از طراحی تا تولید، همراه پروژه شما
05191620032smdpcb1@gmail.com

دانشنامه SMDPCB

طراحی برد برای تست‌پذیری؛ Test Point و Fixture

مقاله فنی قابل ویرایش با Elementor

DFT (Design for Testability — طراحی برای آزمون‌پذیری) را از شماتیک و Layout شروع کنید؛ Test Point، دسترسی پروب، Boundary Scan، Fixture و Coverage را برای تست سریع و قابل تکرار طراحی کنید.

# طراحی برد برای تست آسان؛ نقاط تست و فیکسچر

پاسخ کوتاه

طراحی برای تست یا DFT یعنی از همان ابتدای طراحی، راه اندازه‌گیری و پیدا کردن خطا را در نظر بگیرید. نقاط تست کافی، جای مناسب اتصال زمین، سوکت برنامه‌ریزی و حالت مخصوص آزمون باعث می‌شوند برد سریع‌تر و ارزان‌تر بررسی شود. اضافه کردن چند پد در آخر کار، جای برنامه‌ریزی درست برای تست را نمی‌گیرد.

طراحی برای تست چه فایده‌ای دارد؟

  • تشخیص سریع Open/Short و قطعه اشتباه
  • اندازه‌گیری Railها و سیگنال‌های کلیدی
  • برنامه‌ریزی و Provisioning امن
  • ایزوله کردن بخش معیوب
  • کاهش زمان اپراتور و تفسیر شخصی
  • ثبت Traceability و نتیجه قابل بازتولید

کدام مسیرها به نقطه تست نیاز دارند؟

  • تمام Power Railها و Ground Referenceها
  • Reset، Boot و Programming Interface
  • Clockهای قابل اندازه‌گیری با روش مناسب
  • Busهای کلیدی با توجه به بار پروب
  • ورودی/خروجی‌های عملکردی
  • نقاطی که Failure Mode مهم را تفکیک می‌کنند

تعداد زیاد بدون Strategy می‌تواند Layout و Signal Integrity را خراب کند. Coverage Matrix تعیین می‌کند هر نقطه چه خطایی را آشکار می‌کند.

اندازه و جای مناسب نقطه تست

اندازه Pad، Pitch، Finish، Mask Opening، Keepout و دسترسی یک‌طرفه/دوطرفه باید با Probe و Fixture مقصد هماهنگ شوند. برای ICT (In-Circuit Test — آزمون درون‌مداری)، Grid و Probe Technology اهمیت دارد. مستندات Altium نیز Ruleهای جدا برای Fabrication و Assembly Testpoint Style/Usage ارائه می‌کند.

Test Point را نزدیک قطعه بلند، لبه Shield، زیر کابل یا محل Coating قرار ندهید مگر Fixture راه‌حل مشخص داشته باشد.

فیکسچر تست عملکردی

Fixture خوب شامل این موارد است:

  • مکانیزم مکان‌یابی تکرارپذیر
  • اتصال ESD (Electrostatic Discharge — تخلیه الکترواستاتیکی)-safe و حفاظت خطا
  • Interlock اپراتور
  • منبع تغذیه با Current Limit
  • اندازه‌گیری کالیبره
  • Connector Cycle Life مناسب
  • Software Version و Log
  • Golden Unit و Self-test

کانکتور محصول برای هزاران چرخه تست طراحی نشده است؛ در صورت تیراژ بالا Connector Saver یا Pogo Interface بررسی شود.

حالت مخصوص تست در مدار

Firmware و Hardware می‌توانند حالت تستی داشته باشند که خروجی‌ها را کنترل، سنسورها را شبیه‌سازی و خطا را کدگذاری کند. دسترسی Debug باید در محصول نهایی از نظر امنیت مدیریت شود. فعال‌سازی ناخواسته Test Mode در میدان یک ریسک محصول است.

تست مرزی و آزمون داخلی دستگاه

برای تراکم بالا و دسترسی فیزیکی کم، JTAG (Joint Test Action Group — گروه اقدام مشترک آزمون)/Boundary Scan یا Built-In Self-Test می‌تواند Coverage را افزایش دهد. این ابزارها جای تمام FCT (Functional Circuit Test — آزمون عملکردی مدار) را نمی‌گیرند و نیازمند معماری، Device Support و Program مناسب‌اند.

مراحل طراحی

  1. Failure Modeها را در معماری تعریف کنید.
  2. روش Test هرکدام را انتخاب کنید.
  3. Test Point Budget و Side دسترسی را تعیین کنید.
  4. Fixture Concept را پیش از قفل مکانیک بسازید.
  5. Rules مربوط به Testpoint را در EDA (Electronic Design Automation — خودکارسازی طراحی الکترونیکی) فعال کنید.
  6. Test Program را هم‌زمان با Prototype توسعه دهید.
  7. Gauge R&R، Repeatability و False Fail را ارزیابی کنید.
  8. Fixture و Software را مانند محصول Version Control کنید.

اشتباهات رایج

  • Test Point بدون Ground نزدیک برای اندازه‌گیری سریع
  • Pad کوچک یا پوشیده از Mask
  • قرار گرفتن Probe زیر قطعه Bottom
  • نبود Current Limit در Power-up
  • Fixture بدون Calibration و Self-test
  • ذخیره‌نکردن Serial/Result/Version
  • وابستگی کامل به اپراتور متخصص

چک‌لیست

  • Coverage Matrix براساس Failure Mode وجود دارد.
  • Power، Ground، Program و I/O (Input/Output — ورودی/خروجی) دسترسی دارند.
  • هندسه Pad با Probe مقصد تأیید شده است.
  • Fixture Concept قبل از Layout Freeze آماده است.
  • Test Mode از نظر امنیت کنترل شده است.
  • Calibration، Logging و Traceability تعریف شده‌اند.
  • Repeatability و False Fail اندازه‌گیری می‌شوند.

منابع