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1、 可测试性设计可测试性设计 上海贝尔有限公司产业化办公室上海贝尔有限公司产业化办公室 范泽军范泽军产业化办公室产业化办公室1优质课件一一 . .可测试性课题的由来可测试性课题的由来DFT-Design for Testability or TestDFT-Design for Testability or TestDFT-Design for Testability or TestDFT-Design for Testability or Test 可测试性设计可测试性设计可测试性设计可测试性设计 是是是是 可制造性设计可制造性设计可制造性设计可制造性设计 的重要组成之一的重要组成之一的重要组
2、成之一的重要组成之一 DFMDFADFT（DFM-Design for Manufacturing)DFM-Design for Manufacturing)DFM-Design for Manufacturing)DFM-Design for Manufacturing)2优质课件前提前提 目标目标 Save TIME产业化办公室产业化办公室保证产品故障检测覆盖率完全保证产品故障检测覆盖率完全使测试点数使测试点数使夹具复杂度使夹具复杂度 COST downWhy ?3优质课件产业化办公室产业化办公室 减少通过设计到生产所需的时间减少通过设计到生产所需的时间 降低生产成本降低生产成本 最小化设
3、计工程师在生产建立过程中的参与度最小化设计工程师在生产建立过程中的参与度 增进设计、工业工程和制造方面的合作与联系增进设计、工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提供更精确到器件和针级的诊断Benifits4优质课件1. 1. 测试作用测试作用/ /目的目的2. PCB2. PCB发展趋势发展趋势3. 3. 常见故障类型和比例常见故障类型和比例4. 4. 确定测试方案的根据确定测试方案的根据5. 5.
4、 应用应用 产业化办公室产业化办公室二二. . 测试测试5优质课件 测试的作用测试的作用/ /目的目的：产业化办公室产业化办公室1.1.经济上，可避免缺陷的产品交付用户，降低返修经济上，可避免缺陷的产品交付用户，降低返修 率率, ,减少库存，降低成本，减少库存，降低成本， 提高顾客满意度。提高顾客满意度。2.2.技术上，及早发现生产工艺问题，促使工艺的不技术上，及早发现生产工艺问题，促使工艺的不断改进和完善。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必须迅速诊断出损坏的器件及其原因6优质课件 近年来，生产的潮
5、流正向近年来，生产的潮流正向PCB小型化发展。成本、空小型化发展。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。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及其电路的发展趋势产业化办公室产业化办公室PCB小型化小型化越来越复杂的电路越来越复杂的电路放置测试点的空间越来越少放置测试点的空间越来越少7优质课件产业化办公室产业化办公室 利用利用SMT技术所节省的空间通常用来添加更多的电路，技术所节省的空间通常用来添加更多的电路，导致使用更复杂的导致使用更复杂的LSI电路、更大的数据总线、更多的电路、更大的数据总线、更多的Fine-pitch 引脚，而用于网路的
6、空间却越来越少。引脚，而用于网路的空间却越来越少。8优质课件故障类型及比例故障类型及比例装配过程所造成的故障比例装配过程所造成的故障比例（Opens,Shorts,Missing Opens,Shorts,Missing Part)Part)近九成近九成。产业化办公室产业化办公室9优质课件确定测试方案的根据确定测试方案的根据a.a.数量数量 b.b.重要性重要性c.c.复杂程度复杂程度/ /尺寸尺寸d.d.能承受的预算能承受的预算 e.e.应用技术（应用技术（RT,CPURT,CPU，模拟，数字模拟，数字, ,etc.etc.）f.f.产品设计是否遵循可测试性原则产品设计是否遵循可测试性原则
7、产业化办公室产业化办公室10优质课件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各种功能测试设备各种功能测试设备各种功能测试设备 在线测试仪，边界扫描仪，等等 测试在生产线上的应用测试在生产线上的应用产业化办公室产业化办公室11优质课件三三. . 几种常见的测试技术几种常见的测试技术1. 1. 制造缺陷测试制造缺陷测试制造缺陷测试制造缺陷测试 - Manufacturing Defect Analyzer- Manufacturing Defect Analyzer只能针对模拟器件进行简单的装配故障只能针对模拟器件进行简单的装配故障测试。如
8、电测试。如电阻、电容、二极管以及三极管等的阻、电容、二极管以及三极管等的opens、shorts 、 missing 等等。KTS2000，SCOPION产业化办公室产业化办公室12优质课件2. 2. 在线测试在线测试在线测试在线测试 - In Circuit Test- In Circuit TestICT是生产过程测试的最基本的方法，具有很强的是生产过程测试的最基本的方法，具有很强的装配故障诊断能力。装配故障诊断能力。 a. 针床测试针床测试 ：适用于批量大、种类少，设计已定型的产品。适用于批量大、种类少，设计已定型的产品。TESCON，GENRAD，TERADYN b.飞针测试飞针测试
9、：适用于批量小，种类多，尚未成熟的产品。适用于批量小，种类多，尚未成熟的产品。TAKAYA产业化办公室产业化办公室13优质课件- PRESS FIXTURE- Different fixture for each different kind of PBA产业化办公室产业化办公室In-Circuit Tester14优质课件产业化办公室产业化办公室 Flying-probe In-Circuit Tester15优质课件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产业化办公室16优质课件3. 3. 3. 3. 非向量测试技术非向量测试技术非向量测试技术非向量测试技术
10、 - Vectorless Test- Vectorless Test- Vectorless Test- Vectorless 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4.4.4.4.光学检查系统光学检查系统光学检查系统光学检查系统 - Visual InspectionVisual Inspectiona.自动光学检测(automated optical inspection)b.自动激光三角测量(automated laser triangulation)产业化办公室产业化办公室17优质课件5. 5. X X射线检查射线检查射线检查射线检查 - - X-RAY
11、 TestX-RAY Test a.X射线透射法(Transmission X-ray) b.X射线分层法(X-ray Laminography)6. 6.边界扫描技术边界扫描技术边界扫描技术边界扫描技术 - Boundary Scan Test- Boundary Scan Test Normally combined with ICTNormally combined with ICT产业化办公室产业化办公室18优质课件产业化办公室产业化办公室Multi Tester - Vacuum Pump Combine IN-CIRCUIT TESTIN-CIRCUIT TESTFUNCTION
12、TESTFUNCTION TEST19优质课件 7. 7.功能测试功能测试功能测试功能测试 - Functional Test- Functional Test 功能测试定义为输入激励和输出信号测量在电路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。板上的应用，输出信号同一个期望结果相比较。 产业化办公室产业化办公室功能测试功能测试验证功能验证功能 功能测试系统应能在设计速度下有效运行功能测试系统应能在设计速度下有效运行20优质课件产业化办公室产业化办公室-高故障覆盖率高故障覆盖率-高可信度高可信度a. 仿真技术可应用程度（生成测试程序）仿真技术可应用程度
13、（生成测试程序） b. 在有限投入与时间压力下能选择的诊断在有限投入与时间压力下能选择的诊断 策略策略设计设计的的功能测试系统的前提功能测试系统的前提21优质课件产业化办公室产业化办公室 实现功能测试的方法实现功能测试的方法 a.直接模拟实际操作直接模拟实际操作 b.通用功能测试商业系统通用功能测试商业系统 c.自测试，直接加装诊断电路自测试，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，追踪到电路特定区域的故障， 无法精确到特定元件。无法精确到特定元件。22优质课件产业化办公室产业化办公室1.通用 a.仿真仪 - Simul
14、ator 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23优质课件产业化办公室产业化办公室四四. .主要测试技术的分析主要测试技术的分析/ /比较比较24优质课件产业化办公室产业化办公室25优质课件 测试测试- -任何生产过程必不可缺任何生产过程必不可缺Can we test it?Can we test it?Can we build it?Can we buil
15、d it?产业化办公室产业化办公室26优质课件五五. .可测试性可测试性定义：定义：可测试性指是以最简化方法判定电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子产品的电路或器件的性能否达到精确期望值。确期望值。产业化办公室产业化办公室27优质课件主要内容：主要内容：1. 1. 如何更快速地生成测试程序？如何更快速地生成测试程序？2.2.测试点的可测试性如何？测试点的可测试性如何？3.3.故障覆盖的全面性如何？故障覆盖的全面性如何？产业化办公室产业化办公室在产品生命周期内（包括构思、设计、生产，售后在产品生命周期内（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
16、试要求？服务）如何满足产品性能指标所规定的测试要求？28优质课件 在产品设计前建立测试方案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在产品设计过程中完善测试方案产业化办公室产业化办公室六六. .可测试性设计可测试性设计29优质课件产业化办公室产业化办公室 关键词与尺寸换算关键词与尺寸换算关键词与尺寸换算关键词与尺寸换算1. 定位孔定位孔 - Tooling Hole2. 公差公差 - Tolerance3. 夹具夹具 - Fixture4. 探针探针 - Probe 1 inch ( 1) = 25.4 mm 1 mil = 0.001 inch可测试设计需要注意的问题可测试设计需
17、要注意的问题30优质课件 定位孔：定位孔：定位孔：定位孔： 对角线相对对角线相对 公差公差 +/- 2 mils 直径直径 +3/-0 mils 孔上不应有金属镀层孔上不应有金属镀层 离边界距离离边界距离0.125Tooling HolesTooling Holes 产业化办公室产业化办公室 定位孔周围需空余的尺寸定位孔周围需空余的尺寸a. 采用密封技术采用密封技术ICT的测试夹具：的测试夹具： 0.125b.采用针床技术采用针床技术ICT的测试夹具：的测试夹具： 0.375一块电路板应有一块电路板应有2 2或或3 3个定位孔个定位孔31优质课件产业化办公室产业化办公室 探针探针探针探针 (P
18、robe)(Probe) 应用表面贴装技术的应用表面贴装技术的 PCB，必须使用测试焊盘进行探测。，必须使用测试焊盘进行探测。 原因：原因： a.直接探测引脚可能导致引脚的损坏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，应尽量选用从经济性和可靠性的角度出发，应尽量选用100 mil的的 测试探针（对应测试探针（对应35 mil的测试焊盘）。的测试焊盘）。 50 mil & 75 mil - more expensive, less accuracy 测试点密度应测试点密度应 12 points pe
19、r square inch。 (8 oz probes) 对于高对于高PCB器件（器件（0.2），应给予额外的空间），应给予额外的空间 器件周围器件周围0.20范围内不能设置测试焊盘范围内不能设置测试焊盘32优质课件 测试点公差测试点公差 +/- 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。子干扰。 产业化办公室产业化办公室 测试点测试点测试点测试点 在在Vcc和和Ground处放置一些测试点，以确认电力是否均匀分处放置一些测
20、试点，以确认电力是否均匀分 布。布。 测试点应有焊锡覆盖或采用抗氧化材料测试点应有焊锡覆盖或采用抗氧化材料(如金等如金等)。焊锡虽然。焊锡虽然 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。性接触。33优质课件 为网络提供最佳的测试焊盘，最好在底（或波峰）面。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。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，直径条件允许的话，测试焊盘应为方形，直径0.035，公差，公差+/- 0.003
21、 保证测试焊盘远离板子边缘至少保证测试焊盘远离板子边缘至少0.075 (1=25.4mm) 0.075 inch=1. 905mmTest Pad产业化办公室产业化办公室34优质课件 测试焊盘尺寸最小测试焊盘尺寸最小0.040“，远离邻近焊盘或元件体，远离邻近焊盘或元件体 至少至少0. 0450.040 inch0.045 inchChipPad产业化办公室产业化办公室35优质课件Minimum Test Pad Positioning and SizeIdeally 0.100Dont crowd test pads.Leave normally 0.0180.0500.0150.035产业
22、化办公室产业化办公室36优质课件通过使用带有中断的门电路或脉冲发生器，使其具有中断通过使用带有中断的门电路或脉冲发生器，使其具有中断时时 钟能力钟能力。为总线驱动器件提供三态控制。为总线驱动器件提供三态控制。为探测焊盘提供中断功能。为探测焊盘提供中断功能。 产业化办公室产业化办公室电路设计电路设计电路设计电路设计37优质课件如测试要求编程如测试要求编程/清除，在清除，在Flash Memory上提供编程电压上提供编程电压控制。控制。为无测试仪接触的元件提供一替代的测试方法。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制
23、定诊断计划，快速显示或标示出有问题的元件/节点。节点。产业化办公室产业化办公室38优质课件OscillatorOscillatorEnableVccTest PointTest Point产业化办公室产业化办公室CLOCKSCLOCKSa. On-board 时钟要求可被有效的中断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时钟源必须能被测试设备控制Controlling Time39优质课件EnableEnable产业化办公室产业化办公室外部控制与输出线路不能直接接地或外部控制与输出线路不能直接接地或VccEnabling Test 40优质课件产业化办公室产业化办公室复位复位(R
24、eset)、控制、控制(Control)、激活、激活(Enable)不要一起接不要一起接于于Vcc上。上。 测试设备可独立测试各端。测试设备可独立测试各端。Separate Resets and Enables41优质课件产业化办公室产业化办公室Power-on复位电路应能被测试仪驱动，使测试仪能掌握电复位电路应能被测试仪驱动，使测试仪能掌握电路状态路状态42优质课件产业化办公室产业化办公室晶振的晶振的Enable端和低通滤波器的端和低通滤波器的Hold端应该分端应该分开控制开控制43优质课件产业化办公室产业化办公室ASICs and PALsASIC芯片的复位线和芯片的复位线和PAL的输出激
25、活应能被测试仪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控制，以利于测试仪进行状态设置44优质课件产业化办公室产业化办公室Dont test too long 某些功率器件不能直接驱动某些功率器件不能直接驱动45优质课件产业化办公室产业化办公室FlashFlash EPROMS需特殊测试规范：需特殊测试规范： a. 测试结束以前不要设置写保护位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不要使用硬件故障插入(Hardware Fault Insertion), 这样一来可能导致重编程这样一来可能导致重编程(re-program)Battery on Board如果如果Ba
26、ttery on board需测试，则需另加一跳线需测试，则需另加一跳线(jumper),这是由这是由于难以在电池周围测出短路于难以在电池周围测出短路。46优质课件产业化办公室产业化办公室测试系统的设计流程测试系统的设计流程测试系统的设计流程测试系统的设计流程产品技术的产品技术的学习与设计学习与设计思路的理解思路的理解测试方案的测试方案的建立与可行建立与可行性的论证性的论证测试方案测试方案的实施的实施测试系统测试系统的调试的调试测试方案测试方案的优化的优化47优质课件产业化办公室产业化办公室有经验的测试工程师尽早介入产品开发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。是
27、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。系统的投入和测试系统的复杂程度。48优质课件产业化办公室产业化办公室结束语结束语 DFTDFTDFTDFT对于电子设计行业来讲是一个较新的对于电子设计行业来讲是一个较新的对于电子设计行业来讲是一个较新的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。课题，对中国的电子设计领域更是如此。课题，对中国的电子设计领域更是如此。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，通过产品研随着它受到越来越多的重视，通过产品研随着它受到越来越多的重视，通过产品研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，发设计人员与测试设计人员的密切合作，发设计人员与测试设计人员的密切合作，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相信电子产品产业化工作一定能够越来越相信电子产品产业化工作一定能够越来越相信电子产品产业化工作一定能够越来越完美完美完美完美。49优质课件
