Testovací body pro desky plošných spojů – kompletní průvodce

V moderních elektronických výrobcích se žádný proces testování desek plošných spojů neobejde bez rozumně navržených testovacích bodů pro ověření kvality a funkčnosti obvodu. Inženýři by se při návrhu neměli zaměřit pouze na rozvržení a výkon obvodu, ale měli by také od samého začátku zvážit návrh pro testování. Klíčovým z nich je přidání testovacích bodů pro desky plošných spojů.

Ať už ve fázi vývoje prototypu nebo v hromadné výrobě, testovací body desek plošných spojů jsou důležitými rozhraními pro testování, ladění a kontrolu kvality osazování desek plošných spojů. Pokud neexistují správně uspořádané testovací body SMD, výrobní linka se stane neefektivní, řešení problémů bude komplikovanější a může se také zvýšit riziko nezjištěných chyb.

Tento článek spojí zkušenosti z oboru a komplexně představí roli testovacích bodů pro plošné spoje – zahrne jejich definice, význam, typy, konstrukční specifikace, omezení a osvědčené postupy a pomůže inženýrům dosáhnout spolehlivého testování desek plošných spojů ve všech fázích výroby.

Co je to testovací bod pro desku plošných spojů?

Testovací bod desky plošných spojů (PCB) je speciálně navržená odkrytá měděná oblast na vnější vrstvě desky plošných spojů, která se používá k přímému připojení ke specifické síti v obvodu. Jednoduše řečeno, jedná se o malou plošku, propojku, pokovený průchozí otvor nebo drátovou smyčku, kterou se testovací sondy mohou dotknout desky plošných spojů bez nutnosti úpravy designu nebo odstraňování součástek.

Tyto testovací body desky plošných spojů jsou místa, kde se sondy dotýkají. Technici a automatizovaná zařízení zde mohou měřit napětí a kontrolovat kontinuitu nebo vkládat signály do testovaných desek plošných spojů. Prostřednictvím těchto operací můžeme rychle a spolehlivě ověřit výkon desky plošných spojů v různých fázích výroby a ladění.

Pro zajištění mechanické pevnosti jsou testovací body desek plošných spojů obvykle vyrobeny z fosforového bronzu a často s postříbřeným povlakem pro zlepšení elektrické vodivosti. Pro snadnou identifikaci je mnoho testovacích bodů desek plošných spojů označeno na sítotisku názvem sítě nebo referenčním symbolem, například „GND“ nebo „PWR“.

O PCBasicu

Čas jsou ve vašich projektech peníze – a PCBasic chápe PCBasic je Firma pro montáž desek plošných spojů který pokaždé přináší rychlé a bezchybné výsledky. Náš komplexní Montážní služby PCB zahrnují odbornou technickou podporu v každém kroku, což zajišťuje špičkovou kvalitu každé desky. Jako přední Výrobce sestav plošných spojů, Nabízíme komplexní řešení, které zefektivní váš dodavatelský řetězec. Spolupracujte s naší pokročilou Továrna na prototypy plošných spojů pro rychlé vyřízení a vynikající výsledky, na které se můžete spolehnout.

Proč jsou testovací body pro desky plošných spojů důležité?

Přidání testovacích bodů pro desky plošných spojů (PCB) do návrhu plošných spojů je klíčovým krokem k zajištění plynulého postupu a spolehlivých výsledků testů sestav desek plošných spojů. Bez rozumně navržených testovacích bodů může být mnoho problémů během výrobní fáze přehlédnuto a projeví se až v pozdější fázi výroby. To nejen ztěžuje údržbu, ale také přináší vyšší náklady a rizika.

• Zajistěte funkčnost obvodu: Prostřednictvím testovacích bodů desek plošných spojů lze rychle změřit napájecí kolejnice, zemnící sítě a signálové stopy v různých fázích výroby desky plošných spojů, aby se zajistilo, že tyto klíčové součásti budou správně fungovat během výroby i po ní.

• Zjednodušte ladění a opravy: Pokud dojde k poruše desky plošných spojů, mohou inženýři přímo připojit sondu k testovacím bodům desky plošných spojů a rychle identifikovat příčinu problému, aniž by museli vyjímat součástky nebo přerušovat vodiče. To nejen urychluje odstraňování problémů, ale také snižuje poškození samotné desky plošných spojů.

• Povolit automatizaci: V hromadné výrobě lze správně rozmístěné SMD testovací plošky dokonale sladit s testery v obvodu nebo s přístroji s letícími sondami pro dosažení automatizovaného testování. Díky tomu se zrychluje testování dávkových produktů a zvyšuje se přesnost.

• Snižte náklady a čas: Bez včasné detekce se problémy nemusí projevit, dokud není dokončena celá montáž desky. V tomto bodě jsou náklady na opravy extrémně vysoké a v některých případech může být dokonce nutné celou desku sešrotovat. Identifikací a řešením problémů včas pomocí testovacích bodů lze této situaci účinně předejít, což ušetří mnoho času a nákladů.

• Podpora prototypů a hromadné výroby: Ať už se jedná o malosériový prototyp ve fázi výzkumu a vývoje, nebo o velkosériovou výrobu v továrně, testovací body desek plošných spojů hrají důležitou roli. Při vývoji prototypů pomáhají inženýrům ověřovat konstrukční nápady. Během fáze hromadné výroby zajišťují stabilní a spolehlivý výrobní proces.

Celkově vzato, dobře navržené testovací body na desce plošných spojů mohou zefektivnit testování a ověřování, což nejen pomáhá výrobcům šetřit náklady a čas, ale také zajišťuje výkon a kvalitu desky plošných spojů a v konečném důsledku zvyšuje spokojenost zákazníků.

Typy testovacích bodů PCB

V procesu návrhu a výroby desek plošných spojů se testovací body pro desky plošných spojů obvykle dělí na dva hlavní typy: jedním jsou manuální/sondové testovací body, které usnadňují ruční ladění inženýry, a druhým typem jsou automatizované testovací body připravené pro automatickou kontrolu v hromadné výrobě.

Manuální / sondové testovací body

Ruční měřicí body jsou nejběžnějším typem měřicích bodů, které se používají hlavně ve spojení s ručními měřicími zařízeními, jako jsou multimetry nebo osciloskopy.

Manuální testovací body se obvykle objevují jako malé kontakty, póly nebo drátové smyčky a často jsou označeny na sítotisku (například GND, VCC), aby inženýři nebo technici mohli rychle najít odpovídající signál nebo napájecí vedení.

Manuální testovací body umožňují testerům rychle ověřit napětí, proud a kontinuitu obvodu, a tím určit, zda obvod funguje správně. Jsou velmi běžné při prototypování a opravách desek plošných spojů, protože tyto fáze často vyžadují časté ladění a měření.

Automatizované testovací body

Automatizované testovací body pro desky plošných spojů jsou speciálně navrženy pro strojovou kontrolu. Obvykle se jedná o ploché kontakty, propojovací otvory nebo piny a jejich velikosti jsou kompatibilní s pružinovými sondami v přípravcích nebo systémech s létající jehlou.

Jsou klíčové v automatizovaných metodách testování desek plošných spojů, zejména v:

• Testování holých desek

• In-Circuit Testing (ICT)

• Testování létající sondy (FPT)

Jak navrhnout a umístit testovací body na desce plošných spojů

Správné navržení testovacích bodů desek plošných spojů může zajistit, že budou během testovacího procesu přístupné a spolehlivé.

Obecné pokyny

1. Zkuste umístit všechny testovací body na desce plošných spojů na stejnou stranu desky plošných spojů.

2. Testovací body na desce plošných spojů by měly být rovnoměrně rozmístěny, aby se usnadnilo paralelní testování sond.

3. Neumisťujte měřicí body pod vysoké součástky.

4. V případě potřeby umístěte měřicí body blízko okraje desky plošných spojů, aby se usnadnil kontakt sond.

Doporučené rozměry a rozteče

Integrace CAD nástrojů

Většina moderních CAD nástrojů pro plošné spoje podporuje moduly pro návrh pro testování (DFT):

1. Definujte pravidla (velikost, rozteč, mřížka, dostupné vrstvy).

2. Automaticky vybrat vhodné kontaktní plošky, propojky a piny.

3. Přiřaďte tyto kandidátské body jako testovací body.

4. Pomocí Správce testovacích bodů ověřte, zda rozteč splňuje požadavky.

5. Exportujte soubory testovacích bodů pro následnou výrobu přípravků.

Tento proces návrhu může zajistit, aby testovací body desek plošných spojů splňovaly současně požadavky na návrh i výrobu.

Časté chyby, kterým je třeba se vyhnout

I jednoduché testovací body na deskách plošných spojů mohou selhat, pokud jsou špatně provedeny. Mezi běžné chyby patří:

•  Příliš blízko u sebe umístěných měřicích bodů (<0.1 palce), což způsobuje kolizi sondy.

•  Zapomínám je přiřadit jako testovací body v CADu (samotné kontaktní plošky se nepočítají).

•  Skrytí testovacích plošek pod vysokými nebo stíněnými součástkami.

•  Použití příliš malých kontaktních plošek pro spolehlivý kontakt sondy.

•  Přidávání pahýlů na vysokorychlostních signálech, což způsobuje odrazy.

•  Nadměrné používání testovacích bodů na desce plošných spojů může zvýšit riziko zkratu.

Vyhněte se těmto úskalím pomocí silných výrobních postupů DFT.

Proč investovat do čističky vzduchu?

Přestože jsou testovací body desek plošných spojů malé, hrají při testování desek plošných spojů velmi významnou roli. Umožňují inženýrům rychlý, přesný a spolehlivý přístup k obvodovým sítím a jsou klíčovou součástí moderních metod testování desek plošných spojů, jako jsou ICT a FPT.

Pokud je rozvržení rozumné, je řízena vhodná velikost a návrh pro testovací proces je zkombinován v CADu, lze zajistit maximální efekt testovacích bodů desky plošných spojů. Pokud se lze vyhnout běžným chybám a pochopit jejich omezení, výsledky testů budou lepší.

Ať už se jedná o výrobu prototypů nebo velkovýrobu DFT, testovací body na desce plošných spojů nelze ignorovat. Jsou klíčovými mosty spojujícími návrh s finálním vysoce kvalitním produktem.

Často kladené otázky o testovacích bodech pro desky plošných spojů

Q1: Jakou velikost by měly mít testovací body?

Ideálně 0.050 palce; minimálně 0.035 palce pro spolehlivé snímání.

Q2: Lze jako testovací body použít prostupné otvory nebo otvory?

Ano. Prostupy a průchozí otvory mohou sloužit jako testovací body na desce plošných spojů, pokud jsou v CADu správně přiřazeny.

Otázka 3: ICT vs. FPT – kterou si mám vybrat?

•  IKT: Nejlepší pro hromadnou výrobu, velmi rychlé, ale nákladné přípravky.

•  FPT: Flexibilní, nízkonákladový, pomalejší – ideální pro prototypy.

Q4: Potřebují prototypy testovací body?

Ano. I v malých sériích pomáhají testovací plošky SMD inženýrům rychle ladit a šetřit čas vývoje.

Q5: Jak se vyhnout zkratům mezi testovacími body?

Dodržujte rozteč ≥ 0.1 palce a omezte zbytečné testovací body, abyste snížili riziko náhodných zkratů.