怎樣利用工具管理PCB設(shè)計和測試

各種技術(shù) - 從X射線和光學(xué)檢測到功能性電氣測試 - 已經(jīng)出現(xiàn)，以縮短上市時間并降低測試成本，同時保持徹底的故障覆蓋。每種技術(shù)都有自己的優(yōu)勢：

• 光學(xué)檢測可以驗證零件的零件號和方向。

• X射線檢測可以確定焊點的充分性。

• 在線測試可以單獨測量元件。

• 邊界掃描測試可以評估元件以及互連。

• 功能測試可以測試可能已經(jīng)逃過其他階段的故障，同時確保電路板正常運行。

然而，在PCB上不加選擇地拋出所有這些方法將是一個代價高昂的錯誤。昂貴的資本設(shè)備將重復(fù)彼此的努力，X射線系統(tǒng)和具有邊界掃描功能的測試儀都在尋找相同的焊球問題。您不僅會濫用您的設(shè)備，而且還會不必要地延長測試時間。

有一條經(jīng)驗法則可以指導(dǎo)您最有效地使用檢查和電氣測試系統(tǒng)：在制造過程中盡早部署設(shè)備以捕獲每類故障。例如，不要等到在線測試階段才能確定二極管是否以正確的極性插入;光學(xué)檢測系統(tǒng)可以在PCB經(jīng)過焊料回流之前為您檢查。您可以節(jié)省焊接壞板的成本，并使其經(jīng)歷后續(xù)的光學(xué)和X射線檢測階段;此外，返工不需要熟練的技術(shù)人員去除錯誤焊接的部件。

不幸的是，在具有數(shù)千個節(jié)點和組件的復(fù)雜電路板上，您可能無法看到森林中的樹木。測試二極管方向的合理方法可能會受到眾多其他組件的影響，每個組件都會通過自己的常識解決方案競爭可測試性分析。如需幫助，您可以使用可測試性分析軟件包，它可以幫助您在當(dāng)今復(fù)雜產(chǎn)品所需的大規(guī)模部署常識。一項研究發(fā)現(xiàn)，此類工具可以節(jié)省100萬美元，并且可以在上市后縮短三周（參考文獻(xiàn)1）。

描述PCB

當(dāng)然，這些工具需要描述您可以理解的PCB測試設(shè)計。這通常來自PCB設(shè)計自動化程序的輸入文件，范圍從Allegro到Zuken-CFF。測試公司已經(jīng)采用了這些不同的格式，但是以翻譯工作為代價，您作為PCB測試儀客戶最終會承擔(dān)責(zé)任。正在努力為文件轉(zhuǎn)換提供標(biāo)準(zhǔn)格式。

IPC-Association Connecting Electronics Industries（webstds.ipc.org）于2月份發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GenCAM（www.gencam.org）格式的2.0版本中使用的XML模式中體現(xiàn)了一個這樣的標(biāo)準(zhǔn)。 。根據(jù)該組織發(fā)布的聲明，該目標(biāo)是“單個文件，能夠完整描述印刷電路板，印刷電路板組件，組裝陣列，子面板上的多個組件，電路板制造面板，質(zhì)量 - 評估優(yōu)惠券和裝配/測試裝置?！?GenCAM標(biāo)準(zhǔn)（由GenRad開創(chuàng)，現(xiàn)在是Teradyne的一部分）將有助于在“設(shè)計車間，裸板制造商，裝配廠和測試夾具公司”之間進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸，以保持信息同步并確保最終產(chǎn)品的質(zhì)量“（參考文獻(xiàn)2）。

專有工具評估測試

盡管有標(biāo)準(zhǔn)的好處，但基于標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品在性能和功能方面往往落后于專有工具?；贕enCAM等標(biāo)準(zhǔn)的工具尚未實現(xiàn)專有測試評估工具的功能，包括Agilent Technologies的AwareTest和Teradyne的D2B（Design to Build）軟件系列，這兩者都旨在分發(fā)各種測試和檢測的測試功能。安捷倫的AwareTest在其當(dāng)前的AwareTest xi實施中，旨在分發(fā)Agilent 5DX X射線檢測系統(tǒng)和Agilent 3070在線測試系統(tǒng)（參考文獻(xiàn)3）之間的測試工作。在AwareTest xi的指導(dǎo)下，5DX會在電路板上尋找焊接缺陷;然后，它將5DX程序信息傳輸?shù)?070，執(zhí)行必要的在線測試，以提供全面但非冗余的測試覆蓋范圍。另外兩個安捷倫程序補(bǔ)充了AwareTest xi：OmniNET軟件在電路板布局之前分析CAD數(shù)據(jù)以提出刪除測試探針的建議，Agilent 3070 Access Consultant在布局后執(zhí)行類似的功能。 OmniNET構(gòu)成了設(shè)計和測試工程師之間對話的基礎(chǔ)，幫助他們合作開發(fā)功能性，可測試的PCB。

AwareTest xi預(yù)先假定您已經(jīng)決定將X射線檢測與在線測試結(jié)合起來。您如何知道這是否是您的PCB測試雜務(wù)的最佳解決方案？安捷倫提出了一個簡單的計算：

復(fù)雜性指數(shù)

= [（C + J）/100] * D * M * S

其中

C =元件數(shù)量，

J =焊點數(shù)量，

雙面PCB為S = 1，單面PCB為0.5

高混合物M = 1，低混合組分0.5，

D =每平方英寸接頭數(shù)量的0.01倍。

高復(fù)雜性指數(shù)（125以上），安捷倫建議您將X射線檢測與在線檢測結(jié)合起來;對于中等指數(shù)（介于50和125之間），將X射線或光學(xué)檢測與在線測試相結(jié)合;對于低折射率（小于50），僅使用光學(xué)檢測或在線測試。

6月，泰瑞達(dá)裝配測試部擴(kuò)展其D2B軟件，以支持其Optima自動光學(xué)檢測（AOI）平臺，補(bǔ)充了D2B套件對自動X射線檢測和在線測試的支持。

D2B軟件包含基于Windows的工具，采用開放式架構(gòu)，可讓您以最少的數(shù)據(jù)操作集成測試和檢測平臺高架。 D2B軟件模塊包括以下組件：

• GR Force/A3允許您從30多種CAD設(shè)計格式中獲取數(shù)據(jù)，并為各種測試和檢測設(shè)備生成程序。在變更成本過高之前，它支持設(shè)計周期早期的設(shè)計測試分析。

• GR Force/Strategist分析每個PCB的設(shè)計，模擬生產(chǎn)線路配置，并確定測試和檢測設(shè)備編程的最佳策略。

• GR Force DesignView允許您導(dǎo)入標(biāo)簽HPGL格式的電路板原理圖信息。無論何時選擇組件或信號，其圖形查看器都可以同時更新原理圖和物理信息，從而可以輕松瀏覽復(fù)雜的設(shè)計數(shù)據(jù)。

• D2B Framework允許您修改設(shè)計數(shù)據(jù)和管理零件庫。其數(shù)據(jù)編輯器允許對所有零件編號進(jìn)行通用管理，從而可以輕松實現(xiàn)工程更改并管理新產(chǎn)品介紹。

• D2B GenCAM Viewer允許您查看GenCAM v1.5以圖形格式設(shè)計數(shù)據(jù)文件。它還可以讀取GenCAD和GR Alchemist III文件。

可測試性分析工具可以幫助您實施經(jīng)濟(jì)高效的快速測試策略，其中包含X射線和光學(xué)檢測以及整體PCB測試策略的在線測試部分。安捷倫計劃在年底前推出一款有助于開發(fā)有效功能測試策略的軟件工具。目前，與設(shè)計工程協(xié)同工作仍然是您的工作，以確保充分部署邊界掃描測試功能，并確定您需要什么級別的功能測試來確保PCB質(zhì)量。隨著測試意識軟件工具的成熟，它們將進(jìn)一步集成所有PCB測試選項。