نقل قول

فهرست مطالب

راهنمای کامل نقاط تست PCB: از طراحی تا آزمایش

قبل از اینکه یک برد مدار چاپی (PCB) در مرحله تولید روشن شود، یک سری آزمایش برای بررسی عملکرد آن انجام می‌شود،, نقص مونتاژ, و قابلیت اطمینان PCBها. بهره‌وری این فرآیند به یک عامل طراحی حیاتی متکی است، که ... نقطه تست PCB.
 
سوالی که بسیاری در مورد طراحی‌های PCB با آن مواجه هستند این است: نقطه تست در طراحی PCB دقیقاً چیست؟ اساساً، یک نقطه مسی کوچک، درست مانند یک پد یا ویا، در معرض سطح است تا یک نقطه تماس الکتریکی مستقیم با مدار ایجاد کند. در واقع، یک PCB با طراحی خوب به تعداد خوبی از نقاط تست با فاصله مناسب نیاز دارد. در غیر این صورت، اشکال‌زدایی طرح‌ها یک کابوس وحشتناک خواهد بود، در حالی که اتوماسیون تولید حتی ممکن است غیرممکن شود. در این حالت، این نقاط دسترسی به تکنسین‌ها و ماشین‌های خودکار اجازه می‌دهند ولتاژها را اندازه‌گیری کنند، پیوستگی را بررسی کنند، سیگنال‌ها را تزریق کنند و عملکرد را تأیید کنند.
 
در این آموزش، نگاهی عمیق‌تر به اهمیت، انواع و دستورالعمل‌های نقاط تست PCB خواهیم داشت تا بتوانید طرح‌های خود را برای حداکثر قابلیت تست و کیفیت بهتر آماده کنید.

نقطه تست PCB دقیقاً چیست؟

یک نقطه تست PCB را می‌توان به سادگی به عنوان یک نقطه خاص روی برد مدار چاپی تعریف کرد که برای مهندسان و تکنسین‌ها قابل دسترسی است تا با مدار الکتریکی برای آزمایش و تشخیص ارتباط برقرار کنند.
 
این را به عنوان نوعی “پورت تشخیصی” یا “هدف پروب” در نظر بگیرید. هدف اصلی آن ارائه یک نقطه امن، آسان و قابل اعتماد است که در آن تجهیزات تست می‌توانند تماس الکتریکی برقرار کنند: پروب‌های مولتی‌متر، اسیلوسکوپ‌ها یا وسایل تست خودکار. بدون این نقاط، تکنسین‌ها باید پایه‌های کوچک قطعات یا اتصالات لحیم‌کاری شده را بررسی کنند، که خطرناک است و ممکن است باعث... اتصال کوتاه, ، اجزای آسیب دیده یا اندازه گیری های غیرقابل اعتماد.
 
این نقاط تست در ساخت و اشکال‌زدایی PCB ضروری هستند و به عنوان پلی بین طراحی نظری روی کامپیوتر و برد فیزیکی واقعی عمل می‌کنند. آن‌ها برای اعتبارسنجی عملکرد، ثبت ... اساسی هستند. نقص‌های تولید, و تضمین قابلیت اطمینان درازمدت یک دستگاه الکترونیکی.
نقطه تست PCB چیست؟

چرا نقطه تست برد مدار مهم است؟

طراحی یک برد مدار چاپی نه تنها مسئله کاربردی کردن آن است، بلکه باید آن را قابل ساخت، قابل آزمایش و قابل سرویس نیز کرد. این فلسفه به طور خلاصه توسط اصول طراحی برای آزمایش (DFT) بیان می‌شود که نقش اصلی آن با گنجاندن موارد زیر ایفا می‌شود: نقاط تست در PCB طرح ها.
 
از نمونه‌سازی تا تولید:
  • توسعه و اشکال‌زدایی: توسعه‌دهندگان، هنگام نمونه‌سازی اولیه، به موارد زیر وابسته هستند تست نقطه به نقطه توسط اسیلوسکوپ‌ها و مولتی‌مترها. یک دستگاه که در جای مناسبی قرار داده شده باشد نقطه تست برای گیره اتصال زمین و نقاط سیگنال مناسب به دستیابی سریع و صحیح به این امر کمک می‌کنند.
  • تضمین کیفیت خودکار: وقتی یک برد مدار چاپی (PCB) تولید می‌شود، آزمایش‌کنندگان خودکار، آزمایش‌کنندگان پروب پرنده یا آزمایش‌کنندگان تست درون مدار (ICT) از ... استفاده خواهند کرد. پین تست PCB برای بررسی یا لمس نقاط تست. تستر بررسی می‌کند که آیا اتصال کوتاه، اتصال باز یا مقادیر در هر نقطه روی برد PCB مناسب هستند یا خیر. اندازه نقطه تست PCB باید برای جلوگیری از نتایج تست پوینت جعلی ناشی از پروب ناکافی ایده‌آل باشد.
     
گنجاندن نقاط تست برد مدار مکان‌های روی برد مدار چاپی در مراحل اولیه به شما این امکان را می‌دهد که هرگونه نقصی را که ممکن است وجود داشته باشد، شناسایی کنید، همچنین زمان آزمایش را کاهش داده و بازده تولید را به میزان قابل توجهی افزایش دهید.
پین تست PCB

اشکال فیزیکی نقطه تست در PPCB

این رایج‌ترین نوع است. اینها فقط نواحی مسیِ در معرض دید هستند که معمولاً دایره‌ای یا مربعی شکل بوده و روی سطح PCB قرار دارند. آنها صاف، تولیدشان آسان و برای آزمایش خودکار "تخت ناخن" و حتی کاوش دستی با ابزارهای دستی ایده‌آل هستند. آنها معمولاً توسط ... احاطه شده‌اند. ماسک لحیم کاری فاصله برای اطمینان از تماس الکتریکی خوب.

ویاس‌ها به عنوان نقاط تست

سوراخ‌های سرتاسری آبکاری شده (ویاها) که لایه‌های PCB را به هم متصل می‌کنند، گاهی اوقات به عنوان نقاط تست بالفعل استفاده می‌شوند. اگرچه از دیدگاه طراحی مناسب هستند، اما ایده‌آل نیستند. نوک‌های پروب می‌توانند در سوراخ گیر کنند یا تماس ثابتی برقرار نکنند و نسبت به یک پد اختصاصی، راحت‌تر آسیب ببینند.
 

پین‌های سوراخ‌دار

پین‌های هدر اختصاصی لحیم شده به سوراخ‌های میان‌تنی می‌توان از آنها برای بردهایی که نیاز به آزمایش مکرر یا اتصال قوی‌تری دارند استفاده کرد. این بردها یک پایه فیزیکی قوی ایجاد می‌کنند که گیره‌های سوسماری یا سایر کانکتورها می‌توانند به راحتی به آن متصل شوند، اما هزینه قطعه را افزایش می‌دهند و نیاز به لحیم‌کاری دستی دارند.
 

پست‌های نصب سطحی (SMD)

تخصصی قطعات SMD که روی سطح برد لحیم می‌شوند. آنها به صورت عمودی قرار می‌گیرند و یک هدف عالی و بادوام برای پروب‌ها و فیکسچرهای تست فراهم می‌کنند. آنها بهترین تعادل بین قابلیت اطمینان و سهولت استفاده را بدون هیچ سوراخ کاری ارائه می‌دهند.
 

در طراحی یک برد مدار چاپی، شکل فیزیکی به استراتژی تست بستگی دارد، چه برای تست خودکار با حجم بالا، اعتبارسنجی عملکردی یا اشکال‌زدایی مهندسی باشد. در یک برد مدار چاپی با طراحی خوب، انواع مختلفی از این موارد با هم ترکیب می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که هر سیگنالی که باید نظارت شود به راحتی در دسترس است.

دو نوع اصلی از نقاط تست PCB: ساخت در مقابل مونتاژ

یکی از مفاهیم مهم گنجانده شده در DFT، تشخیص این است که هر دو ساخت و ساز و فرآیندهای مونتاژ به نقاط تست نیاز دارند، و اعمال نوع مناسب در هر مرحله برای حفظ ... بسیار مهم است. تست PCB کم هزینه رویکرد به آزمایش یک برد مدار چاپی (PCB) که کیفیت را فدا نمی‌کند.
 

نقاط تست ساخت (کاوشگر): تأیید برد خالی

چنین نقاط تست برد مدار مستقیماً پس از ساخت PCB خالی استفاده می‌شوند، اما قبل از هر اجزا روی آن لحیم شده‌اند.
 
  • هدف: برای تأیید اینکه آیا PCB بدون نقص است، به طور خاص برای بررسی اتصال کوتاه (پل) بین شبکه‌ها یا باز شدن (شکستگی) در داخل یک شبکه.
  • روش: یک تستر برد لخت، تست پیوستگی را از طریق یک فیکسچر یا پروب‌های پرنده انجام می‌دهد و به شبکه‌ای از نقاط تست ساخت دسترسی پیدا می‌کند.
  • اشکال رایج: معمولاً، نقاط تست PCB کم‌هزینه، اغلب از طریق یا به سادگی در معرض دید قرار می‌گیرند. پدهای مسی متصل به تمام نت‌های روی PCB، درگیر هستند.
 
به طور خلاصه: نقاط تست ساخت، قبل از شروع “نقاشی/مونتاژ”، تضمین می‌کنند که “بوم” بی‌نقص است.
 

نقاط تست مونتاژ (خودکار): اعتبارسنجی برد نصب شده

این‌ها پس از قرار دادن و لحیم‌کاری تمام اجزا، آزمایش می‌شوند. این‌ها برای آزمایش نقطه به نقطه خودکار بسیار مهم هستند.
 
  • هدف: این بخش، مراحل مونتاژ را بررسی می‌کند. بررسی می‌کند که آیا مقادیر قطعه و محل قرارگیری آن صحیح است، آیا لحیم‌کاری به درستی انجام شده است و آیا به دلیل پل‌های لحیم، اتصال کوتاه وجود ندارد یا خیر.
  • روش: تجهیزات تست خودکار (ATE) شامل موارد زیر است آزمایش‌کنندگان کاوشگر پرنده یا تست درون مداری (ICT) سیستم‌هایی که از یک پین تست PCB برای فشار دادن به همه این مکان‌ها و آزمایش مقادیر ولتاژ، مقاومت و ظرفیت خازنی.
  • اشکال رایج:
    • نقاط تست اختصاصی SMD: این ترمینال‌های محکم، دارای کد رنگی هستند و نقطه کاوش مکرر قوی ارائه می‌دهند.
    • نقاط تست نصب سطحی کوچک: کم بازدید نقطه تست SMT نسخه‌ها برای کاربردهایی که نیاز به مشخصات پایین‌تر یا طراحی با چگالی بالا.
    • پدها و ویاس‌های خاص: الگوهای دقیق زمین مسی به اندازه‌ای هستند که توسط تجهیزات خودکار، رابط نقاط تست PCB قابل اعتمادی باشند.
 
به طور خلاصه: نقاط تست مونتاژ برای تضمین همه چیز ضروری هستند اجزا به درستی به ‘بوم’ متصل شده و با هم کار می‌کنند.

مطالعه بیشتر: تفاوت بین SMT و SMD

SMD قطعه‌ای است که در فرآیند SMT استفاده می‌شود و SMT فناوری فرآیند برای مونتاژ قطعات SMD است. 

ترمینال‌های نقطه تست PCB و موارد استفاده آنها

با این حال، همه نقاط تست فقط پدهای مسی لخت نیستند. وقتی یک PCB باید بارها و بارها آزمایش شود، یک طراح ممکن است از یک قطعه تخصصی استفاده کند. ترمینال نقطه تست PCB. این قطعه بسیار کوچک است و مستقیماً به PCB لحیم می‌شود، که منجر به نقطه اتصال بهتر و تکرارپذیرتری برای یک پروب می‌شود.
 
پایانه‌های نقطه تست برای موارد زیر عالی هستند نمونه‌های اولیه جایی که مهندسان نیاز دارند مرتباً به یک سیگنال دسترسی داشته باشند یا با محصولات قابل تعمیر/نگهداری که نیاز به نگهداری منظم دارند. همچنین، ترمینال‌ها کمتر از پدهای لخت دچار فرسودگی می‌شوند، زیرا پدها به سادگی لبه پد مسی را در معرض هر فشاری که اعمال می‌شود قرار می‌دهند. ترمینال‌ها می‌توانند پین‌های فنری مورد استفاده در جیگ‌های تست را بدون هیچ گونه تخریبی بپذیرند.
 
در نهایت، اینکه از یک پد ساده، یک ویا یا یک ترمینال استفاده کنید، به استراتژی تست بستگی دارد. پدهای بدون روکش برای موارد زیر عالی عمل می‌کنند: تولید با حجم بالا تخته‌ها برای پایین نگه داشتن هزینه‌ها؛ با این حال، اگر یک محصول خاص حیاتی باشد یا طول عمر بالایی داشته باشد، استفاده از ترمینال‌های مناسب ممکن است با هزینه‌ای همراه باشد و توجیه‌پذیر باشد. وجه مشترک هر سه گزینه این است که تمیزی تماس الکتریکی را دنبال می‌کنند.
پایانه‌های نقطه تست PCB

افزایش کارایی با نقاط تست کدگذاری شده با رنگ

دقت و نتایج سریع هنگام آزمایش بسیار مهم هستند. نقطه آزمایش با کلید رنگی برای گیره زمین و سیگنال، تفاوت زیادی در صرفه‌جویی در زمان آزمایش و جلوگیری از اشتباهات ایجاد می‌کند.
با پیروی از یک طرح رنگی ثابت، مهندسان و تکنسین‌ها می‌توانند به راحتی سیگنال‌های حیاتی را شناسایی کنند. رویکرد استاندارد به شرح زیر است:
 
رنگ نقطه تست
کاربرد معمول
سیاه
 
اتصال زمین (ایده‌آل برای نقطه تست گیره اتصال زمین)
قرمز
ریل‌های برق +5 ولت یا +12 ولت
زرد
سیگنال‌های ساعت یا مرجع
آبی
سیگنال‌های آنالوگ
سبز
خطوط ارتباطی (UART، I2C و غیره)
 
چنین سیستم بصری، همراه با ویژگی‌های برجسته سیلک اسکرین برچسب‌ها، کمک می‌کنند تا مطمئن شویم که همه افراد هنگام دیدن نقشه تست روی برد، یک چیز را درک می‌کنند و این امر، تست نقطه به نقطه دستی و همچنین خودکار را آسان‌تر می‌کند.
نقاط تست PCB کم هزینه

استانداردها و بهترین شیوه‌های تست نقطه PCB

استانداردهای صنعتی در حفظ قابلیت اطمینان و حتی سازگاری با ... بسیار مهم هستند. تجهیزات تست خودکار یا ATE. سازمان‌ها، از جمله IPC، پارامترهای مشخص مختلفی را در رابطه با قطر پد و فواصل بین آنها ارائه می‌دهند.
 
  • اندازه مهم است: وقتی آزمایش‌کنندگان فناوری اطلاعات و ارتباطات از روش “کاوش در بستر میخ” استفاده می‌کنند، اغلب اندازه نقطه آزمایش PCB بزرگتر، حدود 0.040 اینچ قطر، ترجیح داده می‌شود تا تماس بهتری تضمین شود. وقتی از آزمایشگر پروب پرنده استفاده می‌شود، نقاط آزمایش کوچک نصب سطحی قابل قبول هستند، به شرطی که فضای کافی بین این دو وجود داشته باشد.
 
  • استاندارد کلیدی: IPC-2221 الزامات عمومی مربوط به طرح‌ها، از جمله استانداردهای طراحی نقطه تست را شرح می‌دهد. پیروی از این استاندارد به جلوگیری از طراحی‌های پرهزینه کمک می‌کند، که تضمین می‌کند طرح‌های نقطه تست برد مدار شما در یک محیط تولید مفید هستند.

نتیجه‌گیری

اگرچه به نظر بی‌اهمیت می‌آیند، اما نقاط تست PCB اساساً ستون فقرات کیفیت و همچنین تولید کارآمد هستند. آن‌ها حلقه‌ی اتصال حیاتی بین طرح‌های PCB شما و ‘قلمرو’ تست تضمین کیفیت هستند. درک اهداف دوگانه‌ی نقاط تست ساخت و مونتاژ بسیار مهم است و دستیابی به این هدف با استفاده از نقاط تست PCB کم‌هزینه و ترمینال‌های قوی، در نهایت باعث صرفه‌جویی قابل توجهی در زمان و هزینه شما می‌شود و در عین حال اطمینان حاصل می‌شود که PCBهایی با بالاترین کیفیت تولید می‌کنید.
آماده‌اید تا طراحی PCB خود را برای آزمایش بی‌عیب و نقص بهینه کنید؟
در FS PCBA، متخصصان ما در استراتژی‌های طراحی برای آزمایش (DFT) تخصص دارند و تضمین می‌کنند که بردهای شما نقاط تست برد مدار مناسبی برای اشکال‌زدایی کارآمد و تولید با بازده بالا دارند.
تماس با ما

سوالات متداول (FAQ) درباره نقاط تست PCB

نقاط تست ساخت برای آزمایش PCB خالی و بدون پوشش برای یافتن عیوب تولیدی مانند اتصال کوتاه و باز شدن استفاده می‌شوند. نقاط تست مونتاژ برای آزمایش برد کاملاً مونتاژ شده از نظر عیوب قطعات و لحیم کاری استفاده می‌شوند. در حالی که یک Via گاهی اوقات می‌تواند هر دو هدف را برآورده کند، هر فاز الزامات خاصی برای دسترسی و قابلیت اطمینان دارد.
A نقطه تست PCB مکانی امن و قابل دسترس برای کاوشگر یا ... فراهم می‌کند. پین تست PCB برای برقراری تماس الکتریکی با مدار. این امر امکان اندازه‌گیری ولتاژ، بررسی پیوستگی و تزریق سیگنال را در طول اشکال‌زدایی و آزمایش خودکار فراهم می‌کند.
پدها نواحی مسی هستند که از طریق روزنه‌های پوشش لحیم در معرض دید قرار دارند و برای لحیم‌کاری یا پرابینگ طراحی شده‌اند. ترمینال‌های نقطه تست PCB قطعاتی هستند که برای پرابینگ در مدت زمان طولانی ساخته شده‌اند. آنها بادوام‌تر هستند و برای محیط‌های تولید یا نگهداری مناسب‌ترند.
ایده‌آل اندازه نقطه تست PCB بستگی به روش آزمایش شما دارد. با سازنده PCB و محل مونتاژ خود مشورت کنید. برای آزمایش‌کنندگان Flying Probe، پدهای کوچکتر (0.020″ – 0.030″) ممکن است کافی باشند. برای ICT با حجم بالا، پدهای بزرگتر (0.035″ – 0.045″) برای قرار دادن فیکسچرهای تخت میخ استاندارد هستند.
به‌طورکلی، آزمایش درون‌مداری با وسایل میخ‌کوب دارای پدهایی با قطر حدود 0.9 تا 1.0 میلی‌متر است. برای پروب‌های پرتابی، پدهای کوچک‌تر تا حدود 0.5 میلی‌متر قابل قبول هستند، اما باید در دسترس باشند.
بله، اما آنها به اندازه سایر پدها یا ترمینال‌های اختصاصی قابل اعتماد نیستند. مسیرها (vias) با پوشش محافظ (tented vias) را نمی‌توان به طور قابل اعتمادی بررسی کرد، اما مسیرها (vias) بدون پوشش محافظ گاهی اوقات به عنوان نقاط تست موقت در نمونه‌های اولیه استفاده می‌شوند.
فقط اگر در موقعیت بدی باشند. برای بردهای مدار چاپی پرسرعت، یک پد تست با طراحی ضعیف ممکن است باعث ایجاد ناپیوستگی یا انعکاس امپدانس شود.
نقاط تست با کلید رنگی به مهندس و تکنسین این امکان را می‌دهد که بدون سردرگمی بدانند کدام مکان مورد بررسی قرار خواهد گرفت. به عنوان مثال، نقاط تست برق، زمین و سیگنال ممکن است رنگ‌های خاصی داشته باشند تا هیچ همپوشانی وجود نداشته باشد.

دریافت قیمت

وبلاگ‌های مرتبط