Was ist ein PCB-Funktionstest?

Zachariah Peterson
|  Erstellt: April 1, 2020  |  Aktualisiert am: December 9, 2020
PCB-Funktionstests und die Rolle der Herstellerzusammenarbeit

Wenn Sie sicher sein möchten, dass Ihre Leiterplatte wie vorgesehen funktioniert, muss sie während des Prototypings, der Serienfertigung und der Nachmontage eine Reihe von Tests bestehen. PCB-Funktionstests umfassen eine Reihe von Tests zur Qualifizierung der Platinenfunktionalität, die alles vom Signalverhalten bis zur Überprüfung auf Kurzschlüsse umfassen. Um einen ordnungsgemäßen Funktionstest zu gewährleisten, müssen Sie sicherstellen, dass Ihr Hersteller die funktionalen Anforderungen Ihres Geräts vollständig versteht.

Leiterlatte, die an verschiedene Kabel angebunden ist
Textvorrichtungen für die Funktionsprüfung von Leiterplatten

Es gibt Zeiten, in denen ein Hersteller Ihr Design ändern muss, um sicherzustellen, dass umfassende PCB-Funktionstests ordnungsgemäß durchgeführt werden können. Zu diesen Entwurfsänderungen gehören das Hinzufügen oder Verschieben von Teststrukturen, das Austauschen oder Verschieben von Komponenten sowie das Festlegen von In-Circuit-Testpunkten in Ihrem Entwurf. Anstatt Konstruktionsdateien hin und her zu senden, können Sie die Konstruktionsqualifizierung beschleunigen und sicherstellen, dass Ihr Hersteller Ihre Testanforderungen versteht, wenn Sie in Echtzeit mit Ihrem Hersteller zusammenarbeiten. Der beste Weg, um diesen Prozess zu implementieren, ist die Verwendung eines cloud-basierten Systems für den Datenzugriff, die gemeinsame Nutzung und die Zusammenarbeit.

Was ist ein PCB-Funktionstest?

Ein PCB-Funktionstest ist ein umfassendes Prüfverfahren, um festzustellen, ob eine hergestellte Leiterplatte das Werk verlassen und an den Kunden versendet werden kann. Ziel ist es, Herstellungsfehler zu identifizieren, die die Zuverlässigkeit, fehlende oder falsche Komponenten und Öffnungen / Kurzschlüsse in Netzen oder Lötverbindungen beeinträchtigen. Ihre nächste Leiterplatte muss während der Herstellung mehrerer solcher Tests bestehen, einschließlich Sichtprüfungen, In-Circuit-Tests (IKT) oder Tests mit fliegenden Sonden und sogar automatisierten oder halbautomatisierten Prüfstandstests.

Unter den verschiedenen Testsätzen, die auf jeder Platine durchgeführt werden können, bieten PCB-Funktionstests die umfassendste Ansicht des Signalverhaltens. Dies geht über das Testen im Stromkreis hinaus, bei dem einzelne Komponenten nach dem Einlöten untersucht werden. Funktionstests liefern die endgültige Entscheidung über die Freigabe oder Nicht-Freigabe einer hergestellten Leiterplatte. Einige Signalprobleme, die bei einem PCB-Funktionstest festgestellt werden können, sind:

  • Probleme mit der Stromintegrität: Übermäßige PDN-Welligkeit während des Betriebs, Niederfrequenzrauschen und übermäßiger Jitter sind einige Beispiele.
  • Signalverzerrung und anderes Verhalten: Übermäßige Signalverzerrung in verschiedenen Netzen, Signalversatz in Bussen und anderes Verhalten in Ihrem Board können festgestellt werden.
  • Falsche Spannung / Strom: Eine falsche Spannung oder ein falscher Strom kann durch das Platzieren einer falschen Komponente, durch eine fehlende Komponente oder durch einen übermäßigen IR-Abfall irgendwo auf der Platine verursacht werden.

Angesichts aller Bereiche, die in einem Funktionstest untersucht werden sollen, müssen für umfassende PCB-Funktionstests eine benutzerdefinierte Testvorrichtung für Ihr Board erstellt werden, die einen hohen Preis haben kann. Die Kosten steigen, wenn Sie mit eingebetteter Software arbeiten, für die möglicherweise ein benutzerdefiniertes Testprogramm geschrieben werden muss. Funktionstests machen sich jedoch bei großvolumigen Fertigungsläufen schnell bezahlt, da sie eine hohe Ausbeute und Qualität gewährleisten

Eine Person sitzt vor einem Laptop und testet eine Leiterplatte mit verschiedenen Werkzeugen, die vor ihr ausgebreitet sind
Reduzieren Sie die Herstellungszeit von Leiterplatten durch Funktionsprüfung von Leiterplatten

Warum ist die Zusammenarbeit mit dem Hersteller so wichtig?

Wenn Sie noch nie eine PCB für umfassende Testbarkeit entworfen haben oder sich nicht sicher sind, ob einige Designoptionen testbar sind, kann Ihr Hersteller eine wichtige Rolle bei der Änderung Ihres Designs vor der Produktion spielen. Die meisten PCB-Designs werden aus verschiedenen Gründen vor der Herstellung zurückgestellt, und einige werden zur Änderung an die Designer zurückgeschickt. Wenn Sie zu Beginn des Designprozesses mit Ihrem Hersteller zusammenarbeiten können, können Sie alle Designänderungen beschleunigen und Ihre Bearbeitungszeit verkürzen. Ihr Ziel sollte es sein, sicherzustellen, dass Ihr Board den DFM-Empfehlungen und Testfunktionen Ihres Herstellers entspricht.

Stellen Sie sicher, dass Ihr Hersteller die folgenden Dienstleistungen erbringt, um schnell zur Herstellung zu gelangen und sicherzustellen, dass Ihre Platine gründlich getestet wurde:

  • Qualifizierte Testingenieure, die kontinuierlich Hardware / Software für Funktionstests, Testvorrichtungen und Teststrukturen entwickeln.
  • Eine Reihe von Testgeräten für PCB-Funktionstests, Flugsonden-Tests, IKT und manuelle Testverfahren nach Bedarf.
  • Einblick in die Lieferkette und Hebelwirkung bei Komponenten- / Laminatherstellern, Großhändlern und Maklern.
  • Zusammenarbeit bei der Testentwicklung für kritische Schaltungsblöcke.
  • Gründliche Dokumentation der Testergebnisse.

Mit den richtigen Tools für die Zusammenarbeit, die in Ihre Konstruktionssoftware integriert sind, kann Ihr Hersteller in jedem dieser Bereiche mit Ihnen zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass Ihre PCB-Testanforderungen klar sind.

Stellen Sie mit Altium 365 eine ordnungsgemäße Funktionsprüfung der PCB sicher

Wenn Designer und Hersteller mit einer cloud-basierten Design- und Datenverwaltungsplattform zusammenarbeiten, haben beide Parteien vollständige Transparenz über alle Designaspekte. Konstrukteure und Hersteller können den Konstruktionsqualifizierungsprozess problemlos durchlaufen und zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass die Anforderungen an die Funktionsprüfung von Leiterplatten verstanden werden und Konstruktionsänderungen die Geräteleistung nicht beeinträchtigen. Dies ist die Art der Zusammenarbeit, die Sie in Altium 365 vorfinden.

Auf diese Funktionen für die Zusammenarbeit können beide Parteien in Altium Designer zugreifen. Jede Partei kann vorgeschlagene Designänderungen hin und her verschieben, ohne auf E-Mail, Chat-Software oder andere veraltete Kommunikationsmethoden zurückgreifen zu müssen. Mit fortschrittlichen Produkten, die präzise mechanische Anforderungen erfüllen, ermöglichen die ECAD / MCAD-Kollaborationsfunktionen in Altium 365 eine Zusammenarbeit in Echtzeit bei der Konstruktion der mechanischen Aspekte eines neuen Produkts.

Screenshot aus Altium 365: Ansicht einer Leiterplatte auf der rechten Seite und Kommentare auf der linken Seite
ECAD / MCAD-Co-Designs für PCB-Funktionstests in Altium 365

Die in Altium 365 integrierten Tools für die Zusammenarbeit sind ideal, um mit Ihrem Hersteller zusammenzuarbeiten, die Transparenz der Lieferkette zu verbessern und genaue PCB-Funktionstests während der Herstellung sicherzustellen. Sie können sicherstellen, dass Ihr Leiterplattenhersteller die Anforderungen Ihres Geräts vollständig versteht und dass Designänderungen die Geräteleistung vor dem Funktionstest nicht ändern. Das Beste daran ist, dass diese Funktionen in den branchenüblichen PCB-Designtools in Altium Designer® verfügbar sind und damit die leistungsstärkste Design- und Produktionsplanungsplattform der Branche bilden.

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Über den Autor / über die Autorin

Über den Autor / über die Autorin

Zachariah Peterson verfügt über einen umfassenden technischen Hintergrund in Wissenschaft und Industrie. Vor seiner Tätigkeit in der Leiterplattenindustrie unterrichtete er an der Portland State University. Er leitete seinen Physik M.S. Forschung zu chemisorptiven Gassensoren und sein Ph.D. Forschung zu Theorie und Stabilität von Zufallslasern. Sein Hintergrund in der wissenschaftlichen Forschung umfasst Themen wie Nanopartikellaser, elektronische und optoelektronische Halbleiterbauelemente, Umweltsysteme und Finanzanalysen. Seine Arbeiten wurden in mehreren Fachzeitschriften und Konferenzberichten veröffentlicht und er hat Hunderte von technischen Blogs zum Thema PCB-Design für eine Reihe von Unternehmen verfasst. Zachariah arbeitet mit anderen Unternehmen der Leiterplattenindustrie zusammen und bietet Design- und Forschungsdienstleistungen an. Er ist Mitglied der IEEE Photonics Society und der American Physical Society.

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