《可测试性设计》PPT课件

单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,SiO,可测试性设计,上海贝尔有限公司产业化办公室 范泽军,Design for Testability,产业化办公室,一 .可测试性课题的由来,DFT-Design for Testability or Test,可测试性设计,是,可制造性设计,的重要组成之一,DFM,DFA,DFT,（DFM-Design for Manufacturing),SiO,前提,目标,Save TIME,产业化办公室,保证产品故障检测覆盖率完全,使测试点数,使夹具复杂度,COST down,Why,?,SiO,产业化办公室,减少通过设计到生产所需的时间,降低生产成本,最小化设计工程师在生产建立过程中的参与度,增进设计、工业工程和制造方面的合作与联系,降低产品初期及整个生命周期的费用,减少测试时间，消除生产延误,保证更有效的现场诊断与修理,提供更精确到器件和针级的诊断,Benifits,1. 测试作用/目的,2. PCB发展趋势,3. 常见故障类型和比例,4. 确定测试方案的根据,5. 应用,SiO,产业化办公室,二. 测试,测试的作用/目的,：,产业化办公室,SiO,1.,经济上，可避免缺陷的产品交付用户，降低返修 率,减少库存，降低成本，提高顾客满意度。,2.,技术上，及早发现生产工艺问题，促使工艺的不断改进和完善。,以尽可能低的测试成本实现最大的测试覆盖率,必须迅速诊断出损坏的器件及其原因,近年来，生产的潮流正向PCB,小型化发展。成本、空,间缩减、更快的操作速度以及电路的合并是主要原因。,PCB,及其电路的发展趋势,产业化办公室,SiO,PCB,小型化,越来越复杂的电路,放置测试点的空间越来越少,SiO,产业化办公室,利用SMT技术所节省的空间通常用来添加更多的电路，,导致使用更复杂的LSI电路、更大的数据总线、更多的,Fine-pitch 引脚，而用于网路的空间却越来越少。,故障类型及比例,装配过程所造成的故障比例（Opens,Shorts,Missing Part),近九成,。,产业化办公室,SiO,确定测试方案的根据,a.,数量,b.重要性,c.复杂程度/尺寸,d.能承受的预算,e.,应用技术（RT,CPU，模拟，数字,etc.,）,f.产品设计是否遵循可测试性原则,产业化办公室,SiO,SiO,下料机,不合格品分离机,再流焊炉,作业台中间传送机,SMT,贴装机,全自动图象丝网印刷机,上料机,各种功能测试设备,在线测试仪，,边界扫描仪，等等,测试在生产线上的应用,产业化办公室,三. 几种常见的测试技术,1. 制造缺陷测试,- Manufacturing Defect Analyzer,只能针对模拟器件进行简单的装配故障,测试。如电阻、电容、二极管以及三极管等的opens、shorts 、 missing 等。,KTS2000，SCOPION,产业化办公室,SiO,2. 在线测试 - In Circuit Test,ICT,是生产过程测试的最基本的方法，具有很强的,装配故障诊断能力。,a.,针床测试 ：,适用于批量大、种类少，设计已定型的产品。,TESCON，GENRAD，TERADYN,b.,飞针测试 ：,适用于批量小，种类多，尚未成熟的产品。,TAKAYA,产业化办公室,SiO,- PRESS FIXTURE,- Different fixture,for each different,kind of PBA,产业化办公室,SiO,In-Circuit Tester,SiO,产业化办公室,Flying-probe In-Circuit Tester,SiO,专用检测器来检测,专用信号的感应值,需检查引脚的焊盘,加一专用信号,产业化办公室,3. 非向量测试技术 - Vectorless Test,a.,电容耦合测试技术,b.结效应测试技术,c.射频电感测试技术,4.光学检查系统,-,Visual Inspection,a.,自动光学检测(automated optical inspection),b.自动激光三角测量(automated laser triangulation),产业化办公室,SiO,5.,X射线检查 - X-RAY Test,a.X,射线透射法(Transmission X-ray),b.X射线分层法(X-ray Laminography),6.边界扫描技术,- Boundary Scan Test,Normally combined with ICT,产业化办公室,SiO,产业化办公室,SiO,Multi Tester - Vacuum Pump,Combine,IN-CIRCUIT TEST,FUNCTION TEST,7.功能测试 - Functional Test,功能测试定义为输入激励和输出信号测量在电路板上的应用，输出信号同一个期望结果相比较。,产业化办公室,SiO,功能测试,验证功能,功能测试系统应能在设计速度下有效运行,SiO,产业化办公室,-高故障覆盖率,-高可信度,a. 仿真技术可应用程度（生成测试程序）,b.,在有限投入与时间压力下能选择的诊断,策略,设计,的,功能测试系统的前提,SiO,产业化办公室,实现功能测试的方法,a.,直接模拟实际操作,b.通用功能测试商业系统,c.自测试，直接加装诊断电路,缺点：诊断故障的能力有限，通常只能,追踪到电路特定区域的故障，,无法精确到特定元件。,SiO,产业化办公室,1.通用 a.,仿真仪 -,Simulator,b.,逻辑分析仪 -,Logic Analyzer,c.,示波器 -,Oscilloscope,d.,万用表 -,Multi-meter,e.,信号发生器 - Signal Generator,etc.,功能测试的主要辅助测试仪,2.专用 针对不同类型的产品或系统,产业化办公室,SiO,四.,主要测试技术的分析/比较,产业化办公室,SiO,SiO,测试-任何生产过程必不可缺,Can we test it?,Can we build it?,产业化办公室,五.可测试性,定义：,可测试性指是以最简化方法判定电,子产品的电路或器件的性能否达到精,确期望值。,SiO,产业化办公室,SiO,主要内容：,1. 如何更快速地生成测试程序？,2.测试点的可测试性如何？,3.故障覆盖的全面性如何？,产业化办公室,在产品生命周期内（包括构思、设计、生产，售后,服务）如何满足产品性能指标所规定的测试要求？,在产品设计前建立测试方案,在产品设计过程中完善测试方案,产业化办公室,SiO,六.可测试性设计,SiO,产业化办公室,关键词与尺寸换算,1. 定位孔 - Tooling Hole,2. 公差 - Tolerance,3. 夹具 - Fixture,4. 探针 - Probe,1 inch ( 1) = 25.4 mm,1 mil = 0.001 inch,可测试设计需要注意的问题,SiO,定位孔：,对角线相对,公差 +/- 2 mils,直径 +3/-0 mils,孔上不应有金属镀层,离边界距离0.125,Tooling Holes,产业化办公室,定位孔周围需空余的尺寸,a. 采用密封技术ICT的测试夹具： 0.125,b.采用针床技术ICT的测试夹具： 0.375,一块电路板应有2或3个定位孔,SiO,产业化办公室,探针 (Probe),应用表面贴装技术的 PCB，必须使用测试焊盘进行探测。,原因：a.直接探测引脚可能导致引脚的损坏,b.引脚可能被探针顶至焊盘，形成暂时的连通,从经济性和可靠性的角度出发，应尽量选用100 mil的,测试探针（对应35 mil,的测试焊盘）。,50 mil & 75 mil - more expensive, less accuracy,测试点密度应 12 points per square inch。,(8 oz probes),对于高PCB器件（0.2），应给予额外的空间,器件周围0.20范围内不能设置测试焊盘,测试点公差 +/- 2 mils,测试点应均匀分布，以平衡来自测试针的机械力。,测试点应尽量靠近信号发生源，以避免来自其它器件的电,子干扰。,产业化办公室,SiO,测试点,在Vcc,和Ground处放置一些测试点，以确认电力是否均匀分,布。,测试点应有焊锡覆盖或采用抗氧化材料(如金等)。焊锡虽然,会氧化，但可被尖锐的测试针轻易穿透。从而达到良好的电,性接触。,SiO,为网络提供最佳的测试焊盘，最好在底（或波峰）面。,a. 尽量将测试焊盘置于底面，避免使用昂贵的双面夹具。,b. 条件允许的话，测试焊盘应为方形，直径0.035，公差+/- 0.003,保证测试焊盘远离板子边缘至少0.075 (1=25.4mm),0.075 inch,=1. 905mm,Test Pad,产业化办公室,SiO,测试焊盘尺寸最小0.040“，远离邻近焊盘或元件体,至少0. 045,0.040 inch,0.045 inch,Chip,Pad,产业化办公室,Minimum Test Pad Positioning and Size,Ideally 0.100,Dont crowd test pads.,Leave normally 0.018,0.050,0.015,0.035,产业化办公室,SiO,通过使用带有中断的门电路或脉冲发生器，使其具有中断时 钟能力,。,为总线驱动器件提供三态控制。,为探测焊盘提供中断功能。,产业化办公室,SiO,电路设计,如测试要求编程/清除，在Flash Memory上提供编程电压,控制。,为无测试仪接触的元件提供一替代的测试方法。,制定功能测试准则。,制定诊断计划，快速显示或标示出有问题的元件/节点。,SiO,产业化办公室,Oscillator,Oscillator,Enable,Vcc,Test Point,Test Point,产业化办公室,SiO,CLOCKS,a. On-board 时钟要求可被有效的中断,b. 时钟源必须能被测试设备控制,Controlling Time,Enable,Enable,产业化办公室,SiO,外部控制与输出线路不能直接接地或Vcc,Enabling Test,产业化办公室,SiO,复位(Reset)、控制(Control)、激活(Enable)不要一起接,于Vcc上。,测试设备可独立测试各端。,Separate Resets and Enables,产业化办公室,SiO,Power-on,复位电路应能被测试仪驱动，使测试仪能掌握电路状态,SiO,产业化办公室,晶振的Enable端和低通滤波器的Hold端应该分开控制,SiO,产业化办公室,ASICs and PALs,ASIC芯片的复位线和PAL的输出激活应能被测试仪控制，以利于测试仪进行状态设置,SiO,产业化办公室,Dont test too long,某些功率器件不能直接驱动,SiO,产业化办公室,Flash,Flash EPROMS,需特殊测试规范：,a. 测试结束以前不要设置写保护位,b. 不要使用硬件故障插入(Hardware Fault Insertion),这样一来可能导致重编程(re-program),Battery on Board,如果Battery on board需测试，则需另加一跳线(jumper),这是由于难以在电池周围测出短路,。,SiO,产业化办公室,测试系统的设计流程,产品技术的学习与设计思路的理解,测试方案的建立与可行性的论证,测试方案的实施,测试系统的调试,测试方案的优化,SiO,产业化办公室,有经验的测试工程师尽早介入产品开发,是设计良好功能测试系统的坚实基础。,产品的性质、数量，重要性决定建立测试,系统的投入和测试系统的复杂程度。,SiO,产业化办公室,结束语,DFT对于电子设计行业来讲是一个较新的课题，对中国的电子设计领域更是如此。随着它受到越来越多的重视，通过产品研发设计人员与测试设计人员的密切合作，相信电子产品产业化工作一定能够越来越完美,。,