Introduction
Un prototype d'assemblage de PCB peut être construit correctement tout en restant difficile à vérifier.
C'est là que de nombreux projets perdent du temps. Le tableau se met sous tension. Le placement semble bien. Les joints de soudure passent une inspection visuelle. Ensuite, l'équipe d'ingénierie commence les tests et découvre que les signaux clés sont enterrés, que les pads de test sont trop petits, que l'interface de programmation est difficile à atteindre ou que la seule façon de déboguer la carte est d'effectuer une sonde risquée sur un banc.
C'est pourquoi l'accès aux tests doit être examiné avant l'assemblage du prototype de PCB, et non après l'arrivée des cartes.
L'examen d'accès aux tests vérifie si la carte assemblée peut être inspectée, sondée, programmée, testée fonctionnellement, déboguée et préparée pour une planification ultérieure ICT ou FCT. Ce n'est pas seulement une question de test. Il se situe entre la conception des PCB, l'assemblage des prototypes et la planification de la vérification.
Un prototype fonctionnel n'est utile que si l'équipe peut vérifier ce qui se passe sur le tableau. Un mauvais accès aux tests transforme la vérification du prototype en conjecture.
Ce que signifie l'accès aux tests dans l'assemblage de prototypes de PCB
L'accès aux tests signifie la capacité pratique d'atteindre, de contrôler et d'observer les points nécessaires à l'inspection, à la mesure, à la programmation, à l'isolation des défauts et à la validation fonctionnelle.
Dans le cadre d'un travail PCBA réel, l'accès aux tests peut inclure :
- tampons de test pour les réseaux de clés
- rails de tension et points de terre accessibles
- programmation d'en-têtes ou de pads
- réinitialisation, horloge,-mode de démarrage et accès aux communications
- sonder-des emplacements conviviaux pour détecter des signaux importants
- espace suffisant pour la sonde autour des points de test
- accès pour le débogage sur banc, la sonde volante, l'ICT, le FCT ou l'analyse des limites
- espace pour les broches de luminaire, les câbles, les pinces ou les connecteurs
- Visibilité AOI pour les joints de soudure et l'orientation des composants
- -Planification d'inspection aux rayons X pour les joints de soudure BGA, QFN ou cachés si nécessaire
Une conception peut paraître complète en CAO mais être difficile à tester après l'assemblage.
Ceci est particulièrement fréquent lorsque la configuration est compacte, que la carte comporte des composants CMS à pas fin, que les deux côtés sont densément peuplés ou que l'enveloppe mécanique est déjà serrée. Le circuit peut être électriquement sain, mais si l’équipe ne peut pas atteindre les bons signaux en toute sécurité et à plusieurs reprises, la vérification ralentit.
Pour l’assemblage de prototypes de PCB, l’accès aux tests ne concerne pas seulement la future production de masse. Il s'agit de répondre aux premières questions d'ingénierie sans endommager la carte, sans deviner les symptômes ou sans attendre une autre révision de la disposition.
Pourquoi l'accès aux tests doit être examiné avant la construction
Le moment le plus simple pour corriger l’accès aux tests est avant la fabrication et l’assemblage du PCB.
Une fois les planches construites, les options deviennent limitées. L'équipe peut souder des fils temporaires, gratter le masque de soudure, sonder les broches des composants ou créer une solution de contournement. Parfois, cela est acceptable pour un premier échantillon technique. Mais si chaque mesure importante nécessite une solution de contournement, le prototype ne donne pas de retour clair.
Une règle simple aide ici :
Si un signal est suffisamment important pour être débogué, programmé, vérifié ou utilisé pour les tests d'acceptation, l'équipe doit demander comment y accéder avant le début de la construction du prototype.
Cela ne signifie pas que chaque réseau a besoin d’un banc de test dédié. Les vrais tableaux ont des limites d’espace. Mais les principaux rails d'alimentation, lignes de programmation, bus de communication, lignes de réinitialisation, signaux de commande et points de mesure spécifiques au produit - doivent être examinés délibérément.
Attendre la vérification du prototype pour découvrir un accès médiocre crée généralement trois problèmes.
Premièrement, le processus de test devient plus lent et moins reproductible.
Deuxièmement, les échecs deviennent plus difficiles à isoler.
Troisièmement, l'équipe peut confondre un problème d'accès au test-avec un problème de conception, d'assemblage, de composant ou de micrologiciel.
C’est là que la construction d’un prototype perd du temps.
Où un mauvais accès aux tests apparaît généralement
Les problèmes d’accès aux tests s’annoncent rarement dans la revue Gerber. Ils apparaissent généralement plus tard, lorsque le premier panneau assemblé est sur le banc et que quelqu'un doit trouver rapidement un signal.
Les rails d'alimentation sont difficiles à mesurer
La vérification des prototypes commence souvent par la puissance.
Si l'entrée principale, les rails régulés, la référence à la masse, les broches d'activation ou les-nœuds de détection de courant sont difficiles d'accès, même une mise en place de base-peut devenir maladroite. L'ingénieur sait peut-être quoi vérifier, mais le tableau ne fournit pas d'endroit sûr pour le vérifier.
Une carte qui nécessite des sondages répétés sur de minuscules broches IC lors de la-mise en service n'est pas adaptée aux tests-. Cela peut toujours fonctionner, mais le risque de glisser, de court-circuiter les broches ou d'endommager des pièces augmente.
Les interfaces de programmation et de débogage ne sont pas pratiques
Un prototype peut nécessiter le chargement du micrologiciel, l'accès au chargeur de démarrage, l'étalonnage ou la communication de débogage.
Si les plots de programmation sont trop petits, recouverts par des pièces proches, placés sous un blindage ou bloqués par un futur élément du boîtier, le problème peut ne pas apparaître tant que la carte n'est pas déjà construite.
Il s’agit d’une inadéquation courante entre les décisions de mise en page et la gestion réelle des prototypes. La mise en page permet d'économiser de l'espace, mais l'équipe du firmware perd l'accès.
Des signaux importants sont enterrés
Certains signaux ne deviennent importants que lorsque quelque chose ne va pas.
L'horloge, la réinitialisation, la communication, le capteur, le contrôle du moteur, le pilotage des LED, la gestion de la batterie, l'activation RF, le contrôle des relais et les signaux liés à la sécurité-peuvent ne pas nécessiter de mesure constante. Mais si le prototype échoue, ce sont souvent les premiers ingénieurs réseau qui souhaitent vérifier.
Si ces signaux ne sont pas accessibles, l’isolation des défauts ralentit. L'équipe peut passer des heures à débattre pour savoir si le problème concerne le micrologiciel, l'assemblage de circuits imprimés, l'approvisionnement en composants, la soudure ou la logique de conception.
Des tampons de test existent mais ne peuvent pas être utilisés
Un pad n’est pas utile simplement parce qu’il existe.
Il est peut-être trop proche d'un composant haut. Il se peut que ce soit sous un connecteur. Il peut se trouver du mauvais côté pour le luminaire prévu. Il est peut-être trop petit pour un sondage fiable. Il peut manquer de dégagement environnant. Il peut être placé là où une sonde ne peut atterrir sans toucher un autre filet.
C'est pourquoi l'examen des accès aux tests doit examiner l'état de la carte-assemblée, et pas seulement le schéma.
L'accès aux tests n'est pas le même pour chaque méthode de test
L’une des raisons pour lesquelles les acheteurs négligent l’accès aux tests est que le mot « test » ressemble à une seule activité.
Ce n'est pas.
Différentes méthodes de vérification nécessitent différents types d’accès.
Accès au débogage du banc
Le débogage sur banc est courant dans les premiers prototypes. Les ingénieurs peuvent utiliser un multimètre, un oscilloscope, un analyseur logique, une sonde de courant ou un outil de programmation.
Pour cette étape, les points de test doivent prendre en charge des mesures sûres et reproductibles. Un bon accès n'a pas besoin d'être parfait, mais il devrait réduire autant que possible les risques de sondage sur les broches à pas fin-.
Pour les premiers assemblages de prototypes de PCB, il s'agit souvent du besoin d'accès au test-le plus immédiat.
Accès à la sonde volante
Les tests avec sonde volante peuvent être utiles pour les prototypes et les assemblages de circuits imprimés à faible volume-, car ils ne nécessitent pas de lit de clous dédié-de-fixation. Mais cela nécessite toujours des emplacements de sonde accessibles, un espacement suffisant, des données CAO utilisables, des informations nettes claires et des cibles de test convenues.
Si la configuration laisse trop peu de nœuds accessibles, la couverture des sondes volantes peut être limitée.
Accès aux TIC
Les TIC dépendent davantage de l’accès planifié aux tests. Un montage sur lit de clous-de-exige des points de contact de sonde, un alignement des outils, un support de planche et un dégagement suffisant pour un contact fiable.
Si le tableau est conçu sans tenir compte de l’accès aux TIC, l’ajout ultérieur des TIC peut s’avérer coûteux ou peu pratique. Cela ne signifie pas que chaque prototype a besoin des TIC. Mais si l'on s'attend à ce que le produit évolue vers des volumes de production plus élevés ou une production plus contrôlée, l'accès aux TIC doit être discuté avant que la première mise en page ne soit verrouillée.
Accès FCT
FCT vérifie généralement le comportement au niveau du système : mise sous tension, communication, réponse du micrologiciel, boutons, écrans, capteurs, moteurs, relais, LED ou autres fonctions spécifiques au produit.
FCT ne nécessite peut-être pas l'accès à tous les réseaux, mais il nécessite souvent des points de connexion stables, un accès à la programmation, une simulation de charge, un accès aux connecteurs et une planification des luminaires.
Un prototype qu'un seul ingénieur de conception peut tester, à l'aide d'astuces sur banc, n'est pas prêt pour une FCT reproductible.
Accès à l'inspection AOI et-rayons X
AOI n’a pas besoin d’accès électrique, mais il a besoin de visibilité.
Les joints de soudure, les marques de polarité, les fils à pas fin- et l'orientation des composants doivent être suffisamment visibles pour une inspection lorsque cela est possible. Si une zone critique est masquée par des pièces mécaniques, des composants hauts ou une mauvaise visibilité de l'agencement, l'AOI peut ne pas fournir la confiance attendue par l'acheteur.
L'inspection aux rayons X-est encore différente. Il est souvent utilisé pour les BGA, QFN et autres joints de soudure cachés. La présentation ne fournit pas de point de sonde pour les rayons X-, mais le choix du package, la densité des composants, le blindage et les attentes en matière d'inspection peuvent affecter l'utilité de l'inspection aux rayons X-.
C'est pourquoi l'accès aux tests et à l'inspection doit être examiné ensemble, et non traité comme des sujets déconnectés.
L'accès aux tests doit inclure la contrôlabilité de la carte
L’accès physique n’est qu’une partie de l’histoire.
Une carte doit également être contrôlable pendant le test. En termes simples, l'équipe de test a besoin d'un moyen de mettre la carte dans un état connu.
Cela peut signifier :
alimenter des rails spécifiques en toute sécurité
contrôle de la réinitialisation
accéder aux broches du mode-de démarrage
désactiver ou contrôler le comportement du chien de garde
confirmer la disponibilité de l'horloge
sections d'isolation du circuit
mettre les lignes de communication dans un état stable
éviter les sorties incontrôlées pendant le test
Un point de test sur un rail d'alimentation est utile, mais il ne résout pas tout si la carte ne peut pas être alimentée ou contrôlée de manière prévisible.
Cela est particulièrement important lorsque le prototype comprend plusieurs domaines d'alimentation, appareils programmables, capteurs, moteurs, relais, modules sans fil ou commandes liées à la sécurité. Sans contrôlabilité, l’équipe peut avoir accès aux signaux mais avoir encore du mal à exécuter un test stable.
L'accès aux tests devrait faire partie de l'examen DFM et DFT
L'examen DFM demande si la carte peut être fabriquée de manière fiable.
DFT, ou Design for Testability, demande si la carte peut être testée et vérifiée efficacement.
Dans le vrai travail EMS, les deux sont liés. Une carte facile à assembler mais difficile à tester peut quand même retarder le projet. Une carte qui réussit l'inspection AOI mais ne peut pas prendre en charge la vérification fonctionnelle peut toujours ne pas répondre aux questions d'ingénierie de l'acheteur.
Pour l'assemblage de prototypes de PCB, l'accès aux tests doit être examiné parallèlement :
- espacement des composants
- repères et trous d'outillage
- Considérations sur le pochoir et la pâte à souder
- sélection de forfaits
- emplacement du connecteur
- contour du tableau et panélisation
- marquages de polarité
- méthode de programmation
- emplacement du point de test
- méthode d'inspection
- accès au luminaire ou à la sonde
- étiquettes et documentation des points de test
C’est là que les acheteurs créent parfois leur propre retard. Ils approuvent une configuration compacte parce qu'elle semble propre, mais personne ne vérifie si l'ingénieur de test peut atteindre les signaux importants.
Quelques-blocs de test bien placés peuvent faire gagner plus de temps qu'un calendrier d'assemblage plus rapide.
Ce que les acheteurs doivent vérifier avant l'assemblage du prototype de PCB
Avant de publier des fichiers pour l'assemblage de prototypes de PCB, les acheteurs doivent examiner l'accès aux tests en gardant à l'esprit à la fois l'ingénierie et la fabrication.
1. Identifiez les signaux qui doivent être mesurés
Tous les réseaux n’ont pas besoin d’un tapis de test.
Commencez par les signaux les plus importants lors de l'activation-et de l'isolation des pannes :
- puissance d'entrée
- références au sol
- principaux rails de tension
- activer les épingles
- réinitialiser les lignes
- signaux d'horloge
- lignes de programmation
- interfaces de communication
- sorties du capteur
- signaux de commande du moteur ou du ventilateur
- Lignes de commande LED ou affichage
- signaux de charge et de protection de la batterie
- nœuds critiques spécifiques au produit-
La question n’est pas « Chaque signal peut-il être testé ?
La meilleure question est : « Si cette fonction ne fonctionne pas, pouvons-nous atteindre les signaux nécessaires pour comprendre pourquoi ? »
2. Confirmez la programmation et l'accès au micrologiciel
L'accès au micrologiciel est souvent considéré comme évident jusqu'à l'arrivée des premières cartes.
Avant l'assemblage, confirmez comment le micrologiciel sera chargé et vérifié. La carte utilisera-t-elle un connecteur, des broches pogo-, un connecteur de bord, une interface USB, UART, SWD, JTAG ou une autre méthode ? L'accès est-il toujours utilisable après le montage ? Est-il bloqué par des composants de grande taille, des blindages, des câbles ou de futurs éléments du boîtier ?
Si le chargement du micrologiciel est nécessaire pour chaque prototype, la programmation ne doit pas dépendre d'une solution de contournement fragile.
3. Vérifiez le dégagement de la sonde autour des points de test
Un point de test a besoin de suffisamment d’espace autour de lui.
Vérifiez la hauteur des composants à proximité, la position du connecteur, le blindage, les contraintes mécaniques, le masque de soudure et l'espacement par rapport aux réseaux adjacents. Si la sonde ne peut toucher le tampon que sous un angle dangereux, l'accès est faible.
Ceci est particulièrement important pour les circuits imprimés compacts d'électronique grand public, les cartes de contrôle industrielles et les assemblages de circuits imprimés denses à technologie mixte-où l'espace est limité.
4. Décidez quelle méthode de test le prototype doit prendre en charge
Un prototype n’a pas toujours besoin des TIC.
Mais l’équipe doit encore décider de la méthode de vérification prévue avant l’assemblage. La carte sera-t-elle vérifiée par un test manuel au banc, une sonde volante, un AOI, une inspection aux rayons X-, une programmation plus FCT ou un simple montage personnalisé ?
Différentes réponses conduisent à différentes décisions de mise en page.
Si l'acheteur s'attend à un futur FCT basé sur les TIC ou les appareils-, il est préférable de réserver l'accès le plus tôt possible plutôt que de repenser la conception plus tard.
5. Documentez la carte des points de test et les mesures attendues
Même lorsque des points de test existent, l’équipe de test doit toujours savoir ce que signifie chaque point.
Un package d'accès aux tests utile peut inclure les noms des points de test, les noms des réseaux, les emplacements, le côté de la carte, la tension ou l'état du signal attendu, la méthode de programmation et toute note sur la séquence ou la manipulation.
Il n’est pas nécessaire que cela devienne un document volumineux pour chaque prototype. Mais si l'équipe de test doit procéder à une-ingénierie inverse des points de test de la mise en page lors de la mise en place-, du temps est déjà perdu.
6. Aligner l'accès aux tests avec l'étape suivante
L’accès aux tests prototypes ne doit pas servir uniquement au premier échantillon.
Il doit également prendre en compte ce que l'acheteur s'attend à apprendre avant la construction pilote ou la production à faible volume. Si le prototype est susceptible de passer à une exécution pilote, le plan d'accès du test-doit prendre en compte la répétabilité, la planification des montages et la collecte de données.
Un point de test qui aide un ingénieur à déboguer un prototype est utile.
Un plan d'accès aux tests-qui aide le partenaire EMS à créer un processus de test reproductible est préférable.
Liste de contrôle pour l'examen de l'accès aux tests pratiques
Il ne s’agit pas d’un exercice de paperasse. C'est la courte revue qui empêche la première session de débogage de devenir un jeu de devinettes.
Avant de soumettre des fichiers pour l'assemblage d'un prototype de PCB, les acheteurs peuvent poser ces questions :
- Les principaux rails d'alimentation et points de terre sont-ils faciles d'accès ?
- Le firmware peut-il être chargé sans soudure manuelle ni sondage risqué ?
- Les lignes de réinitialisation, d'horloge, de démarrage et de communication sont-elles accessibles si un débogage est nécessaire ?
- Les points de test sont-ils suffisamment grands et suffisamment espacés pour la méthode de test prévue ?
- Les plots de test sont-ils bloqués par des composants hauts, des connecteurs, des blindages, des dissipateurs thermiques ou des éléments mécaniques ?
- Les signaux importants sont-ils disponibles sur le bon côté du tableau pour le luminaire prévu ?
- L'équipe a-t-elle décidé si un test manuel, une sonde volante, un ICT, un FCT, un AOI ou des rayons X-sont nécessaires ?
- Les repères et les caractéristiques de l'outillage sont-ils adaptés à l'assemblage et à un éventuel montage de test ?
- La visibilité AOI est-elle prise en compte pour les joints de soudure et les marques d'orientation importants ?
- Les joints BGA, QFN ou autres joints cachés sont-ils identifiés pour une éventuelle inspection aux rayons X ?
- La méthode de programmation est-elle claire et reproductible ?
- La carte des points de test est-elle documentée ?
- La carte sera-t-elle toujours testable après des modifications mineures de la disposition ou des contraintes de boîtier ?
- Les exigences de test sont-elles incluses dans le package de construction, et ne sont-elles pas uniquement discutées par e-mail ?
Cette liste de contrôle ne transforme pas chaque prototype en un appareil de test-prêt pour la production. Cela évite simplement que des problèmes d’accès évitables ne se transforment en retards de vérification.
Un cas limite : lorsque des points de test supplémentaires n'en valent pas la peine
L’accès aux tests est important, mais il ne doit pas être ajouté aveuglément.
Certaines cartes très petites, sensibles aux RF-sensibles aux-vitesses, à haute-densité ou à contraintes mécaniques ne peuvent pas accepter de nombreux tampons de test supplémentaires sans-compromis. Des plots supplémentaires peuvent affecter le routage, l'impédance, les fuites, le blindage, l'intégrité du signal ou la taille du produit.
Dans ces cas-là, la solution n’est pas d’imposer des points de test partout.
La meilleure approche consiste à donner la priorité aux accès critiques, à utiliser un micrologiciel de programmation ou de diagnostic le cas échéant, à envisager un accès basé sur des connecteurs, à s'appuyer sur une analyse des limites le cas échéant, ou à planifier une couverture de rayons X et de tests fonctionnels en fonction des contraintes de conception.
Une bonne révision de l’accès aux tests ne consiste pas à ajouter des pads partout. Il s’agit d’ajouter le bon accès aux bons endroits.
Ce que cela signifie pour les acheteurs OEM
L'accès aux tests est facile à ignorer car il n'affecte pas toujours la possibilité d'assembler le PCB.
Mais cela affecte fortement la possibilité de vérifier le prototype.
Pour les acheteurs OEM, le risque n’est pas seulement qu’une carte tombe en panne. Le plus grand risque est que le conseil d’administration donne des commentaires peu clairs. Lorsque l’accès aux tests est difficile, un prototype peut prendre du temps d’ingénierie sans produire de réponse claire.
Cela est important dans le développement électronique actuel, où de nombreuses équipes tentent de raccourcir les cycles de prototype-à-pilote tout en traitant de configurations denses, de composants contraints et d'une validation fonctionnelle plus complexe.
Une construction de prototype plus rapide n'aide pas beaucoup si le chemin de vérification est bloqué.
Avant l'assemblage du prototype de PCB, les acheteurs doivent examiner l'accès aux tests dans le cadre deConception et disposition de circuits imprimés, DFM, DFT et planification des tests et des inspections. Faire cela tôt aide le prototype à répondre à la question pour laquelle il a été construit :
La conception fonctionne-t-elle et l’équipe peut-elle la vérifier avec suffisamment de confiance pour aller de l’avant ?
Conclusion
L'accès aux tests doit être examiné avant l'assemblage du prototype de PCB, car il affecte directement la vitesse de vérification, la qualité du débogage, l'état de préparation des montages et la capacité de l'acheteur à prendre des décisions après l'arrivée des cartes.
Un prototype n'est pas seulement une planche à construire. C'est une carte à tester, mesurer, programmer, inspecter et apprendre.
Lorsque l’accès aux tests est faible, la vérification devient plus lente et moins fiable. Lorsque l'accès aux tests est planifié tôt, le prototype devient plus utile, le partenaire EMS peut préparer la bonne approche d'inspection et de test, et le projet peut évoluer vers une construction pilote avec moins de surprises.
Pour les acheteurs OEM préparant un prototype, STHL peut examiner le projet à partir d'une conception et d'une configuration de PCB,Assemblage de circuits imprimés, etTests et inspectionsperspective avant le devis ou la planification de la production. Envoyez vos fichiers viaDemander un devisou contactez-nous auinfo@pcba-china.com.
