水平之间存在权衡，前者由于测试总量低而具有明显的优势，后者能够立即测试板子两侧的所有点，大大减少了每块板子的测试时间。

光学检测:一种强大的电路板功能测试

大量的制造和装配工艺PCB设计的必要性，重要的是视觉检查最终产品，以确保规格在公差范围内，组件在他们预期的位置。这种视觉确认可以留给人类操作员，但不断增加的电路板功能和组件意味着这项任务可能更适合计算机视觉操作。

此外，x射线光学评估允许对电路板进行内部观察，这是人工操作人员可能难以做到的。光学检测的重要性不仅仅是作为一种质量保证工具为了捕捉无功能的板或那些可能经历快速现场故障的板，它确保在板离开制造工厂之前及时进行返工。x射线光学检查可以检查球栅阵列和其他类型的封装，其中引脚没有终止在封装体的尺寸之外。特别是在bga的情况下，这是有价值的，因为大量的引脚数，可能有多个焊接问题实例的机会。

光学设备，无论是半自动还是全自动，在设计验证中是至关重要的

JTAG在验证设计中的作用

bga过程验证的一个附加结果是JTAG。最初设计用于检查不完整或缺失的焊点和板连接，JTAG的功能已经远远超出了这一角色:

• 边界扫描测试-BST允许设计人员通过测试访问端口查询电路板的逻辑错误，例如打开和短路。BST不评估效率方面的功能，如在其温度范围内的时间或操作。IC制造商必须包含额外的逻辑以允许BST。支持bst的包在I/O引脚上有一个特殊的移位寄存器单元，可以绕过标准操作。数据被推到电路板上，用于验证电路的逻辑与预期输出。由于BST技术完全无需探测，因此在密集电路设计中尤其有用。

• 内置自检-通过周期性冗余检查检查IC的内部功能，对车载系统进行诊断性检查。虽然通常用作简单的上电测试，但它的作用可以扩展到长时间的现场部署，而不太容易接触到电路板。在这里，电路板将检查无数的条件，如温度、湿度和最关键的电路元件(如电源)的状态。在这种情况下，电路板功能测试就变成了延长维修服务当计算机的远程使用特性阻止了直接交互时。

• 调试,程序员可以直接在机器语言级别或抽象地使用高级语言访问嵌入式系统软件。扩展代码的可访问性——用户可以读取边界扫描测试可能忽略的寄存器，从而更深入地了解操作的状态。设置包括暂停运行处理器、单步运行处理器或连续运行处理器，并能够设置数据断点或简单地捕获大量代码以进行更深入的分析选项。

JTAG可以有多种形式;虽然标准的5针菊花链最常被采用，但2针紧凑型JTAG (cJTAG)在轻量化设计中可用。前一种模式的优点是，由于串行输入/输出(TDI/TDO)信号的顺序性质，它允许通过探测单个TDO数据线来即时访问所有启用jtag的体系结构。cJTAG的2线制配置不仅减轻了对ic的引脚要求，而且允许在系统需要低功耗或节电设计时关闭部分星形拓扑。

正如电路板功能测试的好处完全结合了生产每一步的数据和物流，您需要一个良好的集成PCB设计和分析软件这是强大的应用，但在使用简单。

领先的电子产品供应商依靠Cadence产品来优化各种市场应用的电源、空间和能源需求。如果您想了解更多我们的创新解决方案，和我们的专家团队谈谈吧或请订阅我们的YouTube频道．