Контрольные точки печатной платы — полное руководство

В современных электронных изделиях ни один процесс тестирования печатных плат не обходится без продуманно спроектированных контрольных точек для проверки качества и функциональности схемы. Инженерам следует не только концентрироваться на топологии и производительности схемы при проектировании, но и учитывать особенности тестирования с самого начала. Ключевым моментом является добавление контрольных точек на печатную плату.

Как на этапе разработки прототипа, так и в процессе массового производства контрольные точки печатных плат играют важную роль в тестировании, отладке и контроле качества сборки печатных плат. Отсутствие правильно организованных контрольных точек SMD-компонентов снижает эффективность производственной линии, усложняет поиск и устранение неисправностей, а также повышает риск необнаруженных ошибок.

В этой статье будет обобщен отраслевой опыт для всестороннего представления роли контрольных точек печатных плат, включая их определения, важность, типы, спецификации проекта, ограничения и передовые практики, помогающие инженерам проводить надежное тестирование печатных плат на всех этапах производства.

Что такое контрольная точка печатной платы?

Контрольная точка печатной платы — это специально разработанная открытая медная область на внешнем слое печатной платы, используемая для прямого подключения к определённой цепи в схеме. Проще говоря, это небольшая контактная площадка, переходное отверстие, металлизированное сквозное отверстие или проволочная петля, через которую тестовые щупы могут контактировать с печатной платой без изменения конструкции или удаления компонентов.

Эти контрольные точки печатной платы представляют собой места контакта щупов. Здесь специалисты и автоматизированное оборудование могут измерять напряжение и проверять целостность цепи, а также подавать сигналы в процессе тестирования печатной платы. Благодаря этим операциям мы можем быстро и надежно проверить работоспособность печатной платы на различных этапах производства и отладки.

Для обеспечения механической прочности контрольные точки печатных плат обычно изготавливаются из фосфористой бронзы и часто имеют посеребренное покрытие для улучшения электропроводности. Кроме того, для удобства идентификации многие контрольные точки печатных плат маркируются на шелкографии названием цепи или условным обозначением, например, «GND» или «PWR».

О PCBasic

Время — деньги в ваших проектах — и PCBasic получает это. PCБазовый  - это компания по сборке печатных плат который обеспечивает быстрые и безупречные результаты каждый раз. Наш комплексный Услуги по сборке печатных плат включают экспертную инженерную поддержку на каждом этапе, гарантируя высочайшее качество каждой платы. Как ведущий производитель сборки печатных плат, мы предлагаем комплексное решение, которое оптимизирует вашу цепочку поставок. Сотрудничайте с нашими передовыми Завод по производству прототипов печатных плат для быстрого выполнения заказов и превосходных результатов, которым вы можете доверять.

Почему так важны контрольные точки печатной платы?

Добавление контрольных точек в проект печатной платы — ключевой шаг для обеспечения бесперебойного процесса и надежных результатов испытаний сборки печатной платы. Без разумного проектирования контрольных точек многие проблемы могут быть упущены из виду на этапе производства и проявиться только на более поздних этапах производства. Это не только затрудняет обслуживание, но и влечет за собой более высокие затраты и риски.

• Обеспечить работоспособность схемы: С помощью контрольных точек печатной платы можно быстро измерить состояние шин питания, цепей заземления и сигнальных дорожек на различных этапах изготовления печатной платы, чтобы убедиться в том, что эти ключевые компоненты могут работать правильно во время и после производства.

• Упростите отладку и ремонт: При неисправности печатной платы инженеры могут напрямую подключить датчик к контрольным точкам на ней, чтобы быстро определить причину проблемы, не снимая компоненты или не обрезая дорожки. Это не только увеличивает скорость поиска неисправностей, но и снижает риск повреждения самой платы.

• Включить автоматизацию: В массовом производстве правильно распределённые контактные площадки SMD-контроллеров могут быть идеально согласованы с внутрисхемными тестерами или установками с летающими пробниками для обеспечения автоматизированного тестирования. Это повышает скорость тестирования серийной продукции и точность.

• Сокращение затрат и времени: Без раннего обнаружения проблемы могут быть обнаружены только после завершения сборки всей платы. На этом этапе стоимость переделки чрезвычайно высока, а в некоторых случаях может даже потребоваться выбраковка всей платы. Заблаговременное выявление и решение проблем с помощью контрольных точек позволяет эффективно избежать подобной ситуации, существенно экономя время и деньги.

• Поддержка прототипов и массового производства: Контрольные точки печатных плат играют важную роль, будь то мелкосерийный прототип на этапе НИОКР или крупносерийное массовое производство на заводе. На этапе разработки прототипа они помогают инженерам проверить конструкторские решения. На этапе массового производства они обеспечивают стабильность и надежность производственного процесса.

В целом, правильно спроектированные контрольные точки на печатной плате могут сделать тестирование и проверку более эффективными, не только помогая производителям экономить время и деньги, но и гарантируя производительность и качество печатной платы, в конечном итоге повышая удовлетворенность клиентов.

Типы контрольных точек печатной платы

В процессе проектирования и производства печатных плат контрольные точки печатных плат обычно делятся на два основных типа: один тип — это ручные/зондовые контрольные точки, которые облегчают ручную отладку инженерами, а другой тип — это автоматизированные контрольные точки, подготовленные для автоматизированной проверки в условиях массового производства.

Ручные/зондовые контрольные точки

Ручные контрольные точки являются наиболее распространенным типом контрольных точек, в основном используемых совместно с портативными контрольными приборами, такими как мультиметры или осциллографы.

Точки ручного тестирования обычно выглядят как небольшие площадки, клеммы или проволочные петли и часто маркируются на шелкографии (например, GND, VCC), чтобы инженерам и техникам было легче быстро находить соответствующую сигнальную или силовую линию.

Ручные контрольные точки позволяют тестировщикам быстро проверить напряжение, ток и целостность цепи, тем самым определяя её исправность. Они широко распространены при прототипировании и ремонте печатных плат, поскольку эти этапы часто требуют отладки и измерений.

Автоматизированные контрольные точки

Автоматизированные контрольные точки печатных плат специально разработаны для машинного контроля. Обычно они представляют собой плоские контактные площадки, переходные отверстия или штырьковые выводы, а их размеры совместимы с подпружиненными щупами в оснастке или системах с летающей иглой.

Они имеют решающее значение в автоматизированных методах тестирования печатных плат, особенно в:

• Тестирование пустых плат

• Внутрисхемное тестирование (ICT)

• Испытания летающих зондов (FPT)

Как проектировать и размещать контрольные точки на печатной плате

Правильное проектирование контрольных точек печатной платы может гарантировать их доступность и надежность в процессе тестирования.

Общие рекомендации

1. Постарайтесь разместить все контрольные точки на печатной плате на одной стороне.

2. Контрольные точки печатной платы должны быть равномерно распределены, чтобы облегчить параллельное тестирование пробниками.

3. Избегайте размещения контрольных точек под высокими компонентами.

4. При необходимости располагайте контрольные точки близко к краю печатной платы, чтобы облегчить контакт щупов.

Рекомендуемые размеры и расстояния

Интеграция инструментов САПР

Большинство современных средств автоматизированного проектирования печатных плат поддерживают модули проектирования для тестирования (DFT):

1. Определите правила (размер, интервал, сетка, доступные слои).

2. Автоматически выбирать соответствующие контактные площадки, переходные отверстия и выводы.

3. Назначьте эти точки-кандидаты в качестве тестовых точек.

4. Используйте диспетчер тестовых точек, чтобы проверить, соответствует ли расстояние требованиям.

5. Экспортируйте файлы контрольных точек для последующего изготовления приспособлений.

Этот процесс проектирования может гарантировать, что контрольные точки печатной платы одновременно соответствуют как проектным, так и производственным требованиям.

Распространенные ошибки, которых следует избегать

Даже простые контрольные точки на печатных платах могут выйти из строя при неправильной реализации. К распространённым ошибкам относятся:

•  Слишком близкое расположение контрольных точек (<0.1 дюйма), приводящее к столкновению датчиков.

•  Забывают назначить их в качестве контрольных точек в САПР (контактные площадки сами по себе не считаются).

•  Скрытие тестовых площадок под высокими или экранированными компонентами.

•  Использование слишком маленьких подушечек для надежного контакта с датчиком.

•  Добавление заглушек на высокоскоростных сигналах, вызывающих отражения.

•  Чрезмерное использование контрольных точек печатной платы может увеличить риск короткого замыкания.

Избегайте этих ловушек, используя надежные методы производства DFT.

Заключение

Несмотря на небольшие размеры контрольных точек печатных плат, они играют очень важную роль в их тестировании. Они позволяют инженерам быстро, точно и надёжно получать доступ к цепям схемы и являются неотъемлемой частью современных методов тестирования печатных плат, таких как ICT и FPT.

При разумной компоновке, контроле соответствующих размеров и интеграции процесса тестирования в САПР можно обеспечить максимальный эффект от контрольных точек печатной платы. Если удастся избежать распространённых ошибок и понять их ограничения, результаты испытаний будут лучше.

Будь то создание прототипов или крупносерийное производство DFT-компонентов, контрольные точки на печатной плате нельзя игнорировать. Они являются ключевыми связующими звеньями между проектом и конечным высококачественным продуктом.

Часто задаваемые вопросы о контрольных точках печатных плат

В1: Какого размера должны быть контрольные точки?

В идеале — 0.050 дюйма; минимум — 0.035 дюйма для надежного зондирования.

В2: Можно ли использовать сквозные или переходные отверстия в качестве контрольных точек?

Да. Сквозные и переходные отверстия могут служить контрольными точками печатной платы при условии их корректного назначения в САПР.

В3: ИКТ или ФПТ — что выбрать?

•  ИКТ: Лучше всего подходит для массового производства, очень быстрые, но дорогие приспособления.

•  FPT: гибкий, недорогой, более медленный — идеально подходит для прототипов.

В4: Нужны ли прототипам контрольные точки?

Да. Даже при небольших партиях SMD-контроллеры помогают инженерам быстро отлаживать компоненты и экономить время разработки.

В5: Как избежать коротких замыканий между контрольными точками?

Поддерживайте зазор ≥0.1 дюйма и ограничьте количество ненужных контрольных точек, чтобы уменьшить вероятность случайных коротких замыканий.