電路設(shè)計(jì)遵循可測(cè)試性設(shè)計(jì)規(guī)程(上)

發(fā)表時(shí)間:2021-03-26 09:05:37 人氣:2672

隨著微型化程度不斷提高,組件和布線技術(shù)也取得巨大發(fā)展,例如 BGA 外殼封裝的高集成度的微型 IC ,以及導(dǎo)體之間的絕緣間距縮小到 0.5mm ,這些僅是其中的兩個(gè)例子。電子組件的布線設(shè)計(jì)方式,對(duì)以后制作流程中的測(cè)試能否很好進(jìn)行,影響越來(lái)越大。下面介紹幾種重要規(guī)則及實(shí)用提示。


通過(guò)遵守一定的規(guī)程( DFT-Design for Testability ,可測(cè)試的設(shè)計(jì)),可以大大減少生產(chǎn)測(cè)試的準(zhǔn)備和實(shí)施費(fèi)用。這些規(guī)程已經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,當(dāng)然,若采用新的生產(chǎn)技術(shù)和組件技術(shù),它們也要相應(yīng)的擴(kuò)展和適應(yīng)。隨著電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸越來(lái)越小,目前出現(xiàn)了兩個(gè)特別引人注目的問(wèn)題?一是可接觸的電路節(jié)點(diǎn)越來(lái)越少;二是像在線測(cè)試( In-Circuit-Test )這些方法的應(yīng)用受到限制。為了解決這些問(wèn)題,可以在電路布局上采取相應(yīng)的措施,采用新的測(cè)試方法和采用創(chuàng)新性適配器解決方案。第二個(gè)問(wèn)題的解決還涉及到使原來(lái)作為獨(dú)立工序使用的測(cè)試系統(tǒng)承擔(dān)附加任務(wù)。這些任務(wù)包括通過(guò)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)存儲(chǔ)器組件進(jìn)行編程或者實(shí)行集成化的元器件自測(cè)試( Built-in Self Test , BIST ,內(nèi)建的自測(cè)試)。將這些步驟轉(zhuǎn)移到測(cè)試系統(tǒng)中去,總起來(lái)看,還是創(chuàng)造了更多的附加價(jià)值。為了順利地實(shí)施這些措施,在產(chǎn)品科研開(kāi)發(fā)階段,就必須有相應(yīng)的考慮。


1 、什么是可測(cè)試性


可測(cè)試性的意義可理解為?測(cè)試工程師可以用盡可能簡(jiǎn)單的方法來(lái)檢測(cè)某種組件的特性,看它能否滿足預(yù)期的功能。簡(jiǎn)單地講就是?


檢測(cè)產(chǎn)品是否符合技術(shù)規(guī)范的方法簡(jiǎn)單化到什幺程度?


編制測(cè)試程序能快到什幺程度?


發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品故障全面化到什幺程度?


接入測(cè)試點(diǎn)的方法簡(jiǎn)單化到什幺程度?


為了達(dá)到良好的可測(cè)試必須考慮機(jī)械方面和電氣方面的設(shè)計(jì)規(guī)程。當(dāng)然,要達(dá)到最佳的可測(cè)試性,需要付出一定代價(jià),但對(duì)整個(gè)工藝流程來(lái)說(shuō),它具有一系列的好處,因此是產(chǎn)品能否成功生產(chǎn)的重要前提。


2 、為什么要發(fā)展測(cè)試友好技術(shù)


過(guò)去,若某一產(chǎn)品在上一測(cè)試點(diǎn)不能測(cè)試,那幺這個(gè)問(wèn)題就被簡(jiǎn)單地推移到直一個(gè)測(cè)試點(diǎn)上去。如果產(chǎn)品缺陷在生產(chǎn)測(cè)試中不能發(fā)現(xiàn),則此缺陷的識(shí)別與診斷也會(huì)簡(jiǎn)單地被推移到功能和系統(tǒng)測(cè)試中去。


相反地,今天人們?cè)噲D盡可能提前發(fā)現(xiàn)缺陷,它的好處不僅僅是成本低,更重要的是今天的產(chǎn)品非常復(fù)雜,某些制造缺陷在功能測(cè)試中可能根本檢查不出來(lái)。例如某些要預(yù)先裝軟件或編程的組件,就存在這樣的問(wèn)題。(如快閃存儲(chǔ)器或 ISPs ? In-System Programmable Devices 系統(tǒng)內(nèi)可編程器件)。這些組件的編程必須在研制開(kāi)發(fā)階段就計(jì)劃好,而測(cè)試系統(tǒng)也必須掌握這種編程。


測(cè)試友好的電路設(shè)計(jì)要費(fèi)一些錢,然而,測(cè)試?yán)щy的電路設(shè)計(jì)費(fèi)的錢會(huì)更多。測(cè)試本身是有成本的,測(cè)試成本隨著測(cè)試級(jí)數(shù)的增加而加大;從在線測(cè)試到功能測(cè)試以及系統(tǒng)測(cè)試,測(cè)試費(fèi)用越來(lái)越大。如果跳過(guò)其中一項(xiàng)測(cè)試,所耗費(fèi)用甚至?xí)蟆R话愕囊?guī)則是每增加一級(jí)測(cè)試費(fèi)用的增加系數(shù)是10 倍。通過(guò)測(cè)試友好的電路設(shè)計(jì),可以及早發(fā)現(xiàn)故障,從而使測(cè)試友好的電路設(shè)計(jì)所費(fèi)的錢迅速地得到補(bǔ)償。


3 、文件資料怎樣影響可測(cè)試性


只有充分利用組件開(kāi)發(fā)中完整的數(shù)據(jù)資料,才有可能編制出能全面發(fā)現(xiàn)故障的測(cè)試程序。在許多情況下,開(kāi)發(fā)部門和測(cè)試部門之間的密切合作是必要的。文件資料對(duì)測(cè)試工程師了解組件功能,制定測(cè)試戰(zhàn)略,有無(wú)可爭(zhēng)議的影響。


為了繞開(kāi)缺乏文件和不甚了解組件功能所產(chǎn)生的問(wèn)題,測(cè)試系統(tǒng)制造商可以依靠軟件工具,這些工具按照隨機(jī)原則自動(dòng)產(chǎn)生測(cè)試模式,或者依靠非矢量相比,非矢量方法只能算作一種權(quán)宜的解決辦法。


測(cè)試前的完整的文件資料包括零件表,電路設(shè)計(jì)圖數(shù)據(jù)(主要是 CAD 數(shù)據(jù))以及有關(guān)務(wù)組件功能的詳細(xì)資料(如數(shù)據(jù)表)。只有掌握了所有信息,才可能編制測(cè)試矢量,定義組件失效樣式或進(jìn)行一定的預(yù)調(diào)整。


某些機(jī)械方面的數(shù)據(jù)也是重要的,例如那些為了檢查組件的焊接是否良好及定位是否所需要的數(shù)據(jù)。最后,對(duì)于可編程的組件,如快閃存儲(chǔ)器, PLD 、 FPGA 等,如果不是在最后安裝時(shí)才編程,是在測(cè)試系統(tǒng)上就應(yīng)編好程序的話,也必須知道各自的編程數(shù)據(jù)??扉W組件的編程數(shù)據(jù)應(yīng)完整無(wú)缺。如快閃芯片含 16Mbit 的數(shù)據(jù),就應(yīng)該可以用到 16Mbit ,這樣可以防止誤解和避免地址沖突。例如,如果用一個(gè) 4Mbit 存儲(chǔ)器向一個(gè)組件僅僅提供 300Kbit 數(shù)據(jù),就可能出現(xiàn)這種情況。當(dāng)然數(shù)據(jù)應(yīng)準(zhǔn)備成流行的標(biāo)準(zhǔn)格式,如 Intel 公司的 Hex 或 Motorola 公司的 S 記錄結(jié)構(gòu)等。大多數(shù)測(cè)試系統(tǒng),只要能夠?qū)扉W或 ISP 組件進(jìn)行編程,是可以解讀這些格式的。前面所提到的許多信息,其中許多也是組件制造所必須的。當(dāng)然,在可制造性和可測(cè)試性之間應(yīng)明確區(qū)別,因?yàn)檫@是完全不同的概念,從而構(gòu)成不同的前提。


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