pcb测试点怎么计算
计算 PCB 测试点的数量没有一个单一的、通用的计算公式,因为它高度依赖于设计复杂度、测试策略、测试覆盖率要求和具体的测试方法。不过,可以遵循以下核心逻辑和步骤来确定和估算测试点的数量和位置:
核心逻辑:满足测试覆盖率目标
测试点的根本目的是确保 PCB 能通过特定的测试设备(如 ICT 针床测试仪、飞针测试仪、AOI/功能测试探针等)达到所需的测试覆盖率。覆盖率通常指:
- 电气覆盖率: 测试点覆盖了多少需要验证电气连接的关键网络节点(Net)。例如,要求95%的电气覆盖率。
- 功能覆盖率: 测试点能否支持验证关键功能模块的正常工作(这通常需要特定位置的访问点)。
确定和估算测试点数量的关键步骤和考虑因素:
-
明确测试要求和覆盖率目标:
- 你的产品需要做什么类型的测试?(ICT, FCT, Boundary Scan, AOI, 飞针测试?)
- 客户或内部质量标准要求达到多高的测试覆盖率?(例如:电气覆盖率 ≥ 98%)
- 测试成本和生产批量的考量?(高覆盖率通常需要更多测试点,增加夹具成本,但提高良率和减少维修成本)
-
识别“测试节点”:
- 这是核心输入。需要测试的电气网络节点:
- 所有电源 (
VCC,GND,AVDD,AGND...) - 必须有充足的测试点。 - 所有重要的信号线:时钟、复位、使能、关键数据/地址总线、模拟输入/输出、通信接口 (
UART,I2C,SPI,USB,Ethernet) 等。 - 所有需要连接的关键元器件引脚:连接器引脚、按键、LED、跳线、配置电阻/电容等。
- 边界扫描 (
JTAG) 接口 (TDI,TDO,TCK,TMS,TRST) - 必须有测试点。
- 所有电源 (
- 关键原则: 每个需要独立访问和测量的不同电气网络都需要一个测试点(或通过边界扫描链访问)。
- 注意: 同一个网络(如
GND)可以在板子上放置多个测试点以提高可测性和接触可靠性。
- 这是核心输入。需要测试的电气网络节点:
-
应用“可测性设计”原则:
- 每个 IC 的电源/地引脚: 至少在其附近(最好在去耦电容焊盘上或旁边)放置测试点。高密度 IC 可能无法为每个引脚都设点,但需保证
VCC和GND能被可靠探测。 - 关键信号: 确保关键信号线(特别是输入、输出、三态控制)能被探测。
- 隔离点: 在模拟/数字区域之间、不同电源域之间、需要隔离测试的模块之间放置测试点(有时可能需要 0 欧姆电阻作为隔离点)。
- 测试点位置:
- 优先放置在元件面 (Top Side),其次是焊接面 (Bottom Side)。避免放在大型元件(散热器、电解电容、变压器)下方或太靠近板边。
- 确保测试点周围有足够的空间(通常直径 3mm 以上)供测试探针接触。参考测试夹具制造商的规范。
- 测试点间距足够大(通常 > 1.5mm)以避免探针短路。
- 测试点尺寸与形状:
- 通常使用圆形焊盘作为标准测试点(直径推荐 ≥ 0.8mm - 1.0mm,常见 40mil / 1mm)。
- 确保焊盘表面平整、无阻焊覆盖(Solder Mask Opening),最好裸铜或镀金/锡以保证接触良好。
- 每个 IC 的电源/地引脚: 至少在其附近(最好在去耦电容焊盘上或旁边)放置测试点。高密度 IC 可能无法为每个引脚都设点,但需保证
-
计算“理论”最小测试点数量(近似估算):
- 最基本的要求是:每个需要独立测试的、互不连通的电气网络都需要至少一个可访问的测试点。
- 公式 (近似):
最小测试点数量 ≈ 独立电气网络数量 (Nets)-可通过边界扫描访问的网络数量 - 说明:
独立电气网络数量 (Nets)是你的 PCB 设计软件(如 Altium, KiCad, Cadence Allegro, Mentor Xpedition)统计出来的网络总数。这是起点。- 很多网络可以通过边界扫描 (
JTAG) 链进行访问和控制/观测,这些网络可能不需要额外的物理测试点。需要评估设计中支持边界扫描的器件及其覆盖范围。 - 这个公式得出的是一个理论下限,实际需求通常远大于此,因为:
- 需要冗余点(尤其是
GND)。 - 某些关键网络可能需要多个测试点以隔离测量或提高可靠性。
- 需要测试点来施加激励或测量响应进行功能测试。
- 需要测试点连接到测试设备的资源通道或电源。
- 物理布局限制导致某些网络无法在理想位置放置测试点。
- 需要覆盖电阻、电容、电感等无源元器件的两端。
- 需要冗余点(尤其是
-
考虑测试设备和方法的影响:
- ICT 针床测试: 需要最多、位置最固定的测试点。必须严格遵守夹具商对点间距、位置、尺寸的要求。目标是最大化电气覆盖率。
- 飞针测试: 对测试点固定位置的要求较低,需要的点数通常比 ICT 少很多。飞针可以访问焊盘、过孔甚至某些合适的元器件引脚作为测试点。更注重确保能被飞针探头可靠接触。
- 边界扫描 (
JTAG): 可以显著减少物理测试点需求,但前提是设计中有支持边界扫描的器件(通常是数字 IC)并正确连接了JTAG链。JTAG接口 (TDI,TDO,TCK,TMS,TRST) 仍需物理测试点。 - AOI / 功能测试 (FCT): 通常不需要太密集的测试点,主要用于电源、关键信号、功能接口(按键、LED、连接器)的接入。
-
使用 DFM/DFT 工具和规则检查:
- 现代 PCB 设计软件通常集成了 DFT (Design For Test) 分析工具或规则检查功能。
- 可以设置规则(如最小测试点尺寸、间距、网络覆盖率要求)。
- 软件可以自动或半自动地检查哪些网络缺少测试点,并尝试推荐位置或报告覆盖率。
总结与关键结论:
- 核心是覆盖率: 测试点数量由你的测试覆盖率目标驱动。
- 起点是网络列表: 需要测试的独立电气网络数量是基础参考。
- DFT 原则是指导: 严格遵守可测性设计规则(电源/地、关键信号、隔离点、位置/尺寸)来放置测试点。
- 测试方法决定细节: ICT 要求最严格,需要最多点;飞针和边界扫描可以减点。
- 实际 > 理论: 由于冗余、激励/响应、布局限制、可靠性要求,实际所需的测试点数量通常远大于 PCB 上独特的网络总数。一个好的经验法则是,对于中等复杂度的 ICT 测试,测试点数量可能是网络总数的 1.5 倍至 2.5 倍,甚至更高。
- 尽早沟通: 在设计早期就应定义测试策略和覆盖率要求,并与 PCB 设计师和测试工程师(或夹具供应商)密切沟通。利用软件的 DFT 工具进行检查。
- 数量和位置同等重要: 测试点放错了位置或无法被探针可靠接触,和没有测试点一样糟糕。
简单来说: 逐一对所有需要电气测试的关键网络和关键元器件引脚进行评估,确保它们能通过符合规范的物理测试点被目标测试设备接触到,并最终满足整体测试覆盖率目标。这不是单纯的数学计算,而是工程权衡和规则应用的过程。
11:如何在 Allegro 中添加自定义的测试点 I Allegro PCB 设计小诀窍
背景介绍: 为了对加工后的PCB性能进行测试,我们在进行PCB设计时,通常会在PCB
电路板设计为什么要设置测试点?
对学电子的人来说,在电路板上设置测试点(test point)是在自然不过的事了,可是对学机械的人来说,测试点是什么?
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李伟
2022-02-10 09:32:59
PCB走线中途容性负载反射和接收端容性负载的反射详细说明
很多时候,PCB走线中途会经过过孔、测试点焊盘、短的stub线等,都存在寄生电容,必然对信号造成影响。走线中途的电容对信号的影响要从发射端和接受端两个方面分析,对起点和终点都有影响。
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ah此生不换
2021-01-05 17:02:00
PCB设计的基本原则有哪些详细资料说明
1、热设计: 对温度敏感的器件应该远离热源 对有产热的部分保持足够用于改善的空间 器件不要隔的太紧 2、可测试性原则:合理布置可测试点(引出需要测试
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ah此生不换
2019-11-18 08:00:00
三星SM-G9600整机电路结构图及主要测试点详细数据资料免费下载
本文档的主要内容详细介绍的是SM-G9600整机电路结构图及主要测试点详细数据资料免费下载。
资料下载
gaoxiangru
2019-05-29 08:00:00
不容忽视的PCB测试点,关键时刻可以避免批量事故哦!
** PCB测试点**是啥子?请看下图: 如果你曾经用过NOKIA手机,每次你打开后盖换电池的时候,每次看到的 那两排圆形的点——就是PCB
2024-10-08 06:58:31
EDA教程:在PADS中添加表面型测试点
在PCB设计中,我们经常需要对某些信号线增加一些测试点,以便在产品调试中对其信号进行测试。在PADSLayout(PowerPCB)中添加
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