《可测试性设计》PPT课件.ppt

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1、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

2、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。

3、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

4、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 TestICT是生产过程测试的最基本的方法，具有很强

5、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-Vectorle

6、ss Testa.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 Inspectiona.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

7、办公室,SiO,Multi Tester-Vacuum Pump Combine,IN-CIRCUIT TESTFUNCTION 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

8、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?,

9、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 Hole2.公差-Tolerance3.夹具-Fixture4.探针-Probe 1 inch(1)=2

10、5.4 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：0.125b.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10

11、0 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

12、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

13、 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,T

14、est 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

15、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,FlashFlash 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。,V,